Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
БАГАТОКАНАЛЬНІ СИСТЕМИ ТЕЛЕМЕТРІЇ З ЧАСТОТНИМ УЩІЛЬНЕННЯМ КАНАЛІВ
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра КСА
Інформація про роботу
Рік:
2011
Тип роботи:
Контрольна робота
Предмет:
Основи збору, передачі та оброблення інформації
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра КСА
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
з навчальної дисципліни :
„Основи збору, передачі і оброблення інформації”
на тему :
БАГАТОКАНАЛЬНІ СИСТЕМИ ТЕЛЕМЕТРІЇ З ЧАСТОТНИМ УЩІЛЬНЕННЯМ КАНАЛІВ
ЛЬВІВ - 2011
Мета роботи — ознайомлення та одержання практичних навиків визначення критеріїв побудови багатоканальної системи передачі телеметричної інформації з частотним ущільненням з використанням радіолінії зв’язку між передавачем і приймачем.
Теоретична частина
Телеметрією називається проведення вимірювань на відстані і передача даних до місця їх обробки і (або) зберігання. Типова телеметрична система, як показано на рис. 1, складається з наступних основних частин:
джерело даних, яке, звичайно, є давачем, що перетворює вимірювані параметри в електричні сигнали;
модулятор і пристрій передачі сигналів;
приймальний пристрій для відновлення переданих даних;
пристрій обробки і індикації отриманих даних.
Рис. 1. Типова телеметрична система.
Порівнюючи різні методи телеметрії, зосереджують увагу на способах, що забезпечують найбільш ефективне використання наявної лінії зв'язку.
Розглянемо систему телеметрії, в якій для передачі сигналу по радіоканалу використано амплітудну модуляцію несучого коливання з частотою 100 Мгц (рис. 2). Припустимо, що допустима ширина смуги каналу передачі складає ±5 кГц, а сигнал від давача, який модулює несуче коливання, має ширину смуги частот 1 кГц. Амплітудно-модульоване коливання матиме смугу 100 МГц ±1 кГц. Вона необхідна для передачі даних із смугою 1 кГц. Займати передаваною інформацією смугу ±1 кГц при смузі ±5 кГц є непродуктивним. Теоретично в смузі (5 кГц можна передати п'ятикратне число даних, що займають смуги по 1 кГц. Взагалі кажучи, за допомогою одного несучого коливання 100 Мгц, можна передавати п'ять каналів даних зі смугами по 1 кГц. Для такого збільшення ефективності передачі розроблені різні методи. Найчастіше використовуються методи частотного розділення (або частотного ущільнення каналів) і часового розділення (або часового ущільнення каналів).
Рис. 2. Несуче коливання 100 Мгц з амплітудною модуляцією F=1кГц, дозволена смуга Пд = 5 (кГц.
Частотне розділення каналів (частотне ущільнення).
Типова для телеметрії несуча частота 230 Мгц може бути використана із смугою (320 кГц. Це означає, що при використанні амплітудної модуляції (AM), інформація, яку можна передати без спотворень, може мати ширину смуги 320 кГц. Проте, у більшості випадків, в телеметрії оперують сигналом з набагато вужчою смугою. Допустимо, що ширина смуги частот сигналу давача складає 4 кГц. Замість безпосередньої модуляції цим сигналом несучого коливання 230 Мгц можна спочатку модулювати несуче коливання піднесучим з частотою, наприклад, 32 кГц. Модуляція піднесучим коливанням утворює сигнал з частотою 32 ±4 кГц (у разі AM). Промодульованим піднесучим коливанням тепер можна модулювати несучу частоту 230 МГц. На рис. 3 показані частотні смуги, використані в такій передачі. Решта смуги (320 кГц не використовується. Є можливість використати і іншу піднесучу частоту, наприклад, 44 кГц для іншого джерела з аналогічною смугоюданих. модульоване коливання буде відповідно займати смугу 44 ±4 кГц (показане штриховими лініями на рис. 3). Очевидно, що можна заповнити дозволену смугу частот ±320 кГц великим числом піднесучих коливань, які переносять інформацію від великого числа джерел. Модульовані піднесучі 32 ±4 кГц (смуга від 28 до 36 кГц) і 44 ±4 кГц (від 40 до 48 кГц), відокремлені невикористаною смугою Δ (тут 4 кГц), тобто між вищою частотою нижнього піднесучого (36 кГц) і нижчою частотою верхнього піднесучого (40 кГц) є інтервал 4 кГц. Це інтервал необхідний для того, щоби запобігти виникненню взаємних завада між каналами і дозволити здійснити якісне розділення піднесучих на приймальному кінці системи. Розглянутий приклад є АМ/АМ-телеметричною системою, де як піднесучі, так і несуче коливання є амплітудно-модульованими.
Рис. 3. Піднесучі: несуча частота 230МГц, смуга піднесучого (4 кГц.
Додаткове ущільнення в два рази можна досягти завдяки використанню для передачі лише однієї бічної смуги, тобто застосувати односмугову модуляцію сигналу давача. При цьому модульований піднесучим коливанням сигнал складається з верхньої смуги 32— 36 кГц або з нижньої смуги 28—32 кГц.
Оскільки смуги сигналів усіх давачів після модуляції піднесучими коливаннями не перекриваються, то їх додають за допомогою аналогового суматора. Утворений в результаті додавання сумарний сигнал називається груповим сигналом, який використовується для модуляції несучого коливання.
Для розділення сигналів давачів у приймачі здійснюється демодуляція модульованого несучого коливання, виділення за допомогою смугових фільтрів спектрів піднесучих частот і їх детектування.
На рис. 4 показано ряд частотних фільтрів, які необхідні для розділення каналів з двома бічними смугами (рис. 4).
Рис. 4. Фільтрація при частотному розділенні.
Тут fпн1, fпн2 і fпн3 – частоти піднесучих коливань, П1, П2 і П3 — смуги частот піднесучих (в даному випадку (4 кГц = 8 кГц). Для забезпечення мінімального взаємного впливу необхідно, щоб точка перетину амплітудно-частотних характеристик (АЧХ) фільтрів була б на 80 дБ нижче за максимум. Необхідно підкреслити, що П1, П2 і П3 не обов'язково повинні бути однаковими. Їх значення визначаються смугами частот сигналів окремих давачів. На рис. 5 приведена спрощена функціональна схема трьохканальної системи зв'язку з частотним розділенням.
Рис. 5. Частотне розділення. Функціональна схема передавача і приймача з трьома каналами.
Кожне джерело даних (давач) модулює під несуче коливання певної частоти. Сигнал зі смугою F1 модулює піднесуче коливання з частотою fпн1 і т.д. Всі модульовані піднесучі потім об'єднуються суматором для модуляції несучого коливання fн і передаються радіоканалом до приймача. Приймач за допомогою детектора 1 відтворює груповий сигнал, який модулював несуче коливання. Піднесучі розділяються набором частотних фільтрів, кожний з яких має смугу пропускання, що дорівнює смузі відповідного піднесучого сигналу. Фільтр 1 пропускає смугу частот навколо центральної частоти fпн1 піднесучого 1 і т.д. (рис. 5). Вихідний сигнал кожного фільтру складається з того модульованого піднесучого, який отриманий від відповідного давача. Відзначимо, що в схемі використовуються два детектори. Перший «детектує» або відтворює модуляційний сигнал несучого коливання, тоді як другий відновлює модуляційний сигнал піднесучого.
Система, розглянута вище, є АМ/АМ-системою. Інші схеми модуляції, такі як AМ/ЧМ або ЧМ/ЧМ, також широко використовуються в телеметрії і будуються аналогічно розглянутому прикладу.
Варіант завдання :
Варіант
№
Система
Спектри сигналів
Несуча
частота
Коеф.
модул.
Коеф.
модул
Захисн.
пром.
F1, кГц
F2, кГц
F3, кГц
fн, МГц
m1
m2
(, кГц
2.
АМ/ОС
7
5
3
0,5
-
-
7
РОЗРАХУНКИ ТА ОБЧИСЛЕННЯ
1. Аналіз заданого варіанту завдання
Задана АМ/ОС-телеметрична система, у якій піднесучі коливання є амплітудно-модульованими, а несуче коливання – одностороннім амплітудно-модульваним. Вагомою перевагою такої системи є те, що вона дозволяє вдвічі збільшити об’єм інформації, яку можна передати по каналу зв’язку. Наявність односторонньої амплітудної модуляції дозволяє також збільшити завадостійкість системи шляхом вибору верхньої або нижньої смуги, в залежності від місця де присутні завади.
2. Визначення смуги частот піднесучих коливань при їх модуляції інформаційними сигналами давачів з врахуванням заданого способу модуляції.
Ширина смуги частот при амплітудній модуляції сигналом зі спектром F обчислюється за формулою : ПАМ =2F.
3. Розміщуємо послідовно на осі частот смуги частот модульованих коливань піднесучих з врахуванням захисних проміжків між ними.
Ширина захисного проміжку : ∆ = 7 (кГц).
4. Визначити значення піднесучих частот і сумарну смугу частот піднесучих коливань.
Сумарну смугу частот визначаємо за формулою :
5. Визначємо смугу несучого коливання при його модуляції піднесучими коливаннями з врахуванням заданого способу модуляції.
Ширина смуги частот при односмуговій модуляції сигналом зі спектром F обчислюється за формулою : ПОС =F.
6. Графічно зображаємо розміщення спектрів піднесучих коливань навколо несучого і визначаємо крайні значення частот спектру несучого коливання.
При односторонній амплітудній модуляції можна передавати окремо як ліву так і праву смугу. У даному випадку використовується права смуга, а ліва зображена пунктирною лінією, як один з можливих варіантів передачі інформації.
Праве крайнє значення :
Ліве крайнє значення :
7. Будуємо структурну схему системи телеметрії з нанесенням на блоки схеми значення частот інформаційних сигналів, частот піднесучих і несучого коливання, частот розділюючих фільтрів і типів детекторів.
9. Висновки.
Виконуючи контрольну роботу одержав практичні навики визначення критеріїв побудови багатоканальної системи передачі телеметричної інформації з частотним ущільненням та використанням радіолінії зв’язку між передавачем і приймачем.
16.02.2013 22:02-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора