2. Розробка структури цифрового лінійного тракту, розрахунок його завадостійкості і розробка структурної схеми каналу зв’язку

2.1. Постановка задачі

У відповідності з вимогами цифрового лінійного тракту, визначеними у першому розділі (швидкість передачі та ймовірність помилки) для заданого типу маніпуляції та способу демодуляції розробити структуру модулятора та демодулятора, і розрахувати характеристики і параметри завадостійкості.

Передбачається, що на вхід демодулятора надходить адитивна суміш сигналу і шуму з рівномірною спектральною щільністю G₀ .

Необхідно:

1. Для заданого типу маніпуляції зобразити функціональну схему модулятора, описати алгоритм роботи його елементів. Зобразити часові діаграми і спектри коливань на входах і виходах усіх функціональних елементів модулятора для первинного сигналу типу «меандр». Розрахувати ширину спектру маніпульованого сигналу.

2. Записати формулу, що визначає алгоритм роботи ідеального приймача, зобразити його функціональну схему і коротко описати принцип його роботи.

3. Зобразити часові діаграми коливань на входах та виходах усіх функціональних елементів демодулятора. Записати вирази для напруги на виходах пристроїв оптимальної обробки (кореляторів або узгоджених фільтрах) в момент реєстрації.

4. Розрахувати залежність . Оформити її у вигляді таблиці. За результатами розрахунку побудувати цю залежність у напівлогарифмічному масштабі. По розрахованому в першому розділі значенні ймовірності помилки, визначити значенняQ², що забезпечує потрібну завадостійкість.

5. Розрахувати мінімальне значення середньої потужності P_c, на вході демодулятора, яке відповідає потрібному значенню Q₂.

6. Зобразити структурну схему каналу електрозв’язку ЦСП, що відповідає заданому способу обробки сигналу (модуляція, демодуляція і спосіб прийому). Структурна схема каналу електрозв’язку повинна бути достатньо повною і містити в собі блоки, які реалізують усі суттєві з точки зору теорії електрозв’язку перетворення сигналів на передаючій та приймальній сторонах.

Згідно умові варіанта, та результатам, отриманим в розділі 1 маємо наступні вихідні дані:

Вид маніпуляції – АМ.

Спосіб демодуляції – КГ здвоєний прийом на УФ в каналах із завмираннями з оптимальним додаванням сигналів.

Спектральна щільність шуму – G₀ = 1^.10^-13 Вт/Гц.

Швидкість передачі – V_c=0,12510⁴ Гц.

Ймовірність помилки – Р_пом= 510^-5

2.2. Теоретичний аналіз алгоритму роботи модулятора

Маніпуляція несучого коливання, при якій інформаційним параметром є амплітуда, називається амплітудною маніпуляцією (АМ). Для двійкових систем передачі принцип АМ можна сформулювати наступним чином: символу «1» («+») відповідає передача несучого коливання протягом часу τ_i з амплітудою a₁, а символу «0» («-») – передача несучого коливання з амплітудою a₂:

, .

Найбільше практичне застосування знайшла АМ, у якої a₂=0, тобто імпульсу «1» відповідає передача радіоімпульсу з частотою ω₀, а символу «0» - відсутність коливання (пауза). Тому амплітудну маніпуляцію називають маніпуляцією з активною паузою. Часові діаграми, що пояснюють принцип АМ, показані на рис. 2.1.

у

Рис. 2.1. Алгоритм роботи амплітудної маніпуляції

Принцип формування сигналів з АМ пояснюється структурною схемою, що зображена на рис. 2.2. На схемі ключ К керується первинним сигналом c(t): при подачі на його керуючий вхід «1» він замикається, а при подачі на вхід «0» - розмикається. Сигнал від генератора G проходить, тільки у ті моменти часу, коли c(t)=1.

Рис. 2.2. Принцип формування сигналів з АМ

Теоретична ширина спектру сигналів з АМ нескінчена, однак її можна обмежити скінченим числом гармонік n. Формула для обчислення ширини спектру має вигляд:

,

де V – швидкість передачі сигналів.

Підставляючи чисельні дані при n=1, маємо: =0,12510⁴ (Гц).