Реферат: Исследование атмосферы планеты Венера

МосковскийОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ Авиационный Институт имениСЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ

(технический университет)

Кафедра 402

“радиосистемыуправления и передачи информации”

Курсовойпроект

на тему

Исследование атмосферы планеты Венера

Выполнил:

студент группы 04-519

Аленчиков Алексей

Проверил:

преподаватель

Большов О. А.

Москва DATE @ «yyyy»l * MERGEFORMAT 2008год

Содержание

TOC o «1-3» h z u Задание… PAGEREF _Toc71082416 h 3

ПланетаВенера… PAGEREF _Toc71082417 h 4

Общиесведения. PAGEREF _Toc71082418 h 4

Атмосферапланеты Венера… PAGEREF _Toc71082419 h 5

Цифроваярадиолиния с проверочной обратной связью… PAGEREF _Toc71082420 h 5

Уплотнениеи разделение каналов… PAGEREF _Toc71082421 h 7

Частотноеуплотнение и разделение каналов. PAGEREF _Toc71082422 h 8

Временноеуплотнение и разделение каналов. PAGEREF _Toc71082423 h 9

Цифроваярадиолиния с сигналом КИМ-ФМ… PAGEREF _Toc71082424 h 11

Основнойтракт радиолинии… PAGEREF _Toc71082425 h 12

Системафазовой автоподстройки частоты (ФАП)PAGEREF _Toc71082426 h 12

Системасинхронизации… PAGEREF _Toc71082427 h 14

Борьбас импульсными помехами… PAGEREF _Toc71082428 h 16

Расчет… PAGEREF _Toc71082429 h 19

Определениепараметров имитационной модели… PAGEREF _Toc71082430 h 20

Анализрезультатов расчета и моделирования… PAGEREF _Toc71082431 h 22

Литература… PAGEREF _Toc71082432 h 22

Задание
Планета Венера

Рассмотримкосмический объект, который должен быть изучен в ходе исследований, проведенныхниже описанной системой. Надо заметить, что такие системы до сих пор ни кто не сделал,и в ближайшем будущем вряд ли будет делать.

Общие сведения

Венера, вторая по счету планета Солнечной системы. Она имееттакой же размер, как Земля, а ее масса более 80% земной массы. Расположеннаяближе к Солнцу, чем наша планета, Венера получает от него в два с лишним разабольше света и тепла, чем Земля.

Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 1

Венераподходит к Земле ближе, чем какая-либо другая планета. Но плотная, облачнаяатмосфера не позволяет непосредственно видеть ее поверхность. Снимки, сделанныес помощью радара, демонстрируют очень большое разнообразие кратеров, вулканов игор. Температура поверхности достаточно высока, чтобы расплавить свинец, акогда-то на этой планете, возможно, имелись обширные океаны. Венера имеет почтикруговую орбиту, которую она обходит за 225 земных суток на расстоянии 108,2млн. км от Солнца. Поворот вокруг оси Венера совершает за 243 земных дня — максимальное время среди всех планет. Вокруг своей оси Венера вращается в обратнуюсторону, то есть в направлении, противоположном движению по орбите. Такоемедленное, и притом обратное, вращение означает, что, если смотреть с Венеры,Солнце восходит и заходит всего лишь два раза за год, поскольку венерианскиесутки равны 117 нашим. Венера подходит к Земле на расстояние 45 млн. км — ближе, чем любая другая планета. По своим размерам Венера лишь немного меньшеЗемли, и масса у нее почти такая же. По этим причинам Венеру иногда называютблизнецом или сестрой Земли. Однако поверхность и атмосфера этих двух планетсовершенно различны. На Земле есть реки, озера, океаны и атмосфера, которой мыдышим. Венера — обжигающе горячая планета с плотной атмосферой, которая была быгубительной для человека.

Доначала космической эры астрономы знали о Венере очень мало. Плотная облачностьмешала им увидеть ее поверхность в телескопы. Космическим кораблям удалосьпройти сквозь атмосферу Венеры, состоящую в основном из углекислого газа спримесями азота и кислорода. Бледно-желтые облака в атмосфере содержат капелькисерной кислоты, выпадающей на поверхность кислотными дождями. Орбита Венерыближе к Солнцу, чем орбита Земли. Когда Венера находится с противоположнойстороны, освещен весь ее диск, а когда она расположена между Землей и Солнцем,мы видим только часть освещенного Солнцем полушария. По этой причине у Венеры,как и у Луны, имеются различные фазы в зависимости от ее местоположения наорбите.

