Белов Л.А. Устройства формирования СВЧ-сигналов и их компоненты (2010) (1095867), страница 7
Текст из файла (страница 7)
~~;~~'„'.з)ри выборе структурной схемы устройства формирования сги на:,«~Ъ~Фсчастотной модуляцией решается принципиальная задача разре«~~~Хия противоречия между стабильностью и управляемостью необ,::-„'~йимо обеспечивать допустимые значения погрешностей установки ;:.~~й,-гплько средней частоты, но и царамегров угловои модуляции ..-„! ' Одним из псрспекливных решений при формировании частот«ной Я~МЛУляции 1ЧМ) сигналов является исгкшьзование ЦВС.
Однако ',-ч11сто цифровые способы формирования модулированных по частоте ..'Ф~ЛЕбаний со стабильными параметрами моду..яции имеют заметные ;;;Вг)ЗВничения по верхнеи частице сигнала и по по,юсе молулируюши; '='..-:)з$етот. Дзя некоторых наиболее употребительных законов ЧМ „"~!~йаПРймер. лля линейного, экспоненциального) разработаны схемы В::- 37 ~е)(на )и)прона))))ых сп)пгза)о)нщ снпщ.)гн 12()1 ( арлмс) рамн ( и) нал с мо)!)с)яц)юй частоты ио с)упснчатому ')акопу мо)к)ю загнсать в следук))цсм виде: )Ц») =.- сох (2л(»о»+ с»(»4т)» ) (Р ))»(т: » к (й+ 1)т (1.15) )пе»о = (л(» ' /) )»2 — средняя частота между частотами )~ и~~ передачи оптов сообщения: аь — +1 --- значение передаваемого символа иа к-и таю оном интервале„(ре. начальное зна~е~ие фазы д:)я к-)о тактового интервала. При использовании ступенчатого закона манипуляции частоты для снижения уровня внеполосных маннпуляционных составлякплих спектра и учета требований ЭМС целесообразно принять меры, обеспечивающие отсутствие скачков текущей фазы колебаний в моменты скачков частоты, т.е, использовать чистов)но-,нанилупнровалные гл.
на(ы с непрерывной Ч)г(зой (ЧМНФ). Основными параметрами элементарной посылки сигнала ЧМНФ являе) ся индекс модуляции т = тЛ, равный произведению длительности т информационного бита на девиацию»( фазы за это время н количество периодов средней частоты за длительность посылки п -- т»щ На рис. 1.15 представлены осциллограммы сигнала з(»), модулирующего частоту, и радиочастотного сигнала и(») для о„— 0.5.
Значение индекса модуляции )) существенным образом влияет на зффекгивность использования спектра при ЧМНФ На рнс. 1.16 показаны варианты спектрограмм такого сигнала при модуляции длинной псевдослучайной послеловательностью,ъзя некоторых значений т»н, Если значение индекса модуляции ))и > 1, то ординаты СПМ-колебания, манипулированно)о длинной псевдослучайной последовательностью е(»), уменьшаются в окрестности средней частоты, что говорит об излишнем разносе манипулируемых частот и недостаточно эффективном использовании выделенной полосы частот. Прп г(п.
и()) Рис. ).(5. Осиналогран»ы фрагнеита навуниррыгиего тц) н высоинчастотиа)о и(л сигналов ЧМИФ ирн тн = 0,5 и и .= за»В ЗВ б,г, Гг'о цпекгральпан пдогносгь иопгносгн Лпухгроинепого сигнала ЧЬ!НФ нрн стоге 3 ГГц, скорости нерсяачн ! Ганг!с и гпа минна индекса иодзлпцни х „= В.5 Гбг пектр сигнала оказывается более компактным (рис. 1.16, а), КОгО СИГНаЛа ЛЕГКО рЕЫИЗуЕтея НЕКОГЕрЕитНЫй дЕМОдудятОр ом устройстве. Минимальное значение индекса модуляции, ором возможна эффективная демодуляция сигнала с двухой ЧМ, составляет к =- 0,5 (рис, ! .16. 6).
значении индекса модуляции гги -.— 0,5 сигнал имеет ииничас»южную ггагггтг гягГию — МЧМ (Мгпппа) Япй Кеу-- е называют также мангтугядцед с ггггьиггагьныи сдллгон час- МС) (2) Спектр МЧМ-сигнала наиболее компактен (3.—.5) ению с другими сигналами в виде последовательно передаваементарных радиоимпульсов с различной амплитудой, фазой ой.
