Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы (3-е издание, 2000) (1095420), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Частотные зависимости модуля и остаточного фазового члена спектральной плотности прямоугольного ЛЧМ-импульсв при различных значениях бачит сигнала Во-вторых, наблюдается постепенное исчезновение осцилляций модуля спектральной плотности с увеличением базы сигнала. Анализируя формулу (4.47), можно убедиться, что на центральной частоте спектра Таким образом, модуль спектральной плотности ЛЧМ- свгнала с большой базой Ьв О, асао — —, 2 ' 1! л Ьа Ьв и ~! — а — — са~во+ —, ~!! 2 о 2 р 2 ' Ьа О, в>во+ Энергетический спектр такого сигнала Иг„(в) = л Щ(2Р) также постоЯнен в полосе частот (во — Ьа/2, во + Ьв/21 и обращается в нуль вне этой полосы 4.3.
Сигналы с внутриимпульсной модуляцией Пз Прежде веко находим базу сигнала В 10' 2 10 ь 200. Скорость нарастания частоты р = 2яп//тя = 6.28 1Ое/(2 1О ь) = 3.14 х я 10'" с з. В соответствии с формулой (4.53) энергетический спектр 1т'„2 10 'з В' сз. Поскольку база сигнала веляка, его спектр практически заключен в пределах полосы частот от ус — Ь//2= = 995 ГГц до / + Ь//2 = 10.05 ГГц. Автокорреляционная фуякция ЛЧМ-сигнала. Для нахождения этой характеристики, столь важной при решении задач обнаружения сигнала, целесообразно воспользоваться результатами, полученными в гл. 3, где было показано, что связь между АКФ и энергетическим спектром сигнала устанавливается парой интегральных преобразований Фурье.
Пусть база ЛЧМ-сигнала достаточно велика, так что энергетический спектр этого сигнала равномерен и сосредоточен лишь в полосе частот Ьв вокруг несущей частоты. Тогда автокорреляционная функция ЛЧМ-сигнала (см. формулу (4.53)]: + взят Г (/з Влчм(т) = — ~ И'„(в)ем'г)в = — созвтг)в = «ь-яг„/2 У'т„з)п ()гт„т/2) т т/2 соз вот. График нормированной автокорреляционной функции глчм(т) =Влчм(т)/Влчм(0) изображен на рис. 4.11, Здесь же представлена огибающая этой функции, имеющая лепестковую структуру. Формула (4.54) устанавливает следующее свойство ЛЧМ- сигнала: ширина главного лепестка огибающей АКФ обратно пропорциональна девиации частоты импульса. Действительно, огибающая первый раз обращается в нуль при сдвиге сигнала относительно его копии на интервал времени т = 2н/(рт„) = = 1/Л/.
Применяемые в радиолокации ЛЧМ-сигналы характеризуются значительной девиацией частоты, поэтому главный лепесток АКФ получается весьма узким, Например, для сигнала, изученного в примере 4.4, сдвиг, обращающий в нуль С точки зрения уровня боковых ле. пестков автокорреляциоикой функции ЛЧМ-сигнал существенно уступает сигналам Баркера при М= 13 -2/Ау 1/ау о уьу зги Рис. 4.11. Корреляционные характеристики ЛЧМ-сигнала: я — нормированная АКФ; б — огибающая нормированной АКФ Глава 4. Модулированные елглалы огибающую АКФ, составит всего 0.01 мкс, илн 0.5;~ от длительности импульса. Однако с точки зрения корреляционных свойств ЛЧМ- сигналам присущ известный недостаток: высота двух первых симметричных боковых лепестков АКФ достаточно велика, составляя 0.212 от высоты центрального лепестка.
В неблагоприятных условиях (значнтельный уровень шумов) зто может привести к ошибочному определению временного положения импульса. 4.4. Сип1алы дли стереофонии Стереофоническое воспроизведение звука п)ждусматривает раздельное формирование и передачу колебаний от двух микрофонов, левого и правого. Субъективное качество восприатик стереофонической программы значителъно выше, чем градационной монофонической. В принципе, стереофонический радиоканал можно получить, объединив два монофонических канала, по одному из которых передается сигнал! (Г) от левого источника звука, а по другому сигнал г(Г) от правого источника. Однако при этом не достигаетск совместимость стереофонической системы радиовещании с монофоническими приемниками, которые будут находнтьск в эксплуатации еще сравнительно долгое времк. Полириаи модуляции.
Совместимое стереофоническое радиовещвлие удалось создать, прибегнув к принципиально новому виду модуллцви радиосигналов, получввшему название полярной модулкции. Типичнаа осциллограмма сигнала с поларной модуляцией представлена на рис. 4.12. Видно, формы верхней и нижней огибающих здесь неодинаковы. Информации от левого источника звука отображена верхней огибающей, а от правого — нижней огибающей. Рве.