Атмосфера планеты Венера

АтмосфераВенеры крайне жаркая и сухая. Температура на поверхности достигает своегомаксимума примерно у отметки 480°С. В атмосфере Венеры содержится в 105 разбольше газа, чем в атмосфере Земли. Давление этой атмосферы у поверхности оченьвелико, в 95 раз выше, чем на Земле. Космические корабли приходитсяконструировать так, чтобы они выдерживали сокрушительную, раздавливающую силуатмосферы.

Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 2

В1970 г. первый космический корабль, прибывший на Венеру, смог выдержатьстрашную жару лишь около одного часа — этого как раз хватило, чтобы послать наЗемлю данные об условиях на поверхности. Российские летательные аппараты,совершившие посадку на Венеру в 1982 г., послали на Землю цветные фотографии сизображением острых скал.

Благодаряпарниковому эффекту, на Венере стоит ужасная жара. Атмосфера, представляющаясобой плотное одеяло из углекислого газа, удерживает тепло, пришедшее отСолнца. В результате скапливается большое количество тепловой энергии.

Цифровая радиолиния с проверочной обратной связью

Рассмотримобратную связь, используемую в системе связи “шар-зонд” – ИСВ. Один изэффективных методов повышения достоверности передачи информации основан наиспользовании радиолинии с проверочной обратной связью. Такие радиолиния содержат прямой канал (“шар-зонд”— “ИСВ”) и обратный канал (“ИСВ” — “шар-зонд”). С помощью обратной связиосуществляется контроль за прохождением передаваемой информации. В результатеприменения обратной связи достигается исправление обнаруженных ошибок приприеме переданной информации и «стирание» ложных команд, возникающих в паузах,при наличии соответствующих помех.

Рисунок SEQРисунок * ARABIC 3Функциональная схема радиолинии синформационной обратной связью

Возможныдва основных варианта осуществления проверочной обратной связи: первый вариантсоответствует радиолиниям с информационной обратной связью; второй вариант— радиолиниям с решающей обратной связью. Крометого, находят применение радиолинии с комбинированной обратной связью, вкоторых одновременно используются принципы информационной и решающей обратнойсвязи.

Внашем случае мы воспользуемся информационной обратной связью, так как онабольше подходит для ортогонального сигнала при приеме “в целом”.В радиолинии с информационной обратной связью,обобщенная функциональная схема которой приведена на Рисунок 3, по обратномуканалу передаются сведения о том, какую информацию зарегистрировал бортовойприемник. Принятая информация записывается в бортовое запоминающее устройствои исполняется только после принятия решения об отсутствии в ней искажений.Такое решение выносит “шар-зонд” путем сравнения переданной информации сосведениями, полученными по каналу обратной связи.

Взависимости от результатов подобной проверки изменяется порядок дальнейшейработы радиолинии. При отсутствии обнаруженных ошибок управляющее устройство “шара-зонда”формирует сигнал (функциональную команду), разрешающий использовать ранеепринятую информацию. Этот сигнал передается по прямому каналу, после чего производитсяпередача очередного блока информации. При обнаружении ошибки формируется и передается функциональная команда, с помощьюкоторой обеспечивается «стирание» неправильно принятой команды управления. Вдальнейшем осуществляется повторная передача того же блока информации.

Прианализе помехоустойчивости цифровых радиолиний с проверочной обратной связьювычисляют остаточную вероятность регистрации ошибочной информации <img src="/cache/referats/17450/image007.gif" v:shapes="_x0000_i1028"><img src="/cache/referats/17450/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1029"><img src="/cache/referats/17450/image007.gif" v:shapes="_x0000_i1030"> и <img src="/cache/referats/17450/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1031"> зависят от характеристикпрямого и обратного каналов радиолинии и от характеристик помех, действующих вэтих каналах.

