Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Отсюда можно оценить вре- ! мя установления режима сиихрониама Т,. Из рис, 9.8 найдем лтс Т„ -Г =(У)зд~„~п у,-2/(А,Б,Т )ия„=-2: /т, ате 'имеем — = эт,-, откуда следует Тк =- 2т,т /т . Очевидно, что н худшем случае т„м = ти/2. Зздаэая Т, тем самым накладываем ограничения ва максимальное аначение т„/т ц Т„ /т„. Взяв Т = 60 с, при т„= 0,3 с получим т„/т, я 200. С учетом указанного ограничения ошибка ззлержкн уою~~1 а'лг„,т у. эд ~ Тогда для принятых числовых эначеаий можно получить требуемую ошибку дальности АЛ = 20 м, если выбрать тактовую частоту 4У = 36,4 кГц.
При атом спектр рааносигяала (с добавкой на нестабильность) укладывается а полосу 303 кГц, что не нарушает требований технического задания. В заключение определим основные характеристики устройстаа вхождения в сэяаь по задержке, которое устанавливает начальное аначение т . Зто устройство можно построить на основе фильтра, согласованного с одним периодом синхроснгнала. На его выходе будут короткие (сжатые) импульсы, повторяэлцие форму корреляционной функции (рис. 9.7. б). С помощью этих импульсов еюрмнруютса метки для начальной установки фаэь| опорного генератора. Поскольку согласованный фильтр выполняет оптимальную операцию при оценке задержки, достигаемую точность можно определять по формуле (9.13), если вместо Т„,„взять время периода синхроснгнала Т = 5,4.
10 т с. Подстазляя сюда найденные ранее значения остальных величин, получаем и, „= 1,15. 10 з с. Такой точности достаточно, чтобы началышя огсибка т„не вышла за допустимые пределы(т /2 = 2,8 10 э с). 9.6. Састаеление технического заданий на проектироеание подсистем командно-измерительной радиолинии Начнем с рассмотрения условий. которые поааолят реализовать синхрсснгнал с требуемыми параметрами. Необходнмал длина ПСС (чнсло символов в периоде) определяется как 403 .„Ь Тж/тю Дли пРииЯтых значеиий Тж 5,4 10 з с и с, =, = 2/4Р, =- 5,6.
10» с получаем п„„д 96.4. Очевидно. что л ,олжяо быть целым числом, причем согласно принципу рабо- ~ ы гевератора ПСС [5) требуется еще выполнение условия я = 2» — 1, где л„— число каскадов в генераторе ПСС. Ближайпее целое число для лж к 96,4, удоэлетаоряющее этим услоэшм, будет л„, = 127 при 5„.= 7. Выбрав такие параметры для енератвра ПСС и сохранив значение Т„„найдем полое аиачеше т„= 5„4 ° 10 з/127 - 4,25 ° 10 з с.
Следовательяо„тактовая астота будет 4Р, = 2/т„= 47 кГц. Это несколько больше того, »го было на(шеио в раад. 9.5. Однако следует проверить, оста.чся ли это аиачеиие в пределах азданиого частотного диапаоиа. Обращаясь опять к рис. 9. 5, аналогично прель»дущему иаюдим, что полоса, аэнам»я сягнююм. н данном случае будет жоло 376 кГц, что еще удовлетворяет аедаяию. Итак, теперь можно сФормулировать основные требования ~ передающему тракту по схеме на рис. 9.1, формирующему »ужный радиосигнал.
Задающий генератор гармонических влебапий должен иметь номинальную частоту 4Р, = 47 кГц , коррекцией доплеровского смещения. Символы в икбюр»ациоином канале имеют длительность Т 5,4 ° 10 з с, что :остэетствует скорости передачи информации 185 символов/с. 1мцзитуда информационного сигнала иа входе фазового моду- штора должка быть согласована с его коэффициентом переда~и так, чтобы обеспечить девиацию фазы ~р„= 1 рад.
