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 : 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.
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 : 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.
|