ТЭС

Каждый тактовый импульс вызывает изменение состояний (напряжения на выходе) всех триггеров. При этом напряжение на выходе каждого триггера (символ) становится равным напряжению (символу) на его входе для предыдущего такта. Символы могут принимать два значения (0 и 1). При суммировании любых ком- бинаций входных символов на выходе сумматора получаются только символы 0 и 1.

Следует сказать, что выходом генератора М-последовательности может служить выход любой из триггерной ячейки.

Одна из возможных схем генератора, формирующего М-последовательности с периодом 31, приведена на рисунке 8.

Рисунок 8. Функциональная схема генератора носителя 1-й ступени модуляции

Модулирующим сигналом модулятора первой ступени (на видеочастоте) является цифровой сигнал с выхода АЦП. Модуляция носителя по амплитуде означает следующее. При поступлении на вход модулятора единицы на выход модулятора поступает М-последовательность, при поступлении на вход модулятора нуля на выход модулятора поступает нулевой код. Поэтому для такой модуляции целесообразно применить логические цифровые элементы. Тогда структурная схема модулятора первой ступени представлена на рисунке 9. В состав схемы входит ключ, собранный на элементах И.

Рисунок 9. Структурная схема модулятора 1-й ступени модуляции

Для передачи информационного кода по каналу связи необходимо промодулировать высокочастотный гармонический сигнал. Эта операция производится с помощью амплитудного модулятора (смесителя).

Структурная схема амплитудного модулятора двоичного сигнала приведена на рисунке 10.

Генератор гармоничес-

кого сигнала

Рисунок 10. Структурная схема амплитудного модулятора

Схема состоит из перемножителя (смесителя) генератора гармонического сигнала. На один из входов поступает двоичное кодовое слово. На второй вход смесителя поступает высокочастотный монохроматический сигнал с частотой ω0. Перемножение входных сигналов даёт двоичный АМ радиосигнал на выходе.

Теперь изобразим общую структурную схему формирователя сигнала (рис. 11).

Рисунок 11. Структурная схема формирователя линейного сигнала

Амплитуда дискретного сигнала определяется или функцией v(t) или равна нулю в пределах единичного интервала времени tд. Появление импульса в заданном единич- ном интервале определено соответствующим элементом кодового слова — носителя передаваемой информации. Элементы кодового слова при AM равны нулю или единице, т.е. принадлежат двоичному алфавиту. Поэтому эта разновидность дискретной модуляции называется двоичной.

Энергия двоичного AM сигнала в пределах некоторого единичного интервала или не равна или равна нулю. Такие сигналы называются сигналами с пассивной паузой.

Поясним работу модулятора временными диаграммами.

1.2

1

1. 0.8 bкв(t), В 0.60.4

0.2

1.2

1

2.0.8

1

0.5

4.05101520 25 t, мксВcosωt,

0.5

1 1

0.5

5.0 510 15 20 25 t, мксu(t), В

0.5 1

Рисунок 12. Временные диаграммы работы модулятора

Для улучшения энергетических показателей модуляции резистивный нелинейный элемент должен работать в существенно нелинейном режиме, с отсечкой тока.

Поэтому модуляция амплитуды высокочастотного колебания сводится к воздействию модулирующим напряжением на нелинейный резонансный усилитель.

Одна из возможных схем подачи модулирующего колебания b(t) на резонансный (транзисторный) усилитель показана на рисунке 13.

b(t)

Рисунок 13 – Принципиальная схема амплитудного модулятора двоичного

дискретного сигнала

В ячейках регистра сдвига генератора ШПС до подачи тактовых импульсов хранится кодовая комбинация 1,0,0,1,1 (“Б”). На выходе схемы mod2 присутствует сигнал, определяемый состояниями триггеров 3 и 5. Так как эти состояния различны, то на выходе схемы mod2 присутствует 1. После прихода тактового импульса происходит смена состояний триггеров, а именно в триггеры со второго по пятый записываются значения впереди стоящих триггеров, в триггер 1 записывается сигнал с выхода схемы mod2, т.е. 1. Данное состояние соответствует второй строке таблицы 2. Значение выходного сигнала определяется состоянием триггера 1. После прихода первого тактового импульса Q1=1, поэтому U1=1. Далее приходит следующий тактовый импульс и работа повторяется.