В генераоре ПСС потребуется семь каскадов, что соотэетствуег длине »севдосзучзйисго сигнала я „, —. 127. Амплитуда синхрссигиаю должна дать девиацию фазы ~р, = 1,085 рэд. Перейдем теперь к приемному тракту на рис. 9.2. Полосу ЛТЧ определяет отведенный для рздиолинии частотный диапаюи 0,4 МГц, полоса ФНЧ должка быть соответственна примерю вдвое меньше.
Система ФАП должна иметь шумовую полосу — 80 Гц и полосу слежения 2 10 кГц. Заметим, что гзрмояити в спектре сигнала, ближайшие к несущей частоте, отстоят от »ее иа 185 Гц и, следовягельно, не попадают в полосу ФАП в реииме слежения. Устройство вхождения в связь по частоте обес»ечиэает поиск несущей частоты в дивпазове + 10 кГц ео око»остью перестройки 2 кГц/с. При таком диапазоне поиска, юобще говоря, возможен лажный аахэат ФАП гармоникой, свяэанпой с модуляцией синхрссигналом.
Эти гармоники (см. рис. 9.5) могут селектироваться только по амплитуде. Наибольшая иа них, как следует из (9.5) и (9.3) (эторой член), имеет амплитуду а < 0,5П зш ~р,/фр,)[4/(я,/л„,)). Поскольку гармоника на несущей, ксторал должна быть азхвачеиа ФАП, согласно (9.3) имеет амплитуду ас = (/, соэ и ) (пз), получаем ае/ас < [2/(х„/а„,)) 13 <р< При выбранных аиачеииях п = 127, 9, = 1,035 это дает а„,/аэ я 0,1. Таким образом, для предотвращения ложного захвата в устройстве ковтроля синхронизации несущей (см.
рис. 9.2) должен быть предусмотрен селектор, предотвращающий захват гармоник с амплитудой, меныпей 0,1 от размера полеаяой гармояики ас = 0,362 х (/„ (где П вЂ” амплитуда сш нала па выходе УПЧ, стабилизированная ограничителем кли АРУ). Полозовой фильтр какала передачи информации должев быть яастроеп иа поднесущую частоту 4Р,, = 47 кГц и иметь полосу, достаточную для выделения инбюрмационного сигнала КИМ вЂ” ФМ.
Согласно рис. 9.6, б эта полоса при Т„, = = 5,4 10 з с имеет зиачеиие примеряо 1 кГц. Схема капала иибюрмации иа рис. 9.2 совладает с оптимальной схемой различения двух протизоположиых сигналов, передакяцих символы 1 и О. Поэтому потери (свьппе определяемых формулой (9.10)) могут эоаяикнуть только иэ-за отличия фактических параметров схемы от идеальных. В рассматриваемом случае дополнительные потери свяааны с флуктуациями опориых иапряжеиий и помехами от сигнала сиихроииаации. Флуктуации фазы в опорком напряжении фааозого детектора несущей заданы раныпе (см. (9.8)) и» ч 0,03. Эти флуктуации приэодят к уменьшению коэффициента передачи детектора по сигналу, а следовательно, к эквиэалэвтной потере мо»циости, которая (при и, Ж 1) оценивается зиачением оз/2. В данком случае ато дает окало 1.5 %.
Опорное напряжение в Фазовом детекторе поднесушей флуктуирует из-аа действия шумов в системе символьной синхронизации. Времевяая ошибка согласна (9.17) составит и, = 3,25 ° 10 э с. На частоте 47 кГц это соответствует ошибке по фэае и = 2я(4»',) а, = = 0,01 рэд, которой, что очевидно, можно пренебречь. Аналогично мажио пренебречь смещениями сиихроим пульса (и»ч(») ва рис. 9.