При этом передаче символа «нуль» соответствует частота ВГ4, а передаче символа «единиц໠— частота Г~ .=.Д + ВГ4. вал частот составляет 2г5 —. Г~ — 2г =-- ВГ2, а линейно изменяюо времени сдвиг фазы за длительность одной посылки ет п,г2. Передаваемые способом МЧМ элементарные радиогые посылки длительностью т с разнесенными на 1,'(2т) н оказываются ортогональныыи, т,е. для любой пары посыграл от их произведения равен нулю: ,лггг!фуре' „'гьг - гь!1:.';,.*:;; "4)г -гл 1~~;-.~;.,=:;,,) с ГГ'::::$МЙудг!.ее ;:;,!г!Гги,: дите 2 3 е б ДГГц бг )е,(Г)е (Г) дг =- О, г «у, О 39 сго оосспсчивае1 пигаий уровшп мсжсимно шнь.х искажении' прн учете ограниченной полосы частот канала 11ри использовании ситца та МЧМ моменты манипуляции должць, совпадать поочередно с максимумами и с нулями высокочастотного несущего колебания. Другими слонами, необходимо применять синхронизацию часто1ы следования информационных битов 1~т и значений манипулируемых частотт1~ и У~ а соответствии с соотношениями где н ..
количество целых периодов в каждой посылке; Л - отклонение манипулируемых частотЯ~ и г~ от средней частоты )0: — 4оЬ. Энергетический спектр для ссп нала МЧМ при случайном законе передаваемого сообщения определяешься (41 соотношением 5 ( г") = (1 ь соз (4п(,» .20)т))).'(1 . 16(1 -,10) т 3 . (1.18) График функции 5„,(1) по (1.18) построен на рис. 1.17.
Из него следует, что двойная ширина занимаемой полосы частот по уровню -3 дБ для МЧМ-сигнала составляет 1,281т, что заметно меньше, чем для сигнала 2ФМ (аналогичный параметр составляет 2/т). Для дополнительного снижения уровня внеполосных манипуляционных излучений и выполнения нормативов ЭМС производят сглаживание модулирующего частоту двухуровневого сигнала с помощью фильтра с гауссовслой АЧХ. Полученный сигнал называется ПМЗК, он используется в ряде стандартов наземной сотовой и спутниковой цифровой связи. При спутниковой связи требования ЭМС наиболее жесткие. Поэтому в соответствии с международными 5Г(т' ь авлтн 0 -10 Рис. 1.17.
Спектра.тьнан паотиость нонсностн ЫЧЫ-сигнала :'Ф-",.ФЮ! 2.)в. с тва формирования си!палов с манипуляциеи частоэы и гауссов- лаэкиванием СэМЖ в соответствии с (12! применяют либо модулятор частоты (рис, 1 19), либо косвенный на основе рноэо фазового модулятора. ратурныи фазовый модулятор МЧМ-си!валов функциони- основе эквивалентного (1.! 5) соотношения с(г) =- аясоз (лг'2т)соз (л)~() - Ьтэцп (л(,'2т)зэп (л((э(), (!.19) )(т < г<(э! е 1)т, Ов (ра = т 1; Ьь =- птсоз (р( '' ." 1.
5 (Э).э1Ь.Гп 36 бп эа . 5 -4 -3 — 2 — ! О ! 2 3 4 АМ пектральнаа плотность чошностн снгнала на вытоае ралнопершаюшеео сп)тннапвай свнзн с наскол арСС-2)-2 (т) прн т =- В.а (2) н т„= ) [3) и ' си!«алов Гагат!!век«э! !!!и!!ь!(хэм б-! О ээээ(эядьа и ло«ол«« частом(ую филюрацию по специальной маске БР('.()-21-2 сная огибаюшая закона манипуляции и частотная фильтрация иной маске моэут производиться на выходе усилителя мошоднако в каких узко«олосных фильтрах недопустимо возрасгрешэ!Ос(и установки заданных параметров н знергеэи эесьие Мощности из-за высокого порядка фильтра.
В связи с 3.!им, вила, применяют цифровую частотную филь!рацию сип(ала е модулятора. На рис, 1.13 «оказа«вил Сэ!М-сигнала «а радиоперелающего устройс(ва с выходным транзисторным тельным) усилителем мощности (БО13() б(а(е Роэтег Аэпр1э(1ег насьццением. !ыс оо. "коя !оыьто вовниг вк!О1 увромнскыв иойраасннск Вгоакон ноток ааиких рис.
