Решение Найдем абсолютный уровень мощности сигнала в тноу по формуле 15

• Название: Решение Найдем абсолютный уровень мощности сигнала в тноу по формуле 15
• Дата: 24.10.2022
• Размер: 251.99 Kb.
• Имя файла: KR_po_ISiS.docx
• Тип: Решение; #752246

Контрольная работа.
где: А=8, В=7

Задание №1

Мощность сигнала в ТНОУ равна 32 мкВт0.

Рассчитайте:

1. Абсолютные уровни мощности и напряжения этого сигнала в точке канала ТЧ с относительным уровнем ρ₀ на сопротивлении нагрузки R (активное).

2. Действующее значение напряжения сигнала в этой точке (в мВ) и мощность в нагрузке (в мкВт).

Нагрузочное сопротивление и относительный уровень находят по формулам:




Дано:
Решение:

Найдем абсолютный уровень мощности сигнала в ТНОУ по формуле:

≈ -15

где, ρ_х – мощность сигнала в ТНОУ, равная 32 мкВт;
ρ₀ – мощность нормального генератора, 1 мВт.
Рассчитаем абсолютный уровень мощности сигнала на активном сопротивлении нагрузки (точка Х):


Уровни мощности и напряжения в одной и той же точке Х взаимосвязаны. Рассчитаем абсолютный уровень сигнала по напряжению по формуле:



Проверяем по определению, что если |Zx|=|Zo|=600 Ом, то уровни мощности, напряжения и тока численно совпадают. При |Zx|>600 Ом Рн>Рм , а при |Zx|<600 Ом Рн<Рм. В данном варианте |Z_x|>600 Ом, поэтому уровень что подтверждает правильность решения.
Из рассчитанного выше, определим действующие значения мощности и напряжения:


Ответ:

Задание №2

Линейный тракт оптической телекоммуникационной системы содержит оптические передатчик и приемник, один промежуточный оптический усилитель, а также – два одинаковых кабельных участка: один между передатчиком и усилителем, другой между усилителем и приемником.

1. Постройте диаграмму уровней линейного тракта.

2. Рассчитайте необходимое усиление усилителя, а также оптическое отношение сигнал/помеха и величину помехозащищенности на входе усилителя (в дБ).
Исходные данные находят по формулам:

• 
  абсолютный уровень мощности сигнала на выходе передатчика;
  

• 
  длина каждого кабельного участка;
  

• 
  коэффициент затухания оптического волокна (включая затухания сростков);
  

Для всех вариантов мощность оптической помехи, приведенной к входу усилителя, составляет 10000 пико ватт.

= 3; = ; ; =10000пВт;

Решение:

Определим уровень сигнала на входе усилителя – S₁.





Определим, необходимое усиление сигнала. Так как длинна обоих участков тракта равна l₁=l₂, то уровень сигнала на выходе усилителя должен быть такой же как на выходе передатчика.

На рисунке-1 представлена диаграмма уровней линейного тракта.


Рисунок-1.

Отношение сигнал\шум (ОСШ) на входе усилителя будет равен:


Величина помехозащищенности:



Ответ:

Задание №3

К каждому двухпроводному окончанию дуплексного канала ТЧ подключена своя линия с комплексным входным сопротивлением .

Рассчитайте:

1. Запас устойчивости канала.

2. Время запаздывания и затухание первого эха говорящего.


Будут ли мешать эхосигналы говорящему абоненту?
Исходные данные находят по формулам:

• 
  активная и емкостная составляющие комплексного входного сопротивления двухпроводной линии на ближнем конце (где располагается говорящий абонент):
  

• 
  аналогичная характеристика на удаленном конце:
  

• 
  время распространения сигнала в одном направлении (ГВП)
  

Для всех вариантов задания, сопротивление балансного контура каждой дифференциальной системы равно 600 Ом (активное), а остаточные затухания в обоих направлениях соответствуют номиналу.
Дано: = = = Сравнить и
Решение:
Как следует из рис. 2, телефонный канал эквивалентен одиночной замкнутой системе, в которой в качестве развязывающего устройства используются дифсистемы (как правило, трансформаторные), и, следовательно, его запас устойчивости будет равен:


Рисунок-2.
Из рис. 2 очевидно, что S_2ПР =А_r-2А_ТУ = 0, следовательно, запас устойчивости: телефонного канала:Х_тлф = 2А₄₂, или S_ктч =А_r– (A ^а'_ТУ + А^а _ТУ) = А_r -2A_ТУ = 0.

С учетом прохождения сигнала в двух направлениях, прямом и обратном, можно записать:



,

где:

• 
  Z_б –сопротивление балансного контура ДС, которое равно характеристическому сопротивлению ТУ;
  
• 
  Z_а- входное сопротивление цепи (линии), подключаемой к точкам «а» и «а'» телефонного канала.
  

Приступим к расчетам:

для ближнего конца, Z_ла =R_ла + jX_ла = 468 + j468, Ом

для дальнего конца, Z_ла' =R_ла' + jX_ла'= 532+ j532, Ом.


=


= =



Запас устойчивости канала:


Время запаздывания эха говорящего:



где, Т_р это время распространения сигнала в одном направлении.
Затухание первого эха говорящего:



где, А_r= -7дБноминал для каналов ТУ;

а А_е это балансное затухание ДС, из расчетов приведенных выше равное

Определим минимально допустимое затухание. Воспользуемся эмпирической формулой, связывающей время запаздывания эха говорящего Т_эг, мс и его минимально допустимое затухание:



Что бы определить, мешающее влияние эхосигналов. Сравним минимально допустимое затухание и затухание первого эха говорящего.





