Определение основных параметров сигнала.

Определение основных параметров сигнала.

Частотно-манипулированный сигнал является частным случаем частотно-модулированного сигнала, когда модулирующее сообщение принимает дискретные значения ± 1. Важный показатель таких демодуляторов – помехоустойчивость.

Рассмотрим теперь принцип ДЧТ. Он состоит в том, что один передатчик одновременно передает две различные информации двум корреспондентам. Для этого используют четыре различных частоты.

Сигналы двухканальной частотной телеграфии позволяют передавать дискретные сообщения а₁(t) и а₂(t) от двух независимых источников. На скорости манипуляции и фронты сообщений таких сигналов не накладывается каких либо ограничений.

В ДЧТ излучаются четыре частоты в зависимости от сочетания символов (сигналов) в каналах: при сочетании 0,0 (отсутствие сигналов в обоих каналах) излучается частота f _п; при сочетании символов 1,0 (сигнал в первом канале и отсутствие сигнала во втором канале) излучается частота f _п1; при сочетании символов 0,1 (отсутствие сигнала в первом канале и наличие сигнала во втором канале) излучается частота f _н1; при сочетании символов 1,1 (наличие сигналов в обоих каналах) излучается частота f _н. Возможное изменение частоты излучаемых колебаний при ДЧТ показано на рисунке 2.1

 

Рисунок 2.1 – Изменение частоты излучаемых колебаний при ДЧТ.

 При формировании сигнала частота излучения F_с определяется в соответствии с таблицей 2.1.

Таблица 2.1 – Формирование частоты излучения F_с

а1(t)	1	0	1	0
а2(t)	0	1	1	0
Fс	Fп1	Fн1	Fн	Fп

 

Спектр сигнала приведен на рисунке 2.2. В зависимости от комбинаций сигналов а₁(t) и а₂(t) в данный момент времени передатчик излучает одну из четырех характеристических частот F_П F_П1 F_Н1 F_Н, разнос между характеристическими частотами одинаковый. Для того, чтобы привязать сигналы ДЧТ к частотной оси, вводят понятие номинальной частоты сигналов

       F₀ = (F_П1 + F_Н1)/2                     (2.1)

F₀ задается в техническом задании.

                   Рисунок 2.2 – Спектр сигнала ДЧТ.

Расчет основных параметров цифрового демодулятора.

Выбор частоты дискретизации

В соответствии с теоремой Котельникова, частота дискретизации должна быть не меньше удвоенной верхней частоты в спектре дискретизируемого сигнала.

Рассчитаем частоту дискретизации:                                         

                                                                 (6.1.1)

                              F_max = F_н + (0,5-1) кГц                       (6.1.2)

                                        F_max = 13,5+ 1 = 14,5 кГц

Для реальных устройств необходимо учитывать неидеальность характеристик элементов. Для этого вводится поправочный коэффициент α. Примем α=0,8. Тогда частоту дискретизации можно определить:

                             F_д = 2* F_max/α                                           (6.1.3)

F_д = 2*14,5/0,8 = 36 кГц

Таким образом, 36 кГц – это минимальная частота дискретизации, необходимая для цифровой обработки сигнала.

Выбор разрядности АЦП

В АЦП происходит квантование сигнала, сигнал округляется до ближайшего уровня, следовательно, чем больше будет уровней квантования, тем меньше будет шум квантования (ошибка, связанная с разницей между исходным и квантованным сигналом). Необходимо выбрать оптимальную разрядность АЦП.

Шум квантования не должен превышать шум, поступающий вместе с сигналом, поэтому учитывая минимальное отношение сигнал/шум, вычислим разрядность АЦП.

Динамический диапазон DD входного сигнала 0,00002- 0,2 В, что соответствует 80 дБ. Минимальное отношение сигнал/шум на входе АЦП CN_ADC равен 10 дБ. Отсюда: 

Т.к. добавление одного разряда АЦП увеличивает соотношение сигнал/шум на 6дБ, разрядность АЦП получается равной:

Минимальная разрядность АЦП должна быть равна 16 бит.

Параметры АЦП представлены на рисунке 6.2.1

Рисунок 6.1 – параметры АЦП.

Список литературы

 

1. http://www.dsplib.ru/

2. http://www.mathworks.com/

3. Горшлев В.Д. Основы проектирования радиоприемников. – Л.: Энергия, 1977 г. – 384 с.

4. Заварин Г.Д. Радиоприемные устройства. – М.: Воениздат, 1973 г. – 423 с.

5. Дьяконов В. П. Simulink 5/6/7: Самоучитель. – М.: ДМК_Пресс, 2008. – 784 с.: ил.

6. Терёхин В.В. Моделирование в системе MATLAB: Учебное пособие /Кемеровский государственный университет. – Новокузнецк: Кузбассвузиздат, 2004. -376с.

7. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов. 2-ое изд. – СПб.: Питер, 2007. – 751 с.;

8. Тяжев А.И. Выходные устройства приемников с цифровой обработкой сигналов. Самара: «Самарский университет», 1992 г.

 

Приложение А

Приложение Б

 

Определение основных параметров сигнала.

Частотно-манипулированный сигнал является частным случаем частотно-модулированного сигнала, когда модулирующее сообщение принимает дискретные значения ± 1. Важный показатель таких демодуляторов – помехоустойчивость.

Рассмотрим теперь принцип ДЧТ. Он состоит в том, что один передатчик одновременно передает две различные информации двум корреспондентам. Для этого используют четыре различных частоты.

Сигналы двухканальной частотной телеграфии позволяют передавать дискретные сообщения а₁(t) и а₂(t) от двух независимых источников. На скорости манипуляции и фронты сообщений таких сигналов не накладывается каких либо ограничений.

В ДЧТ излучаются четыре частоты в зависимости от сочетания символов (сигналов) в каналах: при сочетании 0,0 (отсутствие сигналов в обоих каналах) излучается частота f _п; при сочетании символов 1,0 (сигнал в первом канале и отсутствие сигнала во втором канале) излучается частота f _п1; при сочетании символов 0,1 (отсутствие сигнала в первом канале и наличие сигнала во втором канале) излучается частота f _н1; при сочетании символов 1,1 (наличие сигналов в обоих каналах) излучается частота f _н. Возможное изменение частоты излучаемых колебаний при ДЧТ показано на рисунке 2.1

 

Рисунок 2.1 – Изменение частоты излучаемых колебаний при ДЧТ.

 При формировании сигнала частота излучения F_с определяется в соответствии с таблицей 2.1.

Таблица 2.1 – Формирование частоты излучения F_с

а1(t)	1	0	1	0
а2(t)	0	1	1	0
Fс	Fп1	Fн1	Fн	Fп

 

Спектр сигнала приведен на рисунке 2.2. В зависимости от комбинаций сигналов а₁(t) и а₂(t) в данный момент времени передатчик излучает одну из четырех характеристических частот F_П F_П1 F_Н1 F_Н, разнос между характеристическими частотами одинаковый. Для того, чтобы привязать сигналы ДЧТ к частотной оси, вводят понятие номинальной частоты сигналов

       F₀ = (F_П1 + F_Н1)/2                     (2.1)

F₀ задается в техническом задании.

                   Рисунок 2.2 – Спектр сигнала ДЧТ.