Радиоқабылдағыштар туралы негізгі түсініктемелер

Шынайы цифрлық жүйелерде дискретизация жиілігін F_д сигнал спек-трінің екі еселенген жоғарғы жиілігінен үлкен қылып алады: F_д >2∙F_ж, бұл қа-былдау жағында аналогты сигналды дискретті есептері бойынша қайта қа-лыпқа келтіру үшін дискретті АИМ сигналдың спектрінде қайта фильтрлеу жо-лағын құру үшін қажет. Цифрлық беру жүйесіні құрылғыларының унифика-циясы үшін F_д – ны 8 кГц жиілігіне бөлінетіндей қылып алады.

 

Есептеулер:

DF=2,5 кГц, F_д>2∙2,5 =5 кГц. F_д=8 кГц деп аламыз; Т_д=1/(8∙10³)=125∙10^-6                              с=125 мкс.

М=128. k≥1+log₂128= 8 элемент.

Кванттау қадамы D=2,3 мВ. АЦТ-дегі аналогты сигналдың мүмкін мәндер диапазоны: -292,1¸292,1 мВ [-D∙(М-1) ¸ D∙(М-1)].

АЦТ-тің техникалық параметлері 1-кестеде берілген.

 

1-кесте

Квантталған мәндер Uкв, мВ	0	±2,3	...	±34,5	±36,8
Кванттау деңгейлерінің номерлері	0	±1	...	±15	16
Кванттау деңгейлерінің номерлерінің кодтық комбинациялары	10000000	10000001 00000001	...	10001111 00001111	10000001 00000001
Квантталған мәндер Uкв, мВ	±71,3	±73,6	…	±289,8	±292,1
Квантталған мәндер Uкв, мВ	±31	±32	…	±126	±127
Кванттау деңгейлерінің номерлерінің кодтық комбинациялары	10011111 00011111	10000001 00000001	…	11111110 01111110	11111111 01111111

 

 U_д1= 72 мВ; U_кв1= 71,3 мВ; Деңгей номері N= 31;

 Кодтық комбинация – 10011111

 U_д2= -36 мВ; U_кв2= -34,5 мВ; Деңгей номері N= - 15;

 Кодтық комбинация – 00001111

 

Цифрлық ИКМ сигналдың уақыт диаграммасы 4 суретте көрсетілген.

 

                                1-кодтық                 2-кодтық

                 U_ц(t)       комбинация            комбинация

  1 0 0 1 1  1 1 1 0 0  0  0 1 1 1 1         

                                                                                                           t, мкс                            

              0                          125              250                  

4 сурет - АЦТ шықпасындағы цифрлық ИКМ сигналдың

уақыт диаграммасы

 

3 ЖҰПТЫҚҚА ТЕКСЕРУ КОДЫМЕН КОДТАУ

 

Барлық тақ санына еселi қателердi табатын, бөгеттерге тұрақты (түзетушы) жұптыққа тексеретiн кодпен кодтау кезiнде, k элементтiң ұзындығы қарапайым кодтың бастапқы кодтық комбинацясына бір тексеруші элементі r₁ қосылады. Тек-серуші элементі кодтың толық кодтық комбинация iшiндегi «1» деген элемент-тердiң санын тақ санына жеткiзедi. Тексеруші элементі кодтық комбинацияның соңында, информациялық элементтерден кейін қойылады. Жұптыққа тексеретiн кодтың кодтық комбинацияның ұзындығы келесіге тең:

                                

n=k+1,                                                                                            (1)

 

мұндағы k- қарапайым кодтың кодтық комбинациясының ұзындығы.

 

Тексеруші элементi қарапайым кодтың кодтық комбинациясындағы барлық информациялық  элементтерінің модуль екі бойынша  қосындысымен анықталады:

                                             

r₁=k₁ Å k₂ Å…Å k_k,                                                                                         (2)

мұндағы Å- модуль екі бойынша  қосындысы;

      k₁, k₂ ... k_k- қарапайым кoдтың кодтық комбинациясындағы информа-циялық элементтері.

