Здавалка
Главная | Обратная связь

Определение отношения сигнал шум на выходе систем с частотной модуляцией.



В системах и АМ сигналами спектр модулирующего сигнала просто смещается по частоте, а форма его не меняется(по виду спектра модулированного сигнала можно определить вид спектра модулирующего сигнала). Частотная модуляция нелинейна, и это обстоятельство усложняет оценку помехоустойчивости.

схема приёмника ЧМ-сигналов :

На входе приёмника стоит входной полосовой фильтр, который пропускает весь спектр ЧМ-сигнала, т.е. имеет полосу пропускания, равную девиации частоты, и среднюю частоту Далее сигнал поступает на частотный детектор, входной сигнал которого пропорционален текущей частоте.

После частотного детектора стоит ФНЧ с полосой пропускания равной ширине спектра сигнала f(t).

Оценивая, помехоустойчивость систем с частотной модуляцией, допустим, что на выходе приёмника мощность сигнала и шума можно находить независимо одну от другой.

Сначала рассмотрим сигнал в отсутствии шума.

Мощность сигнала

Выходной сигнал частотного детектора U(t) пропорционален мгновенной частоте сигнала ,

Полезный сигнал равен и он отфильтровывается ФНЧ

Мощность полезного сигнала :

Определим мощности входного и выходного шума. Мощность шума определяется как интеграл от его спектральной плотности мощности

Мощность шума на входе приемника

где Δω - полоса частот занимаемая ЧМ сигналом.

Полагаем, как и раньше, что шум белый со спектральной плотностью мощности

и подставляя ее в формулу выше получим:

Отношение сигнал/шум на входе:

Определяя No предположим что сообщение f (t) равно нулю. В этом случае колебание на входе приёмника есть сумма несущей и шума :

где ,

При демодуляции частотно-модулированных сигналов уровень амплитуды имеет значения. Вся информация заложена в его частоте.

Как и в случае АМ сигналов, рассмотрим два случая шума-малого и большого соответственно.

Для первого случая получаем :

На выходе частотного детектора имеем :

Можем найти спектр мощности на выходе фильтра низкой частоты :

Шум это полосовой шум: синосидальная+косинусидальная составляющие

Состоит из двух полос , спектр шума равномерный имеет спектр N/2,следовательно мощность шума, будет равна 2N/2=N

Мощность шума на выходе нижнего частотного фильтра :

В результате находим отношение сигнал-шум по мощности на выходе детектора

окончательно получаем

Если рассматривать случай большого шума, то также возникает пороговый эффект

Если сигнал S1/N1 ослабевает, т.е. уменьшается то сигнал невозможно принять. При большом шуме принять сигнал невозможно.

 

 

Выходной шум приемника ФМ в отличие от ЧМ имеет равномерный спектр

Мощность выходного шума

отношение сигнал шум равно :

Сравним отношение сигнал шум на выходе детектора для ФМ и АМ находим

В случае ФМ как и при ЧМ, отношение S0/N0 увеличивается пропорционально квадрату полосы частот модулированного сигнала

 

 

23 Методы опроса датчиков. Самый простой метод- циклический опрос. Опрашиваем все датчики по очереди.

 

Показывает как часто опрашиваем датчики :


А в линиях связи (выход коммутатора) :как часто работает коммутатор

Вводится понятие информативности коммутатора

, если датчики определены с одинаковой частотой то

Основной плюс, что не надо писать адрес каждый датчик имеет временную частоту. Из недостатков можно выделить тот факт что датчики есть и медленных процессов, опрашиваются так же быстро как и быстрых процессов.

Если сигнал с выхода датчика имеет частоту Fm то его следует опрашивать с частотой

Понятно, что одни датчики имеют одну частоту опроса, а другой другую частоту. Таким образом период опроса определяется самым быстродействующим датчиком. В этом случае медленно действующие датчики опрашиваются зря- избыточность.

Так же недостаток, если возникает необходимость менять состав датчиков, то приходится перестраивать весь коммутатор.

Можно рассмотреть такую схему подключения. когда число датчиков не фиксировано, а может манятся.

Если все ключи вверх, то Д1 будет опрашиваться в 4 раза больше. если только К1 вверх то Д5 и Д1 чаще.Если все ключи вниз-то все подряд опрашивается.

 

24. Многоступенчатая система опроса датчиков.

В тех случаях, когда датчики распределены в пространстве и датчиков много применяют многоступенчатые системы опроса.

Локальные Коммутатор 1ой ступени имеет одинаковое число входов. Пример трех ступенчатая система опроса: ЛК1 – ЛКm имеют одинаковое число входов. Различают последовательный и поочередный опрос. При последовательном опросе вначале опрашиваются все датчики ЛК1 ,ЛК2 и потом последнего. При чередующемся опросе, опрашиваются последовательно все первые датчики ЛК, затем вторые датчики ЛК и т.д.

В Локальных коммутаторах понятие однотипности, мы будем понимать, что частота опроса всех датчиков одинакова (Это означает что отдельные датчики будут опрашиваться в соответствии со своим быстродействием а другие чаще чем это нужно).

Датчики локального коммутатора имеют максимальную частоту спектра сигнала – fm и поэтому они должны опрашиваться с периодом

T- цикл линейного коммутатора. За это время при последовательном опросе должны быть опрошены все датчики линейных коммутаторов.

Количество всех датчиков n*m, следовательно время K должен брать на опрос одного датчика

При чередующемся опросе он за время T должен опросить только первые датчики всем коммутаторов

Частота переключений каналов, какой-то ступени определяется информативностью.

, должна представлять в виде графов.


Каждая вершина коммутатора характеризуется степенью. l = числу ветвей исходящих из предыдущей вершины. Так lb1=2, lb2=2.

Частота опроса каждой вершины равна частоте опроса предыдущих вершинг деленная на степень рассматриваемой вершины

 

Программно адресные устройства сбора информации

Циклический опрос датчиков можно представить в следующем виде :


1) Имеется генератор импульсов и двоичный счетчик. На выходе счечика стоит дешифратор и по мере наполнения счетчика появляется выход по порядку. Эти ключи замыкаются и сигнал поступает.

2) Если код адреса поступает в регистр памяти, то датчики могут опрашиваться по программе.

При практической реализации системы опроса нужно учитывать много обстоятельств связанных с опросом датчиков. Количество таких датчиков может быть большим и датчики все не одинаковые и по значению.

Датчики можно разделить на 2 класса: цифровые и аналоговые. В конечном итоге вся информация преобразуется в цифровую. Т.е. должно использоваться АЦП кроме того часть датчиков нужно опрашивать систематически а другую часть в зависимости от возникающей ситуации. Помимо этого должна быть предусмотрена возможность визуального контроля информации с отдельных датчиков.

Поэтому система сбора информации оказывается достаточно сложным. Блок схему такой системы можно представить следующим образом.

ГФ- генератор форматов. УВСК- устройство выбора скорости передачи. ГС- генератор синхросигналов. ГЖФ- генератор жесткого формата. ФК- форматир.кадров. УОК- устройство обработки команд. Пк- программируемый коммутатор.

Датчики могут опрашиваться с разной частотой

Генератор жесткого формата в зависимости от ситуации может менять опрашиваемые датчики.

Обычно датчики контролируют процесс и в зависимости от технологической ситуации возникает потребность опрос тех или иных датчиков и скорости их опроса, кроме того могут возникать внештатные ситуации когда требуется знание информации от целого ряда датчиков и это должно быть предусмотрено.

Блок-схема :

25,26.27

Адаптирование коммутирование источников информации

Предполагает опрос только информативных датчиков. Для этого каждый датчик должен давать информацию или проверяться на величину этой информативности. В качестве такой величины рассматривается погрешность аппроксимации. Суть работы, которой заключается в следующем : по предыдущему значению отсчета датчика, прогнозируются его значение вых. сигнала датчика к след. моменту опроса. Если разница между этим значением будет у каждого датчика наибольшая, то он и опрашивается. Опрос остальных датчиков игнорируется.

Построение таких систем: параллельные,последовательно-цикличный,параллельно-цикличный,последовательные.







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.