Рассмотримспособы вычисления величин <img src="/cache/referats/17450/image007.gif" v:shapes="_x0000_i1032"> и <img src="/cache/referats/17450/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1033">

Процесспередачи сообщений можно представить как последовательность отдельных циклов.Каждый цикл включает в себя передачу сообщения по прямому каналу радиолинии ипередачу соответствующей информации по каналу обратной связи. В моментокончания каждого цикла возможны следующие три ситуации:

а)

ошибки в прямомканале отсутствуют, и команда принята правильно (вероятность <img src="/cache/referats/17450/image011.gif" v:shapes="_x0000_i1034">

б)

имеетсянеобнаруженная ошибка (вероятность <img src="/cache/referats/17450/image013.gif" v:shapes="_x0000_i1035">

в)

имеетсяобнаруженная ошибка (вероятность <img src="/cache/referats/17450/image015.gif" v:shapes="_x0000_i1036">

Впоследнем случае производится повторная передача команды. Перечисленныеситуации составляют полную группу случайных событий. При повторной передачекоманды, то есть в следующем цикле, снова возникает одна из указанных ситуаций.

Рассмотримслучай, когда общее число повторений передачи сообщений ограничено величиной <img src="/cache/referats/17450/image017.gif" v:shapes="_x0000_i1037"><img src="/cache/referats/17450/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1038"> повторения одной командысоставляет величину <img src="/cache/referats/17450/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1039"><img src="/cache/referats/17450/image007.gif" v:shapes="_x0000_i1040"> находится по формуле

<img src="/cache/referats/17450/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1041"> (1)

Среднее число передачотдельного блока сообщения определяется формулой

<img src="/cache/referats/17450/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1042"> (2)

где <img src="/cache/referats/17450/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1043"> — вероятность <img src="/cache/referats/17450/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1044"> передачи команды.

Вероятность<img src="/cache/referats/17450/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1045"> вычисляется впредположении, что в каждом из <img src="/cache/referats/17450/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1046"> предыдущих цикловобнаружена ошибка, а в цикле с номером <img src="/cache/referats/17450/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1047"> обнаружение ошибки неимело места:

<img src="/cache/referats/17450/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1048"> (3)

Уплотнение и разделение каналов

Рассмотримуплотнение и разделение каналов, предусмотренных в нашей системе. Известнылинейные и нелинейные методы уплотнения и разделения каналов. В командныхрадиолиниях основное применение получили линейные методы с использованиемортогональных сигналов. К числу линейных методов разделения каналов относятсявременное, частотное и структурное разделение (соответственно различаютвременное, частотное и структурное уплотнение каналов). Временное и частотноеразделение каналов основано на использовании сигналов, которые не перекрываютсямежду собой во временной или частотной области, что обеспечиваетортогональность этих сигналов. При временном разделении каналов используютсяустройства типа временного селектора или коммутатора. Частотное разделениеканалов производится с помощью полосовых фильтров.

Частотное уплотнение и разделение каналов

Частотное уплотнение канала (ЧУК).Такое уплотнение основано на принципе частотногопреобразования спектров сообщений отдельных источников на передающей сторонесистемы связи. Для этого используется набор гармонических поднесущих <img src="/cache/referats/17450/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1049"> с разными частотами <img src="/cache/referats/17450/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1050"><img src="/cache/referats/17450/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1051"> канальных сигналов <img src="/cache/referats/17450/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1052">, каждый из которых занимает полосу частот <img src="/cache/referats/17450/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1053"><img src="/cache/referats/17450/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1054"> и вида модуляции.Чтобы уменьшить взаимное влияние соседних каналов и облегчить их разделение,между каналами вводят защитные частотные промежутки (полосы) <img src="/cache/referats/17450/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1055">

<img src="/cache/referats/17450/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1056"> (4)

где <img src="/cache/referats/17450/image054.gif" v:shapes="_x0000_i1057"> — защитный коэффициент полосы.

Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 4

Значениечастоты нижней поднесущей обычно выбирается не менее <img src="/cache/referats/17450/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1059"><img src="/cache/referats/17450/image060.gif" v:shapes="_x0000_i1060"> — ширина спектра модулированной нижнейподнесущей. При таком выборе частоты выделение и демодуляция нижней поднесущейв приемной части системы связи не встречает затруднений.

Частотноеразделение каналов (ЧРК).Причастотном разделении канальные селекторы представляют собой полосовые фильтры,полоса каждого из которых рассчитана на пропускание спектра «своей»модулированной поднесущей. Для ослабления влияния других поднесущих (особеннососедних) фильтры должны иметь частотные характеристики с большим коэффициентомпрямоугольности.

Анализискажений в системах с ЧРК связан с большими математическими трудностями,поэтому обычно вводят следующие допущения и идеализацию:

1.

основная доляискажений обусловлена неидеальностью характеристик группового тракта.Искажения, возникающие в отдельных канальных трактах, значительно меньше и ихможно не учитывать;

2.