Определим кодовую комбинацию на выходе генератора после поступления n=9 тактовых импульсов. Для удобства все состояния схемы сведём в таблицу 2.

Таблица 2.

Из таблицы 2 определим, что за время подачи n=9 тактовых импульсов на выходе генератора сформировалась следующая последовательность:

U= 111100011.

Период М-последовательность равен: N=2k-1=25-1=31 импульс,

или по времени

T = N × t0 = 31× 0.2 = 6.2 (мкс).

Спектр М-последовательности соответствует спектру одиночного импульса, из которых состоит последовательность. Поэтому и ширина спектра всей последовательности равна ширине спектра одиночного импульса. Так как импульсы имеют прямоугольную огибающую, то

Задача 6

Для заданного конечного числа выборочных значений сигнала и числа выборочных значений импульсной характеристики линейного дискретного фильтра

найти:

–коэффициенты дискретного преобразования Фурье;

–коэффициенты передачи линейного дискретного фильтра;

–z – преобразование выборочных значений на входе фильтра и на выходе фильтра;

–z – преобразование выборочных значений импульсной характеристики.

Решение.

Последовательность коэффициентов, образующих дискретное преобразование Фурье (ДПФ) сигнала, рассчитывается по формуле

где N- количество отсчётов. Отметим некоторые свойства ДПФ:

1.Дискретное преобразование Фурье есть линейное преобразование, т. с сумме сигналов отвечает сумма их ДПФ.

2.Число различных коэффициентов С0, С1,… СN-1, вычисляемых по формуле (14), равно числу N отсчетов за период; при п = N коэффициент CN = С0.

3.Коэффициент С0 (постоянная составляющая) является средним значением всех отсчетов:

1 N−1

С0 = N åk=0 xk .

4.Если N – чётное, то

1N−1

СN / 2 = N åk=0 xk (− 1)k .

5.Пусть отсчетные значения хk — вещественные числа. Тогда коэффициенты

ДПФ, номера которых располагаются симметрично относительно N/2, образуют сопряженные пары:

Поэтому можно считать, что коэффициенты CN/2+1,…., CN-1 отвечают отрицательным частотам. При изучении амплитудного спектра сигнала они не дают новых сведений.

Используя формулу (14) и используя свойства ДПФ, непосредственно вычисляем коэффициенты:

Линейный цифровой фильтр, по определению, есть дискретная система (физическое устройство или программа для ЭВМ), которая преобразует последовательность {xk} числовых отсчётов входного сигнала в последовательность {yk} числовых отсчётов выходного сигнала.

В частотной области ЦФ характеризуется коэффициентом передачи

где hn – коэффициенты импульсной характеристики,

– интервал дискретизации.

Подставляя в (15) отсчёты импульсной характеристики, получим комплексную передаточную функцию:

На основании (16) можно непосредственно найти z-преобразование входного дискретного сигнала:

На основании рассчитанной комплексной передаточной функции определим системную функцию H(z) (является z-преобразованием импульсной характеристики). Данная функция получается из К(jω) заменой z = ejω :

H(z) = K( jω) ejω →z = 1+ z−1 + z−3 + z−4 .

Теперь определим z-преобразование Y(z) выходного дискретного сигнала {yk}

Литература

1)Клюев Л. Л. ”Теория электрической связи”-Минск.”Дизайн ПРО”,1998г.

2)Гоноровский И.И. “Радиотехнические цепи и сигналы”, Москва, Радио и связь, 1986 г.

3)Варакин Л.Е. “Системы связи с шумоподобными сигналами”, Москва, Радио и связь, 1985 г.

4)Баскаков С.И. “Радиотехнические цепи и сигналы”, Москва, Высшая школа, 1988 г.