Ь3а Фуикнионаоьная стива чокуаятора частоты с гауссовским сгаамиваниск снввоаов нп рис, !.2а. Стру ктуриак сыма кваараттриого мвтуаятора Сазаксигнааа На рис. 1,20 показана структурная схема квадратурного модулятора СМБК-сигналов на основе соотношения (1.19). По схеме на рис. 1.20 поток данных з(г), имеюгцих значения:~1, с тактовым интервалом поступает на вход цифрового гауссовского филалра (ГФ) с импульсным откликом !г(!) =. ! '(2лот) ' ехр [-! 42о т )), где о = 0.5 з 3 3 зс — (1и 2) ят -- дисперсия гауссовского фильтра.
Последовательность выходных кодов этого блока, представляющая собой сглаженные фильтром битовые посылки, поступает на цифровой интегратор (Инт) (накопительный сумматор кодов), ординаты выхолпых кодов которого ср, пропорциональны вариации фазы МЧМ-сигнала ср; --- пг;,'2т. В блоке функционального преобразователя (ФП) формируются коды квадратурных ломпонент модулирующего сигнала соя (пг;с'2т) и гйп (кг,/2т), которые в канальных ЦАП преобразуются в модулирующие квадратурные составляющие У(!) и Д(!).
Далее'в соответствии с (1.!9) в перемножнтелях (П) и сумматоре (Сум) формируется радиочастотный сигнал (тМЖ к(г) со средней частотойД. В системах с наибольшим быстродействием находя~ применение аналоговые версии алгоритма, представленного схемой на рис, ! .20. Разработан (9! модулятор МЧМ-снгнала с прямой коммутацией колебаний, имеющих частоты /! и г~, при соблюдении треоованнй 1 Мн — Кл1 Вьвол сипела :,'. 'йеЕВ 1.ие.
Серукесрная стени нолзлятора ЫЧМ-снпмла с коинт ~аниеи сне навои от ...'есв)ететвтврвв чае ~от .,'...1$$11рерыиносцс фазы в моменты коммутации и лонолнепельиого 1.".:1ревзового сдвига ек12 за длительность бита информации. На рис. 1.21 :-,'...;;~ЪЭЮзана его структурная схема. В соответствии с этой схемой спите';",'зй)тзры стабильных частот (СЧ1) и (СЧ2), тактируемые от.
одно~о эта.„'„;;~~рйного генератора с частотой /;, генерируют непрерывные колеба!;:„:.'!Мней С ЧаСтОтаМИ У~ И~~, ЗалаааЕМЫЕ КОДацн АГ1 И ЙГЭ СООтастетВЕННО. ;-';,'тестовый интервал т связан со значениями частот условием ортого=;"нвльности (1 16) в виде соотношения/~ -/~ --. ! '2т. С помощью трис~;,!~фров (Тр!) и (Тр2) и быстродействующих ключей (Кл)), (Кл2) и !с',ьазлз) коммутируюсся выходы с частотами /~ или у~ в моменты яре.'-'*.;::::Мани. когда соо1ветствуюшие напряжения и1(1) или ц2(т) принимакж !" ейвквимальиые либо нулевые значения, что обеспечивает ненрерыв- ~',.-"'.!й)езъ фазы. В качестве синтезаторов СЧ! и СЧ2 могут быль исполь.«,'!~ваны одинаковые цифровые вычислительные синтезаторы или синая!тесзаторы фиксированных стабильных частот с системой фазовой !„-'-тавтополстройки частоты (ФАПЧ) 1.6.
Формирование многочастотных сигналов В каналах связи с ограниченной полосой пропускания, где суше- втвенно проявляются межсилсвольнь1е искажения и помехи (например, :;.;:т)йн использовании линий силового элегпросиабжения для передачи :;-,",::нейе)сокоскоростных цифровых сообщений, при передаче информации ~~,:"В'среде со значительной дисперсией„в условиях больших импульс- 43 :- Моцнесзн,Ч-настенного си:нала зависнз от часто~ и па катаных фа, каждои нз канальных сосгавляк1ших 11ри нулевых на ~альных фазах ;" всех составльчогцих сигнала пик-фактор )г имеет макспмалыюе зна ,;" нонне Я При усреднении по М вЂ” б4 каналам ачплит) з~ы суммарного сигнала .„„распрелелены по закону, представленному на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
