Оценка помехоустойчивости демодулятора, устройства преобразования сигналов

Разработка функциональных схем модулятора и демодулятора ОФМ сигнала.

При ОФМ сигнал формируется в соответствии с таблицей 1.1.

Отсчет фазы передаваемого сигнала при ОФМ осуществляется относительно фазы предыдущего сигнала. Так, при передаче элемента «0» (положительная посылка) передаваемый сигнал должен иметь сдвиг относительно предыдущего 180˚. Поскольку для первого единичного элемента нет предыдущего, то фаза соответствующего ему сигнала может быть произвольной.

В качестве фазового модулятора при ОФМ используются такие устройства:

ПКУ - перекодирующее устройство;

М - модулятор;

Г - генератор несущего (опорного) напряжения;

ПФ - полосовой фильтр передачи.

Рисунок 2.1.  Получение ОФМ сигнала: а) - модулирующий сигнал; б) - модулированный сигнал; в) - перекодированный сигнал.

Для получения на выходе модулятора сигнала вида, изображенного на рисунке 2.1. (б), исходный сигнал, прежде чем подать на модулятор, необходимо преобразовать (рисунок 2.1.в), перекодировать. Далее сигнал поступает на модулятор, где происходит модуляция сигнала несущей частотой. Модулированный сигнал поступает на полосовой фильтр передачи ПФпер., который ограничивает спектр сигнала, подаваемого в канал связи.

Рисунок 2.2.  Дискретный канал с ОФМ.

Ограничение спектра передаваемых частот с помощью полосовых фильтров уменьшает взаимное влияние каналов многоканальной каналообразующей аппаратуры. Схема модулятора и демодулятора канала связи с ОФМ изображена на рисунке 2.2.

В качестве фазового демодулятора при ОФМ используются такие устройства:

ПФпр - полосовой фильтр приема;

УО - усилитель-ограничитель;

ФД - фазовой демодулятор;

УВОН - устройство выделения опорного напряжения;

ПКУпр - перекодирующее устройство приема.

Полосовой фильтр приема ПФпр выделяет полосу частот телеграфного канала, что позволяет избавиться от помех, находящихся вне полосы пропускания ПФпр. Далее сигнал усиливается усилителем, который компенсирует потерю энергии сигнала за счет затухания линии. Обычно усилитель выполняет дополнительную функцию - функцию ограничения сигнала по уровню, при этом удается обеспечить постоянство уровня сигнала на входе демодулятора. Усиленный и ограниченный сигнал подается на фазовый демодулятор ФД. Здесь осуществляется корреляционный (когерентный) прием, называемый иногда приемом «методом сравнения полярностей». Опорное напряжение подается на ФД с устройства выделения опорного напряжения УВОН. Сравнение полярностей осуществляется в перекодирующем устройстве приема ПКУпр. Если полярности (i-1)-го и i-го элементов совпадают, то на выходе ПКУпр в качестве i-го элемента выделяется «1». Если полярности (i-1)-го и i-го элементов разные, то на выходе ПКУпр выделяется «0».

Этот способ приема по сравнению с другими приводит к уменьшению вероятности неправильного приема, потому что ФД сравнивается по фазе зашумленный сигнал с «чистым» опорным напряжением.

Модулированная

  Тактовые

Импульсы

U нес.

Рис. 2.3. -  Структурная схема модулятора ОФМ сигналов.

На рисунке  2.4. изображена структурная схема корреляционного приема.

у (t)                                               Uj                                                            Решение

S_опт. (t)                     U _j-1

Рисунок  2.4. – Структурная схема (когерентного) корреляционного приемника.

УФОН – устройство формирования опорного напряжения. Создание такого напряжения реализуется путем удвоения частоты информационного сигнала с последующей ее фильтрацией и делением на 2.

ФД – фазовый детектор. Демодуляция сигналов ФМ основана на возможности их фазового различения  с помощью детектора, чувствительного к фазе сигнала. Для этого в приемнике необходимо иметь опорный сигнал в виде копии передаваемого сигнала с точностью до фазы. ФД производит перемножение колебания, поступающего на его вход, с опорным сигналом.

РУ – решающее устройство.

УС – устройство сравнения.  Осуществляет сравнение полярности огибающей принятого единичного элемента с полярностью огибающей предыдущего единичного элемента, запоминаемого в элементе памяти,  и  принимает решение о том, какой символ был передан. УС представляет собой схему совпадения, выдающую в решающее