Жұптыққа тексеретiн кодтың параметрлері: (n, k)=( k+1, k).

 

Есептеулер:

k =8 қарапайым коды үшін, жүптыққа тексеру кодының комбинациясы ұзындығы n=9, код параметрі: (9,8).

             Бірінші кодтық кобинация үшін: 10011111, r = 1Å0Å0Å1Å1Å1Å1Å1=0

Жұптыққа тексеретiн кодтың кодтық комбинациясы: 100111110.

Екінші кодтық комбинация үшін: 00001111, r = 0Å0Å0Å0Å1Å1Å1Å1=0

Жұптыққа тексеретiн кодтың кодтық комбинациясы: 000011110.

Жұптыққа тексеретiн кодты тексеретін кодердің структурклық сұлбасы 5 суретте көрсетілген.

Цифрлық кодталған сигналдың, жұптыққа тексеретiн коррекциялаушы кодтың уақыт диаграммасы 6 суретте көрсетілген.

 

 k₁   k₂    k₃    k₄    k₅    k₆    k₇    k₈     

                                                       RG1

1

2

3

4

5

6

7

8

                                                                                                5 сурет – Жұптыққа тексеру

                                                                                                кодының кодері (9,8)

 

                                                                                                                           

                                                                                      

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

            k₁   k₂    k₃     k₄    k₅    k₆    k₇   k₈    r    RG2

 

 

                                               1- кодтық                        2- кодтық

                       U_цк(t)              комбинация                    комбинация

           1   0   0   1   1  1  1   1  0      0  0   0  0 1  1   1   1  0 

                           

                           

                 0                  125             250                           t, мкс

6 сурет - Жұптыққа тексеретiн код (9,8) кодерінің шығысындағы цифрлық сигналдың уақыт диаграммасы

 

4 БІРЛІК ЭЛЕМЕНТТІҢ ҰЗАҚТЫҒЫН ЕСЕПТЕУ

 

          Цифрлық кодталған сигналдың, коррекциялаушы кодтың бірлік элементінің ұзақтығы дискретизации интервалы F_д және жұптыққа тексеретiн комбинациялық кодпен n анықталады. Бірлік элементінің ұзақтығын тактылы интервал Т_такт деп атаса, ал элементтер ретінің жиілігін тактылы жиілік  F_такт деп атайды. Келтірілген есеп- теориялық және қажетті қосымша қызметші арналарсыз-ақ,бірарналы беріліс жүйелерінде орындалады. 

 

Есепеулер:

Т_такт=Т_д/n, с;  F_такт=1/Т_такт, Гц  или F_такт= F_д∙n, Гц и Т_такт=1/F_такт, с.

F_такт= 8∙9=72 кГц;  Т_такт=1/(72∙10³)=13,9 ∙10^-6 с=13,9 мкс.

 

5 АҚПАРАТТЫ ТАРАТУ ЖӘНЕ МОДУЛЯЦИЯ ЖЫЛДАМДЫҒЫН ЕСЕПТЕУ

N арналы тарату жүйесiндегi В модуляция және R информацияны тарату жылдамдықтарын анықтау кезінде келесілерді ескергенi дұрыс:

- жүйесінің  тарату циклы N арналы сигналдарды тарату үшін құрамында N арналы интервалдарды және синхросигнал мен басқа кызметтiк сигналдарды

тарату үшiн  бiр қосымша арналы интервалды ұстау  керек;

- жүйесіндегi В модуляция жылдамдығы, уақыттың бірлігінде (секунда-ның iшiнде) таратып берiлетiн бiрлiк элементтердiң санына, яғни тарату жүйе-сінің тактiлiк жиiлiгiне тең;

- тактiлiк жиілігiн  анықтау кезінде арналық интервалында  санақтың n элементті кодтық комбинациясы  таратып берілетінін есте сақтау  керек;

- тарату жүйесіндегі  информацияны тарату жылдамдығы  дискреттеу жиілігiн, элементтің энтропиясын ескерумен және информацияны тасымайтын та-ратып берiлетiн қызметтiк сигналдардың элементтерiн  ескерусіз (қосымша ар-налық интервалда таратып берілетін қызметтік сигналдар, санақтардың кодтық комбинацияларындағы жұптыққа тексеретiн кодтың тексеруші элемент-тері) есептелінеді;

- дискреттеу интервалдың  iшiнде информацияны тасыйтын  арналы сигналдар санақтардың N k-элементтi кодтық комбинациялары таратып берi-ледi.

