Теория электрической связи

     Основным  соотношением для оптимального фильтра  считают импульсную характеристику, которая является зеркальным отображением схемы.

          Если длительность синала равна Т, то из условия физической величины реализуемости следует, что t₀-T ≥ 0. На практике выбирают t₀=T.

         На выходе фильтра имеем сигнал  S(t)= Acosω₀t: 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 

Рис.8 График сигнала и импульсной характеристики 
 
 

Рис. 9 Сигнал на выходе фильтра 
 

3.11. Схема согласованного фильтра для приема радиоимпульсов(простых сигналов)

    Импульсная  характеристика оптимального фильтра  это отклик фильтра на нельта-функцию и она определяется выражением:

g(t)=aS(t_o-t)

    Таким образом, функция g(t) отличается от сигнала S(t) только постоянным множителем а, смещением на величину to, и знаком аргумента 1 (то есть функция g(t) является зеркальным отображением сигнала S(t), сдвинутым на величину t₀). 

.

Рисунок 9. Схема  согласованного фильтра для приема

радиоимпульсов

    Фильтр  состоит из идеального колебательного контура без потерь, настроенного на частоту со₀ и фазовращателя, сдвигающего фазу колебаний контура на -ср₀. Линия задержки на Г и инвертор, обеспечивают гашение колебаний фильтра вне интервала (0, 7), импульсная реакция фильтра на этом интервале с учетом фазовращателя g(t) = acos(co₀(t -T) - ср₀) = acos(co₀(T-t)+ (p_o)= aS(T-t), что и обеспечивает согласование.

         В схеме нет опорных генераторов для согласования по фазе с приходящим сигналом, в схеме с согласованными фильтрами имеются свои практические трудности. Для этого сравним напряжение на выходе фильтра и интегратора активного фильтра(коррелятора).

 

Рис.10 Сравнение  напряжения на выходе фильтра и интегратора активного фильтра

               Из графика видно, что всюду,  за исключением точки t=T, напряжения на выходах обоих фильтров отличается друг от друга. 

3.12. Энергетический выигрыш  при применении  согласованного фильтра 

     Согласованный фильтр обеспечивает при флуктуационной помехе в канале типа “белого шума” в момент окончания сигнала  t₀ = Т_с  на своём выходе максимально возможное отношение пиковой мощности сигнала к мощности  помехи. Выигрыш в отношении сигнал/шум на выходе СФ по сравнению со входом равняется базе сигнала

(В = 2·F_с·Т_с), т. е.

q=(P_c/P_п)_вых/(P_c/P_п)_вх=2·F_c·T_c, где Т_с=N×Т – длительность сигнала (N - число элементов в дискретной последовательности);

F_c=1/2T - ширина спектра сигнала.

     Таким образом, выигрыш q=(h_вых)²/(h_вх)², обеспечиваемый СФ при приёме дискретных последовательностей, составляет  N раз. Следовательно, путём увеличения длины дискретных последовательностей, отображающих символы сообщений ²1² и ²0², можно обеспечить значительное повышение отношения сигнал/шум на входе решающей схемы приёмника и, соответственно, повышение помехоустойчивости передачи дискретных сообщений. Очевидно, что это будет приводить к снижению скорости передачи сообщений, то есть реализуется принцип обмена скорости передачи дискретных сообщений на помехоустойчивость их приёма путём увеличения энергии элемента сигнала  E_с = P_сT.

     В нашем случае N=3, таким образом подставив в формулу вычисления q значения F и Т получим, что энергетический выигрыш равен 3. 
 
 

3.13. Пропускная способность  разработанной системы связи

      Пропускной способностью системы связи называется максимально возможная способность передачи информации.

    Вычислим  пропускную способность непрерывного канала связи: С=Df_пр*log₂(1+ h²)= 60∙10³ ∙log₂(1+4,032)=139868 Бит/с 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Заключение 

     Современная теория электросвязи позволяет достаточно полно оценить различные системы  связи по их помехоустойчивости и  эффективности и тем самым  определить какие из этих систем являются наиболее перспективными. По результатам  курсовой работы наиболее эффективным способом является прием при использовании согласованного фильтра. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Приложение:

1. N=3; 

2. A=√(M·N) ·10^-3=√(3·3) ·10^-3=3 мВ

3. σ²=A²·(0,1+0,008·N)=9·10^-6·(0,1+0,008·3)=1,116 мкВт

    σ=1,056 мВт.

4. P(1)=0,09·N=0,09·3=0,27

5. Z(t₀)=(0,25+σ)·A=(0,25+1,056·10^-3)·3·10^-3=0,753 мВ.

    Z(t₁)=Z(t₀)=0,753 мВ.

    Z(t₂)=0,6·Z(t₀)=0,452 мВ.

    Z(t₃)=1,1·Z(t₀)=0,828 мВ.

6. V=10000·N=10000·3=30000 Бод.

7. b_max=2+0,3·N=2+0,3·3=2,9 В.

8. П=1,5+0,1·N=1,5+0,1·3=1,8.

9. T=1/V=1/68000=14,7 мкС.

10. Δf_прДЧМ=2/T=60 кГц. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Список литературы: 

1. Теория электрической  связи. Методические указания  к курсовой работе. Резван И.И., Чернецкий Г.А.,Чиненков Л.А.. 1998.

2. Основы теории передачи информации. Учебное пособие.

Макаров А.А., Чиненков Л.А.. 1998.

3. Основы теории  помехоустойчивости дискретных  сигналов. Учебное пособие. Макаров  А.А., Чиненков Л.А.. 1997.

4. Теория передачи  сигналов. Учебник для вузов. Зюко  А.Г.,

Кловский Д.Д., Назаров М.В., Финк Л.М.. 1986. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. Оглавление: 

      Введение

1. Задание на курсовую работу
2. Исходные данные
3. Выполнение работы: 

1. Структурная схема системы связи

2. Структурная схема приемника
3. Принятие решения приемником по одному отсчету
4. Вероятность ошибки на выходе приемника
5. Выигрыш в отношении сигнал/шум при применении оптимального приемника
6. Максимальная возможная помехоустойчивость при заданном виде сигнала
7. Принятие решения приемником по трем независимым отсчетам
8. Вероятность ошибки при использовании метода синхронного накопления
9. Применение импульсно- кодовой модуляции для передачи аналоговых сигналов
10. Импульсная характеристика согласованного фильтра
11. Схема согласованного фильтра для приема радиоимпульсов(простых сигналов)
12. Энергетический выигрыш при применении согласованного фильтра
13. Пропускная способность разработанной системы связи
4. Заключение
5. Приложение
6. Список литературы
7. Содержание

 
 
 

Дата  выполнения: _______ Личная подпись студента: