Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.Н.Фомина (2007) (1095358), страница 89
Текст из файла (страница 89)
= 1 — К вЂ” '; Ки2<и..< — '. и,) и,. и! и 1 К2 ! '! / ,! (9. 14) Зависимости Кгц и К„, от соотношения и2/и! для случая К= 0,414 построены на рис. 9.24 в соответствии с соотношениями (9.14). На этом же рисунке предо~валена зависимость К„;+К.ь Рассмотрение рис. 9.24 показывает, что в частных случаях при автовыборе К„;+ К„;=1, а при линейном сложении К„2+ К„;= 2, во всех остальных случаях комбинированного сложения Разнесенный прием 449 2 ык ! ык 0,5 Ц 2 к 0 К Рис.
9.24 1 < (Кы + К„,) = < 2. 2 1+К Рассмотрение рис. 9.24 показывает также, что коэффициент передачи убывающего процесса уменьшается линейно со скоростью, определяемой величиной К, а коэффициент передачи нарастающего процесса быстро нарастает, достигая при равенстве процессов величины 1/(!+К) и затем медленно нарастает, достигая значения, равного единице, при соотношении нарастающего процесса к убывающему, равному 1/К. При соотношении нарастающего процесса к убывающему меньше К, коэффициен~ передачи убывающего процесса равен 1, а нарастающего — О. При этом обработка по методу комбинированного сложения в соответствии с (9.14) может быть реализована схемой, представленной на рис.
9.25, где УСВК вЂ” устройство сравнения и вычисления коэффициентов Кн и К„2. Обработку, реализующую схему, представленную на рис. 9.25, не сложно выполнить на ЭВМ, но при аналоговой реализации естественно будут иметь место определенные сложности в реализации УСВК и УУ.
Таким образом, на основании сопоставления особенностей различных методов комбинирования сигналов разнесенных каналов и рассмотрения процессов при реализации алгоритма комбинированного сложения (см. рис. 9.23) синтезирована квазиоптимальная схема, реализующая достоинства комбини- ГЛАВА 9 450 Уг ьг Рис. 9.26 рованного сложения, но свободная от его недостатков — паразитной АМ и коммутационных помех. Однако, численные операции, необходимые при реализации такой обработки, не на много проще выполняемых при оптимальном сложении, особенно при аналоговой реализации. Требованиям реализации соотношений (9.П) при условии (9.13) без использования операций коммутации удовлетворяют структуры с взаимными обратными связями.
При реализации модифицированного алгоритма комбинированного сложения такая структура имеет вид, представленный на рис. 9.26. Из рассмотрения устройства очевидно, что оно реализует процедуры вида (,Ли= Ц вЂ” К(,г; пРи (гг>КЦ, однако, реализуемость устройством домножения на величину 1!(1 — К') и выполнения условий (9.13) не очевидны. Основное, что следует из рассмотрения рис. 9.26, это отсутствие в устройстве операций коммутации, а следовательно оно реа- Ьгг и, Рис. 9.26 Разнесенный прием 451 лизует синтезированный алгоритм и в то же время свободно от основных недостатков метода комбинированного сложения коммутационных помех и паразитной АМ.
Таким образом, простое геометрическое рассмотрение процессов при реализации различных методов комбинирования позволило наложить требования на их изменение во времени, получить необходимые зависимости коэффициентов домножения для направленного изменения исходных процессов и, в конечном счете, синтезировать структуру устройства обработки, обладающего заданными свойствами. Однако устройство, изображенное на рис. 9.26, будет квазиоптимальным только при фиксированном значении соотношения сигнал/шум в соответствии с зависимостью, представленной на рис. 9.22.
Для обеспечения квазиоптимальности схемы во всем диапазоне изменения соотношений сигнал/шум необходимо измерять и соответственно изменять значения К. Схему, представленную на рис. 9.26, в соответствии с изложенным, следует дополнить измерителем соотношения сигнал/шум и блоком регулировки глубины ослабления сигналов К в аттенюаторах Атт1 и Атт,. Таким образом, обеспечение квазиоптимальности в широком диапазоне усложняет схему и ее достоинство, с точки зрения простоты, перед оптимальной делается незначительным. Рассмотрение зависимости, представленной на рис. 9.22, показывает, что при увеличении (У,/о„)„от четырех до о величина К должна уменьшаться всего от 0,5 до 0.414, а при уменьшении (//,/о„),„от четырех до единицы значение К должно увеличиваться от 0,5 до 0,66.
Из последнего следует, что нет необходимости в обеспечении изменения К во всем диапазоне изменения соотношений сигнал/шум, особенно в области больших сигналов. При этом очевидно, что в отличие от случая оптимального сложения при реализации модифицированного алгоритма комбинированного сложения требования к точности измерения соотношения сигнал/шум не столь жесткие. Итак изложенное выше с учетом неполноты априорных сведений о параметрах сигналов и помех позволяет окончательно сформулировать требования к схеме, реализующей модифицированный алгоритм комбинированного сложения. Модифицированный алгоритм комбинированного ело>кения наряду с указанными достоинствами на участке реализации алгоритма линейного ело>кения обеспечивает повышение соотношения сигнал/шум, что следует из рассмотрения рис.