искажения вгрупповом тракте можно разделить на две независимые составляющие: искажения ввысокочастотной части тракта (искажения модулированного сигнала) и искажения ввидеотракте (искажения многоканального сообщения);

3.

основной причинойискажений сигнала в высокочастотной части тракта является неравномерностьчастотной и нелинейность фазовой характеристик усилителя промежуточной частотыприемника в пределах полосы частот, занимаемой спектром модулированногосигнала;

4.

основной причинойискажений в видеотракте является нелинейность его модуляционной идемодуляционной характеристик, которые при анализе можно рассматривать какединую модуляционно-демодуляционную характеристику.Временное уплотнение и разделение каналов

Вбортовом передатчике шара-зонда используется временное уплотнение каналов (ВУК),рассмотрим и его.Временное уплотнениеканалов основано на дискретизации непрерывных сообщений по времени. При такомуплотнении используется набор импульсных поднесущих, не перекрывающихся во времени(Рисунок 6). Каждая поднесущая модулируется своим непрерывнымсообщением в соответствующем канальном модуляторе. Естественно, что частота повторенияимпульсов в этих поднесущих должна удовлетворять <img src="/cache/referats/17450/image062.gif" v:shapes="_x0000_i1061"> для всех каналов, где <img src="/cache/referats/17450/image064.gif" v:shapes="_x0000_i1062"> — период повторениякадров, <img src="/cache/referats/17450/image066.gif" v:shapes="_x0000_i1063"> — максимальная ширинаполосы спектра передаваемого телеметрического сигнала.

Рисунок SEQРисунок * ARABIC 5Структурная схема бортовогопередатчика шара-зонда

Многоканальноесообщение образуется в результате линейного объединения (суммирования)модулированных импульсов поднесущих. Очевидно, что ширина спектра многоканальногосообщения <img src="/cache/referats/17450/image070.gif" v:shapes="_x0000_i1065"> однозначноопределяется длительностью импульсов поднесущих и приблизительно равна величине<img src="/cache/referats/17450/image072.gif" v:shapes="_x0000_i1066">

Временнóеуплотнение осуществляется в синхронном режиме. Для этого в устройствеуплотнения формируется периодическая последовательность кадровых синхроимпульсовс периодом <img src="/cache/referats/17450/image064.gif" v:shapes="_x0000_i1067"><img src="/cache/referats/17450/image064.gif" v:shapes="_x0000_i1068"> отводится определенноевремя <img src="/cache/referats/17450/image074.gif" v:shapes="_x0000_i1069"><img src="/cache/referats/17450/image076.gif" v:shapes="_x0000_i1070">временнойзащитный интервал <img src="/cache/referats/17450/image078.gif" v:shapes="_x0000_i1071">

<img src="/cache/referats/17450/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1072"> (5)

где <img src="/cache/referats/17450/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1073"> — защитный коэффициентканального промежутка.

Временноеразделение каналов (ВРК).Привременном разделении канальные селекторы (Рисунок 11) представляют собой устройства совпадения повремени (временные селекторы). На один вход такого устройства подаетсямногоканальное сообщение (последовательность информационных импульсов всехканалов), а на другой — специально сформированная вспомогательная периодическаяпоследовательность импульсов (стробов). Для каждого канала последовательностьстробов формируется генератором вспомогательных колебаний, работа которогосинхронизируется с работой генератора канальных импульсов, находящегося впередающей части системы. Для устойчивой синхронизации канал синхронизациидолжен обладать значительно более высокой помехоустойчивостью по сравнению с любыминформационным каналом.

Еслиинформационный импульс совпадает по времени со стробом, то он проходит на выходданного временного селектора, если совпадения нет, то селектор оказываетсязакрытым. В результате такой операции многоканальное сообщение разделяется наимпульсные последовательности, соответствующие отдельным каналам.

