FM (FM) signalini aniqlashning oddiy usullari. Abstrakt

Ishning maqsadi

Demodulyatorlarning ishlash printsipini o'rganish. Interferentsiya mavjud bo'lganda demodulyatorning ishlashi. AM da xatolik ehtimoliga polning ta'sirini o'rganish.

O'rganilayotgan sxemalar va signallarning qisqacha tavsifi

Ishda "MODULATOR-DEMODULATOR" almashtiriladigan blokli universal stend qo'llaniladi, uning funktsional diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 20.1.

Raqamli signalning manbai CODER-1 bo'lib, beshta belgidan iborat davriy ketma-ketlikni hosil qiladi. O'zgartirish tugmalaridan foydalanib, siz "TRANSMITTED" yozuvi bilan beshta LED ko'rsatkichlari qatori bilan ko'rsatilgan har qanday besh elementli kod kombinatsiyasini o'rnatishingiz mumkin.

MODULATOR blokida "yuqori chastotali" tebranishlarning ikkilik belgilari "MODULATION TYPE" kaliti - AM, FM, FM yoki OFM holatiga qarab amplituda, chastota yoki fazada modulyatsiya qilinadi (manipulyatsiya qilinadi). Kalitning "nol" pozitsiyasi bilan modulyatorning chiqishi uning kirishiga ulanadi (modulyatsiya yo'q).

Aloqa kanali modulator va shovqin chiqishidan keladigan signalning yig'uvchisi bo'lib, uning generatori (GN) SIGNAL SOURCES blokida joylashgan. Aloqa kanalining shovqinini simulyatsiya qiluvchi ichki kvazi-oq shovqin generatori modulyatsiyalangan signallarning spektrlari (12-28 kHz) bilan bir xil chastota diapazonida ishlaydi.

DEMODULATOR ikkita tarmoqli izchil sxema bo'yicha ishlab chiqariladi; modulyatsiya turlarini almashtirish - modulyator bilan umumiy. Shunga ko'ra, mos yozuvlar signallari s 0 va s Modulyatsiya turini o'zgartirganda stendning nazorat nuqtalaridagi 1 va chegara kuchlanishlari avtomatik ravishda o'zgaradi.

Belgilar ( × ) funktsional diagrammada ixtisoslashtirilgan IClarda yaratilgan analog signal ko'paytirgichlari ko'rsatilgan. Integratorlar bloklari operativ kuchaytirgichlarda amalga oshiriladi. Elektron kalitlar (diagrammada ko'rsatilmagan) har bir belgi boshlanishidan oldin integratorlarning kondansatkichlarini zaryadsizlantiradi.

Qo'shimchalar (å) mos yozuvlar signallarining energiyasiga bog'liq bo'lgan chegara kuchlanish qiymatlarini kiritish uchun mo'ljallangan. s 1 va s 0 .

"RU" bloki - hal qiluvchi qurilma - komparator, ya'ni qo'shimchalarning chiqishlarida kuchlanishni taqqoslaydigan qurilma. "Yechim" ning o'zi, ya'ni. "0" yoki "1" signali har bir belgining tugashidan oldin demodulyator chiqishiga qo'llaniladi va keyingi "qaror" qabul qilinmaguncha saqlanadi. "Qaror" qabul qilish momentlari va integratorlarda kondensatorlarning keyingi zaryadsizlanishi elektron kalitlarni boshqaradigan maxsus mantiqiy sxema bilan o'rnatiladi.

Signallarni RPSK bilan demodulyatsiya qilish uchun PM demodulyatorining sxemasiga bloklar (diagrammada ko'rsatilmagan) qo'shiladi, ular PM demodulyatorining oldingi va keyingi qarorlarini taqqoslaydi, bu esa fazaning sakrashi (yoki uning yo'qligi) mavjudligi haqida xulosa chiqarishga imkon beradi. ) qabul qilingan belgida. Bunday sakrash mavjud bo'lganda, demodulyator chiqishiga "1" signali qo'llaniladi, aks holda - "0". O'zgartirilishi mumkin bo'lgan blokda mos yozuvlar tebranishining (0 yoki p) boshlang'ich bosqichini (j) o'zgartiruvchi o'tish tugmasi mavjud - faqat FM va OFM uchun. Demodulyatorning normal ishlashi uchun o'tish tugmasi nol holatida bo'lishi kerak.

Amplituda kaliti yordamida belgini qabul qilishda xatolik ehtimoliga ta'sirini o'rganish uchun chegarani qo'lda o'rnatish mumkin. Xato ehtimoli kompyuterda ma'lum bir tahlil vaqti uchun xatolar sonini hisoblash orqali baholanadi. Xato signallarining o'zi (belgi yoki "harf" da) DAC bloki ostida joylashgan maxsus stend blokida ("XATOS BOShQARISH") hosil bo'ladi. Stenddagi xatolarni vizual nazorat qilish uchun LED ko'rsatkichlari mavjud.

O'lchov asboblari sifatida ikki kanalli osiloskop, o'rnatilgan voltmetr va xatolarni hisoblash rejimida ishlaydigan shaxsiy kompyuter ishlatiladi.

Uy vazifasi

Mavzuning asosiy bo'limlarini ma'ruza matnlari va adabiyotlar bo'yicha o'rganish: .

Laboratoriya vazifasi

1. Kanalda shovqin bo'lmaganda demodulyator sxemasining turli nuqtalarida signallarning to'lqin shakllarini kuzating.

2. Kanaldagi shovqin mavjudligida demodulyatorning ishlashida xatolar ko'rinishini kuzating. Ruxsat etilgan signal-shovqin nisbati uchun AM va FM uchun xatolik ehtimolini hisoblang.

3. AM xatolik ehtimolining chegara kuchlanishiga bog'liqligini oling.

Yo'riqnomalar

1. Interferensiyasiz demodulyatorning ishlashi.

1.1. Shaklga muvofiq o'lchov sxemasini yig'ing. 20.2. 5 ta elementdan iborat har qanday ikkilik birikmani terish uchun CODER-1-ning almashtirish tugmalaridan foydalaning. AM THRESHOLD tugmachasini o'ta chap holatga o'rnating. Bunday holda, kontroller o'chiriladi va modulyatsiya turini o'zgartirganda pol avtomatik ravishda o'rnatiladi. DEMODULATOR mos yozuvlar tebranishlarini bosqichma-bosqich almashtirish tugmachasini "0" holatiga o'rnating. SIGNAL SOURCES blokidagi shovqin generatorining (GN) chiqishini kirishga ulang n(t) aloqa kanali. Shovqin generatorining chiqish potansiyometri eng chap holatda (shovqin kuchlanishi yo'q). Osiloskopning tashqi sinxronlash kirishini SOURCES blokidagi C2 rozetkasiga ulang va vertikal nurning burilish kuchaytirgichlarini ochiq kirish rejimiga o'tkazing (o'rganilayotgan jarayonlarning doimiy komponentlarini o'tkazish uchun).

1.2. MODULATORning kirishidagi signalga mos keladigan "0" opsiyasini o'rnatish uchun modulyatsiya turlarini almashtirish tugmasidan foydalaning. Ushbu signalning osillogrammasini oling va osiloskopni tozalash rejimini o'zgartirmasdan, modulyatsiya turlaridan birini tanlang (AM). Demodulyatorni boshqarish nuqtalarida oscillogrammalarni chizish:

demodulyator kirishida;

· ko'paytirgichlarning chiqishlarida (vertikal o'q bo'ylab bir xil shkalada);

· integratorlarning chiqishlarida (shuningdek, bir xil masshtabda);

demodulyatorning chiqishida.

Barcha qabul qilingan oscillogrammalarda vaqt o'qining holatini belgilang (ya'ni, nol signal darajasining holati). Buni amalga oshirish uchun siz osiloskopning kirish terminallarini yopayotganda supurish chizig'ining holatini tuzatishingiz mumkin.

1.3. Boshqa turdagi manipulyatsiya (FM) uchun 1.2-bandni takrorlang.

2. Interferentsiya mavjudligida demodulyatorning ishlashi.

2.1. MODULATION TYPE kalitini FM ga o'rnating. Ikki nurli osiloskop kirishlaridan birini modulyatorning kirishiga, ikkinchisini demodulyatorning chiqishiga ulang. Ushbu signallarning harakatsiz to'lqin shakllarini oling.

2.2. Asta-sekin shovqin darajasini oshirish (GSH potansiyometri yordamida) chiqish to'lqin shaklida yoki chiqish platasida kamdan-kam uchraydigan "nosozliklar" paydo bo'lishiga erishish uchun QABUL QILINADI.

2.3. Osiloskop yordamida o'rnatilgan signal-shovqin nisbatini o'lchang. Buning uchun shovqin manbasini ketma-ket o'chirib, demodulyator kirishidagi signal amplitudasini o'lchang (ekrandagi bo'linmalarda) - 2 lekin– (ya’ni, er-xotin signal amplitudasi) va signal manbasini kanal kirishidan uzib, shovqin signalini tiklash orqali shovqin tebranishini (shuningdek, bo‘linmalarda) o‘lchang – 6s. Topilgan aloqa lekin Jadvalga qo'shish uchun /s. 20.1.

