6. Расчет основных параметров цифрового демодулятора.

6.1 Выбор частоты дискретизации

В соответствии с теоремой Котельникова, частота дискретизации должна быть не меньше удвоенной верхней частоты в спектре дискретизируемого сигнала.

Рассчитаем частоту дискретизации:

_(6.1.1)

F_max = F_н + (0,5-1) кГц (6.1.2)

F_max = 13,5+ 1 = 14,5 кГц

Для реальных устройств необходимо учитывать неидеальность характеристик элементов. Для этого вводится поправочный коэффициент α. Примем α=0,8. Тогда частоту дискретизации можно определить:

F_д = 2* F_max/α (6.1.3)

F_д = 2*14,5/0,8 = 36 кГц

Таким образом, 36 кГц – это минимальная частота дискретизации, необходимая для цифровой обработки сигнала.

6.2 Выбор разрядности ацп

В АЦП происходит квантование сигнала, сигнал округляется до ближайшего уровня, следовательно, чем больше будет уровней квантования, тем меньше будет шум квантования (ошибка, связанная с разницей между исходным и квантованным сигналом). Необходимо выбрать оптимальную разрядность АЦП.

Шум квантования не должен превышать шум, поступающий вместе с сигналом, поэтому учитывая минимальное отношение сигнал/шум, вычислим разрядность АЦП.

Динамический диапазон DD входного сигнала 0,00002- 0,2 В, что соответствует 80 дБ. Минимальное отношение сигнал/шум на входе АЦП CN_ADC равен 10 дБ. Отсюда:

Т.к. добавление одного разряда АЦП увеличивает соотношение сигнал/шум на 6дБ, разрядность АЦП получается равной:

Минимальная разрядность АЦП должна быть равна 16 бит.

Параметры АЦП представлены на рисунке 6.2.1

Рисунок 6.1 – параметры АЦП.

7. Имитационная модель демодулятора дчт.

Рассмотрев структурную схему демодулятора, была создана имитационная модель. На рисунке 7.1 представлена модель демодулятора ДЧТ.

Рисунок 7.1 – Имитационная модель демодулятора ДЧТ.

В соответствии со структурной схемой демодулятора. вначале ставятся полосовые фильтры, выделяющие определенные частоты F_п-10,5 кГц, F_н1-12,5 кГц, F_п1-11,5 кГц, F_н-13,5 кГц. Параметры фильтров показаны на рисунке 7.2.

Рисунок 7.2 – Параметры полосовых фильтров.

Работа фильтров по выделению характеристических частот F_п-10,5 кГц, F_н1-12,5 кГц, F_п1-11,5 кГц, F_н-13,5 кГц представлена на рисунке 7.3.

Рисунок 7.3 – Работа полосовых фильтров.

Амплитудный детектор, выделяющий огибающую сигнала, выполнен с помощью функции возведения в квадрат и фильтра низких частот. Параметры амплитудного детектора представлены на рисунке 7.4.

Рисунок 7.4 – Параметры амплитудного детектора.

Работа амплитудного детектора представлена на рисунке 7.5. Работа функции возведения в квадрат и ФНЧ рассматривается отдельно.

Рисунок 7.5 – Работа амплитудного детектора.

Интегратор выполнен с помощью блока Discrete-Time Integrator, сброс которого происходит с помощью блока Pulse Generator. Параметры данных блоков представлены на рисунке 7.6.

Рисунок 7.6 – Параметры блоков Discrete-Time Integrator, Pulse Generator.

Работа интегратора представлена на рисунке 7.7

Рисунок 7.7 – Работа интегратора

Решающее устройство собрано на блоке MATLAB Function. Работа решающего устройства основывается на сравнении и выделения максимума одного из четырех сигналов, поступающих с амплитудных детекторов. На рисунке 7.8 представлена программа блока MATLAB Function.

Рисунок 7.8 – Программа блока MATLAB Function.

На рисунке 7.9 показан сверху вниз сигнал с модулятора и демодулятора.

Рисунок 7.9 – Сигнал с модулятора и демодулятора.