Демодуляторов ФМ и ОФМ сигналов

Цель работы

Изучение принципа действия демодуляторов ФМ и ОФМ сигналов. Изучение влияния фазы опорного колебания на работу демодулятора. Работа демодулятора в условиях помех.

Краткая характеристика исследуемых цепей и сигналов

Приведена в описании лабораторной работы 20.

Домашнее задание

Изучите основные разделы темы по конспекту лекций и литературе: [3, с. 159–174, 181–191; 4, с. 165–192].

Лабораторное задание

1. Наблюдайте осциллограммы сигналов в различных точках схемы демодулятора при отсутствии шума в канале.

2. Наблюдайте появление ошибок в работе демодулятора при наличии шума в канале.

3. Измерьте вероятность ошибки в приеме символа при фиксированном отношении сигнал/шум для разных видов модуляции.

4. Наблюдайте эффект «обратной работы» демодулятора при ФМ.

Методические указания

1. Работа демодулятора в условиях отсутствия помех.

1.1. Собрать схему измерений согласно рис. 20.2.Тумблерами КОДЕРА 1 набрать любую двоичную комбинацию из 5 элементов. Тумблер фазировки опорного колебания ДЕМОДУЛЯТОРА установить в положение «0». Соединить выход генератора шума (ГШ) в блоке ИСТОЧНИКИ СИГНАЛОВ со входом n (t) КАНАЛА связи. Потенциометр выхода генератора шума – в крайнем левом положении (напряжение шума отсутствует). Вход внешней синхронизации осциллографа соединить с гнездом C2 в блоке ИСТОЧНИКИ, а усилители вертикального отклонения лучей перевести в режим с открытым входом (для пропускания постоянных составляющих исследуемых процессов).

1.2. Кнопкой переключения видов модуляции установить вариант «0», соответствующий сигналу на входе МОДУЛЯТОРА. Сняв осциллограмму этого сигнала и, не меняя режим развертки осциллографа, выбрать один из видов модуляции (ФМ). Зарисовать осциллограммы в следующих контрольных точках демодулятора:

· на входе демодулятора;

· на выходах перемножителей (в одном масштабе по вертикальной оси);

· на выходах интеграторов (также в одном масштабе);

· на выходе демодулятора.

На всех полученных осциллограммах отметить положение оси времени (т. е. положение нулевого уровня сигнала). Для этого можно зафиксировать положение линии развертки при замыкании входных зажимов осциллографа.

1.3. Повторить п. 1.2 для другого вида манипуляции (ОФМ).

1.4. Переключая виды модуляции, наблюдать, как меняются сигналы на выходах интеграторов.

1.5. Установить вид модуляции ФМ. Зарисовать осциллограммы сигналов на входе МОДУЛЯТОРА и выходе ДЕМОДУЛЯТОРА при двух положениях тумблера фазировки опорного колебания – 0^° и 180^°. Обратить внимание на состояние светодиодных индикаторов ОШИБКА и табло ПРИНЯТО. Зафиксировать в отчете роль фазировки опорного колебания для работы демодулятора ФМ.

1.6. Повторить п. 1.5 для ОФМ.

2. Работа демодулятора в условиях помех.

2.1. Переключателем ВИД МОДУЛЯЦИИ установить ФМ. Подключить один из входов двухканального осциллографа ко входу модулятора, а второй – к выходу демодулятора. Получить неподвижные осциллограммы этих сигналов.

2.2. Плавно увеличивать потенциометром ГШ напряжение шума, добиваясь появления редких сбоев на выходной осциллограмме или табло «ПРИНЯТО» вспышки светодиода «ОШИБКА».

2.3. С помощью осциллографа измерить установленное отношение сигнал/шум. Для этого, последовательно отключая источник шума, измерить на входе демодулятора размах сигнала (в делениях на экране) – 2 а (т.е. двойная амплитуда сигнала), а отключая источник сигнала от входа канала и восстановив шумовой сигнал, измерить размах шума (также в делениях) – 6s. Найденное отношение а /s внести в табл. 21.1.

2.4. Пользуясь методикой измерения оценки вероятности ошибки, изложенной в п.2.5 лабораторной работы 20, определить число ошибок и Р _ош для ФМ и ОФМ. Полученные данные внести в табл. 21.1.

Таблица 21.1

Оценка вероятности ошибки

Время анализа …с а /s = …
Вид модуляции	ФМ	ОФМ
Число ошибок
Оценка вероятности ошибки

Отчет

Отчет должен содержать:

1) функциональную схему измерений;

2) осциллограммы по пунктам измерений, таблицу;

3) выводы по пп. 1.5, 1.6 и 2.5.

Контрольные вопросы

1. Каково назначение демодулятора в цифровой системе связи? В чем его основное отличие от демодулятора аналоговой системы?

2. Что такое скалярное произведение сигналов? Как оно используется в алгоритме работы демодулятора?

3. Можно ли в оптимальном демодуляторе применять согласованные фильтры?

4. Что такое «критерий идеального наблюдателя»?

5. Что такое «правило максимума правдоподобия»?

6. Как выбирается порог решающего устройства? Что будет, если его изменить?

7. Каков алгоритм принятия решения в РУ?

8. Объясните назначение каждого блока демодулятора.

9. Почему фазовая манипуляция не получила широкого распространения в системах связи?

10. Что такое «обратная работа демодулятора»?

11. Приведите алгоритм оптимального демодулятора и его функциональную схему для ФМ.

12. Приведите алгоритм оптимального демодулятора и его функциональную схему для ОФМ.

13. Объясните разницу в помехоустойчивости систем связи с разными видами модуляции.

14. Как можно получить опорное колебание из принимаемого сигнала для ФМ и ОФМ?

Лабораторная работа 22