Рисунок SEQРисунок * ARABIC 6Многоканальное сообщение привременном уплотнении каналов

Всистемах с временным разделением модулируемый параметр сигнала изменяется скачкообразнов соответствии с импульсным характером многоканального сообщения. При конечнойполосе пропускания УПЧ и видеоусилителя это приводит к появлению заметныхпереходных процессов и наложению остаточных колебаний от предыдущих импульсовна последующие. В результате появляются межканальные искажения, которыепосле общего демодулятора проявляются в виде наложения остаточного напряженияпереходных процессов на огибающую каждого. Такое наложение приводит кнекоторому сдвигу импульса во времени <img src="/cache/referats/17450/image086.gif" v:shapes="_x0000_i1075"> и изменению величиныего амплитуды <img src="/cache/referats/17450/image088.gif" v:shapes="_x0000_i1076">

Цифровая радиолиния с сигналом КИМ-ФМ

В цифровой системе передачи информации с радиосигналомКИМ-ФМ необходимо оценить точность передачи сообщения и выбрать основныепараметры радиолинии, определяющие точность. Известно, что в системе непрерывнопринимаются сообщения. В приемном устройстве применяется прием “в целом”.

Необходимознать — скорость передачи информации R(двоичных единиц в секунду), энергетический потенциалрадиолинии, закон изменения несущей частоты из-за нестабильности передатчика идвижения передающего и принимающего пунктов. Предполагается также, что символыв КИМ сигнале могут считаться независимыми, а априорная вероятность появлениянуля и единицы одинакова.

Функциональнаясхема бортового передатчика шара-зонда представлена на Рисунок 5, она работает следующим образом. Сигнал <img src="/cache/referats/17450/image090.gif" v:shapes="_x0000_i1077"> с датчика поступает навременной коммутатор, где квантуется по времени, превращаясь в сигнал АИМ. Далеевпреобразователе «напряжение— код» вырабатывается сигнал КИМ, в котором вдвоичной форме закодирована амплитуда импульса АИМ и, следовательно, величинасообщения. Кодовое слово передается в течение времени <img src="/cache/referats/17450/image092.gif" v:shapes="_x0000_i1078">

Вприемном устройстве после частотного разделения каналов, преобразования,усиления, временного разделения каналов происходит оптимальный прием “вцелом”. Функциональные схемы оптимальных приемников приведены на Рисунок 11. Оптимальный приемник вычисляет взаимную корреляциюпринятого сигнала <img src="/cache/referats/17450/image090.gif" v:shapes="_x0000_i1079"> с каждым из возможныхсигналов <img src="/cache/referats/17450/image094.gif" v:shapes="_x0000_i1080"> и выносит решение о приеметого сигнала, для которого указанная величина имеет наибольшее значение. Схемаоптимального приемника содержит <img src="/cache/referats/17450/image096.gif" v:shapes="_x0000_i1081"> активных корреляторов.В этом случае имеется генератор опорных сигналов, который вырабатывает«образцы» сигналов <img src="/cache/referats/17450/image094.gif" v:shapes="_x0000_i1082">. В состав приемника входит также устройствосинхронизации, с помощью которого обеспечивается синхронизация принимаемых иопорных сигналов, а также разряд интегратора после окончания кодового слова. Опорноенапряжение вырабатывает система ФАП. При оценке помехоустойчивости оптимальногоприемника параметры входного сигнала считаются полностью известными. Такойприемник известен под названием корреляционного (или когерентного) приемника.Опорные сигналы поступают на корреляторы одновременно с принятым сигналом <img src="/cache/referats/17450/image090.gif" v:shapes="_x0000_i1083">

Вкачестве показателя точности основного тракта принимается вероятностьнеправильной оценки слова (<img src="/cache/referats/17450/image103.gif" v:shapes="_x0000_i1086"><img src="/cache/referats/17450/image105.gif" v:shapes="_x0000_i1087">

Основной тракт радиолинии

Анализосновноготракта радиолиниицелесообразно начать с выяснения принципиальной возможности получить приемлемыерезультаты в заданных условиях. Дело в том, что энергетический потенциал искорость передачи информации, значения которые заданы, уже определяютминимально возможную вероятность искажения символа. Если вероятность искажениясимвола окажется слишком большой, то не имеет смысла рассчитывать реальнуюрадиолинию, которая, разумеется, будет еще хуже.

Вероятностьошибки при оценке слова в сигнале КИМ-ФМ для оптимальной обработки при приеме “вцелом” равна

<img src="/cache/referats/17450/image107.gif" v:shapes="_x0000_i1088"> (6)

где <img src="/cache/referats/17450/image109.gif" v:shapes="_x0000_i1089"> — отношение сигнла/шум,<img src="/cache/referats/17450/image111.gif" v:shapes="_x0000_i1090"> — энергия сигнала, <img src="/cache/referats/17450/image113.gif" v:shapes="_x0000_i1091"> -мощность полезного сигнала КИМ-ФМ, <img src="/cache/referats/17450/image115.gif" v:shapes="_x0000_i1092"> - длительность слова, <img src="/cache/referats/17450/image117.gif" v:shapes="_x0000_i1093"> — спектральная плотностьшума. После расчета ошибки по формуле(6)может оказаться необходимым потребовать изменить исходные условия— увеличить энергетический потенциал илиуменьшить скорость передачи и только после этого приступить к расчету реальнойрадиолинии.