2.4. AM, FM va FM ni ketma-ket o'rnatish uchun "Modulyatsiya turi" tugmasidan foydalaning, "ERROR" LEDning miltillashi yoki demodulyator chiqish signalining oscillogrammasi orqali xatolar chastotasini kuzating. Kuzatish natijalarini hisobotga yozing.

2.5. Kanaldagi shovqin darajasini o'zgartirmasdan, chekli tahlil vaqti (ya'ni, xatolik ehtimolini baholash) uchun belgini qabul qilishda demodulyator xatosi ehtimolini o'lchang. Buni amalga oshirish uchun kompyuterni xatolik ehtimolini o'lchash rejimiga o'tkazing (ILOVAga qarang) va tahlil qilish vaqtini 10-30 s ga o'rnating. FM (va keyin FM va AM) dan boshlab, tahlil paytida xatolar sonini aniqlang va xatolik ehtimolini baholang. Olingan ma'lumotlarni jadvalga kiriting. 20.1.

20.1-jadval

da xatolik ehtimolini baholash lekin/s = const

3-rasm. Xatolik ehtimolining AM vaqtida demodulyatordagi pol kuchlanishiga bog'liqligi.

3.1. MODULATION TYPE kalitini AM ga o'rnating. Shovqin generatorining chiqish potansiyometrini minimal darajaga o'rnating. Pastki integratorning chiqishiga ulangan osiloskop yordamida arra tishining vertikal kuchlanish tebranishini voltlarda o'lchang - U maks.

3.2. Jadval tayyorlang. 20.2, kamida 5 chegara qiymatini ta'minlash U beri.

20.2-jadval

Eshik chegarasiga qarab xatolik ehtimolini baholash (AM uchun)

3.3. Chegara qiymatini o'rnatish uchun AM THRESHOLD potansiyometridan foydalaning U maks /2 (o'lchash kuchlanishi " E DC voltmetr bilan demodulyator sinov nuqtasida 1/2"). Kamdan-kam nosozliklar paydo bo'lguncha kanaldagi shovqin darajasini oshiring. Shovqin darajasini o'zgartirmasdan, ushbu chegara uchun xatolik ehtimolini baholang ( U max /2), keyin esa boshqa barcha qiymatlar uchun U beri. Bog'liqlik grafigi R osh = j( U gözenek).

Hisobot

Hisobotda quyidagilar bo'lishi kerak:

1) o'lchovlarning funktsional diagrammasi;

2) barcha o'lchov nuqtalari uchun oscillogramlar, jadvallar va grafiklar;

3) paragraflar bo'yicha xulosalar. 2.4 va 3.3.

test savollari

1. Raqamli aloqa tizimidagi demodulyator nimadan iborat? Uning analog tizim demodulyatoridan asosiy farqi nimada?

2. Signallarning nuqta hosilasi nima? U demodulyator algoritmida qanday qo'llaniladi?

3. Optimal demodulyatorda mos keladigan filtrlardan foydalanish mumkinmi?

4. “Ideal kuzatuvchi mezoni” nima?

5. “Maksimal ehtimollik qoidasi” nima?

6. Resolverning chegarasi qanday tanlanadi? Agar u o'zgartirilsa nima bo'ladi?

7. RU da qaror qabul qilish algoritmi nima?

8. Har bir demodulyator blokining maqsadini tushuntiring.

10. AM uchun optimal demodulator algoritmi va uning funksional diagrammasini keltiring.

11. Optimal demodulator algoritmi va uning FM uchun funksional diagrammasini keltiring.

12. Modulyatsiyaning har xil turlari bilan aloqa tizimlarining shovqin immunitetidagi farqni tushuntiring.

13. Demodulyatorning turli boshqaruv nuqtalarida olingan oscillogrammalarni tushuntiring (modulyatsiya turlaridan biri uchun).

Laboratoriya 21



Optimal kogerentni tekshirish

ISHNING MAQSADI

Demodulyatorlarning ishlash printsipini o'rganish. Interferentsiya mavjud bo'lganda demodulyatorning ishlashi. AM da xatolik ehtimoliga polning ta'sirini o'rganish.

1.KODLASH VA MODULLASH

Diskret xabarlarni uzatishning zamonaviy tizimlarida nisbatan mustaqil qurilmalarning ikkita guruhini ajratish odatiy holdir: kodeklar va modemlar. kodek xabarni kodga (kodlovchi) va kodni xabarga (dekoder) aylantiruvchi qurilmalar deb ataladi va modem- kodni signalga (modulyator) va signalni kodga (demodulyator) aylantiruvchi qurilmalar.

Uzluksiz xabar yuborilganda da) u birinchi navbatda asosiy elektr signaliga aylanadi b(t), va keyin yoqadi; qoida tariqasida, modulyator yordamida signal hosil bo'ladi s(t), qaysi aloqa liniyasiga yuboriladi. Qabul qilingan belanchak x(t) teskari o'zgarishlarga uchraydi, buning natijasida birlamchi signal chiqariladi b(t). Keyin u turli xil aniqlik bilan xabarni qayta tiklash uchun ishlatiladi. da).

Modulyatsiyaning umumiy tamoyillari ma'lum deb hisoblanadi. Keling, diskret modulyatsiyaning xususiyatlariga qisqacha to'xtalib o'tamiz.

Diskret modulyatsiya bilan kodlangan xabar lekin, bu kod belgilarining ketma-ketligi-( b i ), signalning elementlari (xabarlari) ketma-ketligiga aylantiriladi ( s i). Muayyan holatda diskret modulyatsiya tashuvchida kod belgilarining ta'siriga kamayadi f(t).

Modulyatsiya orqali tashuvchining parametrlaridan biri kod bilan belgilangan qonunga muvofiq o'zgartiriladi. To'g'ridan-to'g'ri uzatishda tashuvchi to'g'ridan-to'g'ri oqim bo'lishi mumkin, uning o'zgaruvchan parametrlari oqimning kattaligi va yo'nalishidir. Odatda, tashuvchi sifatida, uzluksiz modulyatsiyada bo'lgani kabi, o'zgaruvchan tok (harmonik tebranish) ishlatiladi. Bunday holda siz amplituda (AM), chastota (FM) va faza (PM) modulyatsiyasini olishingiz mumkin. Diskret modulyatsiya ko'pincha deyiladi manipulyatsiya, va diskret modulyatsiyani amalga oshiradigan qurilma (diskret modulyator) manipulyator yoki signal generatori deb ataladi.

1-rasmda. manipulyatsiyaning har xil turlari uchun ikkilik kod uchun to'lqin shakllari berilgan. AM bilan 1 belgisi T (yuborish) vaqtida tashuvchi to'lqinning uzatilishiga mos keladi, 0 belgisi tebranishning yo'qligiga (pauza) mos keladi. FM bilan chastota bilan tashuvchi to'lqinning uzatilishi f1 1-belgiga va tebranishlarning chastota bilan uzatilishiga mos keladi f O 0 ga to'g'ri keladi. Binar PM bilan tashuvchi faza 1 dan 0 ga va 0 dan har bir o'tishda 180 0 ga o'zgaradi.

Amalda nisbatan fazali modulyatsiya tizimi (RPM) qo'llanilishini topdi. PM dan farqli o'laroq, RPM bilan signallarning fazasi qandaydir standartdan emas, balki oldingi signal elementining fazasidan hisoblanadi. Ikkilik holatda, 0 belgisi oldingi signal elementining boshlang'ich fazasi bilan sinusoidning segmenti sifatida uzatiladi va 1 belgisi oldingi signal elementining boshlang'ich fazasidan farq qiladigan boshlang'ich fazali bir xil segment tomonidan uzatiladi. . OFMda uzatish keyingi elementning fazasini solishtirish uchun mos yozuvlar signali bo'lib xizmat qiladigan bitta noaxborot elementini yuborish bilan boshlanadi.

2. DEMODULYASIYA VA DEKODLASH

Qabul qiluvchida uzatilgan xabarni tiklash odatda ushbu ketma-ketlikda amalga oshiriladi. Avval ishlab chiqarilgan demodulyatsiya signal. Uzluksiz xabar almashish tizimlarida demodulyatsiya uzatilgan xabarni ifodalovchi asosiy signalni tiklaydi.

Diskret xabarlarni uzatish tizimlarida, natijada demodulyatsiya signal elementlari ketma-ketligi kod belgilari ketma-ketligiga aylantiriladi, undan keyin bu ketma-ketlik xabar elementlari ketma-ketligiga aylanadi. Ushbu transformatsiya deyiladi dekodlash.

Qabul qiluvchi qurilmaning kiruvchi signalni tahlil qiluvchi va uzatilayotgan xabarni hal qiluvchi qismi deyiladi. qarorlar sxemasi.

Diskret xabarlarni uzatish tizimlarida qaror qabul qilish sxemasi odatda ikki qismdan iborat: birinchisi - demodulyator va ikkinchi - dekoder.

Qo'shimchalar va multiplikativ shovqinlar bilan buzilgan signal aloqa kanalining chiqishidan demodulyator kirishiga keladi. Demodulyatorning chiqishida diskret signal hosil bo'ladi, ya'ni kod belgilarining ketma-ketligi. Odatda, uzluksiz signalning ma'lum bir segmenti (elementi) modem tomonidan bitta kod belgisiga (elementni elementni qabul qilish) aylantiriladi. Agar ushbu kod belgisi har doim uzatilgan (modulyatorning kirishiga kelgan) bilan mos tushsa, u holda aloqa xatosiz bo'ladi. Ammo allaqachon ma'lumki, shovqin qabul qilingan signaldan uzatilgan kod belgisini mutlaq ishonch bilan tiklashni imkonsiz qiladi.

