Описание экспериментальной установки

Функциональная схема экспериментальной установки, моделирующей работу системы передачи информации "передатчик – канал связи – оптимальный приемник сигналов", приведена на рис. 4.3.

Лабораторная установка реализует метод приема сигналов с оптимальной фильтрацией. Схема установки включает в себя четыре функционально связанных устройства: передатчик сигналов, канал связи, приемник сигналов, устройство обнаружения ошибок.

Рисунок 4.3 – Функциональная схема экспериментальной установки

 

Передатчик сигналов, состоящий из мультивибратора 1, генератора радиоимпульсов 2 и формирующего фильтра 3, вырабатывает бинарную последовательность импульсов с пассивной паузой и тактовой частотой 2400 Гц. Такая частота соответствует скорости модуляции в реальном канале связи 4800 Бод. Символу "1" соответствует сигнал в виде радиоимпульса несущей частоты, а символу "0" – пауза. На выходе формирующего фильтра будет получен сигнал со спектральной плотностью .

В канале связи (смеситель 5) с сигналом складывается шум , представляющий собой случайные колебания, мгновенные значения которых распределены по нормальному закону. Спектр шума равномерный по всей полосе частот канала связи. Шум формируется генератором флуктуационного шума 4.

Операцию оптимальной фильтрации сигнала на фоне флуктуационного шума реализует согласованный фильтр 6, имеющий спектральную характеристику . В моменты максимального и минимального значений энергии, накопленной фильтром 6, ключевая схема 9 открывается на время стробирующим импульсом с генератора стробимпульсов 8. Необходимые временные соотношения устанавливаются фазосдвигающей цепью 7. Напряжение огибающей полученных радиоимпульсов выделяется детектором огибающей 11 и поступает после усиления на вход пороговой схемы 16. Пороговая схема представляет собой триггер Шмидта с регулируемым пороговым напряжением срабатывания . Если напряжение на выходе детектора огибающей , то пороговая схема формирует сигнал "1", в противном случае – сигнал "0".

Наличие шума в канале связи вызывает ошибки в приеме символов. Логические схемы 10, 12 ¸ 15 входят в состав устройства обнаружения ошибок и носят вспомогательный характер. В зависимости от положения переключателя на выходах или появляются импульсы в моменты возникновения ошибки в приеме символа, число которых подсчитывается счетчиком импульсов или частотомером.

Порядок выполнения опыта

1.3.1 Включить макет и зарисовать эпюры напряжений на выходах функциональных блоков 1 ¸ 16 (рис 4.4). Объяснить форму полученных кривых для различных значений параметра .

1.3.2 Измерить с помощью вольтметра действующих значений значение в канале связи. Регулируя амплитуду сигнала , установить значение , заданное руководителем занятия.

1.3.3 Подключить осциллограф к выходным зажимам пороговой схемы. К зажимам "+" и "–" подключить вольтметр постоянного тока. Предел измерения вольтметра не более 5В. Установить минимальный уровень порогового напряжения , при котором на осциллографе наблюдается устойчивая работа пороговой схемы.

 

 

Рисунок 4.4 – Временные диаграммы на выходах функциональных блоков макета

1.3.5 Подключить счетчик импульсов к клемме P , установив переключатель в такое же положение. Измерить число ошибочно принятых символов N (0/1). Измерение повторить трижды. При переключении переключателя в новое положение, следить за значением напряжения . При необходимости установить его исходное значение. Время не меняется.

1.3.6 Установить новое значение . Повторить замеры, указанные в п.п. 1.3.4 – 1.3.5 для каждого нового значения порогового напряжения . Более тщательно исследовать зависимости в области, когда значение и близки или равны друг другу.

1.3.7 Измерить общее число единичных посылок на входе канала связи за время . Для этого вход частотомера подключить к выходу мультивибратора.

1.3.8 Рассчитать общую вероятность ошибки приема для каждого значения . Данные измерений и вычислений занести в табл. 4.1.

1.3.9 По данным табл. 4.1 построить зависимость для фиксированного значения параметра . Определить из графика значение и соответствующее ему значение .

1.3.10. Объяснить полученные результаты и сделать выводы.

Таблица 4.1- Результаты исследования зависимости от

№ п/п	, мВ	N(1/0)	N(0/1)	Nср(1/0)	Nср(0/1)			Pош