Система фазовой автоподстройки частоты (ФАП)

Рассмотримтеперь условия, при которых обеспечивается нормальная работа вспомогательныхтрактов. Опорное напряжение вырабатывается с помощью системы фазовойавтоподстройки частоты (ФАП).

Получение опорного напряжения предсавляет собой особую техническуюзадачу. Для этой цели невозможно использовать независимый генеродин в приемномустройстве, так как его колебания практически не будут когерентными с несущейсигнала. Причиной является уходы частоты из-за нестабильности генератора,долеровское смещение частоты из-зи движения пункта передачи или приема ит. д. Для обеспечения когерентности гетеродина в приемнике необходимосинхронизировать приходящим сигналом.

Первый способ создания когерентного опорного напряжения –способ который мы и будем реализовывать.Когда в спектре сигнала имеется компонента на несущейчастоте <img src="/cache/referats/17450/image119.gif" v:shapes="_x0000_i1094"><img src="/cache/referats/17450/image121.gif" v:shapes="_x0000_i1095"> и <img src="/cache/referats/17450/image123.gif" v:shapes="_x0000_i1096"> (где <img src="/cache/referats/17450/image125.gif" v:shapes="_x0000_i1097"> — коэффициент передачифазовой модуляции [рад/В], <img src="/cache/referats/17450/image127.gif" v:shapes="_x0000_i1098"> — «1» в среднемзанимают столько же времени, сколько «0»). Так, например, если принято <img src="/cache/referats/17450/image129.gif" v:shapes="_x0000_i1099"> и, следовательно,гармоника на несущей частоте определяется как

<img src="/cache/referats/17450/image131.gif" v:shapes="_x0000_i1100"> (7)

фазаопорного сигнала должна совпадать с фазой несущей.

Чаще, однако, имеет место случай, когда специально делают <img src="/cache/referats/17450/image133.gif" v:shapes="_x0000_i1101"><img src="/cache/referats/17450/image135.gif" v:shapes="_x0000_i1102"> от фазы несущейсигнала. Нетрудно видеть, что, уменьшая индекс фазовой модуляции (<img src="/cache/referats/17450/image137.gif" v:shapes="_x0000_i1103"><img src="/cache/referats/17450/image123.gif" v:shapes="_x0000_i1104"> приходится проводитьисходя из противоречивых требований. Практически можно взять, например, <img src="/cache/referats/17450/image123.gif" v:shapes="_x0000_i1105"> равной <img src="/cache/referats/17450/image140.gif" v:shapes="_x0000_i1106">

Таким образом, часть энергии передатчика расходуется дляработы канала синхронизации. Это, естественно, ухудшает условия выделенияполезного сообщения по сравнению с идеальным случаем. Другая трудность,связанная с выделением компоненты на несущей частоте из сигнала ИМ-ФМ,возникает из-за того, что вблизи частоты <img src="/cache/referats/17450/image119.gif" v:shapes="_x0000_i1107"> располагаютсясоставляющие передаваемого сообщения, которые могут попасть в опорный канал ивнести помехи в работу синхронного детектора. Тогда шумовая полоса ФАП <img src="/cache/referats/17450/image142.gif" v:shapes="_x0000_i1108"> должна быть выбранатак, чтобы удовлетворялось условие

<img src="/cache/referats/17450/image144.gif" v:shapes="_x0000_i1109"> (8)

Другой способ создания когерентного опорного напряженияоснован на выделении нужного колебания из сигнала после предварительного снятиямодуляции. Пусть в спектре сигнала ИМ-ФМ не содержится несущая,т. е. <img src="/cache/referats/17450/image129.gif" v:shapes="_x0000_i1110"> и <img src="/cache/referats/17450/image127.gif" v:shapes="_x0000_i1111"><img src="/cache/referats/17450/image119.gif" v:shapes="_x0000_i1112"> можно создать врезультате определенных нелинейных преобразований сигнала в опорном канале. Этипреобразования сводятся к последовательносму умножению и делению частотывходного сигнала на два.