Қарапайым жағдай үшін бір  қызметші арнаны алайық. Онда N-арналы ЦСП, модуляция жылдамдығы В (секундына берілетін элементттер мөлшеріне тең техникалық беріліс жылдамдығы) және ақпарат беру жылдамдығы R (секундына берілетін ақпарат мөлшеріне тең ақпараттық беріліс жылдамдығы) мыныған тең: В=F_Nтакт=F_д∙n∙(N+1), Бод, R=Н_эл∙Fд∙k∙N, бит/с, мұндағы Н_эл- элемент энтропиясы (элементтегі орташа ақпарат мөлшері).  Н_эл=Н_{эл.макс}=1 бит деп алсақ, р(1)=р(0) кезінде, R=Fд∙k∙N, бит/с  екенін аламыз.

 

Есептеулер:

В= 8∙10³∙9∙(3+1)=288∙10³ Бод= 288 кБод.

R = 8∙10³∙8∙3=192∙10³ бит/с= 192 кбит/с.

 

6 ЦИФРЛЫҚ МОДУЛЯТОРДЫҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ  СҰЛБАСЫ

 

 

 

 

 

 

7 сурет- Цифрлық амплитудалы модулятордың структуралық сұлбасы

 

Г_н – тасушы сигнал генераторы S_т(t) = U× cosw_тt;

´ - сигналдар көбейткіші.

Цифрлық амплитудалы модулятордың жұмыс істеу алгоритмі 2 кестеде келтірілген

    2 кесте.

Символ	Модулятор кірісіндегі алғашқы ақпараттық сигнал Uцк(t)	Модулятор шығысындағы екінші модуляцияланған  сигнал S(t)
0	U0(t) = 0	S0(t) = 0
1	U1(t) = Uимп	S1(t) = Sт(t) = U× coswтt

Модулятордың әр түрлі нүктелеріндегі сигналдардың уақыт диаграммасы 8 суретте берілген.

 

                                        1- кодтық                          2- кодтық

                                                   комбинация                      комбинация

              U_цк(t)   1  0  0  1   1  1   1   1    0   0  0   0   0   1  1   1   1   0

    1)              

         0                                                                            t, мкс

 

    2)           0                                                                                t, мкс

                     

    3)      S(t)     

         0                  t, мкс

      125                                     250

 

8 сурет - Модулятордың әр түрлі нүктелеріндегі сигналдардың уақыт диаграммасы

        

ЦАМ сигналының спектрлік диаграммасы 9 суретте келтірілген.

 

 

 

 

 

 

                      0 

 

9 сурет - ЦАМ сигналының спектрлік диаграммасы

 

Әр түрлі  модуляция кезiндегi сигналдың спектiрiнiң  енiн анықтағанда тікбұрышты бейне  импульстiң спектрін спектрлiк тығыздығы бірінші рет нөлге тең болатын жиiлiкке дейiн шектеу кезінде, модуляцияланған сигналдың

спектiрiнiң енiн  есептейтiн жеңілдетілген формуларымен пайдалануға болады:

 

DF_ЦАМ = 2/Т_такт., Гц,  немесе  DF_ЦАМ = 2×F_такт. , Гц.

 

7 ЦИФРЛЫҚ ДЕМОДУЛЯТОРДЫҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ  СҰЛБАСЫ

 

ЦАМ сигналдарды оптималды когерентті емес қабылдау кезіндегі цифрлық демодулятодың структуралық сұлбасы 10 суретте келтірілген. 

 

 

 

 

 

10 сурет - ЦАМ сигналдарды оптималды когерентті емес қабылдау кезіндегі цифрлық демодулятодың структуралық сұлбасы