Расчет уровней сигнала на входе и выходе промежуточных усилителей. Определение остаточного затухания заданного канала связи. Расчет мощности боковой полосы частот. Операции равномерного квантования и кодирования в 8-ми разрядном симметричном коде.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения»

(ФГБОУ ВПО РГУПС)

Кафедра "Связь на железнодорожном транспорте"

Контрольная работа

по дисциплине

«Основы построения телекоммуникационных систем и сетей»

Вариант №50

Выполнил: студент заоч. факультета группы МСУ-3-005, шифр 2450

А.Б. Веретющенков

Проверил: профессор, кандидат т.н. В. В. Крухмалёв

Принял: профессор, кандидат т.н. В. В. Крухмалёв

Ростов-на-Дону

2011

Задание №1 (вариант 50)

1. Рассчитать и построить внешнюю диаграмму уровней канала передачи, структурная схема которого приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - К расчету и построению внешней диаграммы уровней

2. Определить мощность, напряжение и абсолютные уровни напряжения и мощности измерительного сигнала на входе 1-го промежуточного усилителя Ус1, если его входное сопротивление равно R вх 1.

3. Определить, во сколько раз мощность сигнала на входе Ус1 меньше мощности сигнала на выходе оконечного оборудования передачи.

4. Рассчитать остаточное затухание канала, если измерительный уровень на его выходе составляет рк вых. Сравните вычисленное значение с номинальным.

0*. На каком из усилительных участков будет внесена наибольшая собственная помеха, если шумовые характеристики всех усилителей одинаковы?

Исходные данные

1. Усиление промежуточных усилителей

S1 = 37 дБ;

S2 = 30 дБ;

S3 = 3 дБ.

2. Измерительный уровень на выходе оконечного оборудования передачи рвых.пер = - 6 дБм.

3. Входное сопротивление усилителя

Rвх.ус1 = 130 Ом.

4. Затухание участков цепи

A1 = 38 дБ;

A2 = 31 дБ;

A3 = 32 дБ;

A4 = 33 дБ.

5. Измерительный уровень на выходе канала

рк вых = -7,1 дБм.

Решение

1. Рассчитаем уровни сигнала на входе и выходе промежуточных усилителей:

рвх.ус1 = рвых.пер - A1 = -6 - 38 = -44 дБ;

рвых.ус1 = рвх. ус1 + S1 = -44 + 37 = -7 дБ;

рвх.ус2 = рвых.ус1 - A2 = -7 - 31 = -38 дБ;

рвых.ус2 = рвх. ус2 + S2 = -38 + 30 = -8 дБ;

рвх.ус3 = рвых.ус2 - A3 = -8 - 32 = -40 дБ;

рвых.ус3 = рвх. ус3 + S3 = -40 + 38 = -2 дБ;

рвх.пр = рвых.ус3 - A4 = -2 - 33 = -35 дБ.

Построим внешнюю диаграмму уровней (рисунок 2):

Рисунок 2 -- Внешняя диаграмма уровней

2. Определим абсолютный уровень напряжения измерительного сигнала на входе 1-го усилителя

Теперь найдём мощность и напряжениеизмерительного сигнала на входе 1-го усилителя

3. Рассчитаем, во сколько раз мощность на входе первого усилителя меньше, чем на выходе оконечного оборудования передачи

4. Остаточное затухание заданного канала связи составляет

Остаточное затухание канала связи соответствует номинальному затуханию в телефонном канале.

5. Так как S3 > S1 > S2, наибольшая собственная помеха будет внесена третьим усилителем.

Задание №2 (вариант 50)

1. Мощность несущей частоты на выходе амплитудного модулятора равна Wн, коэффициент глубины модуляции равен т. Определить мощность боковой полосы частот и показать во сколько раз мощность боковой полосы меньше мощности несущей частоты.

2. Рассчитать и изобразить на оси частот спектральную диаграмму амплитудно-модулированных (АМ) сигнала на выходе схемы, приведенной на рисунке 3, где приняты следующие обозначения: АМ амплитудные модуляторы; ПФ полосовые фильтры, выделяющие соответствующие боковые полосы; F1 = 0,3 кГц и F2 = 3,4 кГц граничные частоты первичного модулирующего сигнала; f01 и f02 несущие частоты первой и второй ступеней преобразования соответственно.

Рисунок 3 - К построению спектральной диаграммы АМ сигнала

3. На вход демодулятора поступает АМ сигнала с одной боковой полосой (АМ ОБП), частотный спектр которого сосредоточен в полосе частот от f1 и f2 (рис.3), где приняты такие обозначения: ДМ демодулятор; ПФ полосовой фильтр.

Определить номинал несущей частоты fн, которая должна быть подана на демодулятор ДМ для того, чтобы на его выходе получился сигнал, занимающий тональный диапазон частот 0,3…3,4 кГц.

