Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

по дисциплине ОП03 Теория электросвязи

для студентов специальности 11.02.10 Радиосвязь, радиовещание и телевидение

Разработчики – педагоги ГБПОУ РК СКР:

- Степанов Андрей Юрьевич ______________

г.Симферополь

2016 г.


Содержание.

Объяснительная записка
Практическая работа №1
Графоаналитический способ определения коэффициентов ряда Фурье.
Практическая работа №2
Расчет энергетических и временных черт непрерывной последовательности импульсов
Практическая работа №3
Расчёт разрядности кода цифрового Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала сигнала
Практическая работа №4
Расчет прохождения детерминированного сигнала через нелинейную цепь
Практическая работа №5
Расчет и построение кода Шеннона-Фано
Практическая работа №6
Расчет и построение кода Хаффмана
Практическая работа №7
Сжатие инфы по методу Хэмминга
Практическая работа №8
Декодирование инфы по методу Хэмминга
Аспекты оценивания выполнения лабораторно-практических работ

Объяснительная записка

Методические указания к Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала практическим(лабораторным) работам по дисциплинеОП03 «Теория электросвязи» созданы для студентов по специальности 11.02.01 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение»

Цель методических указаний: оказание помощи студентам в выполнении практических(лабораторных) работ по дисциплине «Теория электросвязи».

Истинные методические указания содержат практические(лабораторные) работы, которые позволят студентам закрепить теорию по более сложным разделам дисциплины (МДК) и ориентированы Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала на формирование последующих компетенций:

ОК 1. Осознавать суть и социальную значимость собственной будущей профессии, проявлять к ней устойчивый энтузиазм.

ОК 2. Организовывать свою деятельность, определять способы и методы выполнения проф задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Решать препядствия, оценивать опасности и принимать решения в необычных ситуациях.

ОК 4. Производить поиск Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала, анализ и оценку инфы, нужной для постановки и решения проф задач, проф и личного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования проф деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, обеспечивать ее объединение, отлично разговаривать с сотрудниками, управлением, потребителями.

ОК 7. Ставить цели, мотивировать деятельность подчиненных, организовывать и Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала держать под контролем их работу с принятием на себя ответственности за итог выполнения заданий.

ОК 8. Без помощи других определять задачки проф и личного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать увеличение квалификации.

ОК 9. Быть готовым к смене технологий в проф деятельности.

ПК 1.1. Делать установка и первичную установку оборудования систем радиосвязи и вещания.

ПК Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала 1.2. Делать установка и создавать настройку сетей абонентского доступа на базе систем радиосвязи и вещания.

ПК 1.4. Делать регламентно-технические работы по обслуживанию оборудования радиосвязи и вещания.

В итоге выполнения практических работ по дисциплине «Теория электросвязи» студенты должны:

у1 - использовать главные законы теории электронных цепей, учесть на практике характеристики цепей с распределенными Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала параметрами и нелинейных электронных цепей;

у2 - различать непрерывные (аналоговые) и дискретные (цифровые) сигналы, рассчитывать их характеристики;

з1 - систематизацию каналов и линий связи, видов сигналов и их спектров;

з2 - виды нелинейных преобразований сигналов в каналах связи;

з3 - кодирование сигналов и преобразование частоты;

з4 - виды модуляции в аналоговых и цифровых Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала системах радиосвязи;

з5 - принципы помехоустойчивого кодировки, виды кодов, их исправляющая способность

Описание каждой практической работы содержит: тему, цели работы, порядок выполнения работы, а так же список контрольных вопросов. Для получения дополнительной, более подробной инфы по изучаемым вопросам, приведено учебно-методическое и информационное обеспечение.


Практическая работа №1

Тема: Графо-аналитический способ определения коэффициентов Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала ряда Фурье

Цель работы: По данному графическому изображению повторяющейся функции научиться, используя графо-аналитический способ, определять коэффициенты ряда Фурье

Теоретические сведения

Всякую повторяющуюся несинусоидальную функцию можно выразить как:

Y=A0+B1sinwt+B2sin2wt+B3sin3wt+…+Bksinkwt+C1coswt+C2cos2wt+C3cos3w+…+Ckcoskwt, (1)

Где А0- неизменная составляющая,

Вк, Ск- коэффициенты ряда Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала Фурье.

Коэффициенты ряда Фурье определяются с помощью последующих формул:

2p

A0=1/2pò y dwt; (2)

2p

Bk=1/pòy sinkwt dwt; (3)

2p

Ck=1/pòy coskwt dwt; (4)

Коэффициенты ряда (1) можно найти графо- аналитическим способом, который дает приближенные значения коэффициентов, но является более общим, потому что не просит аналитического разлагаемой в ряд функции.

Повторяющаяся кривая вычерчивается на графике (набросок Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала 1). В протяжении отрезка, соответственного периоду, на равных расстояниях Dwt друг от друга проводятся ординаты кривой.

Коэффициент А0- неизменная составляющая- определяется приближенным выражением:

m

A0=(Sy)/m, (5)

где Sу- алгебраическая сумма всех ординат, взятая за период; m- число ординат.