Har bir demodulyator qonun bilan matematik tarzda tavsiflanadi, unga ko'ra uning kirishida qabul qilingan uzluksiz signal kod belgisiga aylanadi. Bu qonun deyiladi qaror qabul qilish qoidasi yoki qaror sxemasi. Har xil qaror qoidalariga ega bo'lgan demodulyatorlar odatda turli qarorlarni ishlab chiqaradi, ularning ba'zilari to'g'ri, boshqalari esa noto'g'ri.

Biz xabar manbai va kodlovchining xususiyatlari ma'lum deb taxmin qilamiz. Bundan tashqari, modulyator ma'lum, ya'ni signal elementining qaysi amalga oshirilishi u yoki bu kod belgisiga mos kelishi ko'rsatilgan, shuningdek, uzluksiz kanalning matematik modeli ko'rsatilgan. Optimal (ya'ni, eng yaxshi) qabul qilish sifatini ta'minlash uchun demodulyator (qaror qabul qilish qoidasi) qanday bo'lishi kerakligini aniqlash kerak.

Bunday muammo birinchi marta (Gauss kanali uchun) 1946 yilda taniqli sovet olimi V. A. Kotelnikov tomonidan qo'yilgan va hal qilingan. Ushbu formulada sifat belgini to'g'ri qabul qilish ehtimoli bilan baholandi. Bu ehtimollik maksimal

berilgan modulyatsiya turi uchun V.A.Kotelnikov chaqirdi , va bu maksimalni ta'minlaydigan demodulyator ideal qabul qiluvchi. Ushbu ta'rifdan kelib chiqadiki, hech qanday haqiqiy demodulyatorda simvolni to'g'ri qabul qilish ehtimoli ideal qabul qiluvchiga qaraganda katta bo'lishi mumkin emas.

Bir qarashda, ramzni to'g'ri qabul qilish ehtimoli bo'yicha qabul qilish sifatini baholash printsipi juda tabiiy va hatto yagona mumkin bo'lgan ko'rinadi. Bu har doim ham shunday emasligi va muayyan holatlarda qo'llanilishi mumkin bo'lgan boshqa sifat mezonlari mavjudligi quyida ko'rsatiladi.

3. SIGNAL QABUL QILIShI STATISTIK MUAMMO sifatida

Odatda, uzatish usuli (kodlash va modulyatsiya usuli) beriladi va turli xil qabul qilish usullarini ta'minlaydigan shovqin immunitetini aniqlash kerak. Boshqaruvning mumkin bo'lgan usullaridan qaysi biri optimal hisoblanadi? Bu masalalar shovqin immuniteti nazariyasini ko'rib chiqish mavzusi bo'lib, uning asoslari akademik V. A. Kotelnikov tomonidan ishlab chiqilgan.

Aloqa tizimining shovqinga qarshi immuniteti - bu tizimning ma'lum bir ishonchlilik bilan signallarni ajratish (tiklash) qobiliyati.

Butun tizimning shovqinga qarshi immunitetini aniqlash vazifasi juda qiyin. Shuning uchun tizimning alohida qismlarining shovqin immuniteti ko'pincha aniqlanadi: ma'lum bir uzatish usuli uchun qabul qiluvchi, ma'lum bir qabul qilish usuli uchun kodlash tizimi yoki modulyatsiya tizimi va boshqalar.

Kotelnikovning so'zlariga ko'ra, maksimal erishish mumkin bo'lgan shovqin immuniteti deyiladi. potentsial shovqin immuniteti. Qurilmaning potentsial va haqiqiy shovqin immunitetini taqqoslash bizga haqiqiy qurilmaning sifatini baholash va hali foydalanilmagan zaxiralarni topish imkonini beradi. Masalan, qabul qiluvchining potentsial shovqin immunitetini bilib, mavjud qabul qilish usullarining haqiqiy shovqin immuniteti unga qanchalik yaqin ekanligini va ma'lum bir uzatish usuli uchun ularni yanada takomillashtirish qanchalik maqsadga muvofiqligini aniqlash mumkin.

Turli xil uzatish usullari uchun qabul qiluvchining potentsial shovqin immuniteti haqidagi ma'lumotlar sizga ushbu uzatish usullarini bir-biri bilan solishtirish va ularning qaysi biri bu borada eng mukammal ekanligini ko'rsatish imkonini beradi.

Har bir qabul qilingan signalga shovqin bo'lmasa X aniq belgilangan signalga mos keladi s. Aralashuv mavjud bo'lganda, bu birma-bir yozishmalar buziladi. O'tkazilayotgan signalga ta'sir qiluvchi shovqin, mumkin bo'lgan xabarlarning qaysi biri uzatilganligi va qabul qilingan signalda noaniqlikni keltirib chiqaradi. X faqat ma'lum bir ehtimollik bilan u yoki bu signal uzatilganligini hukm qilish mumkin. Bu noaniqlik tasvirlangan a posteriori ehtimollik taqsimoti P(s/x).

Signalning statistik xususiyatlari ma'lum bo'lsa s va aralashuv w(t), keyin siz signal tahliliga asoslangan qabul qilgichni yaratishingiz mumkin X posterior taqsimotni topadi P(s|x). Keyin, ushbu tarqatish shakliga ko'ra, mumkin bo'lgan xabarlarning qaysi biri uzatilganligi to'g'risida qaror qabul qilinadi. Qaror operator yoki qabul qiluvchining o'zi tomonidan berilgan mezon bilan belgilanadigan qoida bo'yicha qabul qilinadi.

Vazifa - uzatilgan xabarni tanlangan mezon ma'nosida eng yaxshi tarzda takrorlash. Bunday qabul qiluvchi deyiladi optimal, va uning shovqin immuniteti ma'lum bir uzatish usuli uchun maksimal bo'ladi.

Signallarning tasodifiy tabiatiga qaramasdan X, aksariyat hollarda eng ehtimoliy signallar to'plamini tanlash mumkin (x i ), i=1,2...m, ba'zi signallarning uzatilishiga mos keladi s i. O'tkazilgan signalni to'g'ri qabul qilish ehtimoli R(x i /s i), va uni xato bilan qabul qilish ehtimoli teng 1- R(x i | s i) = . Shartli ehtimollik R(x j |s i) signalni shakllantirish usuliga, kanalda mavjud bo'lgan shovqinga va qabul qiluvchining tanlangan qaror sxemasiga bog'liq. Signal elementini noto'g'ri qabul qilishning umumiy ehtimoli, shubhasiz, quyidagilarga teng bo'ladi:

P 0 =

qayerda P(s i)- uzatiladigan signallarning apriori ehtimolliklari.

4. OPTIMUM SIGNAL QABUL QILISh MEZONLARI

Qaror qabul qilish sxemalaridan qaysi biri optimal ekanligini aniqlash uchun birinchi navbatda optimallik qaysi ma'noda tushunilishini aniqlash kerak. Optimallik mezonini tanlash universal emas, bu vazifa va tizimning ish sharoitlariga bog'liq.

Signal va shovqin yig'indisi qabul qiluvchining kirish qismiga kelsin x(t) =s k(t)+w(t), qayerda s k (t)- kod belgisi mos keladigan signal a k , w(t)- ma'lum taqsimot qonuniga qo'shimcha shovqin. Signal s k qabul qilish nuqtasida oldindan taqsimlash bilan tasodifiy P(sk). Dalgalanish tahliliga asoslangan x(t) qabul qiluvchi signalni o'ynaydi s i. Interferentsiya mavjud bo'lganda, bu takrorlash to'liq aniq bo'lmasligi mumkin. Signalning qabul qilingan amalga oshirilishiga asoslanib, qabul qiluvchi posterior taqsimotni hisoblab chiqadi R(s i /x), qabul qilingan signalni amalga oshirishdan olinishi mumkin bo'lgan barcha ma'lumotlarni o'z ichiga oladi x(t). Endi posterior taqsimot asosida qabul qiluvchi chiqaradigan mezonni belgilash kerak P(s i /x) uzatilgan signal qarori s k.

Diskret xabarlarni uzatishda Kotelnikov mezoni keng qo'llaniladi ( ideal kuzatuvchi mezoni). Ushbu mezonga ko'ra, signal uzatilgan deb qaror qilinadi men, buning uchun posterior ehtimollik R(s i /x) eng ko'p narsaga ega

qiymat, ya'ni signal qayd etilgan s i tengsizliklar bo'lsa

R (s i /x) > R (s j /x), j i. (1)

Bunday mezondan foydalanganda, noto'g'ri qaror qabul qilishning umumiy ehtimoli P0 minimal bo'ladi. Haqiqatan ham, agar signal bo'lsa X signal uzatilganligi to'g'risida qaror qabul qilinadi men, u holda, aniqki, to'g'ri yechim ehtimoli teng bo'ladi R(s i /x),

va xatolik ehtimoli 1 - P(s i /x). Bundan kelib chiqadiki, maksimal a posteriori ehtimollik R(s i /x) minimal umumiy xatolik ehtimoliga mos keladi

P 0 =

qayerda P(s i)- uzatilgan signallarning oldingi ehtimoli.

