Калмыков В.В. Радиотехнические системы передачи информации (1990) (1151851), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Как правило, на приемной стороне вырабатывается опорное колебание [32). Для точного восстановления формы сообщения и достижения максимальной помехоустойчивости частота н начальная фаза опорного колебания должны совпадать с частотой и начальноей фазой несущей. Сложность заключается в том, что в спектре ОБП несущая отсутствует. О:..", Модуляция с ОБП широко применяется для передачи речи. При этом допускается некоторая расстройка по частоте между опорным колебанием н несущей [321. В зависимости от требований к качеству передачи допустимая расстройка может составлять несколько герц или десятки герц.
Это позволяет формировать опорные сигналы автономным генератором на приемной стороне 321. оскольку демодуляция ОБП заключается в переносе спектра в область нижних частот, то ошибка на выходе приемника равна отношению шум-сигнал в полосе сигнала б Оба=с'/ОРхпах/Рс сбп х (8.31) 188 д~л ный расход мо|цности прн ОБП такой же, как и пр БМ. РР Обп = 1/6 пбп.
(8.32) ~сссомав модУлиции (УМ). Пр угловой зменяет фазу несущего колебания Амплитуда Ао н средняя мо ность сигнала Р,х„остаются при этом неизменными (8.33) Разновидностями УМ являются фазовая н частотная модулянмеет вид Фазовая модуляция (ФМ). При этом виде модуляции сиги ал: зфм(1) =Аа СОЗ [соо/+ОРО+АОРспахфмХ(1)1, (8.34) ГДЕ ЛОР,хф„— ИНДЕКС фВЗОВОй МОДУЛЯЦИИ, РаВНЫй МаКСИМаЛЬНО- му отклонению фазы модулнруемого сигнала. Спект ФМ р ФМ сигнала, строго говсйи не ограничен, щенке х(1) имеет ограниченный спектр. Для оценки эффек тнвной шн нпы его,(т.
р го,(т. е. полосы частот, в которой сосредоточена нне основная доля мощности сигнала) часто использустс я соотноше/ с фм= 2/"спах (1+Лорспах фм). (8.35 8.35) ( ° ) Р СР ( ) =ОРО+АОРспах фмХ(1) Суыыу СИГНЗЛа И ШУ- мз на входе фазового детектора (ФД) можно представить в виде иах фп (1) = Зфм (/) +я (/) = = [Ао+Л с(г)1 соз [оооо+бра+бар фмх(с) 1— — /уа(/) 81п [соо/+тра+ Лорюпах фмх(/) 1 = (/(/) соэ [Ооо/+сра+ сааорспах фмх(/) + эссо(4) ), (8 36) где (/(/) =- р"[А,+№(/)1'+/ух. (4) — огибающая суммарного колебания на входе ФД фю (/) = агс1а(Ж, (/)/(Ао+ /Оа (г)Ц вЂ” изменение фазы, вызванное действием шума.
При слабом шуме А/,(/) ч: Ао, Лс(/) <<Ао н Орм( ) — Л'а(/)/АО. Амплитудная модуляция устраняется ограничителем, стоящнм перед ФД. Суммарное колебание на выходе ФД (при единичном коэффициенте передачи) имеет вид иамхфпй) =сра+Ьарспахфмх(1) +Лна(/)/Ао. (8.39) П олученное выражение аналогично (8.14), что позволяет васи< льзоваться результатами анализа АМ. Нормированный ш м на выходе приемника ФМ ми ованныи шум на ефм (/) = — [(2/Ао Ьордппсфм) зщ (соо(+ Фо+ ЬЯ>пня фих(/Н и (/))Р „. (8АО) 187 (ррлрлгочмоо)рь( ор гт лм о~тир Рмс. 8.4. Структура линейиоге оператора, опвсывающего прокождеиве слабого шума через приемник ЧМ Пороговые явления при приеме ЧМ.
Как видно из (8.52) н (8.53), б'„„и ()п,м можно Уменьшить, Увеличив индекс частотной модуляции йр„,х, нли, что эквивалентно, девиацию частоты рх) „„,„. Удельные расходы полосы 61чи (8.54) прн этом возрастают. Таким образом, при ЧМ можно производить «обмен» мощнос- "::.; ти на полосу. Как уже говорилось, умсныпение удельного расхода мощности ограничено пороговыми явлениями.
При приеме ЧМ с использованием обычного ЧД они заключаются в следующем. При увеличении Л)ю.„о возрастают ширина спектра сигнала ЧМ (8.46) и, следовательно, полоса пропускания ПФ (рис. 8.1). Это приводит к тому, что, начиная с некоторых значений рх( шум на входе ЧД нельзя считать слабым и для его оценки на выходе приемника надо использовать не приближенное соотношение (8.49), а точное (8.48).
Происходящие здесь явления удобно интерпретировать с помощью векторной диаграммы (рис. 8.5,а), Если амплитуда сигнала А, достаточно велика, то, как правило, сумма Ао+)Ч,(1) положительна. Однако иногда опа может быть отрицательной в течение небольшого интервала времени. Если за это ! время й(,(1) изменит свой знак, то гр (1) быстро изменится на ~2п (см. рис. 8.5,6). Соответствующее изменение частоты ргр (1) имеет форму короткого импульса (рис.
8.5,э). Таким образом, при уменьшении отношения сигнал-итум на входе ЧД характер шума;:::: на выходе приемника начинает меняться: помимо гауссовского шу-:::: ма появляется аномальный, представляющий собой случайную нм- "'-"',; Рис. 8.6. СтРУктУРиаа схема пРвемвопга Разо Гд /Мор отд '1М с вспользоваиием ОСЧ пульсную последовательность. Строгий анализ пороговых явлецпй при приеме ЧМ достаточно сложен 1311. Для обычного ЧД л(г) приближенным условием практического отсутствия аномального шума является (Р,(Р.),„„, =- (Р,(Р.) „~= 16 ...
