Оптимальний прийом та демодуляція неперервних сигналів

Тема: Оптимальний прийом та демодуляція неперервних сигналів.

Зміст

2 Схема оптимального приймача неперервних сигналів.

При прийомі неперервних сигналів необхідно відновити первинний сигнал - отримати прийнятий первинний сигнал b(t), який якнайменше відрізняється від переданого b(t). Це завдання є складним, оскільки від приймача вимагається висока точність відновлення при значних завадах і спотвореннях в лінійному тракті. Першочергова обробка сигналу полягає в виділенні корисного сигналу з його суміші з завадами - фільтрації сигналу. Мета цієї обробки - отримати максимальне відношення потужності сигналу до потужності завади. Тільки після цього сигнал доцільно підсилювати та демодулювати.

Для як найкращого виділення корисної складової і ослаблення завад стосовані частотні фільтри повинні задовольняти вимогам т.зв. оптимального лінійного фільтра Колмогорова-Вінера.

Рисунок 7.1 АЧХ оптимального фільтра Колмогорова-Вінера.

Амплітудно-частотна характеристика фільтра H(f) повинна визначатися із співвідношення H_oпт(f)=G_s(f)/[G_s(f)+G_з(f)], де G_s(f), G_з(f) - спектральні густини потужності (односторонні) відповідно сигналу та завади. Фазочастотна характеристика фільтра повинна бути лінійною, щоб не вносити спотворень.

Отже, на кожній частоті своєї АЧХ коефіцієнт передачі оптимального фільтра повинен зменшуватися при зростанні спектральної потужності завади (Δf_сп). Він повинен бути рівним 1 (пропускати) у смузі частот Δf_пр де завадавідсутня, або коли її спектральна потужність значно менша потужності сигналу. Якщо спектральна потужність завади в деякій смузі, навпаки, значно перевищує спектральну потужність сигналу, то коефіцієнт передачі фільтра повинен прямувати до нуля - в цій смузі (Δf₃) фільтр повинен бути загороджуючим (режекторним).

Оскільки АЧХ оптимального фільтра Колмогорова Вінера може мати складну конфігурацію, їх схеми часто будуються з багатьох фільтрів відповідного типу та під'єднання. Як складові застосовуються фільтри:

- Баттерворта, з найбільш плоскою АЧХ;

- Чебишева, з рівновеликими пульсаціями та набільш плоскою АЧХ;

- Гаусса (Бесселя) з лінійною ФЧХ і інші.

Традиційно застосовуються LC-фільтри через відносну дешевизну та малі власні шуми. Щодалі частіше застосовують і інші, більш сучасні фільтри, наприклад, за технологіями п'єзотроніки, а також цифрової обробки.

Побудований з застосунком оптимального фільтра приймач буде мінімізувати середньоквадратинне відхилення між переданим і прийнятим сигналами . Отже, при умові ідеальної демодуляції середня потужність завади на виході приймача буде мінімальною, тобто такий приймач буде оптимальним.

Рисунок 7.2 Схема оптимального приймача неперервних сигналів

Контрольні питання:

1 Які основні операції потрібно виконати у приймачі для високо­якісного прийому?

2 Яку обробку сигналу в приймачі виконують першочергово?

3 Як знаходимо АЧХ оптимального лінійно­го фільтра Колмого­рова-Вінера?

4 Яку конфігурацію має АЧХ оптимального фільтра Колмогорова-Вінера?

5 Чи приймач з опти­мальним фільтром буде теж оптимальним?

Дата добавления: 2014-01-11