Bayes formulasi asosida

P(s i /x)= .

U holda (1) tengsizlikni boshqa shaklda yozish mumkin

P(s i) p(x/s i .) >P(s j) p(x/s j)(2)

. (3)

Funktsiya p(x/s) tez-tez qo'ng'iroq qiling ehtimollik funksiyasi. Signalning ma'lum bir amalga oshirilishi uchun ushbu funktsiyaning qiymati qanchalik katta bo'lsa X, signal uzatilganligi ehtimoli ko'proq s. Tengsizlikka kiritilgan munosabat (3),

chaqirdi ehtimollik nisbati. Ushbu tushunchadan foydalanib, Kotelnikov mezoniga mos keladigan qaror qoidasini (3) quyidagicha yozish mumkin

Agar uzatilgan signallar teng darajada bo'lsa P(s i) \u003d P (s j) \u003d, keyin bu qaror qoidasi oddiyroqni oladi

Shunday qilib, ideal kuzatuvchining mezoni ehtimollik nisbatlarini solishtirishga qisqartiriladi (5). Ushbu test umumiyroq va maksimal ehtimollik testi deb ataladi.

Ikkita signal yordamida xabarlar uzatiladigan ikkilik tizimni ko'rib chiqing s 1 (t) Va s 2 (t) ikkita kod belgisiga mos keladi a 1 Va a 2. Qaror qabul qilingan tebranishlarni qayta ishlash natijasi asosida qabul qilinadi x(t) chegara usuli: ro'yxatga olingan s 1, agar X<х 0 , Va s2, agar x x 0, qayerda x 0- ba'zi chegara darajasi X. Bu erda ikki turdagi xatolar bo'lishi mumkin: takrorlangan s 1 uzatilganda s2, Va s2 uzatilganda s 1. Ushbu xatolarning shartli ehtimollari (o'tish ehtimoli) quyidagilarga teng bo'ladi:

, (7)

(8)

Ushbu integrallarning qiymatlarini shartli ehtimollik taqsimotining zichlik grafigi bilan chegaralangan mos keladigan maydonlar sifatida hisoblash mumkin (2-rasm). Birinchi va ikkinchi turdagi xatolar ehtimoli:

P I \u003d P (s 2) P (s 1 | s 2) \u003d P 2 P 12,

P II \u003d P (s 1) P (s 2 |s 1) \u003d P 1 P 21.

Umumiy xatolik ehtimoli

P 0 \u003d P I + P II \u003d P 2 P 12 + P 1 P 21.

Bo'lsin R 1 \u003d R 2, keyin

P0 =.

Bu holda minimal ekanligini tekshirish oson P 0 da sodir bo'ladi P12=P21, ya'ni 2-rasmga muvofiq polni tanlashda. Bunday chegara uchun P 0 \u003d P 12 \u003d P 21. 2-rasmda. ma'nosi P0 soyali maydon bilan belgilanadi. Boshqa har qanday chegara qiymati uchun qiymat P 0 ko'proq bo'ladi.

Tabiiylik va soddalikka qaramay, Kotelnikov mezonida kamchiliklar mavjud. Birinchisi, (2) munosabatdan kelib chiqqan holda, qaror qabul qilish sxemasini qurish uchun turli xil kod belgilarini uzatishning aprior ehtimolini bilish kerak. Ushbu mezonning ikkinchi kamchiligi shundaki, barcha xatolar bir xil darajada istalmagan deb hisoblanadi (bir xil vaznga ega). Ba'zi hollarda bu taxmin to'g'ri emas. Masalan, raqamlarni uzatishda birinchi muhim raqamlardagi xato oxirgi raqamlardagi xatolikdan ko'ra xavfliroqdir. Turli signal tizimlarida buyruq yoki noto'g'ri signalni yo'qotish turli oqibatlarga olib kelishi mumkin.

Shuning uchun, umumiy holatda, maqbul qabul qilish mezonini tanlashda, xabarni qabul qiluvchining har xil turdagi xatolar uchun ko'rsatadigan yo'qotishlarini hisobga olish kerak. Ushbu yo'qotishlar har bir noto'g'ri qarorga tayinlangan ba'zi og'irlik koeffitsientlari bilan ifodalanishi mumkin. Optimal yechim sxemasi ta'minlaydigan biridir minimal o'rtacha xavf. Minimal xavf mezoni Bayes mezonlari deb ataladigan sinfga tegishli.

Radarda Neyman-Pirson mezoni keng qo'llaniladi. Ushbu mezonni tanlashda, birinchidan, noto'g'ri signal va o'tkazib yuborilgan nishon ularning oqibatlari bo'yicha ekvivalent emasligi, ikkinchidan, uzatilgan signalning apriori ehtimoli noma'lumligi hisobga olinadi.

5. DISKRET SIGNALLARNI OPTIMAL QABUL ETISHI

Diskret xabarlar manbai mumkin bo'lgan xabar elementlari to'plami bilan tavsiflanadi u 1 , u 2 ,..., u m manba chiqishida ushbu elementlarning paydo bo'lish ehtimoli P(u 1), P(u 2),..., P(u m). Uzatuvchida xabar xabarning har bir elementi ma'lum bir signalga mos keladigan tarzda signalga aylanadi. Bu signallarni quyidagicha belgilaymiz s 1 , s 2 ..., s m va ularning mos ravishda transmitterlarning chiqishida paydo bo'lish ehtimoli (aprior ehtimolliklar) orqali P(s 1), P(s 2),..., P(s m). Shubhasiz, signallarning apriori ehtimoli P(s i) oldingi ehtimolliklarga teng R(u i) tegishli xabarlar P(s i) = P(u i). Uzatish vaqtida signalga shovqin qo'shiladi. Ushbu interferensiya intensivligi bilan bir xil kuch spektriga ega bo'lsin.

Keyin kirish signali uzatilgan signalning yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin s men (t) va aralashuv w(t):

x(1) \u003d s i (t) + w (t) ,(i =1, 2,..., m).

Signallarning apriori ehtimollari bir xil bo'lgan hollarda P (s 1) \u003d P (s 2) \u003d ... \u003d P (s m) \u003d, Kotelnikov mezoni quyidagi shaklni oladi:

(9)

Bundan kelib chiqadiki, teng ehtimolli signallar uchun optimal qabul qiluvchi qabul qilingan signaldan eng kichik standart og'ish bo'lgan uzatilgan signalga mos keladigan xabarni takrorlaydi.

Tengsizlik (9) qavslarni ochib, boshqa shaklda yozilishi mumkin:

Energiyalari bir xil bo'lgan signallar uchun bu tengsizlik hamma uchun men j oddiyroq shaklni oladi:

. (10)

Bunday holda, qabul qilishning maqbul holatini quyidagicha shakllantirish mumkin. Agar barcha mumkin bo'lgan signallar bir xil bo'lsa va bir xil energiyaga ega bo'lsa, optimal qabul qiluvchi uzatilgan signalga mos keladigan xabarni o'ynaydi, uning qabul qilingan signal bilan o'zaro bog'liqligi maksimaldir.

Shunday qilib, E 2 =E 1 da ish sharoitlarini (10) amalga oshiruvchi Kotelnikov qabul qiluvchisi korrelyatsiya (kogerent) hisoblanadi (3-rasm).

Guruch. 3. Korrelyatsiya qabul qiluvchisi 4-rasm. Mos filtrli qabul qiluvchi.

Optimal qabul qilish mos keladigan chiziqli filtrlarga ega bo'lgan sxemada ham amalga oshirilishi mumkin (5-rasm), ularning impuls javoblari bo'lishi kerak.

g i = cs i (T - t), bu erda c - doimiy koeffitsient.

Optimal qabul qiluvchilarning ko'rib chiqilayotgan sxemalari turdagi izchil, ular nafaqat amplitudani, balki yuqori chastotali signalning fazasini ham hisobga oladi. E'tibor bering, qabul qiluvchining optimal sxemalarida har doim haqiqiy qabul qiluvchilarda mavjud bo'lgan kirish filtrlari mavjud emas. Bu jitter bilan optimal qabul qiluvchi kirish filtrlash talab qilmaydi, degan ma'noni anglatadi. Uning shovqinga qarshiligi, keyinroq ko'rib chiqamiz, qabul qiluvchining tarmoqli kengligiga bog'liq emas.

6. MUVOFIQ QABUL QILIShDA XATOLAR MUMKINLIGI

BINAR SIGNALAR

Optimal qabul qiluvchida qabul qilinganda binar signal uzatish tizimidagi xatolik ehtimolini aniqlaylik. Bu ehtimollik, shubhasiz, mumkin bo'lgan minimal bo'ladi va ma'lum bir uzatish usuli uchun potentsial shovqin immunitetini tavsiflaydi.

Agar uzatilgan signallar s 1 Va s2 teng ehtimolli P 1 \u003d P 2 \u003d 0,5, keyin umumiy xato ehtimoli P0 Ikkilik signallarni optimal qabul qilish bilan s 1 (t) va s 2 (t) teng bo'ladi:

P 0 =, (11)

qayerda F()=- ehtimollik integrali, .