Технически применение последовательного умножения и делениячастоты оказывается неудобным. Разработан рад практически более удобных схем,позволяющих реализовать тот же принцип. Имеются и другие достаточно простыесхемы. Однако всем им присущ общий недостаток: они не исключают переходасинхронного детектора в обратный режим работы. Действительно, фаза опорногонапржения, полученного в результате деления частоты, всегда будет иметьнеопределенность на <img src="/cache/referats/17450/image146.gif" v:shapes="_x0000_i1113"><img src="/cache/referats/17450/image146.gif" v:shapes="_x0000_i1114"> при всякого родавнешних воздействиях, перерывах в связи и т. д. Неожиданный переход кобратному режиму является недопустимым искажением. Поэтому в сигнале приходитсяпредусматривать специальные контрольные посылки, которые обнаруживают обратнуюработу. Естественно, что на создание таких контрольных посылок затрачиваетсячасть энергии передатчика, что соответственно сказвается на выделении полезногосообщения.

Итак, при рассмотрении основного тракта выделения сообщений предполагается, чтофазовые ошибки в канале опорного напряжения достаточно малы.

Теперьрассмотрим одним из главных параметров — полосу захвата <img src="/cache/referats/17450/image148.gif" v:shapes="_x0000_i1115"><img src="/cache/referats/17450/image148.gif" v:shapes="_x0000_i1116">

<img src="/cache/referats/17450/image150.gif" v:shapes="_x0000_i1117"> (9)

Есличастота несущей сигнала заранее известна сбольшой ошибкой, то приходится в систему ФАП дополнительно вводить устройствопоиска, перестраивающее гетеродин до тех пор, пока частота сигнала не окажетсяв полосе захвата. Однако в нашем случае мы будем считать, что несущая частота нам заранееизвестна с малой ошибкой. Время поиска <img src="/cache/referats/17450/image064.gif" v:shapes="_x0000_i1118"> обычно ограничено.Поэтому скорость перестройки<img src="/cache/referats/17450/image152.gif" v:shapes="_x0000_i1119"> нельзя выбиратьочень малой. С другой стороны, при большой скорости и узкой полосе захватаможно пропустить сигнал. Это обстоятельство также ограничивает возможностьсужения полосы <img src="/cache/referats/17450/image148.gif" v:shapes="_x0000_i1120">

Система синхронизации

Вцифровых радиолиниях необходимо применять кадровуюпри синхронной передаче, а также пословнуюсинхронизации. В случае посимвольного приема дополнительно требуются сигналыпосимвольной синхронизации. С помощью соответствующих синхронизирующихсигналов осуществляется разделение каналов и обеспечивается правильная работадекодирующих устройств командных сигналов. В нашем случае сигнал будет иметьследующий вид.

Рисунок SEQРисунок * ARABIC 7Структура демодулированного сигнала

Кадровая синхронизация.Синхронизирующее слово, ставящееся в начале каждого кадра, называется словомкадровой синхронизации. В качестве слов кадровой синхронизации при временномуплотнении каналов (Рисунок6) часто используются составные сигналы, причемвыделение этих слов в приемнике осуществляется с помощью пассивного согласованногофильтра (Рисунок8

). Напряжение на выходе согласованного фильтравоспроизводит автокорреляционную функцию синхронизирующего сигнала. Дляуменьшения ошибок, возникающих при обнаружении синхронизирующего сигнала иопределении его временного положения, автокорреляционная функция данногосигнала должна иметь узкий центральный пик и малый уровень «боковых» выбросов.Подобным свойством обладает ряд широкополосных сигналов, в том числе сигналы,сформированные на основе некоторых двоичных кодов.

Рисунок SEQРисунок * ARABIC 8Устройство декодирования кадровогосинхронизирующего сигнала

Принятыйсинхронизирующий видеосигнал, поступает на вход линии задержки. Расстояниемежду отдельными отводами этой линии соответствует длительности элементарныхимпульсов кода <img src="/cache/referats/17450/image158.gif" v:shapes="_x0000_i1123

еще рефераты

Еще работы по радиоэлектронике

Реферат по радиоэлектронике

Управление ДПЛА через ретранслятор

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

Модуль управления кодовым замком

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

Лавинно-пролетный диод

29 Августа 2013

Реферат по радиоэлектронике

Расчет характеристик обнаружения при совместном когерентном и некогерентном накоплении

29 Августа 2013