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.

Описание экспериментальной установки - student2.ru

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 Описание экспериментальной установки - student2.ru со спектральной плотностью Описание экспериментальной установки - student2.ru .

В канале связи (смеситель 5) с сигналом складывается шум Описание экспериментальной установки - student2.ru , 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 Описание экспериментальной установки - student2.ru . В моменты максимального и минимального значений энергии, накопленной фильтром 6, ключевая схема 9 открывается на время Описание экспериментальной установки - student2.ru 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 Описание экспериментальной установки - student2.ru . Если напряжение на выходе детектора огибающей Описание экспериментальной установки - student2.ru , 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 Описание экспериментальной установки - student2.ru на выходах Описание экспериментальной установки - student2.ru или Описание экспериментальной установки - student2.ru 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 Описание экспериментальной установки - student2.ru .

1.3.2 Измерить с помощью вольтметра действующих значений значение Описание экспериментальной установки - student2.ru в канале связи. Регулируя амплитуду сигнала Описание экспериментальной установки - student2.ru , установить значение Описание экспериментальной установки - student2.ru , заданное руководителем занятия.

1.3.3 Подключить осциллограф к выходным зажимам пороговой схемы. К зажимам "+" и "–" Описание экспериментальной установки - student2.ru подключить вольтметр постоянного тока. Предел измерения вольтметра не более 5В. Установить минимальный уровень порогового напряжения Описание экспериментальной установки - student2.ru , при котором на осциллографе наблюдается устойчивая работа пороговой схемы.

Описание экспериментальной установки - student2.ru

Рисунок 4.4 – Временные диаграммы на выходах функциональных блоков макета

1.3.5 Подключить счетчик импульсов к клемме P Описание экспериментальной установки - student2.ru , установив переключатель Описание экспериментальной установки - student2.ru в такое же положение. Измерить число ошибочно принятых символов N(0/1). Измерение повторить трижды. При переключении переключателя Описание экспериментальной установки - student2.ru в новое положение, следить за значением напряжения Описание экспериментальной установки - student2.ru . При необходимости установить его исходное значение. Время Описание экспериментальной установки - student2.ru не меняется.

1.3.6 Установить новое значение Описание экспериментальной установки - student2.ru. Повторить замеры, указанные в п.п. 1.3.4 – 1.3.5 для каждого нового значения порогового напряжения Описание экспериментальной установки - student2.ru. Более тщательно исследовать зависимости в области, когда значение Описание экспериментальной установки - student2.ru и Описание экспериментальной установки - student2.ru близки или равны друг другу.

1.3.7 Измерить общее число единичных посылок Описание экспериментальной установки - student2.ru на входе канала связи за время Описание экспериментальной установки - student2.ru . Для этого вход частотомера подключить к выходу мультивибратора.

1.3.8 Рассчитать общую вероятность ошибки приема Описание экспериментальной установки - student2.ru для каждого значения Описание экспериментальной установки - student2.ru . Данные измерений и вычислений занести в табл. 4.1.

1.3.9 По данным табл. 4.1 построить зависимость Описание экспериментальной установки - student2.ru для фиксированного значения параметра Описание экспериментальной установки - student2.ru . Определить из графика значение Описание экспериментальной установки - student2.ru и соответствующее ему значение Описание экспериментальной установки - student2.ru .

1.3.10. Объяснить полученные результаты и сделать выводы.

Таблица 4.1- Результаты исследования зависимости Описание экспериментальной установки - student2.ru от Описание экспериментальной установки - student2.ru

Описание экспериментальной установки - student2.ru
№ п/п Описание экспериментальной установки - student2.ru , мВ N(1/0) N(0/1) Nср(1/0) Nср(0/1) Описание экспериментальной установки - student2.ru Описание экспериментальной установки - student2.ru Pош
                 
   
   
Описание экспериментальной установки - student2.ru

Наши рекомендации