МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

Лабораторная работа №4 "Исследование различителя сигналов"

По дисциплине: Статистическая теория радиотехнических систем

Выполнил: ст. гр. ВР-1-07

Факультета РТС

Щербаков П.С.

Москва, 2012г

Цель работы:

- экспериментальная проверка основных теоретических положений о помехоустойчивости различителя детерминированных сигналов.

- ознакомление с методикой экспериментального исследования устройств различения сигналов.

- закрепление навыков использования ПК и сети «Интернет» в инженерной практике.

Описание лабораторной установки:

В составе лабораторной установки:

1. Два источника сигнала, которые в зависимости от настройки могут формировать прямоугольный и меандровый импульсы положительной или отрицательной полярности длительностью τ_и=50мс и амплитудойV₀=1В. Сигналы, формируемые источниками, являются сигналами с одинаковыми энергиями.

2. Источник широкополосного гауссова шума. Ширина спектра мощности шума гораздо больше ширины спектра сигналов.

3. Усилитель с изменяемым коэффициентом передачи K, что позволяет управлять интенсивностью шума.

4. Сумматор, на один вход которого поступает полезный сигнал, на другой – шум.

5. Два согласованных фильтра (СФ) для сигналов, формируемых источниками. Вид согласованных фильтров соответствует сигналам, формируемым источником 1 или 2.

6. Пороговое устройство с изменяемым значением порога H.

7. Счетчик количества импульсов.

8. Измеритель дисперсии шума на выходе согласованного фильтра, в состав которого входят нелинейное устройство, осуществляющее операцию возведения в квадрат, интегратор и регистратор.

Различитель сигналов состоит из двух согласованных фильтров, сумматора и порогового устройства. При срабатывании порогового устройства принимается решение о том, что на входе различителя присутствует сигнал 1, соответствующий согласованному фильтру СФ1.

Измерение вероятности ошибочного различения сигналов основано на проведении серии опытов. В начале каждой такой серии счетчик количества срабатываний порогового устройства сбрасывается. По завершению серии опытов его значение показывает количество срабатываний порогового устройства (количество событий, заключающихся в том, что принято решение о наличии на входе различителя сигнала 1).

1. Измерение дисперсии шума на выходе согласованного фильтра

Измерение значения дисперсии шума на выходе согласованного фильтра для разных видов сигнала.

, номер опыта	1 тип сигнала	2 тип сигнала	3 тип сигнала	4 тип сигнала
1	59,084	55,783	51,872	50,037
2	46,433	46,36	48,767	45,732
3	59,443	54,15	44,689	49,911

Усреднение значений:

== 51 [мВ²]

N- количество выполненных измерений.

Среднее квадратическое отклонение (СКО) шума на выходе СФ, соответствующее единичному коэффициенту усиления источника шума::

== 7,14 [мВ]

В дальнейшем СКО на выходе согласованного фильтра при произвольном коэффициенте передачи усилителя определяется по формуле:

=K.

2. Исследование помехоустойчивости двоичной системы передачи информации с пассивной паузой

2.1. Расчет значений СКО шума на выходе СФ, соответствующих значениям отношения сигнал/шум, приведенным в первой строке таблицы по формуле:

=E/q,

где E=τ_и=50 В²мс – энергия сигнала.

2.2. Расчет значений коэффициента передачи усилителя K, соответствующих полученным в п.1 значениям СКО шума, по формуле:

=K ;

K=/

2.3. Переключатель лабораторной установки К1 устанавливается в положение «1», ключ К2 в положение «2», ключ К3 в положение «1».

2.4. Задается порог принятия решение, равный

H=E/2=25 В²мс.

2.5. Выбирается вид сигнала 2 источника 1.

2.6. Поочередно задаются значения коэффициента усиления K, соответствующие данным таблицы.

2.7. По нажатии кнопки «Выполнить измерение» программой производится серия из Nопытов, в которых на вход различителя поступает смесь сигнала 1 и шума, и значение счетчикаMбудет соответствовать количеству правильных решений. Соответствующее количество ошибочных решений равноN – M, а вероятность ошибочного решения:

P_e1 =.

Используя результаты, представленные программой, определяем вероятность ошибки и записываем ее значения в соответствующие ячейки таблицы.

2.8. Переключаем K1 в положение «3».

2.9. Поочередно задаются значения коэффициента усиления K, соответствующие данным таблицы.

2.10. По нажатии кнопки «Выполнить измерение» программой производится серия из Nопытов, в которых на вход различителя поступает только шум, и значение счетчикаMбудет соответствовать количеству неправильных решений. Вероятность ошибочного решения:

P_e2 = M/N.

Используя результаты, представленные программой, определяем вероятность ошибки и записываем ее значения в соответствующие ячейки таблицы.

2.11. Расчет вероятности ошибочного различения сигналов:

P_e = .

q	0,1	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5
	500	100	50	33,3	25	20	16,7	14,3	12,5	11,1	10
K	70,0	14,0	7,0	4,7	3,5	2,8	2,3	2,0	1,8	1,6	1,4
Pe1	0,51	0,47	0,31	0,27	0,19	0,09	0,12	0,02	0,05	0,02	0,02
Pe2	0,43	0,43	0,36	0,17	0,18	0,11	0,09	0,05	0,01	0,01	0
Pe	0,47	0,45	0,335	0,22	0,185	0,1	0,105	0,035	0,03	0,015	0,01

Таблица значений