![]() Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
![]() Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
![]() |
Виграш демодулятора при оптимальному прийманні неперервних сигналів
Примітка. - коефіцієнт розширення смуги частот, що показує, у скільки разів ширина спектра модульованого сигналу більша за максимальну частоту модулюючого сигналу; - коефіцієнт модуляції; - індекс модуляції; - коефіцієнт амплітуди модулюючого сигналу. Аналіз формул, наведених у табл. 16.3, показує, що для АМ максимальний виграш У широкосмугових видах модуляції (ЧМ, ФМ, ФІМ та ін.) виграш може бути значно більший за одиницю і стрімко підвищується, якщо спектр модульованого сигналу розширюється (кубічна залежність від коефіцієнта розширення смуги частот Формули виграшу використовуються як для визначення якості приймання неперервних сигналів, так і для порівняння різних систем за завадостійкістю. Отже, за однакових умов та при Значний виграш широкосмугових модуляцій пояснюється в основному когерентним складенням у демодуляторі спектральних складових сигналу, у той час як спектральні складові завад додаються некогерентно. Так, при когерентному складенні 12 однакових складових сигналу амплітуда підвищиться у 12 разів, потужність відповідно в 144 рази, тоді як при некогерентному складенні потужність суми 12 складових завади зросте тільки у 12 разів. Поріг завадостійкості демодуляторів. Із формул, наведених у табл. 16.4, випливає, що в широкосмугових модуляціях при досить великих значеннях коефіцієнта розширення смуги частот досягається значний виграш демодулятора. Так, для ЧМ при
Появу порога для систем зв'язку, в яких ширина спектра модульованого сигналу Методи зниження порога завадостійкості. Нині розроблені та впроваджені в основному методи зниження завадостійкості для систем зв'язку з ЧМ, тому що вона досить поширена. Оскільки поріг спостерігається за певної потужності сигналу на вході демодулятора, то зменшення потужності завади при фіксованій (незмінній) потужності сигналу забезпечує роботу демодулятора вище порога. Як відомо, потужність флуктуаційної завади, що звичайно діє в каналі зв'язку, пропорційна ширині її смуги частот (див. приклад 2.7). Отже, для зменшення потужності завади на вході
Для перестроювання середньої частоти фільтра застосовуються реактивні керовані елементи (варикапи, реактивні транзистори та ін.). Керуюча напруга на них подається з виходу демодулятора. Смуга пропускання слідкуючого фільтра встановлюється приблизно рівною подвоєній максимальній частоті спектра модулюючого сигналу. Потужність завад на виході слідкуючого фільтра знижується приблизно в ![]() Технічні труднощі виконання перестроюваного з частотою
Із формули (16.11) випливає, що, змінюючи девіацію частоти гетеродина
14.6. НЕОПТИМАЛЬНЕ ПРИЙМАННЯ СИГНАЛІВ
Умови застосування. Використання оптимальних схем приймання як дискретних, так і неперервних сигналів потребує (див. § 16.2 та 16.4) деякої апріорної інформації про сигнали та властивості каналу. Чим більше апріорної інформації є під час приймання, тим кращим може бути приймач (демодулятор) та вищою його завадостійкість. Для сигналів із відомими параметрами можна реалізувати оптимальний когерентний приймач Котельникова. Проте на практиці в багатьох випадках застосовують більш прості та надійні неоптимальні варіанти приймачів (демодуляторів) за рахунок деякого зниження завадостійкості. Для простих сигналів та найбільш часто застосовуваних видів цифрової та аналогової модуляцій (АМ, ЧМ, ФМ) схеми неоптимальних демодуляторів незначно відрізняються від схем демодуляторів із потенційною завадостійкістю. Розглянемо деякі із них. Демодулятор сигналів із частотною маніпуляцією. Із середини 40-х р. і до останнього часу частотна маніпуляція ЧМ- т (ЧМ-2, ЧМ-4) є основною в системах передавання дискретних повідомлень. Як правило, застосовується фільтровий метод приймання сигналів із ЧМ- т, структурна схема демодулятора якого аналогічна структурній схемі оптимального некогерентного демодулятора сигналів ЧМ-2 (див. рис. 16.3). Різниця полягає в тільки в тому, що в оптимальному демодуляторі застосовуються узгоджені фільтри, а в неоптимальному - смугові фільтри до детектора та маніпуляційний фільтр після детектора. Імовірність помилки в неоптимальному фільтровому демодуляторі сигналів ЧМ- т більша, ніж під час некогерентного оптимального приймання. Енергетичні втрати становлять близько 3-6 дБ. Це погіршення завадостійкості обумовлено двома основними причинами: зменшенням відношення сигнал-завада порівняно з узгодженими фільтрами; міжсимвольними завадами, що створюються перехідними процесами у фільтрах (залишкові коливання, які виникають у результаті взаємодії попередніх сигналів). Демодулятори фазової та відносної фазової маніпуляцій. Як доведено в § 16.3, фазова маніпуляція з протилежними сигналами (ФМ-2) має найбільшу потенційну завадостійкість і тому є перспективною для новітніх систем зв'язку.