4.12. Свпмл с поллрвой мслуллцлей Чтобы сформировать такой сигнал, следует восполъзо- ваться суммарно-разностным методом, часто применяемым 'в радиотехнике. Действительно, нужное нам свойство будет 4.4. Свгнахы для стереофонна реализовано, если скомбинировать колебания 1(г) и г (г) следу- ющим образом: 1+г / 1 — г1 ипм(г)=У М вЂ” +~1+М вЂ” )созои, 2 ~~ 2) (4. 55) где У и еэ — амплитуда и частота некоторого высокочастотного колебания, М вЂ” коэффициент модуляции, для простоты считающийся одинаковым в обоих каналах.
Легко проверить, что если сов еэг=+1, то ипм= Ц„(1+М1), т.е. верхняя огибающая действительно отображает сигнал 1(г) левого канала. Если же совсог=-1, то ипм — У (1+Мг); значит, пившая огибающая соответствует правому каналу. Если не допускать леремодуляции, то огибающие имеют разные знаки и могут быть без труда разделены в приемнике.
Испольювавве подвесущей частоты. Сигналы с полярной модуляцией не могут непосредственно использоваться при радиопередаче, поскольку содержат низкочастотную (звуковую) составляющую, пропорциональную полусумме колебаний левого и правого каналов. Прибегают к двухступенчатой процедуре. Вначале формируют сигнал с полярной модуляцией, выбрав в качестве частоты ю так называемую подпесуп1ую частоту (англ, зиЬсагпет ~~едиепсу), лежащую значительно вьппе верхней границы звукового диапазона. Затем проводят обычную частотную модуляцию основного несущего колебания, частота которого соответствует ультракоротковолновому диапазону длин волн (УКВ).
В качестве модулирующего колебания используют полярно-модулированный сигнал, полученный на первом этапе. При демодуляции такого колебания в обычном монофоническом приеьшнке полуразностный сигнал не воспроизводится, так как его спектр расположен в окрасгнооти поднесущей частоты, т.е. за пределом звукового диапазона частот. Полусуммарный сигнал поступает на выход приемника и обеспечивает вполне приемлемое качество прослушивания. Таким образом, требования совместимости оказываюпж выполнен- Стандарт радиовещеник, первоначально принятый в нашей стране, устанавливает частоту поднесущего колебания равной 31.25 кГц. Чтобы эффективно использовать радиоканал, в передатчике поднесущее колебание ослабляют по амплитуде в 5 раз„а в приемнике за счет специальных схемных элементов восстанавливают этот сигнал до исходного уровня.
Такая мера связана с тем, что по стандарту девиация частоты не может превышать 50 кГц. Если чрезмерно использовать этот ресурс для передачи вспомогательного поднесущего колебания, то возможно ухудшение качества воспроизведения звуковых колебаний, прежде всею, снижение их громкости. Западноевропейский и американский стандарты решают эту же задачу несколько по-иному. Частота поднесущего колебания выбирается здесь равной 38 кГц. Это колебание подавляется в передатчнке полносвью, а вместо него в состав модулирующего сигнала вводат так называемый пилот-аппп (англ. рйог голе) на частоте 19 кГц.
В приемннке частота пилот-тона удваивается, и за счет этого происходит восстановление поднесущего колебания. 116 Глава 4. Модулированные сигналы Заметим, что оба описанных здесь стандарта стереофонического радиовещания примерно равноценны по своим техническим характеристикам. Применение поднесущей частоты и использование суммарно-разностного прицнпа формирования сигнала характерны для многоканальных радиотехнических систем, в частности, для систем цветного телевидения. Результаты Вопросы 1.
Какими параметрами принято характеризовать глубину амплитудной модуляции? 2. Какова причина искажений сообщения, наблюдаемьп при нсремолуляцни? 3. От чего зависит распределение мощности в спектреоднотональиогоАМ-сигнала? 4. В каком соотношении обычно находятся между собой частоты несущего и модулирующего колебаний? 5. Каков принцип построения векторной диаграммы однотональвого АМ-сигиала? б. Чем принципиально отличаются осциллограммы сигналов с 6алансной амплитудной модуляцией и обычных АМ-сигналов? 7.
Почему непосредственная демодуляция ОБП-с««гнала приводит к искажению передаваемого сообщения? 8. В чем заключаются сходства и различия между сигналами с частотной и фазовой модуляцией? 9. Как связаны между собой частота модуляции, индекс и девиация частоты? ОО Процесс модуляции связан с переносом спектра сигнала из области низких в область высоких частот. ОО При амплитудной модуляции (АМ) огибающая сигнала связана с л«гновенным значением низкочастотного модулирующего колебания.
Спектр АМ-гигнала образуется несущим колебанием и двумя симметричными группами боковых колебаний. ОО Полоса часпют, необходимая длл передачи АМ-сигнала, равна удвоенному значению наивысшей частоты в гпектре л«одулирующего колебания. ОО Возможна балансная амплитудная модуляция г подавленным несущим колебанием, а также модуляция с одной боковой полосой частот.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
