Разработка устройств цифрового формирования и обработки сигналов системы передачи дискретных сообщений по частотно ограниченным каналам связи (удельная скорость передачи – 2,5 бит∙с/Гц, разрядность ЦАП – 4, вид модуляции – АФМ ОБП)

Страницы работы

Фрагмент текста работы

формирования АФМ ОБП – требуется сопряженный сигнал пот Гильберту

t/T

A

1/4

2/4

3/4

1

5/4

6/4

7/4

2

9/4

10/4

11/4

3

g(t)

1

0,882

0,585

0,247

0

-0,09

-0,102

-0,037

0

7,22·10-3

7,9·10-3

5,9·10-3

0

g(t)

-1

-0,882

-0,585

-0,247

0

0,09

0,102

0,037

0

-7,2·10-3

-7,9·10-3

-5,9·10-3

0

g(t)

3

2,646

1,755

0,741

0

-0,27

-0,306

-0,111

0

2,2·10-2

2,4·10-2

1,8·10-2

0

g(t)

-3

-2,646

-1,755

-0,741

0

0,27

0,306

0,111

0

-2,2·10-2

-2,4·10-2

-1,8·10-2

0

Рисунок 2 – Сопряженный сигнал по Гильберту

 

Рассчитанные элементарные сигналы являются бесконечными во времени, что является не желательным, отбросим часть энергии сигнала, так чтобы она не превышала 10 %: ,

Рассчитаем энергию отбрасываемой части сигнала:

Определим процентное соотношение:

Таким образом энергия отбрасываемой части много меньше 10% полной энергии сигнала, следовательно, можно произвести ограничение сигнала.

5. Алгоритм получения элементарного сигнала:

 


Описание переменных:

ai, ai+1– 2а бита передаваемой последовательности;

U – Используется для хранения текущего значения элементарного сигнала;

m0, m1, m2, m3 – Используется в качестве ПЗУ, для хранения значений амплитуд предыдущих сигналов;

А – Результирующий сигнал на текущем отчете.

6. Расчет отчетов сигнала на длительности между двумя характеристиками восстановления:

Приведем пример расчета отсчетов выходного сигнала:

Возьмем, к примеру, двоичную последовательность 10110100

Количество информации, переносимое элементарным сигналом, определяется выражением:

, где N – число элементарных сигналов

N = 4 следовательно каждый сигнал несет 2 Бит.

Разобьем последовательность на четыре пары: 11 ® 3; 10 ® 1; 01 ® -1; 00 ® -3.

Рисунок 3 - Графический принцип расчета отсчетов сигнала на длительности между двумя характеристическими моментами восстановления.

Численные значения отсчетов:

S0= 0 + 3 + 0 + 0 = 3

S1= -0.102 + 2.645 – 0.247 + 0.112 = 2.407

S2= -0.09 + 1.754 – 0.585 + 0.27 = 1.35

S3= -0.037 + 0.741 – 0.882 + 0.306 = 0.128

S4= 0 + 0 –1 + 0 = -1

7. Спектра сигнала на выходе формирователя:

с учетом , что r=0,6, и a=1

Сведем расчет в таблицу:

f(F)

0

0,2F

0,4F

0,6F

0,8F

1F

1,2F

1,4F

1,6F

G(f)

0

Рисунок 4 – Спектр сигнала на выходе формирователя.

8. Расчет мощности шума квантования на выходе формирователя:

Основным недостатком цифровой обработки сигналов является наличие шумов квантования. Поэтому при расчете любой аппаратуры ЦОС необходимо учитывать шум квантования, так как он может приводить к ошибкам при передачи информации.

Шум квантования целиком и полностью определяется выбором уровней квантования, то есть разрядностью ЦАПа.

Шум квантования рассчитывается по формуле:

, где

Величину ошибки можно определить как отношение сигнал/шум:

Из соотношения сигнал/шум видно, что при АЦП с данным уровнем квантования имеет мы имеем небольшую вероятность ошибки, и нет необходимости увеличивать разрядность АЦП.

9. Схема формирователя выходного сигнала:

1. Фильтровые подавления, т.е. подавление одной боковой полосы ПФ.

2.  Преобразование Гильберта, т.е. подавление боковой полосы путем прибавления сигнала, сопряженного преобразованию Гильберта.

Сигнал с генератора G разветвляется на две ветви: первая ветвь создает АФМ сигнал, а вторая создает сигнал, сопряженный по Гильберту, на выходе сумматора получается нижняя боковая паласа. Реализовать на практике такое устройство не возможно, однако с использованием цифровой обработки сигналов это стало возможно, ниже приведена схема реализующая формирование АФМ ОБП.

Структурная схема формирователя АФМ ОБП

Для формирования выходного сигнала используется четырех разрядный  ЦАП (т.е. имеет 4-ре выхода)

Последовательные данные поступают на вход последовательно-параллельного регистра, с выхода которого они поступают на вход ПЗУ, в котором хранятся отчеты. Перебор отчетов осуществляется с помощью счетчика, подающего код номера отчета в старшие адресные разряды ПЗУ. Коды амплитуд отчетов с выхода ПЗУ подаются на ЦАП, где и преобразуются в аналоговую форму.

10. Структурной схемы приемника:

  1. Полосовой фильтр (выделяет требуемую полосу частот).
  2. Смеситель (преобразователь) перемножение сигнала с сигналом генератора опорного напряжения.
  3. Генератор опорного напряжения.
  4. Интегрирующее устройство – предназначено для получения огибающей принятого сигнала.
  5. РУ – предназначено для преобразования аналогового сигнала в последовательный цифровой код.
Заключение

В результате выполнения курсовой работы получил навык в практическом расчете системы передачи данных по частотно-ограниченному каналу связи «АФМ  ОБП» модуляции. Был разработан алгоритм получения данного сигнала исходя из исходного задания на курсовую работу. Эта область активно развивается в связи с тем, что цифровые системы передачи информации имеют неоспоримое преимущество перед аналоговыми. Они имеют высокую помехозащищенность, и способны работать в очень сложных условиях. На данный момент существует огромное количество алгоритмов

Похожие материалы

Информация о работе