Читать онлайн «Телемеханика : cборник задач для студентов специальности I-53 01 07 «Информ. технологии и упр. в техн. системах» всех форм обучения»

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» Кафедра систем управления Н. И. Сорока, Г. А. Кривинченко Р УИ ТЕЛЕМЕХАНИКА БГ СБОРНИК ЗАДАЧ для студентов специальности I-53 01 07 «Информационные технологии и управление в технических системах» а всех форм обучения ек т ио бл Би Минск 2008  УДК 621. 398 (075. 8) ББК 32. 968 я 73 С 65 Р УИ БГ а Сорока, Н. И. ек С 65 Телемеханика : cборник задач для студ. спец. I-53 01 07 «Информационные технологии и управление в технических системах» всех т форм обуч. / Н. И. Сорока, Г. А. Кривинченко. – Минск : БГУИР, 2008. – 63 c. : ил. ио ISBN 978-985-488-263-5 Сборник содержит задачи по расчету основных характеристик различных видов модуляции, помехоустойчивости кодов и систем телемеханики. В начале каждого бл раздела приводятся основные расчетные формулы. В приложении приведены необходимые справочные данные. Материалы могут быть использованы в курсовом и дипломном проектировании. Би УДК 621. 398(075. 8) ББК 32. 968 я 73 ISBN 978-985-488-263-5 © Сорока Н. И. , Кривинченко Г. А. , 2008 © УО «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, 2008 2  Содержание 1 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ В ДИСКРЕТНЫЕ СИГНАЛЫ ... . . 5 1. 1 Основные формулы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5 1. 2 Задачи и упражнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8 2 МОДУЛЯЦИЯ ГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10 2. 1 Основные формулы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 10 2. 2 Задачи и упражнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 11 3 ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 15 3. 1 Основные формулы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 15 Р 3. 2 Задачи и упражнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 16 4 ДИСКРЕТНЫЕ ВИДЫ МОДУЛЯЦИИ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 17 УИ 4. 1 Основные формулы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 17 4. 2 Задачи и упражнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 18 5 ДВУКРАТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20 5. 1 Основные формулы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 20 5. 2 Задачи и упражнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 21 БГ 6 СПЕКТРЫ РАДИОИМПУЛЬСОВ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 23 6. 1 Правила построения спектров ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 23 6. 2 Задачи и упражнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 24 7 КОДЫ И КОДИРОВАНИЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 24 а 7. 1 Двоичные неизбыточные коды... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 24 7. 2 Коды с обнаружением ошибок... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 25 ек 7. 3 Коды с обнаружением и исправлением ошибок... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 26 8 ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНЫХ СООБЩЕНИЙ... ... ... ... ... ... ... . . 30 8. 1 Основные формулы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 30 т 8. 2 Задачи и упражнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 31 9 ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ ДВОИЧНЫХ НЕИЗБЫТОЧНЫХ КОДОВ ... ... ... ... ... ... ... ... ... 33 9. 1 Основные формулы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 33 ио 9. 2 Задачи и упражнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 34 10 ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ КОДОВ С ОБНАРУЖЕНИЕМ ОШИБОК ... ... ... ... ... ... ... ... . . 35 10. 1 Основные формулы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 35 бл 10. 2 Задачи и упражнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 35 11 ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ КОДОВ С ОБНАРУЖЕНИЕМ И ИСПРАВЛЕНИЕМ ОШИБОК ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 36 11. 1 Основные формулы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 36 Би 11. 2 Задачи и упражнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 37 12 ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ С ДУБЛИРОВАНИЕМ СООБЩЕНИЙ И ОБРАТНЫМИ КАНАЛАМИ СВЯЗИ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 37 12. 1 Основные формулы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 37 12. 2 Задачи и упражнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 38 13 ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ МЕТОДОВ МОДУЛЯЦИИ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 39 13. 1 Основные формулы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 39 13. 2 Задачи и упражнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 41 14 СИСТЕМЫ С ЧРК ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 43 14. 1 Основные формулы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 43 14. 2 Задачи и упражнения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 45 3  15 СИСТЕМЫ С ВРК... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 46 15. 1 Основные формулы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 46 15. 2 Задачи и упражнения... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 47 16 ЦИФРОВЫЕ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 49 16. 1 Основные формулы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 49 16. 2 Задачи и упражнения... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 50 17 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИГНАЛОВ И КАНАЛОВ СВЯЗИ... ... . . 51 17. 1 Основные формулы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 51 17. 2 Задачи и упражнения... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 53 ∞ 1 −z 2 /2 ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное) Таблица интеграла вероятностей V ( x) = ∫e dz ... . . 56 Р 2π x ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное) Значения функций − log 2 P и − P log 2 P ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 59 УИ ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное) Непроводимые многочлены и их эквиваленты ... ... ... ... ... ... 60 ПРИЛОЖЕНИЕ Г (справочное) Минимальные многочлены циклических кодов... ... ... ... ... . . 61 ПРИЛОЖЕНИЕ Д (справочное) Параметры циклических кодов БЧХ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 62 БГ ПРИЛОЖЕНИЕ Е (справочное) Значения бесселевых функций... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 63 а ек т ио бл Би 4  1 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ В ДИСКРЕТНЫЕ СИГНАЛЫ 1. 1 Основные формулы Функции f(t), не содержащие частот Fmax, полностью определяются своими мгновенными значениями в моменты времени, отстоящие друг от друга на 1/2Fmax, т. е. ∆t ≤ 1 /( 2 Fmax ) . (1. 1) Р Периодическая последовательность прямоугольных импульсов УИ представляется рядом Фурье: 1 ∞ 2 kπ  ∞ U (t ) = U  + ∑ sin cos kω1t  = A0 + ∑ Ak cos kω1t. (1. 2)  Q k =1 k ⋅ π Q  k =1 равном 1 Oм: ∞ БГ Средняя мощность, выделяемая сигналом на активном сопротивлении, а Ak2 P = A +2 0 ∑ 2 . (1. 3) ек k =1 Практическая полоса частот: ∆F = µ / τ, т (1. 4) где µ = 0,5…2.