Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Рвс. 9.2. Структурная схеиа приемного тракта Зги символы поступают з декоднрующее устройство, з котором восстанавливается принятое командное кодовое слово. в результате чего соответствующая команда передается в запомивахнцее устройство ЗК. Для работы инфориационного канала необходимы два опорных напряжения. Первое и,(г) — гармоническое колебание с частотой 4у; -- испольауется в фазовом детекторе поднесущей. Второе и (г) — в виде кароткихчзмпульсов с периодом Т вЂ” управляет работой интегратора и решающего устройства.
обеспечивая в конце каждого символа принятие решения и сброс интегратора. Зтн опорные напряжения Формируются в системе слежения за задержкой (рис. 9.3, а), работающей по синхрссигналу. Синхросигнал (рис. 9.3, 6) с фазового детектора несущей чеРеа ФНЧ поступает на первый перемножнтель, где умножается на опорное колебание из(1) (рис. 9.3, в). В результате перемно. жениа обРазУетса сигнал иг(1). ФоРмз котоРого аазисит от вРеменного сдвига т между синкрссигналам и опорным колеба" вием. Напряжение иг(г) еще рзз перемвожается с опорным а) и'о 389 е) Рнс. 9.3. Структурная схема снсюмы слежения зв задержкой: а — схема; (б — г) — - временные диаграммы напряжений э канале синхронизации меандром и„()] и фильтруетсн ФНЧ.
Выделенная постоянная составляющая представляет собой управляющий сигнал к„, меняющий частоту управляемого генератора. Величин» и знак управляющего сигнала зависят от временного сдвига т входного синхросигнзла. Эта зависимость образует дискриминационную херэктеристику следюцей системы (рис. 9.4, э). Управляющий сигнал обращается в нуль при достижении синхронизма (с =- 0). Рне 9.4. Дкскрнмннвционкея характеристика следящей системы„. э — при онораом ню1ряженнн к (с) (рнс.
9.3, в)," б — нрн опорном напряженки э~(Г) (рне. 9.3, с) Прн этом гармоническое колебание управляемого генератора и„(Г) синхронно и синфаэно с колебанием поднесущей (частоты 4У,) приходящего информационного сигнала, а сигнал иг(8) имеет форму правильного мсандра. Из гармонического колебания управляемого генератора триггерные делители частоты формируют неавдры им(() н иг(г) с частотой 2Г, н Гк Парный используется для синхронизации генератора псевдослучайного сигнала (аналогично нередеющему тракту).
Второй и (Г), перемножаясь с псевдослучайным сигналом иа,(8), образует опорное напряжение и (Г), поступающее иа первый перемножитель. Так замыкается контур следящей системы синхронизации. В положении сннхронизма начала периодически повторяюгцихся псевдослучайных сигналов' генератора ПСС совпадают с началами символов э ннфорьщциовном канале. Следовательно, с дешифратора могут быть сняты синхроимпульсы (и (Ф)) длк схемы распознавания символов.
Кэк для системы ФЛП по несущей, так и для снстемй слежения за задержкой необходимо установить начальные условия, при которых аозможен переход э режим синхронизации. Для атого используются специальные устройства, обеспечивающие вхождение в связь (УВС). Первое (УВС по частоте, рис. 9.2) меняет частоту опорного генератора (РАП, сближая ее с частотой несущей до достаточно малой расстройки, при которой происходит захват.
После достижения сивхронизма специальное устройство контроля синхронимщии несущей останавливает перестройку генератора. Второе (УВС по задержке) устанавливает начальную временную задержку генератора ПСС так, чтобы обеспечить втягивание в сннхронизм следящей системы. Поскольку выделить информацаю можно толь- ко после уставовлевия режима синхронизации, в приемном тракте предусмотрена блокировка декодирующего устройства сигиалом, снимаемым со схемы контроля сиихроиивации символов.
Блокировка свимэатся, когда сигвал иЯг) принимает форму правильного меэвдра. При атом и„= О„что соответствует сивхроииости всех огюрвых вапряжевий. Такал блокировка предотвращает выдачу неверной ииформации из-ва иарушеиий сиихровизма. Редиоливия борт — Земля отличается от рассмотреввой тем, что в ее передающем тракте вместо задающего генератора используется управляемый гевератор бортового приемника радволивии Земля — борт.
В иаземвом тракте радиоливии борт— Земля сиихроимпульсы и (г), отмечающие качала символов, подаются также па устройство измерения дальности. Сюда же поступают аналогичные сиихроимпульсы от наземного передающего тракта линии Земля — борт. Определяи времеивой сдвиг между ними, можно измерять дальность до космического аппарата. На этапе системного проектирозавия ивжевер должен выбрать основные параметры рздиоливий и аадать технические условия для проектировавия различиых подсистем и устройств передающего и приемного трактов. Например, для рассматриваемой радиоливив иеобходямо выбрать частоты эедаюгцего и управляемого генераторов (4Рг), скорость передачи ивформециоивых символов, параметры фазового модулятора передатчика, длину псецдослучайвого сигиала и число каскадов в его гевераторах, параметры системы ФАП приемвика, полосы пропускавия УПЧ, полосового фильтра и ФНЧ приемника.
параметры системы символьвой сивхровизвции, прявцип действия и параметры устройства вхождеввя в связь и др. Эти параметры следует выбирать твк, чтобы обеспечить выполвение техвического задавив иа радиосистему в целом, которое в свою очередь определяется требоваииями комплекса упревлевия космическим аппаратом. В техиическом задавии обычно указываются требования к показателям качества радиосистемы и задаются внешние воздействия. которые определяют условия ее работы. Рассматривея в дальнейшем воаможиый порядок кроектировэвия, будем опираться иа некоторые гипотетические числовые данные, которые весьма полеэвы для примере. Допустим, что в техническом ездавии указавы следующие требовавия: эа время севвса связи с космический аппаратом ве более 690 с необходимо передать по информационному каюзлу ие менее 10з символов при вероятности ошибки раэличепия символа ве более 10 з.