Так как то эхосигналы будут мешать говорящему.
Ответ: Х_тлф=7,94 дБн, Т_э.г.=86 мс, А_э.г.= дБ, А_{э.г.доп.}= дБ, А_э.г< А_{э.г.доп.}

Задние №4

1. Постройте схему частотных преобразований телефонного сигнала и изобразите структурную схему оборудования, реализующего эти преобразования, указав на них конкретные значения несущих частот, граничные частоты спектра сигнала на каждой ступени преобразования и частоты среза фильтров.

2. Определите виртуальные несущие для сигналов на выходах обоих групповых преобразователей спектра.

Проверьте правильность своих расчетов, выполнив аналогичный (трехступенный) перенос спектра вниз.

Исходные данные:

• 
  несущая частота индивидуального преобразования
  

, используемая боковая нижняя.

• 
  несущая частота первого группового преобразования
  

используемая боковая верхняя.

• 
  несущая частота второго группового преобразования
  

используемая боковая нижняя.

Решение:

Произведем расчёты спектра сигнала на выходах балансных модуляторов.

Несущая индивидуального преобразования , используемая боковаянижняя.

НБП:





Полосовой фильтр на выходе модулятора выделяет НБП: 95,6…98,7 кГц
Несущая первого группового преобразования , используемая боковая верхняя.

ВБП:





Полосовой фильтр на выходе модулятора выделяет ВБП: 863,6…866,7 кГц

Виртуальная несущая на выходе первого группового преобразования:


Несущая второго группового преобразования , используемая боковая нижняя.

НБП





Полосовой фильтр на выходе модулятора выделяет НБП: 121,3…124,4 кГц

Виртуальная несущая на выходе второго группового преобразования:



Структурная схема оборудования, частотных преобразований телефонного сигнала.


Рисунок-3.
КМ-канальный (индивидуальный) модулятор; КПФ-канальный полосовой фильтр;

ПЧПРг- преобразователь частоты первичных групп;

ПФПРг-полосовой фильтр предгрупп.
Схема частотных преобразований.


Рисунок-4.


Проверяем правильность расчетов, выстраиваем аналогичный (трехступенчатый) перенос спектра вниз.

, НБП: 121,3…124,4 кГц.





Полосовой фильтр на выходе модулятора выделяет ВБП: 863,6…866,7 кГц.
, ВБП: 863,6…866,7 кГц.





Полосовой фильтр на выходе модулятора выделяет НБП: 95,6…98,7 кГц.
, ВБП: 95,6…98,7 кГц.





Полосовой фильтр на выходе модулятора выделяет ВБП: 0,3…3,4 кГц.

Задание №5

1. 
   Выберите параметры ИКМ – преобразования аналогового сигнала: частоту дискретизации и количество разрядов в кодовом слове. Рассчитайте скорость передачи оцифрованного сигнала.
   

2. 
   Изобразите структуру частотного спектра, полученного в результате дискретизации АИМ – сигнала с указанием конкретных значений частот.
   

3. 
   Выполните операции кодирования/декодирования с фиксированным шагом постоянного напряжения заданной величины и полярности, рассчитайте абсолютную и относительную ошибку квантования. Изобразите полученный код в виде электрического сигнала.
   

Для всех вариантов задания запас на расфильтровку примите равным 10% от верхней частоты спектра аналогового сигнала, а его нижнюю частоту равной нулю. Остальные исходные данные ищите по формулам:

• 
  минимально допустимое количество уровней квантования
  

• 
  верхняя частота спектра аналогового сигнала
  

• 
  абсолютная величина кодируемого напряжения
  

Напряжение положительно, если (АВ) четное число и отрицательно,если нечетное;

• 
  шаг равномерного квантования
  

Решение:

1. 
   Теорема Котельникова гласит о том, что непрерывный сигнал с ограниченным спектром можно точно восстановить по его дискретным отсчётам, если они были взяты с частотой дискретизации, превышающего максимальную частоту сигнала минимум в два раза.
   

отсюда, наименьшая допустимая частота дискретизации:


С учетом полосы расфильтровки (10% от верхней частоты),


Количество разрядов в кодовом слове:


Скорость передачи цифрового потока:

2. 
   Рассчитаем параметры частотного спектра дискретизации АИМ сигнала:
   

F_д+ F_max=231+110=341 кГц

F_д- F_max=231-110=121 кГц

2F_д- F_max=2*231-110=352 кГц

2F_д+F_max=2*231+110=572 кГц


Спектр АИМ сигнала.


Рисунок-5.

3. 
   Выполняем операции кодирования/декодирования с фиксированным шагом постоянного напряжения заданной величины и полярности.
   

Уровень квантования:

, в двоичном коде это число 10111101₂

Двоичный эквивалент десятичного числа 190 должен содержать как минимум 8 разрядов, а с учетом знака кодовое слово имеет вид 11011110 (Если положительное напряжение, то слева добавляется «1», а если отрицательное, то «0»).

Разрядность m = 9, т.е. должно быть 9 бит с учетом знакового разряда в кодовом слове, отсюда код будет 110111111

Полученный код в виде электрического сигнала:


Рисунок-6.