При ФМ- т необхідно мати інформацію про фазу прийнятого сигналу, тому в демодуляторі обов'язково застосовується когерентне приймання, тобто фазове детектування. Структурна схема демодулятора сигналів ФМ-2 подана на рис. 16.9. Якщо порівняти цю схему зі схемою оптимального демодулятора (див. рис. 16.1), то помітна їхня схожість. Фазовий детектор виконує функцію перемножувача, фільтр нижніх частот (ФНЧ) - інтегратора. Опорний генератор ![]() ![]() ![]() ![]() Подана схема демодулятора ФМ-2 забезпечує завадостійкість, що незначно менша за потенційну, але має істотний недолік. Для нормальної роботи демодулятора фаза коливань опорного генератора повинна збігатись із фазою одного із сигналів. Цього можна досягти тільки у разі передавання спеціального допоміжного сигналу для фазової синхронізації. Проте на передавання такого допоміжного сигналу необхідні затрати потужності, і ФМ- т втрачає свої енергетичні переваги. Використання для фазової синхронізації прийнятого сигналу Цей істотний недолік ФМ- т, який значно обмежує її застосування, усунений у системах із відносною фазовою маніпуляцією (ВФМ- т), що була запропонована проф. М.Т.Петровичем. Нагадаємо, що в системах із ВФМ- т інформація передається не абсолютним, а відносним значенням фази, яке обчислюється як різниця фаз між сигналом, що передається в даний момент, та попереднім сигналом. Формування сигналів ВФМ-2 описано в §3.7. З багатьох різноманітних методів приймання сигналів ФМ-т найбільше поширення дістали методи порівняння фаз (некогерентне приймання) та порівняння полярностей (когерентне приймання). Структурна схема демодулятора сигналів ВФМ'-2 за методом порівняння фаз подана на рис. 16.10, а. На відміну від схеми демодулятора сигналів ФМ-2 (рис. 16.8) у цій схемі система ФАПЧ і опорний генератор
Демодулятор сигналів ВФМ-2 за методом порівняння полярностей функціонально складається з двох частин: когерентного демодулятора сигналів ФМ-2 та відносного декодера, або, як його ще називають, схеми порівняння полярностей (рис. 16.10, б). Прийнятий сигнал спочатку обробляється когерентним демодулятором ФМ-2, і, звичайно, на його виході спостерігається інверсна робота. Проте відносний декодер (лінія затримки та порівнюючий пристрій ПП), включений до виходу ВП демодулятора, усуває її. Це відбувається тому, що в ПП порівнюються полярності прийнятого та попереднього первинних сигналів і видається вихідний сигнал за правилом: якщо полярності збігаються - "+1", якщо полярності різні - "-1". Інверсна робота змінює полярність як прийнятого, так і попереднього сигналів, і саме тому не змінюється полярність сигналу на виході відносного декодера. Схемне виконання ПП - суматор за модулем два. Формули для обчислення ймовірності помилки демодуляторів сигналів ВФМ-2 наведені в табл. 16.2. З них випливає, що при некогерентному прийманні сигналів ВФМ-2 порівняно з некогерентним прийманням сигналів ЧМ-2 забезпечується двократний виграш за потужністю й такий самий виграш за смугою частот. Відносний декодер у когерентному демодуляторі сигналів ВФМ-2 у разі усунення інверсної роботи подвоює кількість помилок, що є еквівалентним незначним енергетичним втратам до 0,15-0,30 дБ у порівнянні з потенційною завадостійкістю сигналів ФМ-2. Тому когерентне приймання сигналів із ВФМ-2 та ВФМ-4 широко застосовується в сучасних системах зв'язку (передавання даних, супутниковий зв'язок тощо). Приймання неперервних АМ- та ЧМ-сигналів. Структурні схеми реальних демодуляторів АМ- та ЧМ-сигналів ідентичні оптимальним (див. рис. 14.1 та 16.6) і містять три основних функціональних блоки: смуговий фільтр додетекторного оброблення, детектор, ФНЧ післядетекторного оброблення. Необхідне підсилення сигналів провадиться як до детектора, так і після нього. У радіоприймачах застосовується, як правило, супергетеродинне приймання, і основне підсилення забезпечується на проміжній частоті. Якщо характеристики фільтрів наближаються до ідеальних, реальні демодулятори забезпечують завадостійкість незначно нижчу за потенційну (2-5 дБ). Проте для забезпечення високої якості передавання неперервних сигналів необхідно також мати малі амплітудно-частотні та фазочастотні спотворення сигналів у фільтрах передавача, каналі зв'язку, приймачі та лінійність характеристик детектора. У системах зв'язку з ЧМ для підвищення завадостійкості широко застосовуються передспотворення модулюючого сигналу. У передавачі АЧХ тракту звукової частоти має вигляд кривої, що піднімається догори; у приймачі ця характеристика, навпаки, направлена донизу. Якщо узгодити АЧХ передавача та приймача, частотні спотворення в наскрізному тракті будуть відсутні. Додатковий виграш в ослабленні завад одержується завдяки двом обставинам: 1) спектральна густина потужності завади на виході ЧД (див. рис. 15.15) зростає параболічне; 2) потужність верхніх звукових частот у спектрі мови, музики значно менша, ніж на нижніх частотах. Введення передспотворень під час передавання сигналів звукового мовлення, наприклад, дає змогу підвищити відношення сигнал-завада на виході демодулятора ЧМ на 12 дБ, якщо смуга звукових частот становить 10 кГц, і майже 6 дБ, якщо смуга 4 кГц. У разі АМ той самий метод також дає виграш у відношенні сигнал-завада, але значно менший. Так, якщо смуга звукових частот 10 кГц, виграш становить біля 7 дБ, а якщо смуга 4 кГц, - 3,5 дБ.
Date: 2016-02-19; view: 1434; Нарушение авторских прав |