6.2. Помехоустойчивость непрерывных каналов связи с импульсной модуляцией6.2.1. Помехоустойчивость систем передачи с импульсными методами модуляции В реальных системах форму канальных импульсов стремятся сделать близкой к колоколообразной (рис. 6.4,а). У таких импульсов энергия сосредоточена в более узкой полосе частот, чем у прямоугольных. Важным параметром импульсов является крутизна фронта (см. рис. 6.4,а) Для удобства анализа колоколообразную форму импульса заменим трапецеидальной с амплитудой Помехоустойчивость систем связи оценивается через выигрыш, который можно представить в виде выражения:
где Определим вначале выигрыш Отношение сигнал/шум на входе приемника определяется выражением:
Отношение сигнал/шум на выходе канала тональной частоты:
т.к. максимальное значение полезного сигнала на выходе демодулирующего ФНЧ:
где Эффективное значение напряжения помехи на выходе индивидуального канала:
тогда:
откуда величина выигрыша для АИМ:
Таким образом, при АИМ отношение сигнал/шум на выходе демодулятора пропорционально глубине амплитудной модуляции. Максимальная помехоустойчивость достигается при Оценим теперь помехоустойчивость систем связи с ФИМ (ДИМ). В этом случае сигнал на выходе демодулятора пропорционален девиации длительности При ФИМ, как и при ДИМ, можно исключить значительную часть искажений, а также аддитивных шумов, путем двухстороннего ограничения импульсов по амплитуде и их последующего восстановления по длительности. Предположим, что ограничитель обладает порогом ограничения Отношение сигнал/шум на входе демодулятора, можно оценить на основании подобия треугольников (рис. 6.4,б) через отношение:
Отношение сигнал/шум на выходе канала тональной частоты будет определяться выражением (6.3). Максимальное значение полезного сигнала на выходе демодулятора пропорционально девиации канальных импульсов Эффективное напряжение шума на выходе демодулятора:
тогда:
Подставляя (6.4) и (6.5) в (6.2), получим выигрыш при ФИМ:
Аналогично подставляя (6.4) и (6.6) в (6.2), получим выигрыш при ДИМ:
Очевидно, выигрыш при ФИМ (ДИМ) прямо пропорционален девиации положения (длительности) канальных импульсов Так как на практике всегда выполняются неравенства Сравним между собой системы с ДИМ и ФИМ. Для получения требуемой девиации среднюю длительность канальных импульсов при ДИМ приходиться выбирать большей, чем при ФИМ. Это приводит к тому что В то же время в системах с ФИМ длительность всех канальных импульсов одинакова и неизменна, что позволяет лучше согласовывать полосу пропускания приемопередающих трактов со спектрами сигналов и тем самым достичь более высокой помехоустойчивости. Кроме того, при ФИМ есть возможность дополнительно снизить влияние помех за счет регенерации канальных импульсов не только по амплитуде (как при ШИМ), но и по длительности, что невозможно в системе с ШИМ. Поэтому в современных системах связи с ВРК преимущественно применяется ФИМ, а АИМ и ШИМ используются как промежуточные процедуры при формировании и обработки импульсно-модулированных сигналов.
|