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测控网络复习题.doc
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2021-10-08
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测控网络技术复习题
第 1 章复习思考题
1. 控制网络与信息网络的主要区别是什么?
信息网络 控制网络
主要任
务
将大量的信息在网络上传
输,到达资源共享的目的。
将控制信息在网络上传输,到达
系统同步或控制的目的。
对网络
的要求
连通性;稳定性 实时性;可靠性;确定性
特点
数据包大,发送频率相对
较低;
对实时性没有苛刻的要求
数据包较小,发送频率较高;
实时性要求较高;
要求数据确实定性和可重复性
2. 什么是集中控制系统,什么是集散控制系统,各有何特点?
集中控制系统以计算机为根底加上扩展 I/O 接口构成。其主机与控制设备之间需一对一
的物理连接。信息只能单向传输。不同的信号需不同的连线传递,抗干扰能力差。风
险高度集中,可靠性降低。系统整体性、协调性好
集散控制系统即“分散控制、集中管理〞。即管理与控制相别离,上位机用于集中监视
管理功能,假设干台下位机下放分散到现场实现分布式控制,上下位机之间用控制网
络互连以实现相互之间的信息传递。
其测量变送仪表一般为模拟仪表;〔模拟数字混合系统〕。受计算机系统早期存在的
系统封闭型的影响,互换、互操作性差。专用的网络系统。〔封闭型〕
3. 与传统的控制系统相比,现场总线控制系统有何突出特点?
现场总线的特点:
系统的开放性
互可操作性与互用性
现场设备的智能化与功能自治性
系统构造的高度分散性(分散功能块)
对现场环境的适应性
4. 现场总线控制系统的根本组成?
现场设备--微处理器芯片以及外围电路组成。〔智能仪表〕传感器,执行器,路由器,
用户接口,网关等。
传输介质--双绞线、同轴电缆、射频、光纤、电线等。
5. 典型的现场总线通信协议模型?
为了满足实时性要求,也为了实现工业网络的低本钱,现场总线采用的通信模型大都
在 OSI 模型根底上进展了不同程度的简化。大多采用了其中的第 1 层、第 2 层和第 7
层,即物理层、数据链路层和应用层,并增设了第 8 层,即用户层。
6. 典型的现场总线技术有哪些?
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FF〔Foundation Fieldbus〕基金会现场总线
PROFIBUS(Process Field Bus) 过程现场总线
LonWorks〔 Local Operating Network〕局部操作网络
CAN〔Controller Area Net〕控制局域网络
HART(Highway Addressable Remote Transducer)可寻址远程传感器数据通路
DeviceNet
第 2 章复习思考题
1. 数字通信系统由哪几局部组成?各局部的主要功能?相对于模拟通信,数字通信有何
特点?
答:数字通信由硬件局部和软件局部两局部组成。其硬件局部包括发送设备、接收设
备和信道。其发送设备的主要作用是对信号进展编码,变换为适合在新岛传输的信号 。
承受设备的作用是从带有干扰的信号中正确的恢复出原信号,并进展解码、解密等。
信道的作用是传输信号的载体。而软件局部那么决定了通信的语法、语义和时序。
数字通信的优点有:
〔1〕抗干扰、抗噪声性能强。
由于传输的信号是二进制信号〔“ 0〞和“ 1〞两种状态〕,只要不影响判决的正确性,
即使波形失真也不会影响再生后的信号波形。〔而在模拟通信中,如果模拟信号叠加
上噪声后,即使噪声很小,也很难消除它。〕
数字信号经中继再生后可消除噪声积累。
〔2〕过失可控。〔纠错编码技术〕
〔3〕易加密,性好。
〔4〕易于与现代技术相结合。
缺点:
〔1〕频带利用率不高。数字信号占用频带宽。例如:一路模拟占 4KHz 带宽;一路数
字占 20KHz~64KHz 的带宽。
〔2〕需要严格的同步系统。因此,设备比拟复杂,体积比拟大。
2. 数字通信系统的主要性能指标有哪些?
答:〔1〕有效性。指通信系统传输信息的速率问题,即快慢问题。用传输速率(码元
传输速率波特率,信息传输速率比特率)和频带利用量〔单位带宽的码元传输速率或信
息传输速率〕来衡量。
〔2〕可靠性。指通信系统传输信息的质量问题,用误码率衡量。
〔3〕通信信道的频率特性。信号数据传输速率越高,所需的有效频带越宽。换言之,
传输系统的频带越宽,系统能传输的数据率越高。
〔4〕连续信道的信道容量。信道在单位时间可能传送的最大比特数,或称为最大数据
传输速率。
3. 什么是码元速率?什么是信息速率?它们之间的关系如何?
