Лаб. работа - Корреляционный приемник (1005845), страница 2
Текст из файла (страница 2)
4.W (q1 ) = W ( q H1 ) ; W (q0 ) =Рис. 4. Кривые плотности вероятностиW (q1 ) = W (q / H1 ); W (q0 ) = W (q / H 0 )Теперь нетрудно определить среднюю вероятность ошибки:∞0⎤11⎡pош = (α + β) = ⎢ ∫ W ( q H 0 ) dq + ∫ W ( q H1 ) dq ⎥ =22⎢⎥⎦−∞⎣0⎡ E (1 − Rs ) ⎤=1− Φ ⎢⎥.N0⎣⎢⎦⎥(9)Из выражения (9) понятно, что вероятность ошибки зависит от отношения энергии сигнала к спектральной плотности шума и от коэффициента взаимной корреляции между сигналами s1 (t ) и s0 (t ).С учетом того, что −1 ≤ Rs ≤ 1 , максимальная помехоустойчивость системы, определяемая вероятностью ошибки,pош = 1 − Φ102E,N0достигается при выборе сигналов с Rs = −1.
Такие сигналыназываются противоположными. Для них характерно, чтоs1 (t ) = − s0 (t ). Примером противоположных сигналов являютсяфазомодулированные сигналы, в которых скачки фазы равны 180°:s0 (t ) = s cos(ωt ), s1 (t ) = − s cos(ωt ).Нa практике часто применяют ортогональные сигналы. ДлянихTRs =1s1 (t ) s0 (t ) dt = 0 иE∫0pош = 1 − ΦE.N0ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ЛАБОРАТОРНОЙУСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯКОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМНИКАВ современных радиотехнических системах используют линейные рекуррентные последовательности максимального периода(М-последовательности). Это сложные (шумоподобные) сигналы,база которых B = F · T >> 1, где F и T – ширина спектра и длительность сигнала.В данной лабораторной установке используются противоположные сигналы.
Символ 1 передается широкополосным сигналомна основе прямой, а символ 0 – на основе инвертированнойМ-последовательности, построенной в соответствии с правиломкодирования ai = ai −3 ⊕ ai − 4 , где ai – i-й символ М-последовательности; ⊕ – знак суммирования по модулю 2.Правило кодирования позволяет сформировать М-последовательность по некоторой исходной совокупности ее символов длинойn (n – память последовательности). В лабораторной работе используется М-последовательность длиной N = 2n − 1 = 15 (n = 4) двоичных символов.Функциональная схема лабораторной установки представленана рис. 5. Она состоит из двух генераторов М-последовательностей, смесителя (СМ), перемножителя, интегратора, решающегоустройства (РУ), схемы управления интегратором, генератораимпульсов (ГИ); К – кнопка для установки начальных условий.11Генераторы М-последовательностей (Г1 и Г2) представляютсобой регистры сдвига с логической обратной связью.
Они вырабатывают одинаковые М-последовательности длиной 15 символов.Генератор Г1, смеситель и генератор шума имитируют передающую сторону и линию связи. Сигнал с выхода Г1 поступает насмеситель, на второй вход которого подается шум n(t ) от генератора шума.
Смеситель представляет собой суммирующий операционный усилитель, на его выходе появляется сигналu (t ) = s (t ) + n(t ), т. е. смеситель осуществляет алгебраическоесуммирование сигнала и помехи. Полученная смесь имитируетпринятый сигнал.Рис. 5. Функциональная схема лабораторной установкиГенератор Г2, перемножитель, интегратор, решающее устройство имитируют приемник. Сигнал с выхода смесителя перемножается с опорным сигналом, вырабатываемым генератором Г2.Результат перемножения интегрируется и поступает на решающееустройство для принятия решения.Опорный сигнал можно снимать с любого разряда генератораГ2, осуществляя тем самым дискретный сдвиг во времени одногосигнала относительно другого.
