Определение основных характеристик системы передачи сообщений с дискретной фазовой модуляцией (стр. 6 из 6)
Рис. 10.3.График импульсной реакци фильтра-восстановителя
11. Принципиальная схема фазового модулятора
Рис. 11.1 Принципиальная схема фазового модулятора
Наиболее просто ЧМ несущего колебания можно осуществить путем электронной (как правило, мгновенной) перестройки резонансной частоты колебательного контура автогенератора. В практических радиоэлектронных схемах это выполняется с помощью нелинейного полупроводникового элемента – варикапа. Барьерная емкость С p-n-перехода варикапа существенно зависит от приложенного напряжения и определяется ВАХ С(u).
Для реализации ЧМ необходимо по закону модулирующего сигнала изменять частоту несущего колебания. На рис. 11.1 в схеме фазового модулятора автогенератор, вырабатывающий в отсутствие модулирующего сигнала несущее колебание
. В этой схеме индуктивность L 
, емкость С и варикап VD образуют колебательный контур, резонансная частота которого равна несущей частоте. Перестройка частоты генерируемых колебаний достигается в модуляторе путем изменения емкости варикапа.При отключенном модулирующем сигнале емкость варикапа определяется постоянным напряжением смещения U
и равна С , если же на входе автогенератора действует гармонический сигнал 
, то емкость варикапа С(t) будет изменяться во времени относительно С почти по гармоническому закону. По такому же закону начнет перестраиваться и резонансная частота колебательного контура и, соответственно, частота выходного сигнала, если ее девиация не велика.12. Принципиальная схема фазового демодулятора
Рис. 12.1. принципиальная схема фазового демодулятора
Схема фазового детектора преобразует ФМ-колебания в низкочастотное напряжение, изменяющееся по закону модулирующего сигнала. Напряжение на выходе ФМ-детектора определяется разностью фаз двух сравниваемых сигналов (рис. 12.1)
ФМ-колебания
и опорного напряжения 
, вырабатываемого генератором опорного напряжения.Амплитуды напряжений на входах диодов можно определить с помощью векторной диаграммы (рис 12.2).
Рис. 12.2. Векторная диаграмма
Из нее следует, что
Полученные сигналы затем преобразуются АМ-детекторами с коэффициентом передачи kД, и на нагрузках схемы возникают два напряжения: U1=kДUD1 и U2=kДUD2.
Результирующее напряжение на выходе фазового детектора:
Uвых=U1-U2Амплитуду опорного напряжения в фазовых детекторах выбирают намного больше амплитуды ФМ-колебания, т.е. U0>>UФМ (обычно в 3–5 раз и более). Это делается для «вывода» полезного сигнала из напряжения шумов, поскольку они часто соизмеримы по амплитуде и сигнал может быть искажен. В этом случае:
Uвых=2kДUФМcos
Из этого соотношения следует, что низкочастотное напряжение на выходе фазового детектора изменяется практически в соответствии с фазой ФМ-колебания.
Вывод
В данной работе были проведены исследования основных характеристик системы передачи сообщений. При расчете модулятора и демодулятора одним из основных параметров является ДФМ-модуляция, используемая во многих приборах. Работа содержит структурные и принципиальные схемы элементов системы передачи с пояснениями, по которым можно разобрать принцип работы того или иного устройства.
Основные параметры системы передачи довольно устойчивы, такая система может иметь место в радиотехнике – это можно проверить по расчетам.
· Значение плотности вероятности W(а)=0.12
· Математическое ожидание М случайного процесса а(t) М=4.3В
· Дисперсию или математическое ожидание квадрата D случайного процесса a(t) D=24,23 В^2
· Шаг квантования по времени
=0.8 мкс· Число уровней квантования L=55.33
· Средняя мощность шума квантования Ршк=1.875*10
· Энтропия Н(А)=6 бит
· суммарная энтропия сообщений, переданных за единицу времени Н`=7,5 Мбит/с
· минимальное значение к, необходимое для кодирования всех L уровней квантованного сообщения a(t1) к=6
· избыточность кода с одной проверкой на четность Рк=0.14
· Число двоичных символов, выдаваемых кодером в секунду
=8.75Мбит/c· Длительность двоичного символаТ=0.11 мкс
· Частота несущей f0=909 МГц
· условная ширина спектра сигнала 18,18
· Условная ширина энергетического спектра 36,36
· мощность шума Рш=26,17Вт
· Пропускная способность канала связи С=93.58 Мбит/c
· эффективность использования пропускной способности канала связи Кс=0.08
· Вероятность ошибки р=0.002
В технике применяется достаточно много видов модуляций и для выбора наиболее подходящей необходимо производить расчеты, используя разные модуляции. Это даст возможность сравнить и дать оценку, какая модуляция больше подходит для использования в данной системе передачи.
Результаты, полученные при расчетах, дают действующую картину работы всех элементов при передаче сообщения, его преобразования и подтверждают возможность таких процессов.
Список литературы
1. С.И. Баскаков: «Радиотехнические цепи и сигналы» – М.: Высшая школа, 2005.
2. Зюко А.Г., Кловский Д.Д., Коржик В.И., Назаров М.В., под ред. Кловского Д.Д. Теория электрической связи, – М.: Радио и связь, 1999 г.
3. В.И. Каганов: «Радиотехнические цепи и сигналы» – М.: Горячая линия – Телеком, 2004.
4. Нефедов В.И. Основы радиоэлектроники и связи, – М.: Высшая школа, 2005 г.