2.4. Аналіз роботи демодулятора

Сигнал з АМ (пасивною паузою) можна записати у вигляді:

, .

При цьому енергія елемента сигналу А₁(t) рівна E₁=E, а елемента сигналу E₂ рівна нулю.

Оптимальне правило (2.1) для сигналів з АМ приймає у цьому випадку вигляд:

, якщо передається «1»

, якщо передається «0».

Схема приймача Котельникова, яка реалізує це правило, що побудована на УФ, зображена на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Схема приймача Котельникова для сигналів з АМ

Часові форми напруг на всіх ділянках схеми, зображено на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Часові форми сигналу на елементах схеми

2.5. Розрахунок залежності

Ймовірність P_пом помилкового прийняття елемента сигналу при когерентному способі прийому з відносно-фазовою маніпуляцією сигналу визначається виразом:

,

де Q² – відношення сигнал/завада сигналу, Ф – інтеграл ймовірності, що визначається як:

У відповідності до цієї формули, розрахуємо таблицю її значень (Таблиця 1), та побудуємо графік .

Таблиця 1. Значення функції ймовірності помилки

Q2	Pпом	ln(Pпом)	Q2	Pпом	ln(Pпом)
2	0,16	-1,84	28	9,14.10-4	-9,3
4	0,08	-2,54	30	7,83.10-5	-9,83
6	0,04	-3,18	32	3,17.10-5	-10,36
8	0,02	-3,78	34	1,87.10-5	-10,89
10	0,01	-4,37	36	1,1.10-5	-11,41
12	7,15.10-3	-4,94	38	6,54.10-6	-11,94
14	4,08.10-3	-5,5	40	3,87.10-6	-12,46
16	2,34.10-3	-6,06	42	2,3.10-6	-12,98
18	1,35.10-3	-6,61	44	1,36.10-6	-13,51
20	7,83.10-4	-7,15	46	8,1.10-7	-14,03
22	4,56.10-4	-7,69	48	4,82.10-7	-14,55
24	2,66.10-4	-8,23	50	2,87.10-7	-15,06
26	1,56.10-4	-8,77	52	1,71.10-7	-15,58

Графік залежності зображено на рис.2.9

Рис.2.6. Графік залежності

З графіка визначаємо, що ймовірності Р_пом=510^-5 () відповідає значенняQ² рівне 13,8. Мінімальне значення середньої потужності P_с на вході демодулятора визначається співвідношенням:

,

де G₀ – спектральна щільність середньої потужності шуму.

Маємо: Р_с=13,810^-130,12510⁴=1,7310^-9 (Вт).

2.6. Структурна схема каналу електрозв’язку

Структурна схема каналу електрозв’язку ЦСП, основні вимоги до якого пред’явлені в завданні курсового проекту, представлено на рис.2.7. Розглянемо основні процеси перетворення сигналів, що відбуваються в даній схемі.

Сигнал від джерела інформаційних повідомлень (наприклад, звичайного мікрофона), модулюється наступним чином. Елемент повідомлення у вигляді аналогового сигналу надходить до аналогово-цифрового перетворювача (АЦП), основна функція якого полягає у перетворенні аналогового (неперервного) сигналу у послідовність двійкового коду. Ця двійкова послідовність, далі, у вигляді імпульсів прямокутної форми надходить до схеми амплітудної маніпуляції (модулятора), яка складається із генератора гармонічного сигналу G та електронного ключа, який замикається тільки при наявності на виході АЦП логічної одиниці. Проманіпульований таким чином сигнал поступає в лінію передачі радіосигналу.

Прийом кодової послідовності починається із схеми боротьби із завмираннями. Ефективним способом боротьби із завмираннями є спосіб, за якого передане повідомлення відтворюється не по одному, а по двом чи декільком сигналам, що несуть одну і ту ж інформацію. Це можуть бути сигнали, що передаються одночасно з різними частотами (рознесення по частоті), або в різні моменти часу (рознесення в часі). Найбільш розповсюдженим в радіозв’язку є спосіб прийому на рознесені антени, при якому сигнал приймається одночасно декількома антенами, що знаходяться одна від одної на відстані декількох довжин хвиль. Рознесений прийом по двом сигналам називають здвоєним.

Ідея рознесеного прийому полягає у тому, що замирання в різних гілках рознесення не скорельовані між собою, а тому у той час, коли у одних місцях рівень сигналу виявляється дуже слабким, у інших гілках він може бути достатньо високим, і по ньому легко відновити передане повідомлення.

У даній курсовій роботі використовується здвоєний когерентний прийом. Сигнали, приймаються приймачами 1 та 2, а потім надходять до суматора. Завадостійкість рознесеного прийому залежить від конкретного способу додавання сигналів у суматорі. У даній курсовій роботі реалізовано принцип оптимального додавання. Рівень сигналу на виході одного приймача обернено пропорційний до амплітуди сигналу на виході іншого приймача. Коефіцієнти пропорційності є коефіцієнтами підсилення кожного із приймачів, які автоматично регулюються сигналами протилежного приймача за допомогою схем АРП.

Після схеми боротьби із завмираннями, сигнал поступає на УФ вирішальної схеми. У випадку, коли на вхід схеми надходить сигнал, що відповідає рівню логічної одиниці, після УФ (через час одного імпульсу) напруга чисельно буде рівна енергії E сигналу. Якщо ж передавався логічний нуль, після УФ напруги не буде. Далі, від сигналу з УФ віднімається напруга, що чисельно рівна половині енергії сигналу. Тому, на пороговий пристрій надходять два можливих сигнали. При Z(t)=1 на ПП у момент реєстрації на виході схеми буде сигнал, що чисельно рівний E/2. При Z(t)=0 на ПП у момент реєстрації сформується сигнал, що чисельно рівний ‑E/2. ПП, у свою чергу, додатній сигнал перетворить у імпульс позитивної полярності, а від’ємний – у імпульс негативної полярності.

Отримуючи інформацію про полярність сигналу, приймач повідомлення має змогу зробити висновок про те, який символ був переданий (логічний нуль, чи одиниця).

Рис.2.7. Структурна схема каналу електрозв’язку ЦСП