Порядок выполнения лабораторной работы. 2.3.1. Работа демодулятора в условиях отсутствия помех

 

2.3.1. Работа демодулятора в условиях отсутствия помех

 

1) Соберите схему измерений согласно рис. 2.8. Тумблерами кодера 1 наберите любую двоичную комбинацию из пяти элементов. Ручку регулятора «Порог АМ» установить в крайнее левое положение. При этом регулятор выключен, и порог устанавливается автоматически при смене вида модуляции. Тумблер фазировки опорного колебания демодулятора установить в положение «bi». 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 сигналов», а усилители вертикального отклонения лучей перевести в режим с открытым входом (для пропускания постоянных составляющих исследуемых процессов).

2) Кнопкой переключения видов модуляции установить вариант «0»,соответствующий сигналу на входе модулятора. Сняв осциллограмму этого сигнала и не меняя режим развёртки осциллографа, включить амплитудную модуляцию. Зарисовать осциллограммы во всех 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 развёртки при замыкании входных зажимов осциллографа.

3) Повторить п. 2 для других видов модуляций (ЧМ, ФМ, ОФМ).

4) В режиме ЧМ определить несущие частоты модулированных сигналов по осциллограммам.

5) В режимах ФМ и ОФМ наблюдать за состоянием светодиодного индикатора «Ошибка в символе» при переключении тумблера фазировки опорного сигнала «bi-bi». Сравнить индикацию светодиодных линеек «Передано» и «Принято».

 

2.3.2. Работа демодулятора при наличии помех.

1) Переключателем «Вид модуляции» установить ФМ. Подключить один из входов двухлучевого осциллографа ко входу модулятора, а второй - к выходу демодулятора. Получите неподвижные осциллограммы этих сигналов.

2) После подготовки ПК к работе в режиме измерения вероятности ошибок (см. Приложение П.1.3 в [ 3]), плавно увеличивать потенциометром ГШ напряжение шума, добиваясь появления редких сбоев на выходной осциллограмме, при этом наблюдаются вспышки светодиода «Ошибка в символе».

3) С помощью осциллографа измерить установленное отношение сигнал/шум. Для этого, последовательно отключая источник шума, измерить размах сигнала (в делениях на экране), т. е. двойную амплитуду сигнала, а отключая источник сигнала от входа канала и восстановив шумовой сигнал, измерить размах шума 6 (также в делениях). Найденное отношение внести в таблицу 2.1.

 

Таблица 2.1 – Оценка вероятности ошибки в зависимости от вида модуляции

 

	АМ	ЧМ	ФМ	ОФМ

 

4) Переключателем «Вид модуляции» устанавливать последовательно ФМ, ОФМ, ЧМ, АМ. Наблюдая за вспышками светодиода «Ошибка» и осциллограммой выходного сигнала демодулятора, оценить частоту появления ошибок. Результаты наблюдений внести в отчет.

5) Измерить на ПК вероятность ошибки (Р_ош) за время 10 … 30 с для всех видов модуляции, не меняя уровень шума от ГШ и время анализа ПК. Результаты занести в табл. 2.1.

 

2. 3.3. Зависимость вероятности ошибки от порогового

напряжения в демодуляторе при АМ.

 

1) Переключателем «Вид модуляции» установить АМ. Потенциометр выхода генератора шума установить на минимум. С помощью осциллографа, подключенного к выходу нижнего интегратора, измерить размах пилообразного напряжения по вертикали U_max в вольтах.

2) Заготовить таблицу 2.2, в которой предусмотреть не менее пяти значений порога.

 

Таблица 2.2. – Оценка вероятности ошибки в зависимости от порога

 

Uпор, мВ
Рош

 

3) Потенциометром «Порог АМ» установить значение порога U_maх/2 (измеряя напряжение –Е₁/2 в контрольной точке демодулятора с помощью вольтметра ВР-11А). Подключив осциллограф к выходу демодулятора, увеличить уровень шума в канале, добиваясь появления редких сбоев в работе демодулятора. Не меняя уровень шума, с помощью ПК измерить вероятность ошибки за время 10-30 с для каждого значения порога. Результаты занести в табл. 2.2. Построить график Р_ош = f(U_пор).

 

Содержание отчета

 

Отчет должен содержать:

1) Функциональную схему измерений.

2) Осциллограммы, таблицы и графики по всем пунктам измерений.

3) Выводы по пунктам 3.2. и 3.3.

4) Ответы на контрольные вопросы

 

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) Как можно рассчитать Р_ош теоретически и измерить экспериментально?

10) Алгоритмы оптимальных демодуляторов и их функциональные схемы для АМ, ЧМ и ФМ.

11) Объясните разницу в помехоустойчивости систем связи с разными видами модуляции.

 

 

Библиографический список

 

 

1. Горелов Г. В. Теория передачи сигналов на железнодорожном транспорте / Г. В. Горелов, А. Ф. Фомин. М.: Транспорт, 1999. С. 44 – 45, 176 – 190.

2. Каллер Н. Я. Теоретические основы транспортной связи / Н. Я. Каллер, А. Ф. Фомин. М.: Транспорт, 1989. С. 51, 167 – 228.

3. Теория электрической связи / Под. ред. Д. Д. Кловского. М.: Радио и связь, 1998. С. 36 – 37, 162 – 210.

4. Зюко А. Г. Теория передачи сигналов / А. Г. Зюко, Д. Д. Кловский М.: Радио и связь, 1986. С. 168 – 197.

 

 

Учебное издание

БАЖЕНОВ Николай Николаевич,

ТРЕБИНА Елена Глебовна