Для получения плавного сдвиганеобходимо осуществить синхронизацию генератора Г2 от внешнего импульсного генератора (ВГИ). В схеме предусмотрена воз12можность установления дискретной задержки между сигналами,равной (1/4) τ0, (1/2) τ0, (3/4) τ0, где τ0 – длительность элементарного импульса М-последовательности.Интегратор представляет собой усилитель с емкостной обратной связью. В конце каждой посылки интегратор возвращают висходное состояние путем подачи импульсов, вырабатываемыхблокинг-генератором (БГ). Последний синхронизируется импульсами, появляющимися на выходе четырехвходовой схемы И. Период следования импульсов установки интегратора можно сделатьравным одному, двум или четырем периодам М-последовательности. Для этой цели используется делитель (Д).Решающее устройство представляет собой пороговую схему,которая может находиться в одном из двух состояний в зависимости от напряжения на выходе интегратора в момент отсчета.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ1.
Включить необходимые приборы и источник питания.2. В отсутствии шума просмотреть и зарисовать осциллограммы принятого и опорного сигналов при временных рассогласованиях:τр = 0, (1/4)τ0, (1/2)τ0, (3/4)τ0, kτ,k = 1, 2, …3. В отсутствии шума просмотреть и зарисовать осциллограммы напряжений на выходе интегратора при временных рассогласованиях между принятым и опорным сигналами:τр = 0, (1/4)τ0, (1/2)τ0, (3/4)τ0, kτ,k = 1, 2, …Измерить напряжение на выходе интегратора c момента отсчета.4.
При наличии шума просмотреть и зарисовать осциллограмму принимаемого сигнала.5. При наличии шума просмотреть и зарисовать осциллограммы напряжений на выходе интегратора при временных рассогласованиях между принятым и опорным сигналами:τр = 0, (1/4)τ0, (1/2)τ0, (3/4)τ0, kτ,k =1, 2, …6. Снять зависимости вероятности ошибки от отношения «сиг13нал–шум» на входе приемника при временных рассогласованияхмежду принятым и опорным сигналамиτр = 0, (1/4)τ0, (1/2)τ0, (3/4)τ0, kτ,k =1, 2, …ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ1.
Построить эпюры напряжений на выходе интегратора привременных рассогласованиях между принятым и опорным сигналами τр = 0, (1/2)τ0, τ0, 2τ0, где τ0 – длительность элементарногоимпульса М-последовательности (период тактовой частоты).⎛ 2E ⎞2. Рассчитать зависимость pош = f ⎜⎟ для случая про⎝ N0 ⎠тивоположных сигналов.ОТЧЕТ О РАБОТЕОтчет о работе должен содержать функциональную схему лабораторной установки, экспериментальные графики и осциллограммы, ответы на контрольные вопросы, домашнее задание, выводы и оценки полученных результатов.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ1. Назовите основные критерии, которые используются в теории оптимального радиоприема сигналов.2.
Укажите значение пороговых напряжений для наиболее широко употребляемых критериев.3. Каков алгоритм работы оптимального приемника в случаеобнаружения полностью известного сигнала при наличии помехитипа «белого» гауссовского шума?4. Какова структурная схема оптимального обнаружителя? Оптимального различителя?5. Каково максимально достижимое отношение «сигнал–шум»на выходе корреляционного приемника?6. От каких параметров зависит помехоустойчивость оптимального обнаружителя?7. От каких параметров зависит помехоустойчивость оптимального различителя?14СОДЕРЖАНИЕЗадание по работе.......................................................................................... 3Краткие теоретические сведения.................................................................
3Функциональная схема лабораторной установки для исследованиякорреляционного приемника .................................................................. 11Порядок выполнения работы ..................................................................... 13Домашнее задание....................................................................................... 14Отчет о работе .............................................................................................
14Контрольные вопросы ................................................................................ 1415Андрей Сергеевич КосолаповАлександр Иванович СенинИССЛЕДОВАНИЕ КОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМНИКАМетодические указанияРедактор Е.К. КошелеваКорректор Л.И. МалютинаКомпьютерная верстка О.В. БеляевойПодписано в печать 10.03.2006. Формат 60×84/16. Бумага офсетная.Печ. л.
1,0. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,85. Тираж 300 экз.Изд. № 3. ЗаказИздательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.105005, Москва, 2-я Бауманская, 5..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
