Часть 3. Определение отношения сигнал-шум

Лабораторная работа №9.

Отношение сигнал-шум и глаз-диаграммы

Эксперимент

Часть 1. Добавление шума к сигналу

В качестве информационного сигнала будем использовать цифровую последовательность, так как цифровые сигналы наиболее распространены в современных телекоммуникациях, а также потому что с их помощью мы сможем рассмотреть глаз-диаграммы.

1. Соберите схему, как на рисунке 9.1. Переключатели модуля Sequence Generator установите в положение 00.

Блок-схема представлена на рисунке 9.2. Модуль Sequence Generator моделирует информационный сигнал, а модуль Adder суммирует этот сигнал с шумом.

Рисунок 9.1

Рисунок 9.2

2. Запустите осциллограф NI ELVIS II Oscilloscope VI. Настройте его:

- Timebase 1ms/div

- Trigger Type Digital

3. Понаблюдайте за действием неограниченного по спектру шума на сигнал.

4. Отсоедините провод от выхода -20дБ генератора шумов и вставьте его в разъем -6дБ.

5. Проследите как изменилась картинка на экране осциллографа. Должно появиться заметное увеличение уровня шума относительно полезного сигнала.

6. Установите уровень генерируемого шума 0дБ. Попытайтесь разобрать информационный сигнал на фоне шума.

Часть 2. Ограничение ширины полосы частот сигнала и шума

Измерение отношения С/Ш обычно производится на выходе приемника. Шум может попасть в систему передачи информации на любом этапе передачи сообщения, но наиболее вероятная точка проникновения – это канал передачи данных, из-за своей доступности и невозможности его полностью контролировать. Это значит, что спектр шума, попадающего в систему, всегда ограничен, так же как и ограничен спектр передаваемого по каналу связи сигнала. Для того, чтобы наши измерения максимально были близки к реальной системе связи, мы ограничим спектр сигнала и шума.

1. Измените схему, как показано на рисунке 9.3.

Рисунок 9.3

Блок-схема представлена на рисунке 9.4. Блок Baseband LPF модуля Channel используется для ограничения спектра передаваемого сигнала.

Рисунок 9.4

2. Рассмотрите сигнал на выходе. Теперь, когда спектр передаваемого сигнала и добавляемого к нему шума ограничен, он более похож реальную модель передаваемого цифрового сигнала с шумом. Обратите внимание на то, как меняется амплитуда сигнала, на протяжении одного импульсного интервала.

3. Увеличьте уровень шума до -6дБ, а затем до 0дБ. Понаблюдайте, как это влияет на цифровой сигнал.

Часть 3. Определение отношения сигнал-шум

1. Отсоедините провод, идущий от модуля Noise Generator. Теперь на выходе сумматора только полезный сигнал.

2. Определите напряжение сигнала и занесите результат в таблицу 9.1.

3. Присоедините провод, идущий от генератора шумов обратно в разъем -20дБ.

4. Отсоедините провод, идущий от разъема LINE CODE ко входу сумматора SIGNAL. Теперь на выходе сумматора только шум.

5. Занесите значение напряжения шума в таблицу 1.

6. Рассчитайте значения отношения с/ш и занесите их в таблицу.

7. Присоедините провод идущий к разъему SIGNAL модуля Adder на место.

8. Запишите напряжение сигнал с шумом.

9. Рассчитайте отношение с/ш, используя напряжения сигнала с шумом и шума.

10. Проделайте все то же самое для уровня шума 0дБ. Результаты занесите в таблицу. Объясните полученные результаты.

Таблица 9.1

Уровень шума	-20 дБ	0 дБ
Напряжение сигнала	3,836 V	3,836 V
Напряжение шума	170,05 mV	1.998 V
Отношение с/ш	23.5	2.9
Отношение с/ш, дБ	27.06 dB	5.6 dB
Напряжение сигнала с шумом	3,877 V	4.293 V
Отношение с/ш	23.558 V	2.919 V
Отношение с/ш, дБ