В течение сеанса требуется выполвить изме)мииз делъвссти. Рэдиодальиомер должен выдавать ва втори*шув, „6 работку везависимые отсчеты дальиостя с интервалом з 1 с с по. грешвосгью ке более 26 м. При определении дальности может быть использован пРогкоз с ошибкой поРЯдка 50 км.
Для ребе ты Радиоливии выделветтл диапаэов Частот шиРивой 0,4 МГг вблизи несущей частоты 10з МГц. Ошибка прогноза долларов. ского сдвига частоты виесте с нестабильностью првмевясмы» генераторов ве более 10 з от вомииела. Звергегический расчет радиолввии [3) показал, что для ва даввых дальностей, допустимых мощвостей передатчиков г размеров автевв можно обеспечить энергетический потеяпию (отвошевие мощности сигввла к спектравьиой плотвссти шу ма) ва входе приемных устройств: в ралиоливии борт — Земля 10' Гц, в радиолияии Земля — борт 10з Гц.
Уствповлеио также, что шумы приемника являются главво1 причиной опшбок ивформациоввого и дальиомериого кавелов 9.3. Анализ радиосигнала Авализ рэдиосигвала иачинзетсв с составления его матемз тической модели. Для фазомавипулироввивого сигвала даз вой радиолииии можно записать Я(г) = ~у еш(ю г-ь й „и„,=(г)), (9.1 где У, ю, .—. 2хг" — амплитуда и несущая частота сигвг ла; я „— коэффициевт передачи фазового модулятора. И схемы ва рис. 9.1 находим и„= и, (г) + и (г), где к„„(г) = У и „(Г) е(п ю,з — ивформациоивый сигнал с амплитудо (г„,; и„(г) =- 2 1 — символы КИМ-авгиева с единичной емг ЛИтудсй; Ю„= 2Х4Є— ПОдэвеущзя Чаетота; и (Г) =- ЗоП„,(Г)— сиихросигвал; Н вЂ” амплитуда сивхросигввла (рис. 9.3, 6): П (г) = изг(Г)и„(г), (9.' где изг(г) =+ 1 — меавдр с частотой 27, = 1/т„~ и (Н вЂ” ' 1— периодический псевдослучайный сигнал с периодом Ты в, .т и„, — число символов в периоде псевдослучайного сигаю (длииа ПСС).
Первая задача анализ» состоит в определении спектрельв' го состава з(г). Для этого следует развернуть выражение (9. 1 3! подставив в него соответствующие значения и (Г), и (Г), и (р) и т. д.. выполнить тригонометрические преобразования и разложение в ряд. При этом нада учесть очевидные соотношениа видав)п [Я~ и (г)] = пм(г)зш (йе,(У )) соа [л~ и (г)) = сов(я „(У ), поскольку и (г) + (У .
В результате получим Н(И- П соэ р„,У,(ф„)впв,,гэ. + ГУ зш ф,. У (ф„) П (Г) соз в„р -~- + 2(У соз ф;У, рр ) и„„„(г) юп в„г соз в г — (9.3) — 2П вп ф;У (ф„) и„(г) П (г) з(п в,г эш в р+ е 2(У„соз фгрз(ф„) соз 2в г з(п в,г + +2Н мпф,.у,(ф„)п„(г)соэйв„исаев г+..., где ф„= ЬЭ„(Уыр ф, - э~ (Ум дазвацнв фазы несущей аг информэционнога сигнала и синхросягнала; У(ф) — Функция Несселн первого рода (соответствующих порядков).
Из (9.3) видно, что в спектре сигнала Я(г) имеются следующие основные компоненты: несущвз (первый член), боковые полосы от балансной амплитудной модуляции несущей синхросигналом (второй член), боковые полосы от балансиой амплитудной модуляции несущей ивбюрмационныи сигналом КИМ- — ФМ (третий член), боковые полосы ат двойной (смешанной) амплитудной модуляции сигналом и (г)П (г) на частотах в„„, й в, (четвертый член), гармоники на частотах в й 2в„и т. д. По мере удаления от несугцей частоты амплитуды гармоник убывают как при частотной модуляции. Главные составляющие спектра сигнала (первыа три члена в (9.3)) показаны на рис. 9.5. В фавном детекторе несущей (см.
рис. 9.2) сигнал 3(г) перемиожается с опорньпэ напряжением ат ФАП иыП) =. = (Уэ соз в р н зыделжтся область низких частот. Следовательно, преобразуя (9.3), находим вырюкение для сигнала на выходе фазового детектора несущерй и (г) =0,6П з)лф«Ус(ф )П (г)+ -~- (У соз фэ Уг 6Р„) и„,„(Г) з1п в„э .+ (9.4) +(У Зщф;Уэ(ф„)П (Г) Сов 2В Г+ .... Как видно, после детектирования восстанавливается модулирующий сигнал (первые дза члена з (9.4), рис.
9.6) в появляются дополнительные мешающие компоненты. Нолее подробно спектр сивхросигвала (рис. 9.6, а) можно определить, анализируя выражение (9.2). Спектр первого сомножителя иы(Г) (меандр) легко вычисляется простым разложением в ряд Фурье. Спектр периодического псевдослучайного сигнала и (() ъилкно найти в [Ц илн вычислить. взяв преобразование Фурье ат известной корреляционной функции (рис. 9Л, а).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