Yuqoridagi formuladan kelib chiqadiki, xatolik ehtimoli P 0, potentsial shovqin immunitetini belgilaydigan qiymatga bog'liq - signal farqining o'ziga xos energiyasining shovqin intensivligiga nisbati N0. Bu nisbat qanchalik katta bo'lsa, potentsial shovqin immuniteti shunchalik yuqori bo'ladi.

Shunday qilib, bir xil ehtimolli signallar uchun xato ehtimoli to'liq qiymat bilan aniqlanadi. Bu miqdorning qiymati interferensiyaning spektral zichligiga bog'liq N0 va uzatiladigan signallar s 1 (t) Va s2(t).

Signallar bir xil energiyaga ega bo'lgan faol pauzaga ega tizimlar uchun , 2 uchun ifoda quyidagicha ifodalanishi mumkin:

,

qayerda - signallar orasidagi o'zaro bog'liqlik koeffitsienti, - signal energiyasining o'ziga xos shovqin kuchiga nisbati.

Bunday tizimlar uchun xatolik ehtimoli formula bilan aniqlanadi

P 0 = (12)

Bundan kelib chiqadiki, qachon = - 1 , ya'ni. s 1 (t) = - s 2 (t), tizim eng yuqori potentsial shovqin immunitetini ta'minlaydi. Bu qarama-qarshi signallarga ega tizim. Uning uchun = 2q0. Qarama-qarshi signallarga ega bo'lgan tizimning amaliy tatbiqi fazali kalitli tizimdir.

Diskret xabarlarni uzatish uchun turli tizimlarni parametr bo'yicha solishtirish qulay, ya'ni ma'lum bir uzatish usuli uchun optimal qabul qiluvchining chiqishidagi signal-shovqin nisbati kamayadi. .

Umuman olganda, radiotelegraf signalini yozish mumkin

s i (t) \u003d A i (t) cos (), 0

Tebranish parametrlari qayerda Va men,, manipulyatsiya turiga qarab ma'lum qiymatlarni qabul qiling.

Amplituda manipulyatsiyasi uchun A 1 (t)=A 0 , A 2 =0 ,

.

FSK uchun A 1 (t)=A 2 (t)=A 0,. Chastota oralig'ini optimal tanlash bilan()2 , bu erda k butun son va , olamiz

Fazali kalitlash uchun A 1 (t) =A 2 (t) =A 0,

Olingan formulalarni taqqoslash shuni ko'rsatadiki, barcha ikkilik signallarni uzatish tizimlaridan eng yuqori potentsial shovqin immuniteti fazalarni almashtirish kaliti bilan ta'minlanadi. FM bilan solishtirganda, bu sizga ikki baravar, AM bilan solishtirganda - to'rt barobar kuchga ega bo'lish imkonini beradi.

Aloqa tizimlarida signal odatda oddiy signallar ketma-ketligidan iborat. Shunday qilib, telegrafiyada har bir harf beshta elementar posilkadan iborat kod birikmasiga to'g'ri keladi. Yana murakkab kombinatsiyalar ham mumkin. Agar kod birikmasini tashkil etuvchi elementar signallar mustaqil bo'lsa, kod kombinatsiyasini noto'g'ri qabul qilish ehtimoli quyidagi formula bilan aniqlanadi:

P ok \u003d 1 - (1 - P 0) n,

bu erda P 0 - elementar signal xatosi ehtimoli, n - kod kombinatsiyasidagi elementar signallar soni (kodning ahamiyati).

Shuni ta'kidlash kerakki, yuqorida ko'rib chiqilgan hollarda xatolik ehtimoli signal energiyasining shovqin spektral zichligiga nisbati bilan to'liq aniqlanadi va signal shakliga bog'liq emas. Umumiy holatda, shovqin spektri bir xildan farq qilganda, signal spektrini, ya'ni uning shaklini o'zgartirish orqali xato ehtimolini kamaytirish mumkin.

TEST SAVOLLARI

1. Raqamli aloqa tizimidagi demodulyator nimadan iborat? Uning analog tizim demodulyatoridan asosiy farqi nimada?

2. Signallarning nuqta hosilasi nima? U demodulyator algoritmida qanday qo'llaniladi?

3. Optimal demodulyatorda mos keladigan filtrlardan foydalanish mumkinmi?

4. “Ideal kuzatuvchi mezoni” nima?

5. “Maksimal ehtimollik qoidasi” nima?

6. Resolverning chegarasi qanday tanlanadi? Agar u o'zgartirilsa nima bo'ladi?

7. RU da qaror qabul qilish algoritmi nima?

8. Har bir demodulyator blokining maqsadini tushuntiring.

11. Optimal demodulator algoritmi va uning FM uchun funksional diagrammasi.

12. Modulyatsiyaning har xil turlari bilan aloqa tizimlarining shovqin immunitetidagi farqni tushuntiring.

13. Demodulyatorning turli nazorat nuqtalarida (modulyatsiya turlaridan biri uchun) olingan to'lqin shakllarini tushuntiring.

ADABIYOT

1. Zyuko A.G., Klovskiy D.D., Nazarov M.V., Fink L.M. Signal uzatish nazariyasi. M.: Radio va aloqa, 1986 yil.

2. Zyuko A.G., Klovskiy D.D., Korjik V.I., Nazarov M.V. Elektr aloqa nazariyasi. Moskva: Radio va aloqa, 1998 yil.

3. Baskakov S.I. Radiotexnika sxemalari va signallari. Moskva: Oliy maktab, 1985 yil.

4. Gonorovskiy I.S. Radiotexnika sxemalari va signallari. M.: Sovet radiosi, 1977 yil.

Tekshirilgan sxemalar va signallarning qisqacha tavsifi

Ishda "MODULATOR - DEMODULATOR" almashtiriladigan blokli universal stend qo'llaniladi, uning funktsional diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 20.1.

Raqamli signalning manbai CODER-1 bo'lib, beshta belgidan iborat davriy ketma-ketlikni hosil qiladi. O'zgartirish tugmalaridan foydalanib, siz "TRANSMITTED" yozuvi bilan beshta LED ko'rsatkichlari qatori bilan ko'rsatilgan har qanday besh elementli kod kombinatsiyasini o'rnatishingiz mumkin. MODULATOR blokida "yuqori chastotali" tebranishlarning ikkilik belgilari "MODULYASYON TYPE" kaliti - AM, FM, FM yoki OFM holatiga qarab amplituda, chastota yoki fazada modulyatsiya qilinadi (manipulyatsiya qilinadi). Kalit "nol" holatida bo'lganda, modulyatorning chiqishi uning kirishiga ulanadi (modulyatsiyasiz).

Aloqa kanali modulator va shovqin chiqishidan keladigan signalning yig'uvchisi bo'lib, uning generatori (GN) SIGNAL SOURCES blokida joylashgan. Aloqa kanalining shovqinini simulyatsiya qiluvchi ichki kvazi-oq shovqin generatori modulyatsiyalangan signallarning spektrlari (12-28 kHz) bilan bir xil chastota diapazonida ishlaydi.

DEMODULATOR ikkita tarmoqli izchil sxema bo'yicha ishlab chiqariladi; modulyatsiya turlarini almashtirish - modulyator bilan umumiy. Shuning uchun mos yozuvlar signallari s 0 va s 1 va stendning nazorat nuqtalaridagi pol kuchlanishlari modulyatsiya turini o'zgartirganda avtomatik ravishda o'zgaradi.

Funktsional diagrammadagi belgilar (X) ixtisoslashtirilgan IClarda yaratilgan analog signal ko'paytirgichlarini ko'rsatadi. Integratorlar bloklari operativ kuchaytirgichlarda amalga oshiriladi. Elektron kalitlar (diagrammada ko'rsatilmagan) har bir belgi boshlanishidan oldin integratorlarning kondansatkichlarini zaryadsizlantiradi.

Qo'shimchalar (å) s 1 va s 0 mos yozuvlar signallarining energiyasiga bog'liq bo'lgan chegara kuchlanish qiymatlarini kiritish uchun mo'ljallangan.

"RU" bloki - hal qiluvchi qurilma - komparator, ya'ni qo'shimchalarning chiqishlarida kuchlanishni taqqoslaydigan qurilma. "Yechim" ning o'zi, ya'ni. "0" yoki "1" signali har bir belgining tugashidan oldin demodulyatorning chiqishiga qo'llaniladi va keyingi "qaror" ga qadar saqlanadi. "Qaror" qabul qilish momentlari va integratorlarda kondensatorlarning keyingi zaryadsizlanishi elektron kalitlarni boshqaradigan maxsus mantiqiy sxema bilan o'rnatiladi.

Signallarni RPSK bilan demodulyatsiya qilish uchun PM demodulyatorining sxemasiga bloklar (diagrammada ko'rsatilmagan) qo'shiladi, ular PM demodulyatorining oldingi va keyingi qarorlarini taqqoslaydi, bu esa fazaning sakrashi (yoki uning yo'qligi) mavjudligi haqida xulosa chiqarishga imkon beradi. ) qabul qilingan belgida. Bunday sakrash mavjud bo'lganda, demodulyator chiqishiga "1" signali qo'llaniladi, aks holda - "0". O'zgartirilishi mumkin bo'lgan blokda mos yozuvlar tebranishining (0 yoki p) boshlang'ich bosqichini (j) o'zgartiruvchi o'tish tugmasi mavjud - faqat FM va OFM uchun. Demodulyatorning normal ishlashi uchun o'tish tugmasi nol holatida bo'lishi kerak.

