|
| |
|
Слаботочка Книги Убедимся, что это расширение спектра (в log гЛ) дает выигрыш в помехоустойчивости. В схеме КИМ предусмотрен ограничитель амплитуды, срезающий помехи, уровень которых не превышает половины шага квантования (Ам/2), и если шаг Аи выбран с учетом возможных помех, то они не мешают декодированию импульсов в приемнике. Вместе с тем, так как мгновенные значения сигнала в процессе квантования округляются, возникают погрешности, которые достигают в максимуме ± -Аи. Эти флуктуации вызывают в приемнике непрерывный шум, называемый шумом квантования. Отношение сигнал/шум для КИМ равно квадрату отношения максимального напряжения сигнала (Л/ - 1)Аи = (2 - l)Aw к максимальному напряжению шумов квантования, т. е. сигнал , шум
= (2 - If В примере, приведенном в § 10, значность кода = 3, и это отношение равно (2 - 1) = 49. Таким образом, КИМ относится к помехоустойчивым видам модуляции, особенно если в ней используется много уровней квантования. Это еще раз доказывает эффективность расширения полосы пропускания канала сгязи как средства повышения помехоустойчивости. Методы фильтрации и накопления. Прямоугольная амплитудно-частотная характеристика полностью отвечает требованиям фильтрации помех, спектр которых не перекрывается спектром принимаемого сигнала. При построении фильтра учитывают также и форму сигнала, и структуру помехи, и конкретную задачу, решаемую данной цепью. Например, если требуется только обнаружить сигнал, то сохранение его формы несущественно и оптимальным счтается такой фильтр, который обеспечивает максимальное отношение сигнал/помеха на выходе фильтра. На рис. 10.21, а показана спектральная диаграмма входного сигнала с плотностью Sc, который принимается на фоне белого шума с равномерной плотностью S п. При такой помехе оптимальный фильтр имеет амплитудно-частотную характеристику К = Ф(/), совпадающую по форме со спектром сигнала (рис. 10.21, б). В выходном спектре (рис. 10.21, в), спектральная плотность которого 8вых получается перемножением Sc + п и К, отношение сигнал/помеха оказывается максимальным, так как оптимальный фильтр ослабляет гармонические составляющие тем больше, чем слабее они выражены во входном сигнале. Допустим, что оптимальный фильтр рассчитан на фильтрацию импульса, имеющего длительность т и ширину спектра Д/сп = 1/х, от белого шума, в котором на каждый герц полосы пропускания при- >вых  Рис. 10.21. Графики, иллюстрирующие преобразование спектра сигнала и помехи оптимальным фильтром ходится мощность Gn- Очевидно, что фильтр должен иметь полосу пропускания, равную ширине спектра сигнала А/пр = А/сп = 1/т, и тогда мощность помех на выходе фильтра равна / =G A/ p = -, а отношение сигнал/помеха Значит, оптимальный фильтр тем эффективнее, чем больше длительность импульсного сигнала и меньше ширина его спектра 258 Это иллюстрирует возможность повышения помехоустойчивости за счет увеличения длительности сигнала. При методе накопления сигнал периодически повторяется и энергия его, равно как и помех, накапливается в конденсаторе, по-тенциалоскопе или другом элементе, специально вводимом в радиоприемное устройство. Пусть на сигнал, допустим радиотелеграфный, накладываются флуктуационные помехи (рис. 10.22). Напряжения сигнала Uc и помех п суммируются в накопителе неодинаково: если сигнал повто-  Рис. 10.22. Форма радиотелеграфного сигнала, искаженного флуктуационной помехой. ряется п раз, то напряжение его Uq возрастает в п раз, а мощность сигнала - в п раз; что касается помехи, то она не отличается периодичностью, ее амплитуда и фаза изменяются во времени беспорядочно, и поэтому напряжение накапливается медленнее, чем с- Можно доказать, что напряжение помех увеличивается в Y, а мощность помех - в (Ynf = п раз, т. е. отношение сигнал/помеха повышается в итоге накопления в п/п = п раз. Итак, путем многократного повторения сигнала, т. е. увеличения объема сигнала за счет длительности наблюдения его 1\, можно значительно повысить помехоустойчивость системы связи. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 [85] 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 |