Анализ искажения формы сигнала, при прохождении сигнала через фильтры радиоприемного устройства.

На вход радиоприемного устройства подается сигнал со следующими параметрами:

- диапазон несущих частот: 27,7 - 30 МГц

- модуляция сигнала: телеграф f = 800 Гц m=0.4

Для анализа сигнала, воспользуемся лабораторной моделью, предназначенной для наглядной демонстрации формы сигнала с различной модуляцией и спектром. Недостаток модели состоит в том, что для разных режимов синтеза доступные частоты огибающих и ВЧ составляющих ограничены и различаются. Но даже такая упрощенная модель позволит показать возможные искажения сигналов, и форму спектра сигнала. Так же такая модель позволит выявить ряд зависимостей формы выходного сигнала от применяемых фильтров

Форма НЧ огибающей показана на рисунке 1:

Рисунок 1 – НЧ сигнал

Амплитудный и фазовый спектр сигнала показан на рисунках 2 и 3

Рисунок 2 – Амплитудный спектр сигнала

Рисунок 3 – Фазовый спектр сигнала

Из амплитудного спектра сигнала видно, что у прямоугольного импульса отсутствуют четные гармоники.

Из курса РТЦиС нам известно, что при амплитудной модуляции, спектр сигнала переносится на частоту модуляции с образованием «копий» спектра влево и вправо от частоты модуляции:

Форма сигнала, амплитудный и фазовый спектр сигнала изображены на рисунках 4, 5, 6.

Рисунок 4 – Форма сигнала.

Рисунок 5 – Амплитудный спектр сигнала

Рисунок 6 – Фазовый спектр сигнала

Как и предполагалось, спектр перенесся на частоту модуляции (в данном случае 30кГц). Все нечетные гармоники так же отсутствуют.

Предположим, что полученный спектр сигнала, мы получили на выходе смесителя, т.е. перенесли весь спектр сигнала с ВЧ на ПЧ. Теперь для обеспечения селективности по соседнему каналу, нам необходимо пропустить сигнал через ФПЧ.

Т.к. при телеграфном сигнале, требования к форме сигнала на выходе минимальны, начнем «подбирать» амплитудный спектр на выходе ФПЧ таким образом, чтобы можно было различить прямоугольную форму сигнала на выходе фильтра.

Проанализируем три «идеальных» фильтра:

1. Фильтр пропускает только одну составляющую на ПЧ:

- Сигнал будет в виде синусоиды

Рисунок 7 – Спектр сигнала на выходе ФПЧ

Рисунок 8 – Форма сигнала на выходе ФПЧ

2. Фильтр пропускает Центральную составляющую и две боковых, при фильтра:

Рисунок 9 – Амплитудный спектр сигнала на выходе ФПЧ

Рисунок 10 – Фазовый спектр сигнала на выходе ФПЧ

Рисунок 11 – Форма сигнала на выходе ФПЧ

Исходя из формы сигнала на выходе ФПЧ, можно сделать вывод, что двух боковых составляющих, недостаточно для уверенного различения прямоугольного импульса

3. Увеличим ширину пропускания ФПЧ до четырех боковых составляющих.

Рисунок 12 – Амплитудный спектр сигнала на выходе ФПЧ

Рисунок 13 – Фазовый спектр сигнала на выходе ФПЧ

Рисунок 14 – Форма сигнала на выходе ФПЧ

Из графиков можно сделать вывод, что для минимального различения сигнала, нужно выбирать параметры ФПЧ таким образом, чтобы на выходе фильтра у нас было помимо несущей, минимум четыре боковых составляющих спектра сигнала.

Так же следует отметить, что для обеспечения требуемой избирательности по соседнему каналу необходимо применять ФПЧ с очень узкой полоходе приемника. Поэтому в данной курсовой работе, мы применим ФПЧ с достаточно широкой полосой пропускания, а для восстановления формы импульса, и возможности вести уверенный прием вплоть до соотношения сигнал/шум в 10дБ, применим цифровой фильтр временной селекции сигналов.