Amplituda kaliti yordamida belgini qabul qilishda xatolik ehtimoliga ta'sirini o'rganish uchun chegarani qo'lda o'rnatish mumkin. Xato ehtimoli kompyuterda ma'lum bir tahlil vaqti uchun xatolar sonini hisoblash orqali baholanadi. Xato signallarining o'zi (belgi yoki "harf" da) DAC bloki ostida joylashgan maxsus stend blokida ("XATOS BOShQARISH") hosil bo'ladi. Stenddagi xatolarni vizual nazorat qilish uchun LED ko'rsatkichlari mavjud.

O'lchov asboblari sifatida ikki kanalli osiloskop, o'rnatilgan voltmetr va xatolarni hisoblash rejimida ishlaydigan shaxsiy kompyuter ishlatiladi.

UY VAZIFASI

1. Mavzuning asosiy bo'limlarini ma'ruza matni va adabiyotlar bo'yicha o'rganing:

159¸174, 181¸191; dan. 165¸192.

LABORATORIYA TOPSHIRISI

1. Kanalda shovqin bo'lmaganda demodulyator sxemasining turli nuqtalarida signallarning to'lqin shakllarini kuzating.

2. Kanaldagi shovqin mavjudligida demodulyatorning ishlashida xatolar ko'rinishini kuzating. Ruxsat etilgan signal-shovqin nisbati uchun AM va FM uchun xatolik ehtimolini hisoblang.

3. AM xatolik ehtimolining chegara kuchlanishiga bog'liqligini oling.

METODOLIK KO'RSATMALAR

1. Interferensiyasiz demodulyatorning ishlashi.

1.1. O'lchov sxemasini 20.2-rasmga muvofiq yig'ing.CODER - 1 almashtirish tugmalaridan foydalanib, 5 ta elementning istalgan ikkilik birikmasini tering. "AM THRESHOLD" tugmachasini o'ta chap holatga o'rnating. Bunday holda, kontroller o'chiriladi va modulyatsiya turini o'zgartirganda pol avtomatik ravishda o'rnatiladi. DEMODULATORning mos yozuvlar tebranishini bosqichma-bosqich o'zgartirish tugmasi "0 0" holatiga o'rnatiladi. SIGNAL SOURCES blokidagi shovqin generatorining (GN) chiqishini aloqa kanalining n (t) kirishiga ulang. Shovqin generatorining chiqish potansiyometri eng chap holatda (shovqin kuchlanishi yo'q). Osiloskopning tashqi sinxronlash kirishini SOURCES blokidagi C2 rozetkasiga ulang va vertikal nurning burilish kuchaytirgichlarini ochiq kirish rejimiga o'tkazing (o'rganilayotgan jarayonlarning doimiy komponentlarini o'tkazish uchun).

1.2. MODULATOR kirishidagi signalga mos keladigan "0" opsiyasini o'rnatish uchun modulyatsiya turlarini almashtirish tugmasidan foydalaning. Ushbu signalning osillogrammasini olib tashlaganingizdan so'ng va osiloskopni tozalash rejimini o'zgartirmasdan, modulyatsiya (AM) turlaridan birini tanlang. Demodulyatorni boshqarish nuqtalarida oscillogrammalarni chizish:

demodulyator kirishida;

· ko'paytirgichlarning chiqishlarida (vertikal o'q bo'ylab bir xil shkalada);

· integratorlarning chiqishlarida (shuningdek, bir xil masshtabda);

demodulyatorning chiqishida.

Barcha qabul qilingan oscillogrammalarda vaqt o'qining holatini belgilang (ya'ni, nol signal darajasining holati). Buni amalga oshirish uchun siz osiloskopning kirish terminallarini yopayotganda supurish chizig'ining holatini tuzatishingiz mumkin.

1.3. Boshqa turdagi manipulyatsiya (FM) uchun 1.2-bandni takrorlang.

2. Interferentsiya mavjudligida demodulyatorning ishlashi.

2.1. MODULATION TYPE kalitini FM ga o'rnating. Ikki nurli osiloskopning kirishlaridan birini modulyatorning kirishiga, ikkinchisini demodulyatorning chiqishiga ulang. Ushbu signallarning harakatsiz to'lqin shakllarini oling.

2.2. Asta-sekin shovqin darajasini oshirish (GSH potentsiometri yordamida) chiqish to'lqin shaklida yoki kirish platasida kamdan-kam uchraydigan "nosozliklar" paydo bo'lishiga erishish uchun QABUL QILINADI.

2.3. Osiloskop yordamida o'rnatilgan signal-shovqin nisbatini o'lchang. Buning uchun shovqin manbasini ketma-ket o'chirib, demodulyatorning kirish qismidagi signal amplitudasini o'lchang (ekrandagi bo'linmalarda) - 2a - (ya'ni, ikki tomonlama signal amplitudasi) va signal manbasini kanal kirishidan uzib, shovqinni tiklang. signal - shovqin amplitudasini o'lchash (shuningdek, bo'linmalarda) - 6s. Topilgan a/s nisbatini 20.1-jadvalga kiriting.

2.4. AM, FM va FM ni ketma-ket o'rnatish uchun "Modulyatsiya turi" tugmasidan foydalaning, "ERROR" LEDning miltillashi yoki demodulyator chiqish signalining osillogrammasi orqali xato tezligini kuzating. Kuzatish natijalarini hisobotga yozing.

2.5. Kanaldagi shovqin darajasini o'zgartirmasdan, cheklangan tahlil vaqti (ya'ni, xato ehtimolini baholash) ramzni qabul qilishda demodulyator xatosi ehtimolini o'lchang. Buning uchun kompyuterni xatolik ehtimolini o'lchash rejimiga o'tkazing (ILOVAGA qarang) va tahlil vaqtini 10¸30 s ga o'rnating. FM (va keyin FM va AM) dan boshlab, tahlil paytida xatolar sonini aniqlang va xatolik ehtimolini baholang. Olingan ma'lumotlarni jadvalga kiriting. 20.1.

3-rasm. Xatolik ehtimolining AM vaqtida demodulyatordagi pol kuchlanishiga bog'liqligi.

3.1. MODULATION TYPE kalitini AM ga o'rnating. Shovqin generatorining chiqish potansiyometrini minimal darajaga o'rnating. Pastki integratorning chiqishiga ulangan osiloskop yordamida vertikal arra tishli kuchlanish tebranishini voltsda o'lchang - U max .

3.2. 20.2-jadvalni tayyorlang, unda Uthr chegarasining kamida 5 qiymatini ko'rsating.

20.2-jadval Eshik chegarasiga qarab xatolik ehtimolini baholash (AM uchun)

3.3. “THRESHOLD AM” potentsiometri yordamida U maks /2 chegara qiymatini o'rnating (demodulyatorning nazorat nuqtasida doimiy tok voltmetri yordamida “E 1 /2” kuchlanishini o'lchash). Kamdan-kam nosozliklar paydo bo'lguncha kanaldagi shovqin darajasini oshiring. Shovqin darajasini o'zgartirmasdan, ushbu chegara (U max / 2), so'ngra U ning boshqa barcha qiymatlari uchun xatolik ehtimolini o'lchang. P osh \u003d j (U keyin) bog'liqligini chizing.

Hisobot o'z ichiga olishi kerak:

1. O'lchovlarning funktsional diagrammasi.

2. Barcha o'lchov nuqtalari uchun oscillograms, jadvallar va grafiklar.

3. 2.4 va 3.3 bandlari bo'yicha xulosalar.

FM demodulyatorlari raqamli va analog qurilmalarda ham amalga oshirilishi mumkin. Analog demodulyatorning bir versiyasi FM signalini ikkita AM signalining yig'indisi sifatida ko'rsatishdan foydalanadi. Bunday sxema ikki tarmoqli konvertni qabul qilish sxemasi deb ataladi (2.6-rasm).

Guruch. 14.6 - konvert FM demodulyatori

Demodulyatorning yuqori yo'lida chastotali signal konverti, pastki qismida - chastotasi bilan ajratilgan. PF1, PF2 tarmoqli filtrlari orqali o'tayotganda, FM signali amplitudali modulyatsiya belgilariga ega bo'ladi. Har bir yo'lda D1 va D2 amplitudali demodulyatorlar (detektorlar) va LPF1, LPF2 past chastotali filtrlar mavjud. Yo'l signallari yig'uvchida boshqa belgi bilan yig'iladi. Eshik qurilmasi PU yaxshi parametrlarga ega (puls amplitudasi, ko'tarilish vaqti) pauzasiz signalni ta'minlaydi. Konvertni qabul qilish uchun chastota demodulyatorining vaqt diagrammalari rasmda ko'rsatilgan. 2.7.