Выражение (5) следует из основного (2):

2p m m m

A0=1/2pò y dwt » 1/2pSyDwt =(Dwt Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала Sy)/2p =( Sy)/m, (6)

0 1 1 1

потому что Dwt =2p/m .

Итог определения А0 тем поточнее, чем меньше будет взят интервал Dwt меж ординатами.

Аналогично определяются коэффициенты Вк и Ск на основании выражений (3) и (4):

2p 1

Bk=1/pòy sinkwt dwt » 2/mSy sinkwt, (7)

0 m

2p 1

Ck=1/pòy coskwt dwt » 2/mSy coskwt, (8)

0 m

Набросок 1. К определению коэффициентов ряда Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала графическим способом

Порядок выполнения работы

  1. Согласно таблице вариантов выписать начальные данные согласно данному варианту.
  2. Перерисовать данный график в масштабе комфортном для предстоящего разбития на 12 равных частей (см. Набросок 1).
  3. Разбить нарисованный график на 12 равных частей при всем этом следует подразумевать, что одна часть соответствует углу равному p/6 (30°).

  1. Для удобства расчёта Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала составить таблицу:
№ ординаты i, A wt, град sinwt coswt i sinwt i coswt
Cумма

  1. Согласно разбиению графика и избранного масштаба заполнить в вышеприведенной таблице первую и вторую графу (i, A и wt, град).
  2. Вычислить и заполнить оставшиеся графы таблицы.
  3. Согласно формулам (7) и (8) найти коэффициенты В1 и С1, а по формуле Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала (6) постоянную составляющую А0.
  4. Аналогичным образом высчитать коэффициенты В2, В3 и С2, С3 для 2-ой и 3-ей гармоники (соответствуют частотам 2wt и 3wt).
  5. Результатом вычислений коэффициентов будет представление данного графика в виде:

Y=A0+B1sinwt+C1coswt+B2sin2wt+C2cos2wt +B3sin3wt+ C3cos3wt,

  1. По данным практической работы прийти к выводу Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала о приобретенном ряде Фурье.

Содержание отчета о выполнении практической работы

    1. Нарисованный график в применимом для расчета масштабе.
    2. Хорошо составленная таблица для вычисления коэффициентов ряда Фурье.
    3. Приведенный расчет коэффициентов ряда Фурье согласно составленной таблицы.
    4. Окончательный аналитический вид ряда Фурье данного графика.
    5. Вывод о проделанной работе


Практическая работа №2.

Тема : Расчет энергетических и Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала временных черт непрерывной последовательности импульсов .

Цель: Приобрести способности построения и расчета характеристик импульсного сигнала.

Порядок выполнения работы

1. Зарисовать форму последовательности импульсов для скважности равной 1.5; 2; 5; 8 ;10.

2. Рассчитать среднюю мощность по формуле

Pcp= (E2*τи)/ Т, где

Е- амплитуда импульса(В), τи- продолжительность импульса (сек), Т- период повторения(сек) . Принять Е=2V

3. Отыскать зависимость величины мощности от скважности Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала на различных частотах.

4. Результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1.

Скважность N Период следования Т,(сек) Продолжительность имп-са τи(сек) Средняя мощность Pcp Период следования Т,(сек) Продолжительность имп-са τи(сек) Средняя мощность Pcp Период следования Т,(сек) Продолжительность имп-са τи(сек) Средняя мощность Pcp
1.5 10-8 10-6 10-3
10-8 10-6 10-3
10-8 10-6 10-3
10-8 10-6 10-3
10-8 10-6 10-3

5. Выстроить Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала график зависимости Pcp=f(N) для различных периодов следования.

Контрольные работы

1. Что такое скважность?

2. Что такое коэффициент наполнения?

3. Связь меж скважностью и коэффициентом наполнения?

4. Как меняется мощность при изменении скважности и частоты?


Практическая работа №3

Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала

Цель: По данной МЕТОДИКЕ НАУЧИТЬСЯ ОПРЕДЕЛЯТЬ ШАГ КВАНТОВАНИЯ и разрядность кода Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала.

Теоретические сведения

По чертам зависимо от области определения и области вероятных значений функции различают последующие виды сигналов (рис. 1.)

Сигналы первого вида (рис. 1 а), именуемые непрерывными, задаются на конечном либо нескончаемом временном интервале и могут принимать любые значения в неком спектре. Примером является сигнал на выходе микрофона. Такие сигналы нередко именуются аналоговыми.

Сигналы второго Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала вида - непрерывные по уровню и дискретные по времени (рис. 1 б). Дискретизация по времени обычно производится методом взятия отсчетов непрерывной по времени функции U(t) в определенные дискретные моменты времени ti,i =1,2,.... В итоге непрерывную функцию U(t) подменяют совокупой моментальных значений U(ti),i =1,2,.... Дискретизация по времени лежит в базе Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала всех видов импульсной модуляции.

Интервал дискретизации данного сигнала по времени определяется на базе аксиомы Котельникова по неравенству:

(1)

где - верхнее значение частоты диапазона сигнала. (Гц.)

