
1.3 Влияние помех в канале связи
Наличие шума и помех в двоичном канале приводит к ошибкам, которые проявляются в том, что некоторые двоичные символы изменяют свое значение на обратное.
Теоретически бесконечно большое последействие единичной ошибки связано с тем, что в амплитудном спектре единичного скачка S1(ω)=1/ω амплитуды составляющих бесконечно возрастают при 0. В целом результат воздействия некоррелированной помехи – это серия случайно возникающих скачков обеих полярностей, которая представляет собой дискретный случайный процесс с независимыми приращениями, который суммируется с полезным сигналом.
ДМ по своей сути не предназначена для передачи сигналов, содержащих постоянную составляющую, более того, реально она применяется для передачи сигналов, например речевых, спектр которых заключен в ограниченной полосе частот (ωн, ωв).
В качестве имитатора двоичного симметричного канала с независимыми ошибками в лабораторном макете используется сумматор по модулю 2, на один вход которого поступает передаваемая двоичная последовательность, а на другой вход – двоичная последовательность, имитирующая поток ошибок. Источником последней является генератор псевдослучайной M-последовательности с набором переключаемых схем совпадения, позволяющим изменять относительное количество единиц в потоке символов на втором входе сумматора по модулю 2.
2 Практическая часть
Подав на вход системы прямоугольные импульсы, были зарисованы осциллограммы в характерных точках, которые представлены на рисунках 2.1-2.8:
Рисунок 2.1 – Осциллограмма в точке A1
Рисунок 2.2 – Осциллограмма в точке А2
Рисунок 2.3 – Осциллограмма в точке А3
Рисунок 2.4 – Осциллограмма в точке А5
Рисунок 2.5 – Осциллограмма в точке Б1
Рисунок 2.6 – Осциллограмма в точке Б2
Рисунок 2.7 – Осциллограмма в точке Б4
Рисунок 2.8 – Осциллограмма в точке Б5
Зарисованные осциллограммы напряжений в характерных точках системы при нулевом входном напряжении, представлены на рисунках 2.9-2.16:
Рисунок 2.9 – Осциллограмма в точке A1 при нулевом напряжении
Рисунок 2.10 – Осциллограмма в точке A2 при нулевом напряжении
Рисунок 2.11 – Осциллограмма в точке A3 при нулевом напряжении
Рисунок 2.12 – Осциллограмма в точке A5 при нулевом напряжении
Рисунок 2.13 – Осциллограмма в точке Б1 при нулевом напряжении
Рисунок 2.14 – Осциллограмма в точке Б2 при нулевом напряжении
Рисунок 2.15 – Осциллограмма в точке Б4 при нулевом напряжении
Рисунок 2.16 – Осциллограмма в точке Б5 при нулевом напряжении
Сравним осциллограммы в характерных точках для прямоугольного импульса и при нулевом напряжении:
Таблица 2.1 – Сравнение осциллограмм
Характерная точка |
Прямоугольные импульсы |
Нулевое напряжение |
А1 |
Наблюдаются прямоугольные импульсы |
Отсутствие сигнала |
А2 |
Виден сигнал |
Отсутствие сигнала |
А3 |
Наблюдаются импульсы |
Наблюдаются импульсы |
А5 |
Происходит дельта-модуляция |
Происходит дельта-модуляция |
Б1 |
Последовательность ошибок |
Последовательность ошибок |
Б2 |
Полезный сигнал с ошибками |
Поток ошибок |
Б4 |
Дельта-модуляция |
Дельта-модуляция без сигнала |
Б5 |
Сглаженный сигнал |
Шум |
Где:
А1 – входной сигнал;
А2 – выход компаратора;
A3 – выход генератора тактовых импульсов;
А5 – выход интегратора передатчика;
Б1 – выход имитатора потока ошибок;
Б2 – выход канала с ошибками;
Б4 – выход генератора приемника;
Б5 – выход ФНЧ приемника.
После чего измерили величины шага квантования по уровню и шага квантования по времени при нулевом входном напряжении. Согласно выставленным настройкам, одно деление по амплитуде составляет 0.5 В, а одно деление по времени – 0.2 мс.
Отсюда получим, что среднеквадратическая ошибка квантования по уровню (1.1):
|
После чего была снята амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) системы связи без ФНЧ и зависимость коэффициента нелинейных искажений от частоты, результаты представлены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Результаты измерений АЧХ и коэффициента нелинейных искажений
Частота f, Гц |
Напряжение U, В |
Коэффициент нелинейных искажений Кг, % |
25 |
1,17 |
34% |
50 |
1,2 |
31% |
100 |
1,23 |
29% |
200 |
1,2 |
30% |
400 |
0,68 |
33% |
Ниже на рисунке 2.17 представлена АЧХ системы связи без ФНЧ
Рисунок 2.17 – АЧХ системы связи без ФНЧ
На рисунке 2.18 представлена зависимость коэффициента нелинейных искажений от частоты без ФНЧ
Рисунок 2.18 – Зависимость коэффициента нелинейных искажений от частоты без ФНЧ
Далее также снимем АЧХ и зависимость коэффициента нелинейных искажений от частоты с ФНЧ, , результаты представлены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 – Результаты измерений АЧХ и коэффициента ошибок
Частота f, Гц |
Напряжение U, В |
Коэффициент нелинейных искажений Кг, % |
25 |
1,23 |
14,5% |
50 |
1,26 |
14% |
100 |
1,35 |
13% |
200 |
1,29 |
10,6% |
400 |
0,27 |
11,5% |
Ниже на рисунке 2.19 представлена АЧХ системы связи с ФНЧ
Рисунок 2.19 – АЧХ системы связи с ФНЧ
На рисунке 2.20 представлена зависимость коэффициента нелинейных искажений от частоты с ФНЧ
Рисунок 2.20 – Зависимость коэффициента нелинейных искажений от частоты с ФНЧ
Сравнивая зависимости коэффициентов нелинейных от частоты без ФНЧ (Рисунок 2.18) и с ФНЧ (Рисунок 2.20), можно увидеть, что значения Кг во втором случае меньше, чем в первом.