Xreferat.com » Рефераты по коммуникации и связи » Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Размещено на /

Содержание


Введение

1. Виды модуляции, применяемые в системах с ЧРК

1.1 Линейная амплитудная модуляция

1.2 Линейная фазовая модуляция

1.3 Линейная частотная модуляция

2. Характеристики группового тракта

3. Причины появления искажений в ТМ системах с ЧРК

3.1 Вводные замечания

3.2 Переходные искажения (линейные)

3.3 Перекрестные искажения (нелинейные)

3.3.1 Перекрестные искажения в низкочастотной части группового тракта

3.3.2 Перекрестные искажения в высокочастотной части группового тракта

4. Выбор поднесущих частот. Телеметрические стандарты

Заключение

Список литературы


Введение


Телекоммуникации являются одной из наиболее быстро развивающихся областей современной науки и техники. Жизнь современного общества уже невозможно представить без тех достижений, которые были сделаны в этой отрасли за немногим более ста лет развития. Отличительная особенность нашего времени - непрерывно возрастающая потребность в передаче потоков информации на большие расстояния. Это обусловлено многими причинами, и в первую очередь тем, что связь стала одним из самых мощных рычагов управления экономикой страны. Одновременно, претерпевая значительные изменения, становясь многосторонней и всеобъемлющей, электросвязь каждой страны становится все более интегрированной в мировое телекоммуникационное пространство.


1. Виды модуляции, применяемые в системах с ЧРК


1.1 Линейная амплитудная модуляция


Модулированное гармоническое колебание при амплитудной модуляции (АМ) в этом случае можно представить в виде


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, ( 1)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - коэффициент, характеризующий чувствительность модулятора; Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - модулирующее колебание; Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - частота и начальная фаза несущего колебания.

Зависимость Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров от Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров называется модуляционной характеристикой при АМ. Как известно, модулирующее колебание Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаровможно выразить с любой степенью точности рядом Фурье с конечным числом членов:


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. ( 2)


Тогда, выражение ( 1) можно привести к виду


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров ( 3)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - парциальный коэффициент амплитудной модуляции, соответствующий i-ой компоненте модулирующего колебания Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров.

Типичный вид спектра АМ колебаний изображен на рисунке 1

Свойства АМ колебания:

Спектр колебания при линейной АМ всегда симметричен.

Ширина спектра при АМ равна удвоенной гармоничной частоте модулирующего колебания Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров.


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Рисунок 1


Определим среднюю удельную мощность АМ колебаний.


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. ( 4)


Из выражения ( 4) следует, что удельная мощность одной боковой полосы спектра АМ


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. ( 5)


Т.к. Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, то, следовательно, средняя мощность равна


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. ( 6)


Следовательно, АМ передатчик в режиме передачи обеспечивает увеличение средней мощности по сравнению с режимом молчания не более, чем в полтора раза. Для эффективного использования мощности передатчика используют однополосную модуляцию (ОБП), что позволяет сузить полосу пропускания приемника и увеличить мощность, расходуемую на создание одной боковой полосы. Для этого на приемной стороне необходимо с высокой точностью восстановить несущую частоту (Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров). ОБП широко используется в УКВ диапазоне при передаче телевизионных изображений и в телефонных системах уплотнения.


1.2 Линейная фазовая модуляция


Модулированное гармоническое колебание в этом случае имеет следующий вид:


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, ( 7)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - коэффициент, характеризующий чувствительность модулятора при ФМ. Учитывая выражение ( 2) представим ( 7) следующим образом:


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, ( 8)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - парциальный индекс фазовой модуляции для составляющей с частотой Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. Зависимость Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров от Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров называется модуляционной характеристикой при ФМ.

Определим спектр ФМ колебания, используя результаты теории функций Бесселя (рисунок 2):


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров ( 9)


Где


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров и Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров.