2), размеры которых составляют окало 10 "" от дливы симэола. Иэ рис. 9.6 видно, что в полосу пропускания полосового фильтра, выделяющего сигнал КИМ вЂ” ФМ, могут попасть несколько гармонвк сигнала синхронизации, расположенных вблиэи частоты 4Р,. При полосе 1 кГц достаточно учесть пять гармоник (с интервалам 185 Гц). Их амплитуды оцениваются по формулам (9.6), (9.5) и (9.4) (первый член). Для мощности такой межкавальной помехи имеем Р = 40Рд,Яхэяээг). Поскольку полеенэл мощность в канале будет Р, = Р,к~„. получаем Р /Р,„= 40г(,/(хэвэсц„).
Для выбранных параметров это дает Р /Рсэ и 10 э, атой величиной также можно пренебречь. Таким обрвэом, реальный канал передачи инбюрмации в рассматриваемой радиаэинии мало отличается от оптимального и найденные ранее эяачения параметров могут служить основой для аскания ва проектирование входищих в него устройств. Символьная синхрониэация обеспечивается системой, следящей ээ эадержкой синхрссигнала. Система имеет первый порядок астатиэма с постоянной времена 0,3 с. Опорное напряжение трехуровневое (рис. 9.3, г) со строб-импульсами шппелъиостью т = т„/200 = 2. 10 "' с.
Втой длительностью определяется необходимое быстродействие используемых схем. Устройство вхождения в свяэь по эадержке устанавливает эадержку опорного напряжения с ошибкой не более Зо, = 4 мкс, затрачивая на это около 5 мс. Схема контроля синхронвэации сиююлов примерно череа 60 с должна отметить наличие эахвата. В противном случае началъная уогановка повторяется. Расчетная ошибка дальности для одного отсчета эа 1 с при выбранных параметрах составляет примерна 15 и и удовлетноряет эадению, хотя н оетакгся е несколько раа худшей, чем при оптимальном намерении. Выполнение укааанных требований должно обеспечить согласованную работу всех подсистем рэдиолииии и выполнение технического задания на радиосистему в целом. 9.7. Имитационное моделирование информационного радиоканала Приведенный ранее теоретический анвлиэ удалось срэнвительно просто довести до конца, поскольку был рассмотрен случай, когда воадействует единственная шумовая помеха.
Положение усложнится, если помех будет больше. Пусть, например, в техническое эадавне введен еще один дополнительвый пункт, в котором содержится требование обеспечить передачу командной информации и в таких сеансах, где не предусматривается постоянная ориентация ИСЗ. Это оеначает, что в процессе сеанса спутник будет вращатъся. а поскольку диаграмма направленности бортовой антенны всегда имеет какую-то неревиамервость, сигнал на входе приемных устройств меняется па амплитуде. Закон этих иэменений определяется диаграммой антенны, а также скоростью вращения спутника и при проектировании рааислинии может считаться эадаввым.
В такой ситуации энергетический потенциэл Р,/О будет меняться в течение сеанса. Зто ухудшает условия работы всех подсистем приемного тракта. Вероятность ошибки при приеме символа в информапионном какале уже вельэя оценить формулой (9.10). Конечно, можно попытаться учесть иэменевие мощности сигнала. Однако при атом еовиикают эначительвые вычислительные трудности. Веронтность оглибки символа уже ве будет одноаначно характеризовать качество передачи команд, поскольку ошибки в соседних символах становятся вависимыми. Более существенным может стать и влияние ошибок синхронизации, которым раньше смогли пренебречь.
Таким обраэом, в новой ситуации имеются все основания, чтобы теоретический анелнэ дополнить имитационным моделиронаивем. Рассмотрим в качестве примера построение имитационной модели для участка информационного канала, который начинается после полосового фильтра (см. рис. 9.2). Модель должна имитировать прием информационных символов с ученом действия аддитивных (в частности, шумовых) и модулирующих помех: ээмираний амплитуды, флуктуаций фазы в опорном напряжении фазового детектора и смещения временного положения меток символьной синхровиаеции. Начнем с рассмотрения прохождения группы иэ трех следуютцих друг эа другом символов (Му. МХ, ЛХя) череэ выделенный участок тракта (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
