Шум в ам связи (коммуникациях)

Любое исследование связи и телекоммуникаций неизбежно должна включать рассмотрение шума. Исследование шума важно, потому что он мешает правильному воспроизведению сообщение получателя. Для аналоговых сообщений, таких как речь и музыка, шум, как правило, слышится как шипение и треск, которые накладываются на восстановленные сообщения.

Как вы уже знаете, есть несколько методов демодуляции АМ сигналов. Два из них были продемонстрированы ранее в других экспериментах Emonа DATEX: детектор огибающей и детектор произведения (или, более правильно – демодулятор произведения). В завершение этих экспериментов было видно, что детектор произведения имеет ряд преимуществ по сравнению с детектором огибающей, но его более трудно реализовать на практике. В этом эксперименте будут рассмотрены эти схемы демодуляции при работе с помехами из-за белого шума.

Чтобы сравнить между собой схемы, воздействие шума должно быть объективно оценено количественно. Широко используемым методом для этого является отношение сигнал-шум (SNR). Как следует из названия, SNR это отношение напряжения сигнала (или мощности сигнала) к напряжению шума (или мощности шума).Уравнение для расчета SNR:

,

где: S = напряжение или мощность сигнала, а N = напряжение или мощность шума

Чем больше отношение сигнала к шуму (что является желательным), тем больше SNR. Тем не менее, при работе с сигналами предпочтительнее работать с децибелами:

Для выполнения этих расчетов, должны быть измерены напряжения сигнала (или мощность) и напряжение шума (или мощность шума). В большинстве лабораторных экспериментов, шум контролируется и может быть удален из сигнала. Это делает отдельные измерения сигнала и шума сравнительно простым делом. Тем не менее, некоторых случаях, сигнал не может быть детектирован отдельно от шума, поэтому следует применять следующие расчеты:

Очевидно, что два SNR уравнения дают разные цифры. Тем не менее, для простого количественного сравнения между двумя схемами, эта разница не имеет значения. Более того, чем больше SNR системы, тем меньше разница между значениями в любом случае.

Важно отметить, что спектральный состав шума обычно влияет на амплитудное и пиковое значения напряжения, которые меняются случайным образом и поэтому трудно получить их точные измерения. И, если для тестового сигнала используется не синусоида, амплитудное и пиковое значения напряжения сигнала сообщения может также изменяться. Такой случай лучше для измерения RMS значения напряжения сигнала и шума для расчета SNR.

Эксперимент

Для этого эксперимента вы будете использовать Emona DATEX для настройки модулятора AM. После этого вы настроите детектор огибающей, через который пропустите зашумленный AM сигнал и сделаете SNR измерения для трех уровней шума канала. Далее, вы настроите детектор произведения, через который также пропустите зашумленный AM сигнал и сделаете SNR измерения для этих же трех уровней шума канала. Наконец, вы сравните SNR характеристики для двух демодуляторов.