Прохождение сигнала и шума через измерительный канал
С амплитудной модуляцией Структурная схема одного из 8 измерительных каналов с амплитудной модуляцией (АМ) аппаратуры 8АНЧ-23 приведена на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Структурная схема приема АМ сигнала
При тональной АМ на выходе канала в отсутствие шума сигнал на выходе будет иметь вид: а его эффективное значение равно
где
Мощность шума на выходе измерительного канала
где С учетом (3.2) эффективное напряжение шума, выделяемое на нагрузке
Определяя эффективное напряжение полезного сигнала через его мощность
Заметим, что в формуле (3.4) отсутствуют коэффициенты
Прохождение сигнала и шума через канал С частотной модуляцией Структурная схема приема ЧМ колебаний приведена на рис. 3.2. Под действием шума изменяются амплитуда и частота гармонического переносчика. Изменение амплитуды исключается введением ограничителя. Рассмотрим компоненту входного шума в полосе
Рис. 3.2. Схема приема ЧМ колебаний
Как и ранее, будем считать, что на входе демодулятора ЧМ колебаний напряжение сигнала много больше напряжения шума. Из векторной диаграммы рис. 3.3 найдем
где
при
где
Рис. 3.3. Векторная Рис. 3.4. Спектр шума диаграмма аддитивной на выходе частотного смеси сигнала и шума детектора
При изменении
или
где
Как и в детекторе АМ колебаний в ЧД спектральная плотность шума удваивается. Поэтому спектральная плотность шумов на выходе ЧД с учетом (3.8) и (3.9) будет
т.е. имеем треугольный спектр шума на выходе ЧД. График
Эффективное напряжение сигнала на выходе ЧД пропорционально Отношение эффективных напряжений сигнал/шум на выходе фильтра НЧ равно:
где Используя определение индекса модуляции
Из соотношений (3.4) и (3.13) находим Это уравнение определяет выигрыш ЧМ в отношении
ДИСКРЕТИЗАЦИЯ И КВАНТОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ
Основные понятия и определения
Переход от аналогового представления сигнала к цифровому, который дает в ряде случаев значительные преимущества при передаче, хранении и обработке информации, связан с дискретизацией сигнала Рассмотрим разновидности сигналов, которые описываются функцией Непрерывная функция непрерывного аргумента (непрерывный сигнал, рис. 4.1, а). В этом случае функция Непрерывная функция дискретного аргумента (дискретный во времени сигнал, рис. 4.1, б). Здесь значения функции Дискретная функция непрерывного аргумента (квантованный по уровню сигнал, рис. 4.1, в). В этом случае значения, которые может принимать функция Дискретная функция дискретного аргумента (цифровой сигнал, рис. 4.1, г). Значения, которые могут принимать функция
Рис. 4.1.Виды сигналов: а – непрерывный сигнал; б – дискретный по времени сигнал; в – сигнал, квантованный по уровню; г – цифровой сигнал
Дискретизация состоит в преобразовании сигнала Квантование по уровню состоит в преобразовании непрерывного множества значений сигнала Совместное применение операций дискретизации и квантования позволяет преобразовывать непрерывный сигнал
Максимальное значение этой погрешности, называемой шумом квантования, очевидно, не будет превышать Шум квантования носит случайный характер, и при большом числе уровней квантования его плотность распределения вероятностей внутри интервала
Если при получении цифрового сигнала (рис. 4.1, г) пронумеровать дискретные уровни, то каждому значению квантованного сигнала будет соответствовать определенное число. Заранее зная цену деления При этом будет реализован цифровой сигнал из непрерывного (аналогового) (рис. 4.3, а) с двоичной кодово-импульсной модуляцией (КИМ), получившей широкое применение. Различают последовательный и параллельный двоичные коды (рис. 4.3, б, в). Последовательный обычно используется в системах (подсистемах) передачи информации, а параллельный – например, на шинах магистрали компьютера. При передаче (преобразовании) синусоидального сигнала его эффективное напряжение на выходе двоичного канала с КИМ составит В этом случае шумовая относительная среднеквадратическая погрешность в канале с КИМ с учетом (4.1) составит
Исходя из структуры сигнала (рис. 4.3) для последовательного двоичного кода:
в
Рис. 4.3. Кодово-импульсная модуляция
При обработке сигналов дискретизация по времени должна производиться таким образом, чтобы по отсчетным значениям Оптимальной является такая дискретизация, которая обеспечивает представление исходного сигнала с заданной точностью при минимальном количестве выборок. В этом случае все отсчеты существенны для восстановления исходного сигнала. При неоптимальной дискретизации, кроме существенных отсчетов, имеются и избыточные отсчеты. Избыточные отсчеты не нужны для восстановления сигнала с заданной точностью. Они загружают тракт передачи информации, отрицательно сказываются на производительности обработки данных в компьютере, вызывают дополнительные расходы на хранение и регистрацию данных. В связи с этим актуальна задача сокращения избыточных данных. Сокращение избыточной для получателя информации может производиться в процессе дискретизации сигналов. В более общем плане задача сокращения избыточных отсчетов может рассматриваться как задача описания непрерывных сигналов с заданной точностью минимальным числом дискретных характеристик.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|