答:码元速率 RB 是指单位时间〔每秒种〕传输码元的数目。
信息速率 Rb 是指单位时间〔每秒种〕传输的信息量。
它们之间的关系:二进制: = M 进制: =×M
4. 在 1200bit/s 的线路上,经过测试,在 1 小时共有 108bit 误码信息,该系统的误码率
是多少?
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108bit/1200*60*60bit=2.5*
5. 某标准信道带宽为 3.4KHz。如果要求信道的信噪比为 40dB,试求信道容量 C;如果信
道的最大信息传输速率为 9600bit/s,试求信道所需的最小信噪比。
由 C=B (1+S/N)
C—信道容量 bps
B—信道带宽 Hz
S/N—信噪比
So,C=3400 (1+40)=18215.6bit/s
9600=3400 (1+S/N)
S/N=6.08dB
6. 某信源发送 10Mbit 的信息,设信道带宽为 8kHz,信噪比为 20dB,问传送这一信息
需要多少时间?
由 C=B (1+S/N),C=8000 (1+20)=35138.5hz
/35138.5=28.46s
7. 什么是数字基带传输?数字频带传输?在数字基带传输系统中同步提取电路的作用是
什么?
数字基带传输是指在数字通信的信道上直接传送数据的基带信号,即按数据波的原样
进展传输,不包含有任何调制,是最根本的数据传输方式。
数字频带传输是在计算机网络系统的远程通信中把数字信息调制成频带数字信号后再
发送和传输,到达接收端时再把频带数字信号解调成原来的数字信号的传输技术。
同步提取电路可以提取收到信号中的定时信息。
8. 试采用曼彻斯特码、差分曼彻斯特码和单极性非归零码对数据流 1001001110 编码。
曼彻斯特码:
1 0 0 1 0 0 1 1 1 0
差分曼彻斯特码
1 0 0 1 0 0 1 1 1 0
单极性非归零码
1 0 0 1 0 0 1 1 1 0
9. 什么是调制与解调?
调制是利用改变一个周期信号〔载波〕的一个或多个属性来传送信息的调制信号的过
程。
解调是调制的逆过程,是将信息恢复成基带的过程
10. 什么是信号的包络解调法和相干解调法?
包络检波是指利用包络线将输出信号从已调信号检出的幅度解调。
相干解调也叫同步检波,是指利用乘法器,输入一路与载频相干〔同频同相〕的参考
信号与载频相乘,以次恢复出一个与调制载波严格同步的相干载波。
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11. 什么是数字调制?它和模拟调制有哪些异同点?
数字调制是指用基带数字信号控制高频载波,把基带数字信号变换为频带数字信号的
过程。
主要区别:模拟调制需要对载波信号的参量连续进展调制。
〔强调已调参量与代表消息的模拟信号之间的比例特性〕
数字调制那么用载波信号的某些离散状态来表征所传输的信息。
〔强调已调参量与代表消息的数字信号之间的对应关系〕
12. 调制信号 m(t) = cos(2000πt) + cos(4000πt),载波为 cos10
4
πt,进展单边带调
制,试确定该 SSB 信号的表示式,并画出频谱图
13. 常用过失控制方法有哪些?各有什么特点?
前向纠错法、反应重发纠错法、混合纠错方式
前向纠错法的特点:
接收端自动纠错,解码延时固定,实时性好;
无需反应信道,能用于单向传输信道。特别适用于单点向多点同时传送的方式,如播
送方式。
为获得高的纠错能力,纠错码需较大的冗余度〔25~50%〕,
传输效率下降。
FEC 方式控制规程简单,但实际的译码设备比拟复杂。
反应重发纠错法的特点:
通信效率低(整个系统可能长期处于重传状态〕
由于反应重发的随机性,因此用户收到的信息也是随机到达的。因此, ARQ 方式不大
适合实时传输系统。
控制规程和过程比拟复杂。
混合纠错方式的特点:
可降低 FEC 方式的复杂性
可改善 ARQ 方式信息连贯性差,通信效率低的特点
可使整个系统的误码率到达很低的水平。
14. 写出以下信息序列方阵校验码的编码:
11001101
00100011
- .word.zl.
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