Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами (1985) (1151877), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Влияние тактовых рассогласований зависит от типа отводов линии задержки (регулируемый или постоянный), а также от того, какой сигнал обрабатывается — радиочастотный илн видеочастотный. В табл. 21.4 приведены расчетные формулы для определения относительного уменьшения отношения сигнал-помеха (в случае разбросов его среднего значения) и среднеквадратическое значение изменения боковых лепестков. В табл 21.4 приняты следующие обозначения; юа — центральная частота, пг †средне- квадратическое значение ошибки, с которой устанавливается положение отвода в сзучае линни с регулируемыми отводами, ыли среднеквадратическое значение задержки между двумя отводами в случае линии с постоянными отводами; 21.8. Сравнение линейвыл еоглаеованныл филътров В табл. 21.5 представлены оценки основных параметров согласованных фильтров с различными типами МЛЗ, полученные путем сравнения и сопоставления параметров, приведеннмх в работах (!6, 115, 119, 121, 124, 130, 1311.
Необходимо отметить, что параметры, приведенные в табл. 21.5, во-первых; являются довольно грубыми оценками и, во-вторых, они не могут отразить данных о новых МЛЗ, которые появятся в ближайшем будущем. Это определяется тем, что в настоящее время проблема создания линейных согласованных фильтров с многоотводными линиями задержки, обрабатывающими ШПС с большими базами, длительностями, полосами частот, обладающих малым потреблением энергии и малыми габаритами, стоит также остро, как н десять лет назад.
Т а б л и ц а 21.5. Параметры линейных согласованных фильтров с многоотводными линиями задержки Дяапавоя рабочих ВРемя ва частот, поржки, мгп ' мкс ттопоса пропускаиия, мгп Затухаипо, ип Бава шпс Тип МЛЗ 363 г"о †втор производная корреляционной функции одиночного импульса, которая определяется нз ее представления в виде параболы гп Ф2. (21.29) Отметим, что если используются прямоугольные импульсы, то такая форма записи не справедлива. Однако на практике длительность фронтов импульса нонечна. При этом формула (21.29) обеспечивает малую ошибку.
Если допустить, что длительность фронта порядка (0,1 —:0,15)то, то гио=(10 —:20)(тво. Отметим основные черты приведенных результатов. Во-первых, в случае радиочастотного сигнала все соотношения зависят от произведения совопвт = =(2п)таят(Тто, То-2я(мо, в то время как в случае видеочастотного сигнала— От Гиапатжйбпат/таа (дпя Сдзнта таКта ВМЕСТО Пт СтОнт бт). ТаК КаК та".МТО, тО очевидно, что требования к радиочастотной линии задержки более жесткие, чем к вкдеочастотной, Поэтому изменение боковых лепестков для радиочастотного сигнала не рассматривалось ввиду их малого значения, так как уменьшение отношения сигнал-помеха играет в этом случае основную роль. Во-вторых, прн разбросах такта для линии с постоянными отводами уменьшение отношения сигнал-помеха зависит от числа отводов (импульсов) У, так как в этом случае происходят накопление тактовых рассогласований в звеньях.
В-третьих, наиболее сильно сказывается сдвиг такта, так как он приводит к смещению всех импульсов сигнала в одну сторону относительно импульсной характеристики. Полагая хи=19!тоо, тт1ги(бт)в(24=0,21 (потери равны 1 дБ) и учитывая, что ТвтИ=ЬТ, получаем оценку (20.29). Таким образом сдвиг такта (изменение масштаба вреыени) является наиболее сильным рассогласованием в многоотводных линиях задержки. 22. ДИСКРЕТНЫЕ И ЦИФРОВЫЕ СОГЛАСОВАННЫЕ ФИЛЬТРЫ 22.1. Дискретный согласоваииъгй фильтр Дискретный согласованный фильтр (ДСФ) является дискретным устройством обработки непрерывных (аналоговых) сигналов. Принцип действия и основные работы по ДСФ приведены в Щ.
Принцип действия ДСФ основан на квантовании непрерывного колебания (рис. 22.1) по времени и по амплитуде. Структурная схема ДСФ приведе- на на рис. 22.2. Непрерывное радио- а1 частотное колебание с выхода линейг' ной части приемника с помощью перемножителя переводится в область видеочастот, проходит через фильтр нижних частот и поступает на первое решающее устройство (1 РУ). Напряжение на входе 1 РУ имеет вид, изображенный на рис. 22.1,а. Первое решающее устройство состоит из дауа стороннего ограничителя и каскада в) совпадения «1». В 1 РУ производится Рис.
22.1. Квантование неире- (ДИСКрЕтнвацня) СИГНаЛа ПО ВРЕМЕНИ И рывного сигнала по амплитуде на два уровня: 1 и О. Напряжение на выходе 1 РУ изображено на рис. 22.1,в. Как следует из принципа работы 1 РУ, оно принимает решение о знаке непрерывного колебания в момент отсчета. Регистр сдвига (РС) выполнен на Р-триггерах и является дискретной линией задержки. Прн некогерентном приеме на каждый сигнал должно приходиться два квадратурных канала, выполненных по структурной схеме рис. 22.2, но с двумя опорными колебаниями сов етрГ и з)п соей. Свойства ДСФ имеют много общего со свойствами обычного линейного согласованного фильтра (ЛСФ).
Что же касается особых свойств, одно из них заключается в том, что напряжение на выходе ДСФ не является АКФ сигнала, которая имеет место на выходе ЛСФ. На рис. 22.3 представлена ненормированная АКФ Рис. 22.2. Дискретный согласованный фильтр 364 сигнала Баркера с числом символов г ге'=11 (тонкая линия) и напряжение и на выходе ДСФ (толстая линия). Напряжение на выходе ДСФ отличается от напряжения на выходе ЛСФ не ДРР только своей дискретной структурой, но и формой: уровень боковых пиков иной н имеется значительная постоянная составляющая (штрнховая линия). ЛРР Это объясняется тем, что основным элементом ДСФ является регистр з сдвига. Допустим, что осушествляется 7 гт~ когерентный прием дискретного фазоманипулированного сигнала с числом рае ~2д ~хор"медве "е е" ходе ДСФ символов Лг=В и энергией Е, Вероятность ошибки Щ Р,шд 1 — Е~ 4Егпйге) (22.1) где Е(х) — интеграл вероятности (7.5). Если прием сигнала производится линейным согласованным фильтром, вероятность ошибки Рош л = 1 — Е Ь ~~%о).
(22.2) Сравнение выражений (22.1) и (22.2) показывает, что увеличение вероятности ошибки Р, д в ДСФ эквивалентно максимальным потерям в отношении сигнал-шум в я/2 раз, т. е. на 2 дБ. Вероятность ошибки при некогерентном приеме с помощью ДСФ и В-+-оо (22.3) Р, д жб,бехр( — Е/аде), т. е. потери также равны и/2. Исследование помехоустойчивости ДСФ при воздействии гармонической помехи показывает, что она значительно ухудшается по сравнению с помехоустойчивостью линейного согласованного фильтра. Помехоустойчивость ДСФ, построенного согласно структурной схеме рис. 22.2, зависит от времени прихода сигнала; так как необходима синхронизация по тактовой частоте, с которой размещены импульсы в сигнале. При неидеальной тактовой синхронизации отношение сигналшум 11231 ье 4Е / (т1е х (22.4) пФе те где т — временное отклонение тактовой синхронизации, те — длительность импульса ФМ сигнала.
Для того, чтобы ДСФ был инвариантен относительно времени прихода сигнала, можно построить квазиоптимальный ДСФ по схеме рис. 22.2, расширяя полосу фильтра нижних частот до 365 А|=2/те и удваивая тактовую частоту генератора тактовых импульсов и число ячеек в регистре сдвига. В работе [1461 показано, что в среднем квазиоптимальный ДСФ проигрывает оптимальному в отношении сигнал-шум 1 дБ. Максимальные потери в квазиоптимальиом ДСФ [1461 равны 4,5 дБ.
22.2. Дисвретио-аиалоговый согласованный фильтр Принцип действия дискретно-аналогового согласованного фильтра (ДАСФ) '[134, 147, 148) поясняется рис. 22.4. Непрерывное колебание х(1) (тонкая линия) квантуется по времени и каждое выборочное значение запоминается на интервале квантования.
Тем самым непрерывное колебание заменяется диокретноаналоговым (толстые линии на рис. 22.4). Для обработки такого колебания необходимо иметь в первую очередь дискретно-аналоговую линию задержки (ДАЛЗ). В ячейках памяти в течение интервала квантования должны храниться выборочные значения, которые были записаны в начале этого интервала. В следующий такт каждое выборочное значение должно быть переписано в последующую ячейку памяти. Г ) Рис.
22.4. Дискретизация непрерывного сигнала Рнс. 22.о. Дискретно-вняло вый соглвсоввнный фильтр Кл — ключ, П вЂ” ячейка яамятя На рис. 22.5 приведена структурная схема ДАСФ. Назначение Ал — перенос информации с предыдущей ячейки памяти на последующую. Ритмом работы ДАСФ управляет генератор тактовых импульсов (Г). Импульсный модулятор преобразует непрерывное колебание в дискретно-аналоговое в соответствии с рнс. 22.4. С выхода каждого отвода ДАЛЗ (с выходов П) напряжения поступают на усилители и фазовращатели, а затем суммируются. Отметим только, что помехоустойчивость ДАСФ практически такая же, как н помехоустойчивость линейных согласованных фильтров.
зза 22.3. Приборы с варадовои «заныв Принцип действия ПЗС рассмотрен в ряде книг н в многочисленных статьях. Данный параграф написан по материалам книг [125, 132 — 134, 149, 1501. Принцип действия ПЗС основан на переносе заряда от одного конденсатора к другому, а конденсаторы выполнены в ннтегральном исполнении. ПЗС представляет собой последовательность МОП;конденсаторов (ряс. 22.6), образованных на одной подложке. МОП-конденсатор состоит нз трех элементов: металл — окнсел — полупроводник.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