Дискретизация значений непрерывной функции U(t) по уровню именуется амплитудным квантованием. В итоге квантования непрерывный сигнал заменяется ступенчатой функцией. Шаг квантования ∆U (расстояние меж 2-мя Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала примыкающими разрешенными уровнями) может быть, как неизменным, так и переменным. Его обычно выбирают из критерий обеспечения требуемой точности восстановления непрерывного сигнала из квантованного.

Разрядность кодов определяется исходя из динамического спектра квантуемых по уровню импульсных отсчётов. При всем этом в качестве верхней границы динамического спектра принимается напряжение наибольшего по амплитуде отсчёта Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала. Нижняя граница спектра

(B), (1)

где К- коэффициент усиления (согласно заданию).

Для самого малого по амплитуде импульсного отсчета задается соотношение моментальной мощности сигнала и мощности шума квантования:

, (2)

где: PШ.КВ - мощность шумов квантования при размерной шкале квантования, Вт.

Понятно, что:

, (3)

где: D - шаг шкалы квантования.

В свою очередь Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала:

, (4)

где: D - шаг шкалы квантования;

nКВ – число уровней квантования;

UMAX – верхняя граница динамического спектра, В.

С учетом этого:

, (5)

где: nКВ – число уровней квантования;

UMIN – нижняя граница динамического спектра, В;

UMAX – верхняя граница динамического спектра, В.

Из (3.6) получаем:

, (6)

Понятно, что при использовании двоичного кодировки число кодовых композиций, равное числу уровней квантования, определяется выражением Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала:

, (7)

где: m – разрядность кодовых композиций.

Отсюда:

. (8)

Продолжительность простого кодового импульса определяется исходя из интервала дискретизации и разрядности кода по выражению

,с. (9)

Порядок выполнения работы

  1. Выписать данные согласно варианта из таблицы 2
  2. Найти верхнее значение частоты диапазона сигнала Высчитать интервал дискретизации по уравнению 1
  3. Нарисовать график дискретизированного во времени сигнала. Форму графика взять Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала из примера либо свободную.В момент времени «0» значение U(t), (В) равно наибольшему напряжению из задания. Заполнить верхнюю строчку таблицы, добавляя всякий раз вычисленное приращение дискрета Δt. На графике разбить ось ОХ на 8 схожих частей. Каждой последующей отметке придается последующее значение из строчки дискрета времени. Из каждого дискрета времени на графике Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала провести перпендикуляр. Точка скрещения графика с перпендикуляром даст значение функции (напряжение) в этот момент. Вертикальная ось OY графика должна быть линейно разбита на комфортные для отсчета отрезки.
  4. Заполнить таблицу зависимости данного сигнала от времени .
  5. По приобретенным данным сделать выводы.

Таблица 1 - Зависимость сигнала от времени

приращение дискрета времени ∆t (сек Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала)
Значение функции U(t), (В)

Таблица2 Варианты заданий

Номер варианта Повторяющаяся частота ὼс Амплитуда Umax
1,0
0,8
0,6
0,4
0,3
0,5
0,7
0,9
1,1
1,2

Рис 2 Пример дизайна графика

6. Данные для расчета берутся из приложения согласно варианта

7. Отыскать нижнюю границу динамического спектра по формуле 1.

8. Отыскать число уровней квантования по формуле 6.

9. Отыскать шаг шкалы квантования по формуле 4.

10. Отыскать мощность шумов квантования по формуле Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала 3.

11. Отыскать соотношение мощности сигнала к мощности шума квантования по формуле 2.

12. Отыскать разрядность кодовых композиций по формуле 8.

13. Отыскать продолжительность простого кодового импульса по формуле 9.

14. Заполнить таблицу результатов в таблице 1.

1. Вывод о проделанной работе

Таблица 1

Коэффициент усиления К Наибольшее напряжение UMAX (В) Малое напряжение UMIN (В) Число уровней квантования nКВ Шаг Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала шкалы квантования D Мощность шумов квантования PШ.КВ Соотношение γ Разрядность кодовых композиций m продолжительность простого кодового импульса τ

Контрольные вопросы

  1. Что значит термин «дискретизация сигнала».
  2. Чем отличается дискретизация сигнала по времени от дискретизации по уровню.
  3. Откуда берется шум квантования
  4. Как можно уменьшить шум квантования
  5. Как оказывает влияние динамический спектр на разрядность квантованного Тема: Расчёт разрядности кода цифрового сигнала сигнала.

Приложение. Варианты задания

Номер варианта Коэффициент усиления К Соотношение γ Наибольшее напряжение UMAX (В)
1,0
1,23 0,8
0,37 0,6
0,05 0,4
0,6 0,3
2,74 0,5
1,16 0,7
0,98 0,9
4,41 1,1
1,44 1,2


Практическая работа № 4

Тема: «Расчет прохождения детерминированного сигнала через нелинейную цепь»

Цель работы: Получение способностей расчета черт сигналов аналоговых модуляций.


tema-russkaya-narodnaya-skazka-sivka-burka.html
tema-ryadi-raspredeleniya.html
tema-samoob-razovaniya-god.html