9.24 (больший процесс домножается на больший коэффициент) и количественно это будет показано на анализе схем технической реализации алгоритма. Синтезированный алгоритм менее критичен к точности изме- ГЛАВА 9 452 Рис. 9.27 рения соотношения сигнал/шум, а это позволяет в условиях неполноты априорных сведений о параметрах сигналов и помех пользоваться оценками соотношения сигнал/шум.
Схема, реализующая синтезированный модифицированный алгоритм комбинированного сложения при сдвоенном разнесенном приеме представлена на рис. 9.27, где Изм — измеритель усредненного соотношения сигнал/шум. Из зависимое~и, представленной на рис. 9.22, следует, что в области малых значений сигнал/шум скорость изменения К выше, чем в области больших, поэтому, учитывая то, что получить хорошую оценку о~ношения сигншч/шум трудно, особенно при неполноте априорных данных о характере замираний, и то, что при больших сигналах помехоустойчивость высокая, целесообразно осуществлять подстройку параметра К только в области малых си~палов. Поэтому пороговый уровень (ь/,/а„)Гя„„следует устанавливать из соображений требуемого качества обработки с учетом ожидаемого диапазона изменения отношения (//,/и,),„. Постоянная времени ФНЧ, осуществляющего усреднение отношения сигнач/шум, также выбирается в соответствии с ожидаемым видом и скоростью замираний сигнала и также зависит от соотношения сигнал/шум.
Когда уровень сигнала на входе схемы сравнения с порогом ССП станет ниже установленного значения, вырабатывается сигнал регулировки коэффициента передачи аттенюаторов К в соответствии с зависимостью К=Я1/,/и„)„. При (/7,/и„),.„> >(У,/п„),р„р коэффициенты передачи постоянны и равны значению К, соответствующему пороговому значению отношения сигнал/шум (см. рис. 9.22).
На рис. 9.22 предо~валены зависимости К=ЯР,/п„)„для трех значений пороговых величин отношения сигнал/шум: 1 (по мощности 1); 1,73 (по мощности 3) и 3,16 (по мощности 10).Таким образом, в устройстве требовайия к точности измерения соотношения сигнал/шум не высоки, его измерения производятся в каждом канале и в реальном масштабе времени. 453 Разнесенный прием Отсутствие априорной информации о соотношении сигнал/ шум и о характере процессов делает невозможным эффективное применение известных алгоритмов.
Устройство, реализующее синтезированный алгоритм, даже при значительной ошибке в установке величины К, всегда будет обладать более высокими характеристиками, чем устройства, реализующие любой из рассмотренных выше алгоритмов. Как следует из изложенного, применение модифицированного метода комбинированного сложения позволяет устранить паразитную АМ и коммутационные помехи, что приводит к повышению реальной помехоустойчивости.
Очевидно, что все достоинства метода комбинированного сложения в части инвариантности к виду закона распределения замираний сохраняются при реализации модифицированного алгоритма. В гл. 5 отмечалось, что при использовании УВОС повышается эффек~ивное отношение сигнал/шум. Рассмотрение алгоритма (9.11) и рис. 9.26 показывает, что это действительно должно быть на участке реализации алгоритма сложения, так как в отличие от линейного сложения, когда и сигнал и шумы линейно складываются, при реализации модифицированного алгоритма больший процесс уменьшается в меньшей степени, а меньший процесс — в большей.
Это приводит к тому, что эффективное значение отношения сигнал/шум определится не соотношением (9.17), как при линейном сложении, а соотношением (9.18). Сопоставим различия эффективных значений отношения сигнал/шум, получаемых при оптимальном и линейном сложении и и„ при комбинированном сложении на участке К< —" < — и при мои„к дифицированном методе комбинированного сложения на том же участке для случая сдвоенного приема. В соответствии с теоремой Бреннана, при оптимальном сложении в случае о„, = о„ (9.15) При автовыборе (9.16) ГЛАВА 9 При линейном ело>кении (/эг+(/э> ('э! ' (/эг ,/ ', „',,Гг При модифицированном алгоритме комбинированного сло- жения бв > бп К' б в 1 (9.18) К< — г<— //„К //„-//,„ л— 1 — К и„ гт„ //„ — > —.
//„К Пусть (/,э /а„=1, а (/„/о, меняется в пределах от 0 до 1/К при К= 0,414. В резуль~ате вычислений эффективного значения соотношения сигнал/шум для оптимального ело>кения />,„, (9.15), комбинированного сложения />, (9.16), (9.17) и модифицированного алгоритма комбинированного сложения />„(9.16), (9.18), а также относительных отклонений значений />э(8„) и />„(8„,) от />,„, и рассчитана разница отклонений 8,%, в зависимости от соотношения (/н/(/,>, которые представлены на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
