Помехоустойчивость таких демодуляторов оценивается на основании статистической теории систем автоматического регулирования (теории линейной фильтрации). Если предположить, что полезный, например ФМ сигнал и белый шум статистически независимы и заданы своими спектральными плотностями, то в установившемся линейном режиме дисперсия фазовой погрешности слежения, характеризующая точность слежения и демодуляции, будет определяться выражением вида (5.84):
(6.11)
где — спектральная плотность мощности фазы
полезного сигнала;
— эквивалентная
спектральная плотность фазового шума, приведенная ко входу фазового
дискриминатора;
— передаточная функция замкнутого
демодулятора относительно фазы сигнала.
В формуле (6.11)
;
где— передаточная функция
модулятора (при использовании, например, фазового модулятора
);
;
.
В последнем
выражении —
передаточная функция разомкнутой системы, равная произведению
передаточных функций отдельных звеньев, определяемая соотношением
,
где
— коэффициент передачи линеаризированного
фазового детектора;
— лередаточная функция ФНЧ1 в
петле;
— передаточная функция ЧМГ.
Случайное
сообщение (t) на выходе системы воспроизводится в виде
оценки
(t). Качество
передачи сообщения обычно характеризуется
или приведенной средней квадратичной (дисперсией) погрешностью
, или отношением мощности сигнала к
мощности шума на выходе
.
Оценка качества
передачи сообщения и соответственно помехоустойчивости системы передачи в
целом и следящего демодулятора в частности по величине или
является
недостаточной. Необходимо еще как-то охарактеризовать появление
аномальных погрешностей, присущих
широкополосным системам при любых методах приема и характеризующих
надежность работы СФД.
Надежность работы СФД
косвенно может оцениваться по так называемой пороговой дисперсии фазовой ошибки
. Исходя из экспериментальных данных обычно
. (6.12)
Считается, что при
указанном значении обеспечивается близкий к линейному режим работы СФД и допустимая
вероятность появления перескоков фазы (аномальных погрешностей).
Синтез и помехоустойчивость оптимального линеаризированного СФД. В общем случае при рассмотрении системы передачи могут решаться задачи анализа и полного или частичного (оптимизации параметров) синтеза такой системы или демодулятора.
В частности, при выборе оптимальной физически реализуемой передаточной функции линеаризованного СФД минимизации выражения (6.11) при фазовой модуляции и спектральной плотности мощности сообщений, определяемой полиномом Баттерворта (2.11) на основании использования выражения (5.88), приводит к следующему выражению для минимальной дисперсии фазовой погрешности слежения:
.
(6.13)
В этой формуле — отношение мощности сигнала к мощности шума
в удвоенной эффективной полосе сообщения:
где k —степень полинома Баттерворта [см. формулу (2.11)].
Соответственно приведенная дисперсия погрешности
. (6.14)
Из формулы (6.14)
видно, что уменьшается
с увеличением
и
. Однако, как в
любой широкополосной системе, обратно пропорциональная зависимость
от будет соблюдаться лишь в надпороговой
области, т. е. в области больших значений
. При
приеме УМ
сигналов
на СФД надпороговый режим работы СФД будет иметь место до тех пор, пока
дисперсия фазовой ошибки
, определяемая выражением (6.12), будет меньше порогового значения
Полученные таким
образом выражения для оценки помехоустойчивости систем передачи определяют потенциальные возможности системы передачи с ФМ и СФД [13]. Однако при k >
1 оптимальные передаточные функции
СФД трудно реализуемы и поэтому выражения для порогового показывают предел, к которому лишь
можно стремиться. В связи с этим часто
используются квазиоптимальные СФД с заданной передаточной функцией и оптимальными параметрами. Рассмотрим коротко методику нахождения оптимальных параметров
у линеаризованного квазиоптимального СФД [13].
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.