Пестряков Б.В. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации (1973) (1151884), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Причем для ШПС с бинарной манипуляцией фазы необходим всего один фазовращатель, роль которого может выполнять фазоинверсный каскад (ФИ) (рис. 6.9.2). Для ФМн сигналов с бинарной манипуляцией фазы после их прохождения через синхронный детектор (см. рис. 6.3.2), т. е. для 235 бинарных видеочастотных сигналов, может быть синтезирован видео- частотный согласованный фильтр. Его структурная схема аналогична приведенной на рис. 6.9.2, с той разницей, что перед многоотводной линией задержки должен находиться видеочастотный предварительный фильтр с частотной характеристикой сйп аТ,*!!эТ,. Фазоинверсный каскад (ФИ) при этом выполняет роль инвертора знака напряжения, Рис. 6.9.3. На рис.
6.9.3 приведен пример принципиальной схемы радиочастотного согласованного фильтра на МЛЗ для обработки радиочастотного сигнала, фаза которого проманипулирована по тринадцатиэлементному коду Баркера. Для случая когерентных ЧМн сигналов, которые удобно представлять как совокупность У, элементов разной частоты с различными, но строго определенными фазами Лср;, [6.7!, можно записать 3 (1) = Х Я (!' — 7'Т,) соз ((с»,, + !'= ! +ЛО!)(à — /Т,)+Лц~, (~ — /Т,)).
Тогда импульсная переходная характеристика фильтра, согласованного с таким сигналом, должна иметь вид Ч„(~) = (Т, — ~) = Х Л (Т, — ~ + !=! + )Т,) соз ((ы,, + йсо;) (Т,— — г + ! Тс) + Л рз (Т, — г+! Т,)) Рис. 6.9Л. 236 и может быть сформирована устройством, состоящим из линии задержки с й!, — 1 отводами, в каждом отводе которой должны находиться фильтр (Ф) и фазосдвигающее устройство (ФВ), и суммирующего устройства (СУ) (рис. 6.9.4). Фильтры в отводах должны иметь среднюю частоту настройки, равную ы,, + Л!вн и амплитудно-частотную характеристику яп (в — ы,, — Ле!з) Т,!(ы — ы,, — Лы;) Т,.
Эти Р- и, %я в Рис. 6.9.5. фильтры формируют на отводах из входного дельта-импульса радиочастотные импульсы с прямоугольной огибающей соответствующей частоты. Фазосдвигающие устройства должны обеспечивать необходимый сдвиг фазы в отводах. Если сигнал сформирован так, что в момент окончания сигнала все Л!Р~ — — О, то необходимость в фазосдвигающих устройствах отпадает. Физический смысл работы такой схемы при подаче на ее вход сигнала может быть объяснен следующим образом (рис. 6.9.5).
В момент г = Т, весь сигнал записан в линии задержки. При этом на выходе фильтров в каждом отводе оптимально выделились соответствующие частотные импульсы, которые, проходя через фазовращатели, 237 Полоса частот в (Мгн) ири задержке, указанной в скобках (Мкс) Задержка отдельного тиоавого Кола- Задержка меагду от- водами Начальиме атклоиеаии задержки, % Тии миогоотводиой линки задержки чество звена ила линии, мкс отводов 2 — 20 2 — 4 1(4)— 4(0,5) 5 — 20 0,05 — 4 0,01 — 0,1 Электрические Ультразвуковые: магнитострикционные пьезоэлектричес- кие 0,05 — 0,1 0,02 — 0,07 0,05 — 1 идо8 — 5 до 20 до 10з — 10а до 20 †1 20 — 100 и до 200 до 100 0,5 — 2 2 — 20 0,1 и больше до 100 и больше 100 н больше Микроэлектронные пьезоэлектрические с напыленными преоб- разователими 238 складываются на сумматоре в этот момент в фазе, образуя основной выброс корреляционной функции.
Причем из-за разности частот суммируемых с отводов напряжений эта синфазность быстро нарушается и получающийся отклик со сложно изменяющейся огибающей имеет ширину основного выброса, значительно меньшую Т, и равную 2Т,(Р7в, Этим иллюстрируется отличие ЧМН сигналов от ФМн сигналов, так как для ЧМн сигналов с числом элементов ((1, база равна Б, = (т!,. Из результатов синтеза СФ следует, что они имеют следующие основные части: предварительный фильтр или для случая ЧМн сигналов — фильтры в отводах, фазовращатели, фазоинверторы или инверторы знака, сумматор, аттенюаторы, усилители и многоотводную линию задержки, являющуюся основной наиболее специфичной частью согласованного фильтра. Как показала практика, работа схемы оптимальной обработки сигнала с СФ на многоотводных линиях задержки определяется в первую очередь паразитными параметрами, отклонениями и нестабильностями параметров МЛЗ.
Для того чтобы получить исходные данные для анализа влияния этих факторов на работу УОО, полезно коротко рассмотреть основные особенности, свойства и характеристики распространенных линий задержки, имеющие значение для использования нх в СФ, а именно: величину задержки, возможность создания большого числа отводов, амплитудно-частотные характеристики !широкополосность), точность и стабильность задержки, коэффициент передачи, габариты, вес и сложность.
абдича 6.9.1 Отклонения задержки, % (а диапазоне температур, с! Средняя частота. Статистические харак- теристики темпера- турной стабильности !о-е,, с Статистические характерист»- ки старения 1р — в !!ч е е и Л ои(атнз/тз.) мгн )Эа х х(св„) (! в х х(с,) т(сзт1) т(ст!) 10-й !О-' 0,2 — 5 ( — 60+80) до 1 — 10 3 — 6 50 — 200 +10 -50 (2 — 5) 1О (1 — 3) 10 70 — 80 70 — 80 — (50 — 100) 10 — 20 ДО 0,5 — 3 выше 5 — 1Π— (50 — 60) !Π— 15 (0,5 — 5) 10 10 — 500 239 Наибольшее применение в фильтрах получили электрические и ультразвуковые линии задержки. Электрическне линии задержки представляют собой типовые звенья с задержкой от долей микросекунд до нескольких микросекунд как с небольшим числом отводов, так и без отводов.
Многоотводную линию задержки набирают путем последовательного соединения типовых звеньев, Для больших величин задержки эти линии получаются громоздкими и имеют значительный вес. Кроме того, электрические линии задержки имеют существенно ограниченную полосу пропускания, ширина которой тем меньше, чем больше задержка. В связи с ограниченной полосой частот и формой амплитудно-частотной характеристики эти линии в основном применяются в видеочастотных согласованных фильтрах.
В ультразвуковых линиях задержки производится преобразование электрических колебаний в ультразвуковые, распространяющиеся по звуководу из металла, кварца и т. п., и обратное преобразование ультразвуковых волн в электрические колебания (6.201. По типу преобразователей, осуществляющих преобразование электрических колебаний в ультразвуковые и обратно, и соответствующего им звуковода эти линии разделяют на линии с магнитострикционными и пьезоэлектрическими преобразователями.
Устанавливая преобразователи по длине линии, можно получать многоотводную линию. Поскольку скорость распространения акустических волн значительно меньше, чем электромагнитных, в ультразвуковых линиях можно получить значительные задержки при сравнительно небольших размерах звуко- вода. Ультразвуковые линии задержки работают на высоких частотах и имеют обычно значительную широкополосность, ограниченную в основном конструкцией преобразователей. Рабочая частота в ультразвуковых линиях задержки составляет от 100 кГц до 10 МГц, ширина полосы примерна 10 — 20% от рабочей частоты.
На этих линиях задержки выполняются радиочастотные согласованные фильтры. Развитие микроэлектроники позволило создать новый тип ультразвуковых линий задержки поверхностных волн с напыленными «гребенчатыми» преобразователями, отличающимися очень большой эффективностью преобразования [6.10, 6.17, 6.18, 6.21[. Компактность, высокая точность изготовления, технологичность, небольшое затухание при большом числе отводов и ряд других преимуществ делают эти линии перспективными для применения в СФ. Более подробные сведения о конструкциях и характеристиках электрических и ультразвуковых линий задержки применительно к формированию и оптимальному приему сложных сигналов можно найти в работах [6.6, 6.7, 6.10, 6.11, 6.17 — 6.21[.
В табл. 6.9.1 приведены наиболее важные при создании СФ для ШПС характеристики некоторых из них. 610. Потери, обусловленные неидеальностью согласованных фильтров на многоотводных линиях задержки Потери достоверности и энергии, присущие реальным согласованным фильтрам на М713, обусловлены в основном отклонением величин задержки на отводах МЛЗ, неидеальностью частотной характеристики предварительного фильтра (в случае ФМн сигналов) и фильтров в отводах (в случае ЧМн сигналов).
Кроме того, как показано в З 6.4, 6.5, 6.8, могут оказывать существенное влияние отклонения общего коэффициента передачи согласованного фильтра и неидеальности суммирования. 6.10.1. Потери энергии, обусловленные неидеальностью амплитудно-частотных характеристик фильтров Предварительный фильтр для ШПС с бинарной фазовой манипуляцией в предположении, что элементы сигнала имеют форму огибающей, близкую к прямоугольной, в идеальном случае должен иметь амплитудно-частотную характеристику з!п [(ы — ы,,) Т,У(ы— — ы,,) Т, на радиочастоте или яп гоТ,1ыТ, на видеочастоте, которая может быть реализована схемой, состоящей из интегратора и вычитаю- щего устройства, на один вход которого сигнал с интегратора подается непосредственно, а на второй — с задержкой на Т, [2.1].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
