Παρουσίαση/Προβολή

Περιεχόμενο μαθήματος

Σκοπός του μαθήματος είναι να εισαγάγει τους φοιτητές στο επιστημονικό και τεχνολογικό πεδίο των τηλεπικοινωνιών και να κατανοήσουν έννοιες που σχετίζονται με τις βασικές τεχνικές αναλογικής διαμόρφωσης και αποδιαμόρφωσης σημάτων, όπως η διαμόρφωση πλάτους (AM), η διαμόρφωση συχνότητας και φάσης (FM/PM) καθώς και τεχνικές διαμόρφωσης παλμών, όπως η παλμοκωδική διαμόρφωση (PCM). Στα πλαίσια του μαθήματος, παρουσιάζεται η απαιτούμενη θεωρία για τη μελέτη των σημάτων και των διαμορφώσεων τόσο στο πεδίο του χρόνου όσο και στο πεδίο της συχνότητας (ανάλυση Fourier). Επίσης, παρουσιάζονται τεχνικές πολύπλεξης διαίρεσης χρόνου και συχνότητας. Ταυτόχρονα πραγματοποιούνται εργαστηριακές ασκήσεις με αντικείμενο τη μελέτη της συμπεριφοράς των βασικών τεχνικών διαμόρφωσης και αποδιαμόρφωσης καθώς και την επίδραση βασικών παραμέτρων στην απόδοσή τους.

Πρόγραμμα διαλέξεων

1. Η έννοια της τηλεπικοινωνίας - Σήματα στο πεδίο του χρόνου

Εισαγωγή στην έννοια της τηλεπικοινωνίας, ιστορική αναδρομή, δομή και λειτουργία τηλεπικοινωνιακού συστήματος, ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, σήματα συνεχούς χρόνου, διακριτού χρόνου, συνεχούς πλάτους, διακριτού πλάτους, ψηφιακά σήματα, χαρακτηριστικά σημάτων.

2. Σήματα στο πεδίο της συχνότητας

Το πεδίο της συχνότητας, σειρές και μετασχηματισμός Fourier, φασματική πυκνότητα, απόκριση συχνότητας, διαγράμματα πλάτους και φάσης.

3. Ανάλυση Fourier

Αναπαράσταση περιοδικών σημάτων σε ορθογώνιες/πολικές συντεταγμένες και σε εκθετική μορφή, φασματική ανάλυση.

4. Διαμόρφωση πλάτους διπλής πλευρικής ζώνης

Κατηγορίες αναλογικής διαμόρφωσης, διαμόρφωση και αποδιαμόρφωση διπλής πλευρικής ζώνης (DSB), επίδραση σφάλματος φάσης και συχνότητας στη σύγχρονη αποδιαμόρφωση.

5. Συνήθης διαμόρφωση πλάτους

Διαμόρφωση/αποδιαμόρφωση συνήθους διαμόρφωσης πλάτους (ΑΜ), ημιτονοειδής (τόνου) διαμόρφωση ΑΜ, συντελεστής διαμόρφωσης, απόδοση, κυκλώματα διαμόρφωσης/αποδιαμόρφωσης.

6. Διαμόρφωση απλής πλευρικής ζώνης και υπολειπόμενης ζώνης

Διαμόρφωση/αποδιαμόρφωση απλής πλευρικής ζώνης (SSB) και υπολειπόμενης ζώνης (VSB).

7. Υπερετερόδυνος δέκτης – Πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας

Ο υπερετερόδυνος δέκτης ΑΜ, μετατόπιση και μίξη συχνοτήτων, πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας (FDM).

8. Διαμόρφωση Γωνίας

Διαμόρφωση φάσης (PM) και συχνότητας (FM), φάσματα Fourier σημάτων διαμορφωμένων κατά γωνία.

