Исследование устройства и принципа действия модулятора и демодулятора, страница 2

Для устранения обратной работы фазового детектора предлагалось применить ряд мер, в том числе, уменьшение угла манипуляции . В этом случае в спектре ФМ_Н-сигнала сохраняется составляющая несущей частоты, которая выполняет роль пилот-сигнала и содержит информацию о начальной фазе когерентного опорного колебания.

Хотя эти меры и устраняют обратную работу, но заметно увеличивают вероятность ошибки приема элементарного символа:

где  - интеграл вероятностей;  - отношение энергии элементарного символа Е к спектральной плотности мощности N₀ гауссовых помех: .

Увеличение р₀ происходит не только благодаря уменьшению угла , но и уменьшению: часть общей генерируемой мощности сигнала , (где  - длительность элементарного символа) расходуется на передачу составляющей несущей частоты. Это означает, что обратная работа детектора устраняется из-за потери преимуществ ФМ_Н на 180°, что недопустимо. Однако эту потерю можно исключить [16], если угол манипуляции  уменьшить не на передающей, а на приемной стороне делением частоты входного ФМ_Н-сигнала в n раз (n — целое число). При делении частоты в это же число раз делится полная фаза сигнала. Это значит, что ФМ_Н-сигнал с разделенной в n раз частотой аналитически записывается следующим образом:

Так как =±1, то данное выражение можно записать в виде:

Первое слагаемое - составляющая несущей частоты. При ФМ_Н на 180° значение = 90°, и поэтому при отсутствии деления частоты (n = 1) первое слагаемое равно нулю, так как соs 90° = 0. При делении частоты на n (n > 1),в спектре ФМ_Н колебания присутствует составляющая несущей частоты с амплитудой , показанная на рис. 3.41, а. При n = 2 значение амплитуды , которое с ростом n увеличивается, асимптотически приближаясь к . Эта составляющая несущей частоты когерентна ФМ_Н сигналу и жестко с ним связана. Поэтому ее надо выделить и сформировать по ней опорное колебание, чтобы исключить обратную работу фазового детектора. На рисунок 4, б представлена структурная схема такого когерентного (фазового) детектора, состоящего из последовательно включенных блоков: делителя частоты в n раз ДЧ; выделителя несущей ВН; фазового детектора ФД, второй вход которого соединен с выходом ДЧ через линию задержки ЛЗ.

Рисунок 4 - Структурная схема фазового детектора

Манипулятор однократной ОФМ_Н. Во многих случаях формирование сигнала с ОФМ_Н целесообразно свести к формированию сигнала с абсолютной ФМ_Н на 180° перекодированием (или разностным, дифференциальным кодированием) передаваемой двоичной комбинации. Алгоритм перекодировки прост. Если обозначить через  информационный символ, подлежащий передаче на n-й посылке сигнала, то перекодированный в соответствии с правилами ОФМ_Н символ, где - суммирование по модулю 2 данной n-й и предыдущей (n-1)-й посылок. Перекодированный сигнал следует подать на низкочастотный вход манипулятора абсолютной ФМ_Н на 180°. Соответствующая структурная схема манипулятора ОФМ_Н показана на рисунке 5. Работа кодера поясняется таблицей 1, в первой строке которой записан исходный код, поступающий на вход 1 сумматора, во второй — код с выхода сумматора (3-я строка), задержанный на элементарный символ, на что указывают стрелки. При этом предполагается, что в начальном состоянии сигнал на выходе сумматора , что соответствует и второму его входу. Сумма по модулю 2 сигналов обоих входов 1+0=1 первого столбца таблицы 1 записывается на пересечении второй строки второго столбца и т. д. Под таблицей 1 показаны исходный и перекодированный видеоимпульсы. Последний поступает на низкочастотный вход манипулятора абсолютной ФМ_Н на 180° (блок ФМ), на высокочастотный вход которого подается колебание несущей частоты от генератора Г. Кодер состоит из сумматора  по модулю 2, линии задержки ЛЗ на длительность элементарного символа . Выход сумматора соединен со вторым его входом через ЛЗ. При ОФМ_Н переданный двоичный символ определяется двумя посылками. Поэтому варианты сигналов с однократной ОФМ_Н записываются на интервале двух посылок от 0 до 2Т: