Моделирование процесса обработки сигнала с широтно-импульсной модуляцией и помехи в приемном устройстве системы передачи информации

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

АРМАВИРСКИЙ МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра_ внутризаводского электрооборудования и автоматики __

(наименование кафедры)

Утверждаю______________

Зав. кафедрой__ВЭА_______

профессор _____В. Куроедов

 «___»______________2002 г.

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

Студенту___________20-оа21___________ группы __________третьего__________курса

факультета___________________АМТИ_________________________________________

специальности_____________2204___ «Программное обеспечение ВТ и АСУ»________

тов._________________________Спихайло А.В. 20-Э-255А_____________________

Ф. И. О. , шифр

Тема работы «Моделирование процесса обработки сигнала с широтно-импульсной модуляцией и помехи в приемном устройстве системы передачи информации»  _

Содержание задания:

1. Используя математический аппарат, составить модели сигналов, процессов преобразования сигналов в приемном устройстве системы передачи информации;

2. Осуществить компьютерное моделирование процесса обработки сигнала с широтно-импульсной модуляцией и помехи в приемном устройстве системы передачи информации; результаты моделирования отобразить в виде графиков временных и спектральных диаграмм сигналов.

Объем работы_______20 страниц_________________________________________________

Рекомендуемая литература:

Ф. Е. Темников и др. Теоретические основы информационной техники. М.: Энергия, 1979;

В. А. Игнатов. Теория информации и сигналов.М.: Сов. Радио, 1979;

С. И. Баскаков. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 1983.

Срок выполнения работы: с «__21___»__сентября__ по «__1____» _декабря__2002___г.

Срок защиты:  «__10___» _декабря 2002___г.

Дата выдачи задания:  «__21___» _сентября_2002___г.

Руководитель проекта___________Локтионов В. Д., доцент, кандидат технических наук

подпись, ф. и. о. ,звание ,степень

Задание принял студент__________Спихайло А.В.________________________________

подпись, Ф.И.О, дата

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

АРМАВИРСКИЙ МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра_ внутризаводского электрооборудования и автоматики __

(наименование кафедры)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине «Теория информации и сигналов»

на тему «Моделирование процесса обработки сигнала с широтно-импульсной модуляцией и помехи в приемном устройстве системы передачи информации»

Выполнил студент группы 20-оа21 _

_  Спихайло А.В.  _

(Ф. И. О.)

 

Допущен к защите

Руководитель работы____________________________________________

Защищен ________ Оценка ___________

(дата)

Члены комиссии ________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

(подпись, дата, расшифровка подписи)

Реферат

Данная работа содержит 20 листов, 22 рисунка.

В соответствии с заданием рассматриваются процессы составления математической модели ШИМ-сигнала, формирования и преобразования ШИМ-сигналов в передающем и приемном устройствах системы передачи информации; а также осуществлено компьютерное моделирование процесса преобразования сигнала в приемном устройстве системы передачи информации.

Компьютерное моделирование сигналов и построение демонстрационных графиков диаграмм осуществлено в системе MathCAD 2000 Professional.

Результатом работы являются графики временных и спектральных диаграмм моделированных сигналов.

Ключевые слова: широтно-импульсная модуляция, импульсный сигнал, период, длительность импульсов, радиосигнал, канал связи, фильтрация, частота среза, спектральное представление, прямое и обратное преобразования Фурье, помехи.

Содержание

Введение………………………………………………………………………..….5

1. Широтно-импульсная модуляция…….……………………………………….7

2. Математическое моделирование………………………………………………8

3. Компьютерное моделирование………………………………………………11

Заключение……………………………………………………………………….19

Список использованной литературы…………………………………………...20

Введение

Как известно, передача информации на расстояние осуществляется по каналу связи в виде сигналов. Основные элементы канала связи – передатчик, приемник и физическая среда, в которой происходит распространение электромагнитных волн [3]. Средой распространения может быть как свободное пространство, так и специальные технические устройства – волноводы, кабели и другие линии передачи.

В настоящее время наиболее широкое применение получили электрические сигналы, разновидностью которых являются радиосигналы. Под радиосигналом понимается высокочастотное электрическое колебание, один из параметров которого изменяется по закону изменения передаваемого сообщения. Радиосигналы создаются с помощью устройства, называемого радиопередатчиком, который преобразует поступающее от первичного источника сообщение в электрические колебания. Эти колебания не могут быть непосредственно использованы для возбуждения электромагнитных волн ввиду их относительной низкочастотности. Поэтому в радиотехнике применяют способы передачи сигналов, основанные на том, что низкочастотные колебания, содержащие исходное сообщение, с помощью специальных устройств управляют параметрами достаточно мощного несущего колебания, частота которого лежит в радиодиапазоне. Процесс подобного преобразования сигналов называют модуляцией несущего колебания.

В настоящее время различные методы модуляции сигналов находят широкое применение в современной компьютерной технике, например, в модемах для преобразования цифрового сигнала, идущего от компьютера, в аналоговый для передачи его по телефонной сети.

Модулированный радиосигнал излучается антенной передатчика. Возбужденные при этом электромагнитные волны вызывают появление в антенне приемника радиосигнала, уровень которого обычно весьма мал. После частотной фильтрации и усиления принятый сигнал должен быть подвергнут демодуляции (детектированию) – операции, обратной по отношению к модуляции. В результате на выходе приемника возникает колебание, являющееся копией переданного исходного сообщения.

Аналогично сигнал обрабатывается в модеме на принимающей стороне канала связи – сообщение в детекторе демодулируется и преобразовывается в цифровой вид, понятный компьютеру.

В любом реальном канале связи помимо полезного сигнала неизбежно присутствуют помехи, возникающие по многим причинам, - из-за хаотического теплового движения электронов в элементах цепей, несовершенства контактов в аппаратуре, влияния соседних радиоканалов с близкими несущими частотами, наличия в пространстве шумового космического радиоизлучения и т.д. Способность радиотехнических средств передачи информации противодействовать вредному влиянию помех и обеспечивать высокую верность передачи называют помехоустойчивостью. В современной радиотехнике задача создания помехоустойчивых систем является одной из центральных.

В данной курсовой работе осуществлено моделирование процесса обработки сигнала с широтно-импульсной модуляцией и помехи в приемном устройстве системы передачи информации. На первом этапе составлены математические модели полученного по каналу связи радиосигнала с широтно-импульсной модуляцией и помехами, а также математические модели процесса обработки данного сигнала в приемнике. На втором этапе осуществлено компьютерное моделирование процесса обработки радиосигнала с широтно-импульсной модуляцией и помехами в приемном устройстве системы передачи информации.