Задание 5. Зафиксируйте схему квазиоптимального некогерентного демодулятора ЧМ сигналов

Зафиксируйте схему квазиоптимального некогерентного демодулятора ЧМ сигналов. Наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы и спектрограммы сигналов в разных точках демодулятора и АЧХ фильтров в следующем порядке по каналам:

1) на входе демодулятора (т. 5),

2) на выходе ПФ1 (т. 6),

3) на выходе ПФ2 (т. 8),

4) на выходе детектора 2 (т. 9).

Комментарии и выводы

На входе демодулятора (т.5) действует колебание z (t) в виде аддитивной смеси сигнала [ s ₀(t) = U sinω₀ t или s ₁(t) = U sinω₁ t ] и реализации шумового процесса n (t). Задача демодулятора состоит в принятии решения о переданном канальном символе («0» или «1») на основе анализа этого колебания на интервале длительности сигнала Т.

Анализ осуществляется в ветвях, содержащих полосовые фильтры (ПФ1 и ПФ0) с прямоугольными АЧХ, согласованные с сигналами s ₁(t) и s ₀(t) по ширине их спектров, и детекторы огибающей. Последствия замены СФ на ПФ указаны в комментариях к заданию 4. Реакция детектора пропорциональна огибающей его входного сигнала (отклика ПФ1 или ПФ0).

Решающее устройство (РУ – компаратор) активируется стробирующими импульсами («kT») в моменты окончания каждого сигнала (такта) и сравнивает отсчеты огибающих реакций ПФ1 в верхней ветви и ПФ0 в нижней ветви между собой. Если отсчет верхней ветви превышает отсчет нижней, то на выходе компаратора формируется высокий потенциал (сообщение «1»), в противном случае – нулевой потенциал (сообщение «0»).

Задание 6

Исследуйте влияние фазового сдвига ОФМ сигнала в линии связи на работу некогерентного оптимального демодулятора. Наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы сигналов в разных точках демодулятора и запишите принятое сообщение (на выходе декодера) в следующем порядке по каналам:

1) на входе демодулятора (т. 5),

2) на выходе ФНЧ при фазовом сдвиге 0º (т. 7),

3) на выходе ФНЧ при фазовом сдвиге 90º (т. 7),

4) на выходе ФНЧ при фазовом сдвиге 180º (т. 7).

Комментарии и выводы

Наличие фазового сдвига Δφ ≠ 0 между несущим колебанием (на входе демодулятора) и моментами взятия отсчетов («kT») огибающей реакции СФ (в демодуляторе) никак не сказывается на качестве приема при использовании некогерентного демодулятора. Это объясняется тем, что огибающая реакции СФ не зависит от ее фазовых сдвигов. Таким образом, ценой некоторого ухудшения помехоустойчивости достигается инвариантность к фазе принимаемого сигнала при переходе от когерентного к некогерентному приему.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте задачу синтеза оптимального некогерентного демодулятора.

2. Выберите подходящие выражения для алгоритма оптимального приема дискретных сообщений в канале с неопределенной фазой.

3. Выберите подходящие схемы оптимального некогерентного демодулятора.

4. Выберите подходящие системы ортогональных в усиленном смысле сигналов.

5. Выберите подходящие виды цифровой модуляции для некогерентного приема сигналов?

6. Выберите верные формулы для вычисления средней вероятности ошибочного некогерентного приема АМ, ЧМ и ОФМ сигналов.

7. В чем преимущества использования сигналов равных энергий при некогерентном приеме?

8. Укажите верные условия ортогональности сигналов в усиленном смысле.

9. Нарисуйте подходящие осциллограммы сигналов на выходах согласованного фильтра, детектора огибающей, решающего устройства.

10. Выберите верное выражение для вычисления огибающей при некогерентном приеме.

11. Выберите целесообразные схемы оптимального некогерентного демодулятора для системы сигналов с равными энергиями.