Если


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, то

Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров ( 10)


Где


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Рисунок 2


Спектр ФМ колебания содержит бесконечное число дискретных составляющих даже при модуляции одним гармоническим колебанием. На уровне 0,01 от амплитуды немодулированной несущей ширина спектра ФМ колебания равна


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, ( 11)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. Можно показать, что средняя удельная мощность ФМ колебания равна Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, т.е. мощности несущей в отсутствие модуляции.


1.3 Линейная частотная модуляция


Модулированное гармоническое колебание в этом случае имеет следующий вид:


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, ( 12)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - коэффициент, характеризующий свойства модулятора при ЧМ. Представим выражение ( 12)следующим образом:


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров ( 13)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - парциальная девиация частоты за счет составляющей модулирующего колебания с частотой Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. Зависимость Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаровот Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаровназывается модуляционной характеристикой при ЧМ. Учитывая, что фаза и частота связаны соотношением


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров ( 14)


Получим


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, ( 15)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. Т.е. спектры ЧМ и ФМ колебаний совпадают, если под индексом модуляции понимать Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров.



2. Характеристики группового тракта


Групповым трактом является часть РТМ системы, по которой проходит групповой сигнал (с выхода сумматора до разделителя) (рисунок 3)


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Рисунок 3


Групповой тракт описывается:

амплитудной характеристикой Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров;

амплитудно-частотной характеристикой;

фазо-частотной характеристикой.

Наибольшее влияние на качество передачи информации имеет амплитудная характеристика (АХ). Нелинейность АХ вызывает появление дополнительных спектральных составляющих и как следствие межканальных помех. Для получения неискаженной модуляции во второй ступени необходимо, чтобы групповой сигнал не превышал определенного уровня (рисунок 4).


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Рисунок 4


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, ( 16)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров- число каналов, Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров- амплитуда модулированного колебания i-ой поднесущей.

Определим вероятность того, что групповой сигнал Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаровпревысит уровень Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. Полагаем, что фазы всех поднесущих независимы и распределены равновероятно на интервале Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. При Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, в силу центральной предельной теоремы, распределение Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров хорошо описывается нормальным законом (рисунок 5)


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Рисунок 5


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, ( 17)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - дисперсия процесса Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. Дисперсия процесса Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров при амплитудной модуляции поднесущих с Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, как следует из формулы ( 4), равна


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. ( 18)


В случае частотной модуляции поднесущих дисперсия равна


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. ( 19)


Определим вероятность перегрузки


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров ( 20)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров- интервал вероятностей (функция Лапласа), Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров.

Для РТМ систем общего назначения в случае перегрузки с вероятностью Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров (Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров).

Тогда задаваясь уровнем Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров определим уровни поднесущих колебаний в случае АМ


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, ( 21)


и в случае ЧМ


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. ( 22)



3. Причины появления искажений в ТМ системах с ЧРК


3.1 Вводные замечания


В РТМ системах с ЧРК возможны следующие виды искажений передаваемых сообщений:

искажения, появляющиеся из-за внутренних флюктуационных шумов;

переходные (линейные) искажения;

перекрестные (нелинейные) искажения.

Линейные искажения при попадании в полосу пропускания одного канала сигналов соседних каналов. Они обусловлены недостаточной селективностью реальных полосовых канальных фильтров.

Нелинейные искажения возникают из-за наличия нелинейных элементов в групповом тракте и образования при этом множества комбинационных частот.


3.2 Переходные искажения (линейные)


Сложение полезного сигнала с помехой в виде части сигналов соседних каналов приводит к его искажению (рисунок 6).


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Рисунок 6


Оценим влияние только одного (n-1) канала. Полагаем, что модуляция поднесущих отсутствует и начальные фазы сигналов в k-м и (k-1)-м каналах Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. Тогда напряжение в k-м канале равно


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров ( 23)


Определим ошибку, вызванную переходными искажениями, при условии, что регистрация сигнала осуществляется безынерционными приборами.


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров ( 24)


Где


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров


Тогда относительная ошибка равна


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. ( 25)


Из выражения следует, что даже при передаче по k-му каналу только постоянной составляющей возможны переходные искажения. Эти искажения зависят от полосы пропускания k-ого канала и разноса частот Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров.

Рассмотрим влияние инерционности регистратора на величину переходных искажений. Огибающая сигнала k-ого канала за период Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров имеет вид


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров ( 26)


Выражение ( 26) представляет собой эллиптический интеграл второго рода. Относительная ошибка в этом случае равна


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров. ( 27)


Зависимости относительных ошибок Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров и Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров от величины Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров приведены на рисунке 7.


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Рисунок 7


Т.о., инерционная регистрация позволяет уменьшить влияние переходных искажений. Анализ влияния нескольких каналов встречает значительные трудности.

При выборе характеристик фильтра и значений поднесущих частот необходимо учитывать граничную частоту сигнала, глубину и вид модуляции, величину переходных искажений.


3.3 Перекрестные искажения (нелинейные)


Полагаем флюктуационные шумы отсутствующими. Перекрестные искажения разделяются на низкочастотной и высокочастотной части тракта. К низкочастотной части тракта относят модулятор и демодулятор, к высокочастотной – радиотракты ПРД и ПРМ, а также пространство распространения радиоволн.

Если полоса пропускания тракта симметричны относительно несущей частоты, то как можно показать, причиной искажений при АМ во второй ступени является только нелинейность амплитудных характеристик тракта. Если приемник не настроен на частоту несущей сигнала, то нелинейные искажения возникают также за счет АЧХ и ФЧХ.

При ЧМ во второй ступени, кроме искажений вызванных нелинейностью амплитудной характеристики, основное влияние на уровень искажений оказывает фазовая характеристика.

Паразитные изменения амплитуды ЧМ сигнала устраняются ограничителем.

Нелинейность ФЧХ при ЧМ сигнале приводит к различию между мгновенными значениями частот на входе и выходе высокочастотной части тракта.


3.3.1 Перекрестные искажения в низкочастотной части группового тракта

Полагаем, что высокочастотная часть тракта искажений не вносит.

Перекрестные искажения в низкочастотной части группового тракта определяются нелинейностью модуляционной и демодуляционной характеристик. Эти искажения проявляются как при АМ, так и при ЧМ во второй ступени. Для анализа перекрестных искажений аппроксимируем АХ степенным полиномом


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, ( 28)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - постоянные коэффициенты, Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - передаваемое и принимаемое многоканальное сообщение.

При анализе обычно ограничиваются тремя первыми членами выражения ( 28). Представим групповое сообщение в виде


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, ( 29)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - амплитуда поднесущей, Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - поднесущая частота i-ого канала. Подставляя ( 29) в ( 28) получим


Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров, ( 30)


где Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров - перекрестная помеха. Используя формулы тригонометрии можно представить выражение для перекрестной помехи в виде суммы гармонических составляющих. В таблице 1 приведены значения спектральных составляющих помехи.

Выводы:

В системах ЧРК с однополосной модуляцией в первой ступени, при том же числе каналов, уровень помех меньше, чем в системах с АМ, т.к. поднесущие отсутствуют.

Часть составляющих на выход группового тракта не пройдет.

Составляющие четвертого типа не влияют на РТМС с ЧМ, т.к. увеличение составляющих на частотах Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров устраняется ограничителем при демодуляции.

В полосу группового тракта не попадают постоянные составляющие.

При расчетах необходимо учесть Радиотелеметрическая система с частотным разделением товароввторых и Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров третьих гармоник, а также половину комбинационных составляющих шестого и седьмого типа.


Таблица 1

Номер составляющей Причина появления Частота Число составляющих



Общее число На выходе группового передатчика
Постоянная составляющая b2

Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Вторая гармоника b2

Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Комбинационная составляющая b2

Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров

Паразитическая составляющая b3

Радиотелеметрическая
    <div class=

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: