Реферат на тему Особенности детектирования цифровых сигналов (виды, синхронизация)

Содержание:

Введение 3
1. Общие принципы детектирования сигналов 4
2. Некогерентное детектирование сигналов 8
3. Модуляция и когерентное детектирование на примере IQ сигналов 11
Заключение 16
Список использованной литературы 17

Введение:

Цифровой сигнал представляет собой сигнал, который можно представить в виде последовательности цифровых значений. На сегодняшний день наиболее распространенными являются двоичные цифровые сигналы (битовый поток) в связи с простотой кодирования и применяемые в двоичной электронике. Для передачи цифрового сигнала по аналоговым каналам (например, электрическим или радиоканалам) используются различные виды манипуляции (модуляции).
Важным свойством цифрового сигнала, определившего его доминирование в современных системах связи, является его способность к полной регенерации в ретрансляторе (до некоторого порогового отношения сигнал/шум). Когда в ретранслятор приходит сигнал с небольшими помехами, он преобразуется в цифровую форму, и ретранслятор заново формирует сигнал, полностью убирая искажения. Аналоговый же сигнал удаётся усилить лишь вместе с наложившимися на него шумами.
Детектирование цифровых сигналов сводится к выделению огибающей каждого радиоимпульса, поступающего на вход. Детектор называется детектором радиоимпульсов. Наличие радиоимпульса символизирует «1» в двоичном цифровом коде. Его отсутствие — «0».
Детектирование — это процесс выделения модулирующего сигнала из модулированного колебания или сигнала. Детектирование может осуществляться при когерентном и некогерентном приеме сигналов.
Целью данной работы является изучение особенностей детектирования цифровых сигналов.

Заключение:

Детектирование (демодуляция) представляет собой нелинейный процесс, в результате которого из модулированного высокочастотного сигнала происходит выделение низкочастотного сигнала сообщения.
Детектированием называется преобразование модулированного сигнала высокой частоты в сигнал частоты модуляции (о есть, это перенос спектра высоких частот в области низких частот). Этот процесс происходит в результате воздействия модулированных колебаний на нелинейный элемент электрической цепи. Этим элементом является детектор. В качестве детектора чаще всего используются полупроводниковые диоды, хотя могут использоваться и транзисторы, и лампы.
Исходя из рассмотренного в работе материала, можно сделать вывод о том, что при когерентном приеме, при детектировании, используются данные о начальной фазе сигнала. При некогерентном приеме, при детектировании, не используются данные о начальной фазе сигнала.
Когерентное детектирование используется для выделения модулирующих сигналов из принимаемых АМ-ПН, АМ-ПН-ОБП, ФМ и ЧМ сигналов, а также для выделения модулирующих двоичных
В случае некогерентного детектирования используется дифференциальная двоичная фазовая манипуляция. Детектор, выполняющий некогерентное детектирование частотномодулированных сигналов, является детектором энергии без измерения фазы. Поэтому он требует вдвое большего числа ветвей-каналов, чем когерентный.

Фрагмент текста работы:

1. Общие принципы детектирования сигналов
Детектирование осуществляется в специализированных устройствах — детекторах. Условное графическое обозначение детектора имеет вид:

Рисунок 1. Условное графическое обозначение детектора: а) при когерентном приеме, б) при некогерентном приеме
Характеристиками детектора являются :
• Детекторная характеристика,
• частотная характеристика,
• коэффициент передачи.

Рисунок 2. Детекторная характеристика детектора
Детекторная характеристика является зависимостью постоянной составляющей напряжения на выходе детектора от изменения информационного параметра несущей, которая подводится к нему. При АМ информационным параметром является амплитуда, при ЧМ частота, при ФМ фаза.

Рисунок 3. Частотная характеристика детектора
Частотная характеристика представляет собой зависимость амплитуды выходного напряжения Umu детектора от частоты модулирующего гармонического сигнала. Реальная характеристика имеет линейный характер и постоянна для Umu на всех частотах. Отклонение реальной характеристики от идеальной приводит к частотным искажениям модулирующего сигнала . Также как и для модуляторов, по частотной характеристике определяют полосу пропускания детектора.
Коэффициент передачи детектора определяется для гармонического модулирующего сигнала и равен отношению амплитуды гармонического сигнала Umu к амплитуде приращения информационного параметра несущей
Кд = Umu/Um
Коэффициент передачи детектора можно определить из детекторной характеристики:
Кд = ktg
где k — масштабный коэффициент пропорциональности.
Пример схемы частотного детектора-дискриминатора (также его иногда называют дифференциальным детектором) приведен на рис. 4.

Рисунок 4. Схемы детектора-дискриминатора (а) и векторные диаграммы, поясняющие принцип его работы (б)
В этой схеме имеется два резонансных индуктивно связанных контура L1C1 и L2C2, которые настраиваются точно на частоту сигнала ПЧ. Напряжения, снимаемые с противоположных ветвей контура L2C2, выпрямляются на диодах VD1, VD2 и затем подаются на нагрузку в виде сопротивлений R1, R2 (конденсаторы C6, C7 шунтируют нагрузку по радиочастоте, предотвращая проникновение в последующие каскады радиочастотной составляющей). При совпадении частоты входного сигнала Uвх с резонансной частотой контура L2C2 сигнал U2, снимаемый с этого контура, на 90° опережает входной сигнал (заметим, что напряжение подводимое в среднюю точку L2 равно Uвх). Поскольку выпрямленные напряжения UR1, UR2, действующие на резисторах R1, R2, пропорциональны напряжениям U3, U4 (рис. 3.6‑10б), то результирующее напряжение на выходе детектора, равное разности UR1 – UR2, при резонансной частоте будет равно нулю (Uвых=UR1–UR2=0). При изменении частоты сигнала будет наблюдаться фазовый сдвиг между входным сигналом и сигналом, выделяемым на контуре L2C2, отличный от 90°. Из-за этого выпрямленные напряжения UR1 и UR2 окажутся различными и на выходе детектора появится сигнал соответствующего знака и амплитуды.
Основными свойствами детектора-дискриминатора являются:
• высокая линейность передаточной характеристики, однако чувствительность к амплитудным помехам очень высока, поэтому необходимо применение ограничителя амплитуды на входе детектора;
• оба контура детектора настраиваются на частоту несущей входного сигнала;
• при равенстве частоты входного сигнала частоте настройки резонансных контуров напряжение на выходе детектора равно нулю.
Степень нелинейных искажений и крутизна характеристики детектора определяется фактором связи между контурами. В пределах заданной максимальной девиации частоты ЧМ сигнала характеристика детектора должна быть линейной. Расширить полосу пропускания (крутизна при этом будет снижаться) можно, зашунтировав один или оба контура резисторами с небольшими сопротивлениями, т.е. снизив добротности контуров.