Разработка структурной схемы связи, предназначенной для передачи аналоговых сигналов методом ИКМ для заданного вида модуляции и способа приема сигнала, страница 3

Линия связи (8) – комплекс технических средств, включающие в себя как направляющие среды, так и активное оборудование по усилению сигналов.  Помимо затухания каналы связи вносят искажения и шум в передаваемый по ним сигнал. В данном примере канал связи вносит адаптивную помеху – белый шум n(t).

Усилитель мощности (8) – аналогичен блоку 7, но усиливает до уровня ТТЛ логики.

Демодулятор (10) – устройство, производящее детектирование фазово-модулированного сигнала z(t) и преобразует его в сигнал ИКМ .

ЦАП (11) – цифро-аналоговый преобразователь – устройство, преобразующие кодовую последовательность ИКМ сигнала в импульс с заданным уровнем. В итоге на выходе ЦАП будет сигнал, повторяющий сигнал от источника, .

Приемник (12) – человек, ЭВМ или другое техническое устройство, принимающее сообщение.

Рисунок 1.1 – Структурная схема сети связи

Рисунок 1.2 – Временные диаграммы сигналов и их спектры

2 Выбор схемы приемника (демодулятора)

Фазовая модуляция – один из видов угловой модуляции и, как было сказано, мы изменяем фазу опорного ВЧ сигнала. Для сдвига фаз необходимы реактивные элементы – емкость и индуктивность,

При модуляции чистым тоном сигнал имеет вид:

,                   (2.1)

где  – циклическая частота НЧ колебания;

 – несущая частота;

 – амплитуда сигнала;

 – индекс фазовой модуляции.

Необходимо сказать, что  может достигать  (минимальное значение 0, но тогда модуляции не будет). В нашем случае фаза будет меняться от  -до 0, т.е. максимально возможным образом. На самом деле индуктивность и емкость дают сдвиг  и  соотвественно, но общий сдвиг составляет .

Схема модулятора представляет собой два реактивных элемента емкость и индуктивность, подключенные к входам триггера, управляемый сигналом ИКМ. При подачи управляющей 1 триггер проключает на выход сигнал, проходящий через емкость (сигнал со сдвигом ), при подачи управляющего 0, на выход проходит сигнал через емкость (сигнал со сдвигом ). Чередование 0 и 1, влечет за собой изменение фазы опорного сигнала. Опорный сигнал генерирует ВЧ генератор гармонического сигнала. Структурная схема модулятора представлена на рисунке 2.1.

Для фазовой модуляции сигнала ИКМ формула 2.1 примет вид:

,                             (2.2)

где a(t) – последовательность нулей и единиц.

C учетом когерентного напряжения B(t) рассмотрим произведение S(t)B(t):

, или               (2.3)

          (2.4)

проинтегрируем правую и левую часть уравнения 2.4

        (2.5)

второе слагаемое правой части уравнения 2.5 превратится в 0, тогда формула будет иметь вид:

             (2.6)

запишем формулу 2.6 для каждого значения a(t):

Таким образом, схема демодулятора должна состоять из умножителя и интегратора. Интегрирование следует производить за время равное длительности единичного импульса. После схемы интегратора понадобится дискриминатор полярности. Схема демодулятора представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.1 – Структурная схема модулятора

Рисунок 2.2 – Структурная схема приемника (демодулятора)

3 Расчет вероятности ошибки на выходе приемника

Необходимо рассчитать вероятность ошибки на выходе приемника.

Общая формула расчета вероятности ошибки для фазовой модуляции:

,                          (3.1)

где Ф(х) – функция Крампа (функция распределения), является табулированной или находится по формуле:

                             (3.2)

h² – соотношение сигнал/шум, находится по формуле:

 ,                                             (3.3)

где Р_с – мощность сигнала на входе приемника (заданна),

Р_ш – мощность сигнала шума, определяется дисперсией шума :

,                                    (3.4)

где G₀ – спектральная плотность помех (задана),

 – полоса пропускания ФМ сигнала, определяется как:

,                                            (3.5)

Т – длительность элементарной посылки (задана).

Используя формулы 3.1 – 3.5 рассчитаем вероятность ошибки: