Устройства приема и обработки дискретных и аналоговых сигналов (УПО-ДАС)

Методические указания по выполнению практических работ

Приводятся описания практических работ по дисциплине «Устройства приема и обработки дискретных и аналоговых сигналов» для студентов-магистрантов направлениям 11.04.01 «Радиотехника» и 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».

Кафедра радиоэлектроники и систем связи

Библиографическая запись:

Задорин, А. С. Устройства приема и обработки дискретных и аналоговых сигналов (УПО-ДАС): Методические указания по выполнению практических работ [Электронный ресурс] / А. С. Задорин, А. В. Максимов, И. Ю. Кузьменко. — Томск: ТУСУР, 2019. — 144 с. — Режим доступа: https://edu.tusur.ru/publications/8979
Год издания: 2019
Количество страниц: 144
Скачиваний: 19

Оглавление (содержание)

ОГЛАВЛЕНИЕ 3

Введение 6

Литература 10

1. Тема. Структурные схемы радиотракта аналогового приемника 12

Структурные схемы преобразователей с фазовым подавлением ЗК 17

Преобразователь Хартли 17

Преобразователь Уивера 19

Программно определяемая обработка сигнала в тракте РПрУ 21

Подавление ЗК комплексным цифровым фильтром 25

Упражнение 1. Измерение бюджетов мощностей сигнала и шумов в тракте СГПр 28

Задачи к упражнению 30

Таблица 1. Радиовещательные диапазоны 31

Упражнение 2. Исследование подавления ЗК фазокомпенсационным методом. 31

Контрольные вопросы 34

Упражнение 3. Исследование систем ручной и автоматической регулировки усиления радиоприемника. 34

Контрольные вопросы 40

Рекомендуемая литература 40

2. Основные параметры аналоговых радиоприемных устройств 42

Основные параметры аналоговых радиоприемных устройств 42

Различия параметров аналоговых и цифровых РПрУ по интермодуляции 49

Подготовка системы к работе. 51

Модель 1. Модель линейного тракта аналогового приемника прямого усиления. 51

Модель 2. Бюджет шумовых и передаточных характеристик тракта РПрУ. 53

Модель 3. Тракт супергетеродинного приемника [6]. 56

Упражнение 1. Измерение линейных искажений АМ-сигнала в тракте приемника прямого усиления 57

Упражнение 2. Измерение амплитудной характеристики и точек пересечения IP3 57

Упражнение 3. Online- корректировка шум-фактора Fш элементов тракта 57

Упражнение 4. Корректировка проекта под требования ТЗ на КП 58

Рекомендуемая литература 58

3. Тема. Расчет активных LC-фильтров тракта РПрУ 60

Амплитудно-частотные характеристики фильтров 60

Характеристики колебательных контуров 60

Характеристики операционного усилителя - активного элемента фильтра 61

Упражнение 1. Подавление зеркального и соседнего каналов в тракте РПрУ 63

Упражнение 2. Моделирование узкополосного активного LC-фильтра в пакете MultiSim 65

Упражнение 3. Моделирование узкополосного активного LC-фильтра с двумя связанными контурами в пакете MultiSim 66

Задачи по разделу 67

Задание: 68

Рекомендуемая литература 68

4. Тема. Расчет активных RL-фильтров тракта РПрУ 69

Расчет ФНЧ 69

Расчет ФВЧ 69

Расчет активного резонансного фильтра 70

Расчет широкополосного полосно-пропускающего фильтра 72

Расчет узкополосного режекторного фильтра 72

Расчет широкополосного режекторного фильтра 73

Зависимости избирательности тракта УПЧ от порядка фильтра. 74

Аналоговые амплитудные линеаризующие детекторы на основе операционного усилителя 75

Упражнение 1. Моделирование АЧХ активного ФНЧ в пакете MultiSim 77

Упражнение 2. Моделирование АЧХ активного ФВЧ в пакете MultiSim 78

Упражнение 3. Моделирование АЧХ активного ППФ в пакете MultiSim 79

Задачи к упражнению 80

Упражнение 4. Измерение шум-фактора активного фильтра в пакете MultiSim 80

Упражнение 5. Исследование аналоговых амплитудных линеаризующих детекторов на основе операционных усилителей в пакете MultiSim 82

Таблица 1. Радиовещательные диапазоны РФ 84

Таблица 2. Любительские КВ диапазоны 84

Рекомендуемая литература 85

5. Тема. Проектирование фильтров на ПАВ тракта РПрУ 86

Краткие теоретические сведения. 86

Методика синтеза ПАВ- фильтров 89

Упражнение 1. Расчет топологии ПАВ-фильтра для тракта УПЧ 95

Упражнение 2. Согласование ПАВ-фильтра с трактом УПЧ 96

Задачи к разделу 96

Рекомендуемая литература 96

6. Тема. Исследование нелинейности тракта УПО-ДАС 97

Краткие теоретические сведения [1] 97

Одночастотный входной сигнал 98

Двухчастотный входной сигнал 99

Точка 1 дБ-компрессии РПрУ. 102

Подготовка системы к работе. 103

Описание модели измерения АХ элементов тракта УПО-ДАС 104

Исследование нелинейности тракта УПО-ДАС 105

Исследование влияния нелинейности тракта на работу АМ-детектора 107

Упражнение 1. Измерения амплитудной характеристики и точек пересечения IP3 109

Упражнение 2. Online- корректировка точек пересечения элементов тракта. 109

Упражнение 3. Корректировка проекта под требования ТЗ. 109

Упражнение 4. Расчет зависимости IP3 тракта РПрУ от глубины АМ- модуляции. 109

Задачи к разделу 109

Рекомендуемая литература 110

7. Тема. Обработка сигналов с цифровой модуляцией в тракте УПО-ДАС 111

Краткие теоретические сведения [4] 111

Цифровые виды модуляции 116

Амплитудные виды модуляции (OOK, ASK) 116

Фазовые виды модуляции (BPSK, QPSK, M-PSK) 118

Двоичная фазовая модуляция (BPSK – Binary Phase Shift Keying) 118

Квадратурная фазовая модуляция (QPSK – Quadrature Phase Shift Keying) 119

Многопозиционная фазовая модуляция (M-PSK) 120

Амплитудно-фазовые виды модуляции (QAM) 121

Частотные виды модуляции (FSK, MSK, M-FSK, GFSK, GMSK). 122

Многопозиционная частотная модуляция (M-FSK) 123

Частотная модуляция с минимальным сдвигом (MSK) 123

Сравнение различных видов модуляции 125

Модель системы связи с модуляцией BPSK и каналом с АБГШ 128

Упражнение 1. Наблюдение временной формы сигналов 131

Упражнение 2. Измерение спектра сигналов с цифровой модуляцией. 133

Упражнение 3. Наблюдение сигнальных созвездий 134

Упражнение 4. Измерение вероятности ошибки на бит. 134

Работа №2. Модель ЦТКС с искажениями ФЧХ в канале связи 135

Упражнение 1. Трансляция по каналу комплексной огибающей сигнала 136

Упражнение 2. Трансляция по каналу действительной составляющей сигнала 137

Задачи к разделу 138

Рекомендуемая литература 138

8. Тема. Приемник АМ-сигнала на базе NI USRP-2920 139

Краткие теоретические сведения 139

Упражнение 1. Формирование, прием и обработка АМ- сигнала в USRP-2920 141

Контрольные вопросы к разделу 143

Таблица 1. Технические характеристики USRP-2920 143

Рекомендуемая литература 144