Рисунок 4 - К определению номиналов несущих частот

4. Рассчитать и построить спектральную диаграмму группового N-канального сигнала системы передачи с частотным разделением каналов (СП с ЧРК) и передачей амплитудно-модулированного сигнала с одной боковой полосой (АМ ОБП) с эффективно передаваемой полосой частот (ЭППЧ) канала равной 0,3…3,4 кГц. Для передачи используется нижняя боковая полоса частот.

0* Нелинейные искажения в каналах и трактах СП с ЧРК, их оценка. Причины взаимных влияний между каналами в трактах передачи СП с ЧРК.

Исходные данные

1. Мощность несущей на выходе амплитудного модулятора

Wн = 20 мВт.

2. Несущая частота первого преобразования

f01 = 100 кГц.

3. Несущая частота второго преобразования

f01 = 252 кГц.

4. Боковая полоса, выделяемая полосовыми фильтрами

ПФ1 - верхняя;

ПФ2 - нижняя.

5. Границы полосы частот однополосного сигнала, кГц

fн = 14,3 кГц;

fв = 17,4 кГц.

6. Глубина амплитудной модуляции

m = 0,12.

7. Количество каналов СП с ЧРК

N = 7.

8. Верхняя граничная частота спектра группового сигнала

f = 80 кГц.

Решение

1. Мощность боковой полосы частот определим по формуле

Wб = 20 * 0,25 * 0,12 = 0,072 мВт.

Теперь рассчитаем во сколько раз мощность боковой полосы меньше мощности несущей частоты

2. Рассчитаем диапазон частот на выходе АМ1 (при f01 = 100 кГц,

?F. = 0,3 ч 3,4):

НБП-1 = (щ - Щмакс.) ч (щ - Щмин.); (2.1)

НБП-1 = (100 - 3,4) ч (100 - 0,3) = 96,6 ч 99,7;

ВБП-1 = (щ + Щмин.) ч (щ + Щмакс.); (2.2)

ВБП-1 = (100 + 0,3) ч (100 + 3,4) = 100,3 ч 104,7.

Спектральная диаграмма амплитудно-модулированного (АМ) сигнала после первого преобразования изображена на рисунке 5. Соглано заданию ПФ1 выделяет верхнюю боковю полосу.



Рисунок 5 - Спектральная диаграмма АМ сигнала после первого преобразования

Рассчитаем диапазон частот на выходе АМ2 (при f02 = 252 кГц)

НБП-1 = (щ - Щмакс.) ч (щ - Щмин.);

НБП-1 = (252 - 103,4) ч (252 - 100,3) = 148,6 ч 151,7;

ВБП-1 = (щ + Щмин.) ч (щ + Щмакс.);

ВБП-1 = (252 + 100,3) ч (252 + 103,4) = 352,3 ч 355,4.

Спектральная диаграмма амплитудно-модулированного (АМ) сигнала после второго преобразования изображена на рисунке 6. Соглано заданию ПФ2 выделяет нижнюю боковю полосу.

Рисунок 6 - Спектральная диаграмма АМ сигнала после второго преобразования

3. Рассчитаем номинал несущей частоты fн, которая должна быть подана на демодулятор ДМ для того, чтобы на его выходе получился сигнал, занимающий тональный диапазон частот ?fПФ = 0,3…3,4 кГц (при ?fАМ ОБП = 14,3…17,4 кГц). Согласно рисунку 4 сигнал на ПФ совпадает по фазе с сигналом на входе демодулятора (не инвертирован), тогда

fн = ?fАМ ОБП мин. - ?fПФ мин. = ?fАМ ОБП макс. - ?fПФ макс.;

fн = 14,3 -0,3 = 14 кГц.

4. Требуется сформировать групповой 7-ми канальный сигнал в СП с ЧРК, используюя для передачи НББ, верхняя граничная частота спектра группового сигнала составляет f = 80 кГц. Рассчитаем частоты несущих колебаний, учитывая, что исходный сигнал имеет спектр с ЭППЧ, равной

?f = 0,3…3,4 4 кГц;

Тогда

fн1 = 80 - 4*6 = 56 кГц;

fн2 = 80 - 4*5 = 60 кГц;

fн3 = 80 - 4*4 = 64 кГц;

fн4 = 80 - 4*3 = 68 кГц;

fн5 = 80 - 4*2 = 72 кГц;

fн6 = 80 - 4*1 = 76 кГц;

fн7 = 80 - 4*0 = 80 кГц.

Используя (2.1) и (2.2) получаем

НБП-1 = (56 - 3,4) ч (56 - 0,3) = 51,6 ч 55,7;

ВБП-1 = (56 + 0,3) ч (56 + 3,4) = 56,3 ч 59,4.

НБП-2 = (60 - 3,4) ч (...