16. Методы снижения порога при приеме ЧМ сводятся к тому, чтобы, используя принцип следящего приема, увеличить отношение спгнал-шум на входе демодулятора. В качестве примера рассмотрим прием с использованием обратной связи по частоте (ОСЧ) (рнс. 8.6). Колебание с выхода ПФь полоса пропускания которого пе меныпе ширины спектра сигнала ЧМ (8.46), подается на смеси- гель См. На другой вход смесителя поступает ЧМ колебание с генератора ГУН, управляемого напряженнем.
Параметры кольца частотной автоподстройки выбираются так, чтобы иаменения частоты ГУН отслеживали изменения частоты входного колебания. Поэтому сигнал на выходе смесителя См будет иметь меньшую девиацию, что позволит сузить полосу ПФо (по сравнению с шириной спектра входного ЧМ сигнала) и тем самым повысить отношение сигнал-шум на входе ЧД. Применение ОСЧ не изменяет параметров гауссовского шума па выходе демодулятора в области выше порога, т. е. структура линейного оператора й, описывающего прохождение слабого шума ререз приемник„имеет тот же вид, что н при использовании обычного ЧД (рнс.
8.4). Это связано с тем, что ОСЧ одинаково уменья;ает как полезную частотную модуляцию, так и частотную модуляциго, вызванную шумом. Выигрыш от применения ОСЧ вЂ” снижение порога. При ОСЧ можно использовать ЧМ сигналы с ббльшей девиацией частоты, чем при обычном (неследящем) ЧД, и тем самым уменьшить мощность сигнала на 4 ... 6 дБ (при той же точности передачи сообщения) [311. Рис. 8.6. Диаграмма воввикиовеиия аномальных ошибок при приеме ЧМ 196 82Д. РЕАЛЬНАЯ ПОМЕХОУСТОИЧИВОСТЬ РСПИ, ИСПОЛЬВУКЦЦИХ СИП1АЛЫ С ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ + + о Ео (6 = Х Ао!П вЂ” ро — йггд = Х Р) )(Р— роо), а= о=в гло Ао — амплитуда, То — период повторения, 1(р) — вормвроваииая функция, описывающая форму одиночного импульса, шах(й(р) (=1, гор=!о+ага — такто- вые точки (момемты, определяющие положение импульсов во времеви). (8.66) 191 В РСПИ в качестве несущих колебаний иврялу с гармоиическим сигиалом используется периодическая последовательность импульсов жен преобрлэователь ВИМ-ШИМ.
Прьпщнп его работы состоит в следукнцем,.'.;:-," Момш>т пересечения фронтом импульса ВИМ некоторого порогового уровня,", определяет положение фронта (нли среза) импульса ШИМ. Положение жв,'.:',.";;, среза (или соответственно фронта) обусловлено системой сллхрояизацни и жестко прнвязэио к тактовым точкам, Таким образом, формируется так называемая ' односторонняя ШИМ, поскольку у импульсов модулируется только поло>кение„..":Ф' фраата (пли только положение среза). Сформированная последовательность по-::",.:; ступает на ФНь), частотная характеристика которого сч>пается прямоугольной '!-, с верхней частотой пропусканни, равной верхней частоте передаваемого сооб.;", щения Р, . Здесь также необходимо выполнение условия (8.57). Механизм влияния слабого шума на точность передачи сообщении при рассмотренном способе приеь>а заключается в следующем. Шум смешает поло'-:.!, жение фронта импульса В1!М на Лтзп(/ь) =л»пп ьл(/ь)/з где п„„,п(М) — значение шума не выходе ЛД в момент !ь, з — крутизнк':,::,".
фронта импульса ВИМ в окрестности порога. На такое же зааченис изменяется длительность импульса. Надо иметь в':,: виду, что при слабом шуме Лты(!ь)Р>пьп«1. Поэтому шум на выходе ФНс):; можно рассматривать как результат прохождения через ФНЧ последоватвль-;=';. ности б-нъатульсов, площади которых равны Аыппбт,п(/ь), где А пп — ампли-:,1 туда импульса ШИМ. Если учесть, что прокол!де>>ие шума через АД прн боль- ' пн>м отношении сигнал-шум описывается соотлошштямп (8.15) и (8.9), а по-.,, лезная составляющая в спектре односторонней Е!ИМ раппа (29) (А „Х;,:;,, Хбх „/Тп)хРЬ та можае Язйтн новмлРоваппый шУм па выхоле пРиеывика';:;( ВИМ-ЛМ (рис.
8.9): + Ъ (/) ~" 6 К !ь) (2Тд/Лтпшх з) соз (ыа /+ Чь) Ф (р) л К) здесь л(1) — белый шум ва входе првемнлкз, Ф(р) — операторный коэффн; .': пиент передачи ПФ. Структура линейного оператора Н., описывающего прохождение слабого .;. шума через приемник ВИМ-ЛМ, првведспа па рпс. 8.!О. Отсчеты шума на выходе АД в моменты !ь являются незанисямыми, имеп'",: ют нулыюе математическое ож>шаг>яс и дисперсию Рп,=-й,б/пэ, где Л/пэ — по-',,",:;." лоса пропусканяя ПФ. К~руги>ну импульса можно представить как где 5 — крутизна фронта нормированного импульса /(1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