9. Διαμόρφωση Γωνίας

Διαμόρφωση γωνίας στενής ζώνης (NB-FM, NB-PM), διαμόρφωση τόνου, εύρος ζώνης, συναρτήσεις Bessel, συντελεστής διαμόρφωσης, απόκλιση συχνότητας, κυκλώματα διαμόρφωσης/αποδιαμόρφωσης. 

10. Ψηφιακή μετάδοση αναλογικών σημάτων

Θεώρημα δειγματοληψίας, κβάντιση, σφάλμα κβάντσης, κωδικοποίηση.

11. Ψηφιακή μετάδοση αναλογικών σημάτων

Παλμοκωδική διαμόρφωση (PCM), διαφορική παλμοκωδική διαμόρφωση (DPCM), διαμόρφωση Δέλτα (DM), προσαρμαστική διαμόρφωση Δέλτα (ADM).

12. Πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου (TDM)

Πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου σημάτων PCM (TDM-PCM), εύρος ζώνης συστημάτων TDM.

Εργαστηριακές ασκήσεις

1. Κατηγορίες σημάτων και χαρακτηριστικά τους

Κατηγορίες σημάτων (συνεχούς και διακριτού χρόνου, συνεχούς και διακριτού πλάτους, ψηφιακά), περιοδικά σήματα, χαρακτηριστικά (πλάτος, συχνότητα, φάση), υπολογισμός στιγμιαίας/μέσης ισχύος, μέσης τετραγωνικής τιμής (RMS).

2. Ανάλυση σημάτων

Ανάλυση σήματος σε σειρά Fourier, αναπαράσταση σε ορθογώνιες, πολικές συντεταγμένες και εκθετική μορφή, συμμετρίες σημάτων, σύνθεση σημάτων με χρήση σειράς Fourier, σχεδίαση φάσματος πλάτους και φάσης.

3. Διαμόρφωση πλάτους

Διαμόρφωση/αποδιαμόρφωση πλάτους (AM), ημιτονοειδής διαμόρφωση πλάτους, υπολογισμός εύρους ζώνης, ισχύος φορέα και πλευρικών ζωνών, συντελεστή διαμόρφωσης, συντελεστή απόδοσης και φασματικού περιεχομένου του διαμορφωμένου σήματος.

4. Διαμόρφωση συχνότητας

Διαμόρφωση/αποδιαμόρφωση συχνότητας (FM), ημιτονοειδής διαμόρφωση συχνότητας στενής και ευρείας ζώνης, συναρτήσεις Bessel, υπολογισμός δείκτη διαμόρφωσης, εύρους ζώνης, ισχύος φορέα και πλευρικών ζωνών και φασματικού περιεχομένου του διαμορφωμένου σήματος.

5. Διαμόρφωση PCM

Παλμοκωδική διαμόρφωση/αποδιαμόρφωση (PCM), θεώρημα δειγματοληψίας, κβαντοποίηση, υπολογισμός επιπέδων κβαντοποίησης, κβαντισμένης τιμής, σφάλματος κβαντοποίησης και ρυθμού μετάδοσης δεδομένων.

Μέθοδος αξιολόγησης

(α) Τελική γραπτή εξέταση επί του θεωρητικού μέρους του μαθήματος.

(β) Παράδοση των αποτελεσμάτων κάθε εργαστηριακής άσκησης και τελική γραπτή εξέταση επί του εργαστηριακού μέρους με θέματα επί του συνόλου των εργαστηριακών ασκήσεων.

• Η παράδοση όλων των εργαστηριακών ασκήσεων είναι υποχρεωτική. Ο τελικός βαθμός προκύπτει από την στάθμιση των βαθμών θεωρίας (α) και εργαστηρίου (β) με συντελεστές βαρύτητας 70% και 30%, αντίστοιχα.
• Τελικός βαθμός = (α)*70% + (β)*30%

Προϋπόθεση για προβιβάσιμο τελικό βαθμό είναι η ύπαρξη προβιβάσιμων βαθμών, τόσο στη θεωρία όσο και στο εργαστήριο.