Raqamli chastotali demodulyatorlarda qabul qilingan signallarni chastota bo'yicha tasniflash printsipi qabul qilingan signalning yarim tsikli (yoki davri) davomiyligini o'lchash asosida amalga oshiriladi. Ikkilik modulyatsiyada yarim tsiklning davomiyligini o'lchashga asoslanib, qaror qabul qiluvchi qabul qilingan yarim tsiklni signal polaritesining qiymatlaridan biri bilan aniqlaydi. Shunday qilib, haqiqiy FM signali tashuvchi tebranishning yarim tsiklini o'z ichiga olgan signalning elementar segmentlariga bo'linadi. Alohida elementlarning chegaralarini aniqlash bitta elementar signal segmentining davomiyligidan oshmaydigan aniqlik bilan amalga oshiriladi. Qabul qilingan signalning yarim tsiklining (davrining) davomiyligini o'lchash usulining o'zgarishi oldingi davrga nisbatan har bir joriy tebranishning fazali kirishidagi farqni o'lchash usuli hisoblanadi. Raqamli chastota demodulyatorining blok diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 2.8. Raqamli chastotali demodulyatorning ishlash printsipini tushuntiruvchi vaqt diagrammalari shaklda ko'rsatilgan. 2.9.

Guruch. 14.7 - konvertni qabul qilish uchun chastota demodulyatorining vaqt diagrammalari

Guruch. 14.8 - Raqamli chastotali demodulyatorning strukturaviy diagrammasi

Guruch. 14.9 - Raqamli chastota demodulyatorining vaqt diagrammasi:

lekin- chastotaga mos keladigan kirish signali; b- xuddi shunday, cheklovchidan keyin; ichida, G- impulslarni tiklash, d, e- ajratuvchilarning chiqishidagi impulslar; yaxshi- PD chiqishidagi impulslar

Kirish signali cheklovchi kuchaytirgich UO tomonidan to'rtburchak pulslarga aylantiriladi (2.9-rasm, b).

FIS reset impuls shakllantirgichida qisqa impulslar shaklda ko'rsatilgan impulslardan kirish signalining har bir davriga mos ravishda tanlanadi. 2.9 b. Qisqa impulslar navbatma-navbat chastota ajratgichlarga beriladi (2.9-rasm, ichida Va G), ularni dastlabki holatiga o'rnatish (2.9-rasmda nuqta bilan ko'rsatilgan, d Va e). O'rtacha chastotani qabul qilishda bo'linuvchilarning chiqishidagi impulslar f cp shaklda ko'rsatilgan. 2.9 d Va e. Bunday holda, ajratuvchilarning chiqishidagi signallar o'rtasida faza almashinuvi davrning to'rtdan biriga teng bo'ladi va har bir reset pulsi kelgandan so'ng, faza almashinuvining belgisi o'zgaradi. Ajratuvchilarning chiqishlaridan signallar PD fazali detektorning kirishiga beriladi (mod2 qo'shimchasi shaklida qilingan), uning chiqishida impulslar ketma-ketligi paydo bo'ladi (2.9-rasm,g), kengligi ularning har biri ajratuvchilarning chiqishlarida signallarning faza nisbatiga bog'liq.

Demodulyator kirishida chastota paydo bo'lganda, impulslar ketma-ketligi kengayadi va demodulyator kirishida chastota paydo bo'lganda u torayadi.

Sovet Ittifoqi.Sotsialistik Respublikalar ittifoqi 483592 3 L IXTIRONI MUALFIJLIK DAVLATIGA YOZISH SSSR Fan va texnika davlat qo'mitasi huzuridagi ixtiro va kashfiyotlar uchun DAVLAT NOMINATI (57) 8 sample-holder, filter1, filter1 , Cheklovchi kuchaytirgich 12, qo'shimcha past-o'tkazuvchan filtri 13 va mos yozuvlar kuchlanish manbai 14. Bu demodulyator kirish signalining muhim chastotali og'ishlari bilan past chastotali filtr 13 chastotali javobining kichik bo'limida ishlashni ta'minlaydi. Bu demodulyatorning diskriminatsion x-ki yuqori chiziqliligiga va natijada chiziqli bo'lmagan buzilish darajasining sezilarli darajada pasayishiga olib keladi. Shovqinga qarshi immunitetning oshishi, paydo bo'lishi va boshlang'ich chastotani sozlashning ortishi bilan pastadirning kuchayishi va ekvivalent shovqin diapazoni ko'paymasligi bilan bog'liq, bu odatda filtrlash xususiyatlarining yomonlashishiga olib keladi. 1 ill, Ixtiro radiotexnikaga tegishli bo'lib, chastotali modulyatsiyalangan (FM) signallarni qabul qilish uchun ishlatilishi mumkin 5 Ixtironing maqsadi shovqinga qarshi immunitetni oshirish va chiziqli bo'lmagan buzilish darajasini pasaytirishdir. 2, ikkinchi ko'paytirgich 3, ikkinchi past chastotali filtr 4, sozlanishi mumkin bo'lgan osilator 5, A-ossillyator 6 dan 90 O gacha, ekstremal namuna detektori 7, namunani ushlab turish birligi 8, algebraik qo'shimcha 9, integrator 10, tuzatuvchi filtr 11, cheklovchi kuchaytirgich 12 , qo'shimcha past chastotali filtr 13 va mos yozuvlar kuchlanish manbai 14, FM demodulyatori quyidagicha ishlaydi. 251-va 3-koʻpaytirgichlarda hamda 2-va 4-past chastotali filtrlarda kirish signalining kvadratura komponentlari farq chastotasida tanlanadi: Dy = u u bu yerda s, kirish signali chastotasining oniy qiymati; u - sozlanishi mumkin bo'lgan osilatorning tebranish chastotasi 5. Amplituda-chastota xarakteristikasining tik qiyaliklariga ega bo'lgan birinchi 2 va ikkinchi 4 LPF ning tarmoqli kengligi 35 demodulyatorning kirish signali spektrining kengligidan kelib chiqqan holda tanlanadi va uning beqaror chastotasi va sozlanishi osilatorning tebranish chastotasini hisobga olgan holda 5. ikkinchi past chastotali filtr4 chiqish signalining musbat hosilasi bilan nol darajasi va ekstremal o'qishlarga vaqt holatiga mos keladigan qisqa muddatli impulslarni hosil qiladi. qo'shimcha past o'tkazuvchan filtrning chiqish signali 13. Cheklovchi kuchaytirgich 12 birinchi past chastotali filtr 2 chiqishidan signal amplitudasini barqarorlashtiradi. Natijada, qo'shimcha past chastotali filtr 13 chiqishidagi signal amplitudasi faqat dy va uning nisbati bilan belgilanadi. kesish chastotasi, bu birinchi 2 va ikkinchi 4 past chastotali filtrlarning kesish chastotalaridan sezilarli darajada kamroq tanlangan. Namuna olishning 8-blokida - saqlash, qo'shimcha past o'tkazgichli filtr 13 chiqish signalining amplitudasini sinxron aniqlash amalga oshiriladi.Etalon kuchlanish manbasining 14 chiqishidagi kuchlanish am qiymatining to'liq og'ishidir. qiymati am) qo'shimcha past o'tkazgichli filtr 13 amplituda-chastota xarakteristikasining qiyalik bo'yicha tanlangan , 10 tuzatish filtri 11 orqali integrator chiqishidagi kuchlanish demodulyatorning chiqishiga beriladi, Tavsiya etilgan demodulyator ta'minlaydi. kirish signalining chastotasida sezilarli og'ishlar bilan qo'shimcha past o'tkazuvchan filtr 13 ning amplituda-chastota xarakteristikasining kichik qismida ishlash. demodulyatorning diskriminatsion xarakteristikalari va buning natijasida chiziqli bo'lmagan buzilishlar darajasining sezilarli darajada pasayishi. Demodulyatorning astatik xossalari integratordan past chastotali filtrdan emas, balki 10-blok sifatida foydalanish orqali ta'minlanadi (farq, masalan, signal qisqa vaqt davomida o'chganda yoki yo'qolganda paydo bo'ladi). Birinchi va ikkinchi past chastotali filtrlar 2 va 4 amplituda-chastota xarakteristikalari yonbag'irlarining katta tikligi taklif qilinayotgan demodulyatorning yuqori shovqin immunitetini uning kirishida qo'shni qabul qilish kanallari tomonidan shovqin paydo bo'lganda saqlanishini ta'minlaydi. pastadirning kuchayishi va ekvivalent shovqin o'tkazuvchanligining ortishi kuzatilmaydi, bu odatda filtrlash xususiyatlarining yomonlashishiga olib keladi Mag'rur buyrug'i 2849/53 tiraj 884 GENT SSSR qoshidagi Ixtirolar va kashfiyotlar davlat qo'mitasining VNIIPI imzosi 113035, Moskva, Zh, Raushskaya emb . 4/5 "Patent" ishlab chiqarish va nashriyot zavodi, Ujgorod, st. Gagarin, 70 bitta soniyali multiplikator va ikkinchi past chastotali filtr, sozlanishi osilator va ketma-ket ulangan 90 fazali almashtirgich, birinchi va ikkinchi multiplikatorlarning birinchi kirishlari FM signal demodulyatorining kirishi, chiqishi 90 fazali o'zgartirgich birinchi ko'paytirgichning ikkinchi kirishiga ulangan va sozlanishi osilatorning chiqishi ikkinchi ko'paytirgichning ikkinchi kirishi bo'lib, shovqin immunitetini oshirish va chiziqli bo'lmagan buzilish darajasini pasaytirish uchun, ketma-ket ulangan ekstremal hisoblash detektori, namuna olish va ushlab turish birligi, algebraik qo'shimchalar, integrator va tuzatish filtri, ketma-ket ulangan cheklovchi kuchaytirgich va qo'shimcha past o'tkazuvchan filtr, shuningdek mos yozuvlar kuchlanish manbai joriy etildi. , cheklovchi kuchaytirgichning kirishi birinchi past chastotali filtrning chiqishiga ulangan bo'lsa, ekstremal hisoblash detektorining kirishi ikkinchi past chastotali filtrning chiqishiga, qo'shimcha past chastotali filtrning chiqishiga ulanadi. ulanadi Namuna va ushlab turish blokining axborot kiritishi bilan mos yozuvlar kuchlanish manbasining chiqishi algebraik qo'shimchaning ayirish kirishiga ulanadi va integratorning chiqishi sozlanishi osilatorning boshqaruv kirishiga ulanadi. tuzatuvchi filtrning chiqishi demodulyatorning 20 FM signallarining chiqishi

