 |
4. Методические указания для самостоятельной работы по дисциплине «теория и устройства преобразования информации»
|
|
|
|
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕОРИЯ И УСТРОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ»
4. 1. Расчет синус- и косинус-преобразования Фурье, амплитудно- и фазово-частотных характеристик (АЧХ и ФЧХ) заданного сигнала Е(t). Построение графиков АЧХ и ФЧХ
Расчетные формулы
Косинус-преобразование Фурье А(v):
. (4. 1)
Синус-преобразование Фурье В(v):
. (4. 2)
АЧХ К(v):
. (4. 3)
ФЧХ Ō (v):
Ō 
. (4. 4)
Пример: E(t) – импульс прямоугольной формы;
,
,
– синковая функция.
,
,
,
θ 
– arctgθ = 0
Построение графика К(v)
(отношение производных числителя и знаменателя) =
= 
.
Найдем точки пересечения графика К(v) с осью (v) из условия
.
Тогда π vt0 = π n, где n = t1, t2, …, ( n = 0 исключена, т. к. в ней 
), 
т. е. К(v) = 0 при 
Остальные значения графика К(v) в заданных в варианте пределах необходимо рассчитать.
4. 2. Расчет информационной плотности системы записи и воспроизведения
Заданная система состоит из трех звеньев – записи, преобразования, воспроизведения. АЧХ звеньев описываются формулой:
, (4. 5)
где m, n и N – константы: m = 3, 7; N – абсцисса точки АЧХ, ордината которой равна 0, 025 (предельно воспринимаемому глазом контрасту;
,
где ve – абсцисса точки АЧХ, ордината которой равна exp (-1) = 0, 368.
|
|
|
Значения n, N для каждого из трех звеньев приведены в вариантах исходных данных (табл. 4. 1).
2. 1. Рассчитать АЧХ К1, 2, 3(v) каждого из трех звеньев по формуле (4. 5), при этом значение v изменять от 0 до N через 10 единиц.
Рассчитать АЧХ системы K∑ (v) из трех звеньев по формуле:
К∑ (v) = K1(v) · K2(v) · K3(v). (4. 6)
Расчет вести до тех пор, пока K∑ (v) ≤ 0, 025.
2. 2. Построить график K∑ (v).
По графику найти абсциссы N и ve точек, ординаты которых равны соответственно 0, 025 и 0, 368.
2. 3. Рассчитать информационную плотность h каждого звена и всей системы в целом по формуле:
. (4. 7)
2. 4. Сделать вывод, почему информационная плотность системы ниже информационной плотности каждого звена в отдельности.
Варианты исходных данных для расчета
Форма сигнала – прямоугольный импульс, высота прямоугольника – М, ширина – t0 (значения М и t0 – в табл. 4. 1).
Таблица 4. 1.
| № | М, В | t0, с | Звено записи | Звено преобразования | Звено воспроизведения | |||
| n1 | N1, Гц | n2 | N2, Гц | n3 | N3, Гц | |||
| 1. 5 | 1, 4 | 1, 8 | ||||||
| 2, 5 | 2, 7 | 1, 9 | ||||||
| 3, 1 | 2, 3 | 3, 2 | ||||||
| 2, 8 | 2, 6 | 3, 1 | ||||||
| 2, 4 | 2, 2 | 2, 5 | ||||||
| 2, 7 | 3, 1 | 3, 5 | ||||||
| 4, 2 | 2, 1 | 3, 8 | ||||||
| 3, 3 | 2, 7 | 3, 1 | ||||||
| 3, 1 | 2, 5 | 2, 2 | ||||||
| 2, 2 | 3, 7 | 2, 9 | ||||||
| 2, 9 | 3, 1 | 2, 4 | ||||||
| 2, 5 | 2, 1 | 3, 1 | ||||||
| 3, 2 | 2, 2 | 2, 5 | ||||||
| 3, 6 | 3, 3 | 2, 2 | ||||||
| 2, 7 | 2, 1 | 3, 5 | ||||||
| 1, 5 | 2, 5 | 2. 7 | ||||||
| 1, 8 | 2, 3 | 3, 5 | ||||||
| 2, 3 | 3, 2 | 3, 8 | ||||||
| 2, 8 | 1, 3 | 2, 1 | ||||||
| 3, 1 | 2, 1 | 2, 7 | ||||||
5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕОРИЯ И УСТРОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ»
|
|
|
1. Сигнал, информация. Определения. Примеры.
2. Детерминированные и случайные сигналы. Определения. Примеры.
3. Непрерывные, дискретные, квантованные сигналы. Определения. Примеры.
4. Классификация сигналов по физической природе. Понятия. Примеры.
5. Схема преобразования сигнала в измерительных устройствах.
6. Носители информации: одномерные, двумерные, трехмерные. Примеры.
7. Связь между сигналом и его спектральной плотностью. Формулы. Векторная интерпретация спектральной плотности.
8. Формулы для расчета АЧХ. Физический смысл АЧХ.
9. Формулы для расчета ФЧХ. Физический смысл ФЧХ.
10. Допущения о линейности системы. Принцип суперпозиции. Связь между сигналом на входе и выходе линейной системы.
11. Определение импульса через дельта-функцию Дирака. Определение и выделяющие свойства дельта-функции Дирака.
12. Допущение о нечувствительности системы к сдвигу. Инвариантность системы.
13. Понятие контраста и коэффициента передачи контраста.
14. Теорема свертки. Связь между ФЧХ сигнала на входе и выходе системы. ФЧХ системы фильтров.
15. Нахождение импульсной реакции системы фильтров по импульсной реакции составляющих звеньев.
16. Теорема Котельникова о передаче сигналов с дискретизацией. Понятие идеальных фильтров.
17. АЧХ и импульсная реакция идеальных фильтров. Невозможность реализации.
18. Преобразование сигнала в системе “фильтр-дискретизатор-фильтр”. Формулы. Графики.
19. Искажения первого рода при дискретизации. Причины. Проявление. Способы предотвращения.
20. Искажения второго рода при дискретизации. Причины. Проявление. Способы предотвращения.
21. Преобразование аналогового сигнала в цифровую форму.
22. Виды кодирования: амплитудная модуляция.
23. Виды кодирования: частотная и фазовая модуляция.
24. Случайные сигналы. Их характеристики.
25. Корреляционная и ковариационная функции.
26. Спектральные характеристики спектральных сигналов.
27. Шумы при передачи информации.
28. Отношение «сигнал/шум».
29. Особенности преобразования цветовых сигналов.
30. Количественная оценка цветовоспроизведения.
|
|
|
