Вы нашли то, что искали?
Главная Разделы

Добавить страницу в закладки ->

9.5. Импульсные способы передачи. Теория передачи сигналов

Лекции по Теории передачи сигналов   

9. Передача непрерывных сообщений

9.5. Импульсные способы передачи

Согласно теореме В. А. Котельникова, непрерывное колебание u(t) может быть передано по линии связи с необходимой точностью путем передачи отдельных мгновенных значений этого колебания

                                                                            (9.50)

взятых для моментов времени, отстоящих друг от друга на величину , где F — наивысшая частота, содержащаяся в колебании u(t).

В системах связи, основанных на этом принципе (импульсные системы), для передачи колебания u(t) используется периодическая последовательность импульсов

                                                                                                                         (9.51)

При этом один из параметров этой последовательности изменяется в соответствии с изменением мгновенных значений (9.50) передаваемого колебания u(t).

Модулированную последовательность импульсов на выходе первой ступени модуляции можно записать в виде

                                                                                   (9.52)

В выражениях (9.51) и (9.52) пределы суммы взяты на основании предположения о том, что сообщение передается в интервале времени от -  до , где T — достаточно большая величина по сравнению с периодом повторения импульсов , где р — тактовая частота. Полагаем, что d — целое число; U(t) — уравнение огибающей импульса, причем U(t)=0 при t<0 и t>, где  — длительность импульса.

Для передачи колебания f(u, t) по радио необходимо применить еще одну ступень модуляции. При этом может быть использована любая из систем модуляции, рассмотренных в § 9.2.

Сигнал, излучаемый передатчиком, представляет собой колебания, зависящие от времени и передаваемого сообщения:

                                                                                                                           (9.53)

Потенциальную помехоустойчивость импульсных систем модуляции можно определить, исходя из общей ф-лы (9.12) или соответственно из ф-лы (9.19) для прямых систем модуляции несущей и ф-лы (9.21) —для интегральных систем.

Обозначение систем в дальнейшем изложении принято в виде короткой записи ХУZАВ, где первые три буквы обозначают вид импульсной модуляции в каналах, а символ АВ — способ модуляции несущей.

Подробные исследования помехоустойчивости импульсных систем модуляции читатель может найти в работе [2]. Здесь мы ограничимся лишь анализом полученных там результатов. Потенциальная помехоустойчивость систем АИМ-АМ, АИМ-БМ и АИМ-ОМ оказывается равной потенциальной помехоустойчивости соответствующих аналоговых систем AM, БМ, ОМ. Для этих систем помехоустойчивость не зависит от формы и длительности импульсов и ширины спектра сигнала.

В системах АИМ-ФМ и АИМ-ЧМ помехоустойчивость может быть повышена за счет расширения полосы частот, занимаемой сигналом.

Обобщенный выигрыш в системе ФИМ-АМ определяется следующим выражением:

                                                                                                                     (9.54)

где — коэффициент, зависящий от формы импульса,  — максимальная девиация импульса. Как видим, помехоустойчивость системы ФИМ зависит от формы импульса. При оптимальном выборе параметров системы ФИМ-АМ:    ,p = 2Fm,

                                                                                                            (9.55)

При  — , что соответствует треугольной форме импульсов,

                                                                                                             (9.56)

Это совпадает с ф-лой (9.30) для системы с частотной модуляцией. Следовательно, потенциальная помехоустойчивость системы ФИМ-АМ при оптимальном выборе параметров и системы ЧМ одинакова.

Система с частотно-импульсной модуляцией  (ЧИМ)  имеет ту же потенциальную помехоустойчивость, что и система ФИМ-АМ.

Применение ЧМ и ФМ с ФИМ позволяет обеспечить более высокую помехоустойчивость по сравнению с системой ФИМ-АМ лишь при достаточно больших индексах модуляции. При использовании же коротких импульсов применение высоких индексов модуляции может оказаться практически неосуществимым или нецелесообразным.

Важным достоинством системы ФИМ-АМ является то, что ее передающее устройство в этой системе работает в режиме передачи кратковременных импульсов. В системах ФИМ-ЧМ и ФИМ-ФМ это преимущество теряется.

Формулы, определяющие потенциальную помехоустойчивость систем с ФИМ, справедливы и для соответствующих систем с ШИМ при u(t)=0. Однако при этом следует помнить, что в системе с ШИМ средняя длительность импульса больше, чем в системе с ФИМ. Вследствие этого при одинаковой амплитуде импульса в системе ШИМ-АМ затрачивается большая средняя мощность передатчика, чем в системе ФИМ-АМ.

Существенным преимуществом импульсных методов модуляции является возможность эффективного амплитудного ограничения по максимуму и минимуму. Это позволяет значительно повысить помехоустойчивость приема при малом уровне помех. Сказанное не относится к системе АИМ, в которой ограничение импульсов по амплитуде недопустимо.

В настоящее время широко применяется пороговый прием, при котором модулируемые параметры импульса определяются в момент перехода его через некоторый уровень (порог). При большом уровне помех отдельные выбросы помехи могут превысить уровень порога я вызвать ложные срабатывания выходных устройств в промежутках между импульсами. Кроме того, выбросы помехи могут подавлять отдельные импульсы сигнала. Если пиковое значение помехи равно или больше порога срабатывания приемника, то вероятность ложных срабатываний резко увеличивается и прием становится практически невозможным.

Таким образом, в импульсных системах с амплитудной модуляцией несущей, а также в системах передачи ОМ и БМ порог помехоустойчивости определяется порогом срабатывания приемника. Обычно пороговый уровень в приемнике выбирается равным половине амплитуды сигнала. В этом случае порог помехоустойчивости при пикфакторе помехи

                                                                                                       (9.57)

где п — число каналов.

Пороговая мощность при этом равна:

                                                                                                                                 (9.58)

При оптимальном выборе параметров системы 0 = 1 и

                                                                                                        (9.59)

Полученные выражения показывают, что пороговая мощность сигнала в импульсных системах с амплитудной модуляцией несущей <не зависит от полосы пропускания приемника. Это обусловливает одно из важнейших преимуществ импульсных систем по сравнению, например, с частотной модуляцией. Действительно, выбирая достаточно малую длительность импульса, можно увеличить выигрыш системы -у. не увеличивая при этом пороговую мощность сигнала. В системе же с частотной модуляцией увеличение выигрыша γ за счет расширения полосы частот канала ведет к увеличению пороговой мощности сигнала.

В импульсных системах с частотной модуляцией несущей порог помехоустойчивости определяется системой модуляции несущей.






Добавить страницу в закладки ->
© Банк лекций Siblec.ru
Электронная техника, радиотехника и связь. Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные и гуманитарные науки.

Новосибирск, Екатеринбург, Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Чебоксары.

E-mail: formyneeds@yandex.ru