Ilova

4265266, 18.06.1987

MOSKVA aviatsiya instituti IM. SERGO ORJONIKIDZE

MARTIROSOV VLADIMIR ERVANDOVYCH

IPC / teglar

Bog'lanish kodi

FM demodulyatori

Tegishli patentlar

15. Modulyatsiya chastotasining bir davrida portlashdagi impulslar soni hisoblanadi va shunga mos ravishda impuls hisoblagichi 9 qayta-qayta so'rov qilinadi.Bu farq chastotasini tanlash orqali erishiladi. Shunday qilib, FM signalining chastotasi o'zgarganda, ikkilik FM demodulyatori qurilmasining chiqishida signalning amplitudasi o'zgaradi. Paketning bitta tetik chiqishi bitta sm.pulsning ikkinchi generatori orqali hisoblagichni nolga o'rnatish kirishiga ulanadi. 5 impuls va portlash triggerining nol chiqishi to'plangan registrning kirishiga va uchinchi va to'rtinchi tasodif zanjirlarining ikkinchi kirishlariga ulanadi, ularning chiqishlari bitta va ... ga pompalanadi.

16-rasmda, bitta darajali signal paydo bo'ladi, u rektifikator 1 kirishidan past bosimli impulslarni 20 chiqarib, uni kooperativ yoqish uchun tayyor holatga aylantirib, ishlaydigan konvertorlar guruhidan bitta transduser konvertorini uzib qo'yadi. ko'rsatilgan blokning filtri kondansatörü 2 zaryadlangan bo'lib qoladi. Shu bilan birga, 5 va 6, Hereg quvvat kalitlarini ochib, ilgari yoqish uchun tayyor holatda bo'lgan yana 25 konvertor o'chiriladi. 40, 0 da - diaZO diapazonini kengaytiruvchi qiymatlar, statik konvertorlarning quvvat davri strukturasining barqarorligi bilan tavsiflanadi. Ular to'g'ridan-to'g'ri ta'minlangan kuchlanish Ts tomonidan o'rnatiladi - birinchi komparatorning to'g'ridan-to'g'ri kirishi 15av- va ikkinchisining teskari kirishi ...

O'lchov jarayoni haqida.Har doim chekli qiymat bo'lgan kommutatsiya vaqtida, o'lchash amalda mumkin emas, chunki bo'linuvchi birlikning ishlash rejimida noaniqlik mavjud. Ixtironing maqsadi chastotani o'lchashning aniqligini oshirishdir. Maqsad shundan kelib chiqadiki, garmonik signalning chastota amplitudasini o'lchash moslamasi ketma-ket ulangan differensiatsiya birligi qurilmasi va birinchi bo'linuvchi birlik va kvadrat ildiz olish blokining kirishiga ketma-ket ulangan uchta o'z ichiga oladi. birinchi ko'paytirish birligi, birinchi. ayirish bloki, ikkinchi bo'linish bloki va ikkinchi. Chiqishi o'lchangan amplitudaning chiqishi bo'lgan kvadrat ildiz ekstraktori,...

Chastota detektori har qanday VHF FM qabul qiluvchining eng muhim tugunlaridan biridir, chunki qabul qiluvchining chiqishidagi audio signalning sifati uning sifatiga bog'liq. Inson qulog'i HF modulyatsiyalangan signalni sezmaydi, faqat modulyatsiyalangan LF amplitudasini sezadi. Chastota modulyatsiyasini amplitudali modulyatsiyaga aylantirish uchun FM detektori kerak. Chastotani modulyatsiyalangan signal quyidagicha ko'rinadi:
RF transformatorlariga asoslangan keng tarqalgan fraksiyonel detektorlar va diskriminatorlar juda qiyin o'rnatish va ishlab chiqarish ancha qiyin (ayniqsa, tajriba yo'qligida) bo'lganligi sababli, men FM detektorlarining bobinlar, transformatorlar va sxemalarsiz bir nechta versiyalarini yaratishga harakat qildim.

Diagrammada, umuman olganda, klassik pentod kuchaytirgich ko'rsatilgan, keling, yuqoridagi FM detektorining ishlashini batafsil ko'rib chiqaylik: to'g'ridan-to'g'ri oqim uchun tarmoqqa egilishni o'rnating va shu bilan birga sifat omilini kamaytiring. kvarts rezonatori(pyezokeramik diskriminator bilan adashtirmaslik kerak). Kvars rezonatori dastlab ma'lum bir chastota uchun yaratilganligi sababli, uning sozlash diapazoni ancha tor va modulyatsiya zonasidan bir necha baravar kichikdir. Bandni kengaytirish uchun rezonator rezistor bilan manevrlanadi. Agar bu bajarilmasa, rezonator FM signalining ba'zi qismlarida emas, balki ba'zi qismlarida modulyatsiya zonasiga tushadi, buning natijasida detektor chiqishidagi AM signali kuchli buziladi. Sifat omilining pasayishi bilan rezonatorni sozlash diapazoni ortadi, ammo baribir mexanik rezonans tufayli kvarts plitasining minimal dinamik qarshiligi va maksimal tebranish amplitudasi rezonator mexanik ravishda sozlangan chastota diapazonida bo'ladi. Chastota modulyatsiyasi signalning chastotasini mexanik rezonansdan yuqori yoki past chastotada o'zgartirganligi sababli, plastinkaning o'zgaruvchan oqimiga dinamik qarshilik signal chastotasiga mutanosib ravishda o'zgaradi va shu bilan FM ni AM ga aylantiradi. Ushbu sxema 6zh1p, 6f1p, 6zh9p lampalar bilan yaxshi ishlaydi.

Ammo bu sxema "apparatda" yig'ilgan:

Ushbu sxema "kam qo'zg'atilgan rezonator" tamoyiliga asoslanadi. Bu ham pentod kuchaytirgich davri, ammo bu erda kvarts rezonatori R4 rezistori tomonidan tartibga solinadigan qayta aloqada. Barcha g'oya daromadni FM detektori avlod bo'ylab turgan holatga keltirishdir. Gap shundaki, kvarts rezonatori parallel va ketma-ket rezonansga ega. Bu erda ketma-ketlik ishlatiladi.Chastaning rezonans nuqtasidan og'ishiga qarab, rezonatorning o'tkazuvchanlik sig'imi (dinamik qarshilik tufayli) ham FM signaliga mutanosib ravishda o'zgaradi va shu bilan o'zgaruvchan tokni FM dan AM ga aylantiradi. . Ushbu sxemada rezonatorni kondansatkich bilan almashtirish mumkin va FM signalini chastota reaktsiyasining qiyaligida (IF signalining markazidan bir oz uzoqda) olish mumkin, ammo signal sifati va uning amplitudasi ancha past bo'ladi. Teskari aloqa detektor avlodining chetiga o'rnatilganda, chiroq rezonator tomonidan chiqarilgan o'zgaruvchan tok tebranishlarining amplitudasini maksimal darajada oshiradi. Agar siz detektorni avlodga keltirsangiz, u holda chiqishda kuchli fon eshitiladi (generatorning aniqlangan tebranishlari) va radiostansiyaga sozlanganda xirillash eshitiladi, chunki kvarts o'z chastotasida ishlaydi va mos keladi. radiostansiyaning tashuvchisi (IF signali), farqli tebranishlar eshitiladi.

Va bu erda tartib:

Sxema 6zh2p, 6k13p lampalar bilan yaxshi ishlaydi.

Va bu erda uchinchi diagramma:

Xulosa qilib shuni aytmoqchimanki, har uchala davr ham o'zlarining "vazifalari" bilan shug'ullanadi, lekin birinchi sxema bo'yicha FM detektori yuqori chiqish signali darajasiga ega, chunki sxema qisqa xarakteristikaga ega bo'lgan pentodlar bilan yaxshi ishlaydi (u bo'lmaydi). daromadni muammosiz o'zgartirish uchun ishlash), shuningdek, ishlatiladigan maxsus rezonator uchun R2 rezistorini tanlashingiz kerak. Ikkinchi sxema avlod nuqtasiga yumshoqroq yondashish va aniqlash nuqtasini "qo'lga olish" dan mamnun. Uchinchi sxema birinchi va ikkinchi kontaktlarning zanglashiga olib keladi, chunki u ikkinchi sxemaga qaraganda ko'proq daromadga ega va birinchisiga qaraganda ko'proq sozlash moslashuvchanligiga ega.

Muvaffaqiyatli tajribalar!!!
Artem (UA3IRG)