Контрольная работа для БГУИР

Задание 1. 

     №8. Принцип работы балансного модулятора.

     Балансные модуляторы, выполняющие двойную функцию: модуляции несущей для получения боковых полос и подавления этой несущей с тем, чтобы на выходе присутствовали только сигналы боковых полос. На рис. 1 показана схема балансного модулятора такого типа на двух р – n – р–транзисторах. Обратите внимание на то, что сигнал радиочастотной несущей прикладывается к обмотке L₄ трансформатора, обеспечивающего передачу сигнала на обмотку L₃. Последняя обмотка включена последовательно с источником напряжения питания. Радиочастотный входной сигнал прикладывается в фазе к обеим базам транзисторов T₁ и Т₄. Любой полупериод радиочастотного сигнала создает на обеих базах одинаковое изменение прямого смещения. Поэтому если, например, полярность напряжения на L₃ обратна прямому (отрицательному) смещению, действующему между базой и эмиттером, то уменьшение этого смещения уменьшает ток обоих коллекторов. Поскольку коллекторы транзисторов ti и Т₂ включены по двухтактной схеме, их коллекторные токи проходят в направлениях, показанных на рис. 1 стрелками. Изменения токов в L₅ и L₆ равны и противоположны по знаку, вследствие чего изменения токов, представляющих радиочастотные сигналы, взаимно уничтожаются.

       

     Рис. 1. Балансный модулятор.

     Вторичная обмотка L₂ входного трансформатора, через который подаются сигналы звуковых частот, имеет центральный отвод, поэтому к базам транзисторов прикладываются напряжения, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 180°, что свойственно двухтактной схеме.

     Вследствие  того что сигналы звуковых частот вызывают в транзисторах ti и Т₂ изменения коллекторных токов, токи несущей частоты в каждом транзисторе модулируются. При этом возникают боковые частоты модуляции, резонансными схемами для которых являются контуры, образованные C₃L₅ и C₄L₆. Такие резонансные схемы имеют низкий импеданс для звуковых сигналов, поскольку частоты последних далеки от резонансных частот этих контуров, поэтому звуковые сигналы на выходе ослабляются. Вследствие подавления несущей на выходе системы балансного модулятора действуют только сигналы боковых полос модуляции.

     Конденсаторы C₁ и С₂ на входе представляют низкое реактивное сопротивление для радиочастотных сигналов, и поэтому через них осуществляется подача радиочастотных сигналов к базам транзисторов. Однако для сигналов звуковых частот, появляющихся на обмотке L₂, эти конденсаторы обладают очень высоким реактивным сопротивлением, и поэтому сигналы не шунтируются.

     Упрощенная  схема балансного модулятора. Немодулированные колебания высокой частоты действуют  на диодах VD1 и VD2 в одной и той  же фазе. Если диоды одинаковы, а  средняя точка первичных обмоток  выходного трансформатора Т3 симметрична  относительно нулевого потенциала, то токи в обмотках протекают навстречу  друг другу и равны.

     Схема оказывается сбалансированной по несущим  колебаниям и на выходе балансного модулятора они отсутствуют. Баланс нарушается только при воздействии  модулирующего напряжения U_W, которое подается в схему через трансформатор Т1. АМ составляющие тока в первичных обмотках трансформатора Т3 описываются уравнениями.

     Напряжение  на выходе балансного модулятора пропорционально  этому току. Оно включает в себя только боковые колебания, так как  произведение 2cosWtcosw₀t=cos(w₀+W)t+cos(w₀-W)t несущего колебания не содержит. 
 
 
 
 

     Задача 2. 

     Рассчитать  шумы квантования и ограничения  телефонного канала и определить результирующее отношение сигнал/шум.

       дБ

     

     

     Решение:

     Шумы  квантования при равномерном  квантовании определяются выражением:

     

       – пик-фактор сигнала;

       – среднеквадратичное отклонение  полезного сигнала;

       – разрядность кодирования.

     

     Шумы  ограничения определяются выражением:

     

     

     Результирующее  значение отношения сигнал/шум:

     

       
 
 

     Задача 3. 

     Рассчитать  защищенность от переходной помехи первого  и второго рода в системе с  временным разделением каналов  и амплитудно-импульсной модуляцией.

       кГц

       кГц

       кГц

       мкс

       кГц

     Решение:

     Защищенность  от переходной помехи 1-го рода:

     

       – длительность защитного  интервала;

       – верхняя граничная частота  канала.

     

       – длительность импульсов.

     

       дБ

     Защищенность  от переходной помехи 2-го рода:

     

       дБ 
 
 
 
 
 

     Задача 4. 

     Динамический  диапазон сигналов в линии связи  определяется в децибелах и равен  . Его значение принимается равным порядковому номеру зачетной книжки, превышающему 10. К цифрам до 10 следует прибавить 10. Определить вероятность обнаружения сигнала при пороговом отношении сигнал/шум равном единице и отношении сигнал/шум равном максимальному значению. Считать плотность распределения вероятностей значений принимаемого сигнала гауссовской, мощность шума 10^-12 Вт.

       дБ

       Вт

     Решение:

     Динамический  диапазон сигналов в линии связи  определяется как

     

     

     Вероятность обнаружения сигнала при пороговом  отношении сигнал/шум равном единице  и отношении сигнал/шум равном максимальному значению

       
 
 
 
 
 
 
 
 

     Задача 5. 

     Определить  вероятность ошибки обнаружения  сигнала в канале связи при  пороговом отношении сигнал/шум  равном порядковому номеру зачетной книжки. Чувствительность приемника  определить для шумовой температуры 293° К и полосе пропускания численно равной порядковому номеру зачетной книжки в мегагерцах. Считать входное сопротивление приемника согласованным с коаксиальным кабелем антенно-фидерного устройства 50 Ом.

     

       МГц

       К

       Ом

     Решение:

     Чувствительность  приемника для шумовой температуры 293° К и полосы пропускания 40 МГц:

      .

     На  вход приемника поступает сигнал мощность 0,57 мВ

     Отношение сигнал/шум:

     

     Вероятность обнаружения сигнала будет равна

     

 

      Литература 

     1. Основы построения телекоммуникационных  систем и сетей: Учебник для  вузов / В. В. Крухмалев, В. Н. Гордиенко, А. Д. Моченов и др.; Под ред. В. Н. Гордиенко и В. В. Крухмалева. - М.: Горячая линия - Телеком, 2004.

     2. Тепляков, И. М. Основы построения  телекоммуникационных систем и  сетей / И. М. Тепляков. – М. : Радио и связь, 2004.

     3. Крук, Б. И. Телекоммуникационные системы и сети. Т. 1 : Современные  технологии : учеб. пособие  для  высших  учеб. заведений / Б. И. Крук, В. Н. Попантонопуло, В. П. Шувалов. – М. : Горячая Линия – Телеком, 2003.

     4. Ломовицкий, В. В. Основы построения систем и сетей передачи информации / В. В. Ломовицкий. – М. : Горячая Линия – Телеком, 2005.