3.4.Проведение исследований

По номеру варианта выбрать количество каналовN. Номер варианта определяется последними 2-мя цифрами студенческого билета минус число, кратное 20, которое соответствует номеру варианта в Табл.3.1

Табл. 3.1

№ вар	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
N	60	600	120	540	180	480	300	420	360	720
№ вар	11	12	13	14	15	16	17	18	19	0
N	30	570	90	510	150	450	270	390	330	780

По материалам раздела 1.2. рассчитайте относительную величину мощности несущей с предыскажениями и без них и в зависимости от варианта загрузки МС и числа ТК. Рассчитайте относительную мощность распределенного спектра:

А_рi= 1 -a_дi(3.7)

Сделайте выводы на основании расчетов.

3.4.Экспериментальные исследования.

Соберите схему для проведения исследований, приведенную на рис. 1.2. Экспериментальные исследования проводить в следующей последовательности:

1. Установите кнопку переключателя каналов на передающей части прибора ИПП Пд в положение числа ТК N1320 или 720 каналов.

2. Выходной уровень ИПП ПД установите на уровне -30дБм.

3. Установите на анализаторе частоты частоту 70 МГц.

4. Полосу анализа установите равной 10 кГц.

5. Видеофильтр установите на частоте 10 кГц-100Гц.

6. Скорость развертки установить 10мс/дел.

7. Установите логарифмический режим индикатора спектранализатора.

8. Измерьте в величину мощности несущей в мм на экране индикатора - А1д

9. Уменьшите затухание выходного уровня ИПП ПД (L) до уровняL2, соответствующего приблизительно половинной величине несущей, мм - А1д /2, и записатьL2. Это примерно соответствует согласно рис. 3.2 половинной загрузке (N/2) ТК МС для 2-го варианта (для больших девиаций частот ЧМ сигнала)..

10. Изменяя L_iчерез 1 дБ относительноL2 измерить значения мощности несущей А1д_iв логарифмическом масштабе [мм].

11. Построить график А1д_i(А1д_i).

12. Из построенного графика рассчитать наклон прямой 2 варианта загрузки на рис.3.2

Анакл = 4(L3-L2)/N, (3.8)

где L3 – затухание сигнала, соответствующее значению 0,75 А1д.

3.5. Содержание отчета

1. Графики изменений мощности несущей в зависимости от варианта загрузки телефонными каналами с предыскажениями МС , применяемыми на РРЛ, и без них

2. Структурная схема измерений

3. График значений изменений мощности несущей от величины затухания сигнала ИПП ПД

4. Расчетное значение наклона варианта 2.

5. Выводы по результатам исследований.

Лабораторная работа 4

ИССЛЕДОВАНИЕ РАССЕЯНИЯ НЕСУЩИХ ЧМ СИГНАЛОВ

СИГНАЛАМИ ДИСПЕРСИИ

4.1 Цель занятий

Изучить и исследовать методы рассеяния мощностей несущих многоканальных РТС ПИ для уменьшения мощности помех аналоговым РРЛ.

4.2. Изучения методов подавления мощности несущих в РТСПИ

В лабораторной работе изучаются методы рассеяния несущих в аналоговых многокальных РТС ПИ за счет ввода сигналов дисперсии (СД). Спектры последних расположены ниже частоты модулирующего МС. СД применяются для ССС при передаче:

1. Телевизионных сигналов наложением на сигналы пилообразного колебания частотой 1-10 Гц. Они изучаются в лекционных курсах.

2. Шумовых сигналов в полосе частот ниже спектра МС. Спектр модулирующего сигнала вместе с СД Gмсд показан на рис. 4.1

Рассмотрим 2-й вариант загрузки Т К, приведенный в лабораторной работе 3. При уменьшении числа телефонных каналов спектральная плотность уменьшается пропорционально числу действующих каналов, а эффективная девиация частоты и относительная мощность несущей определяется формулами (3.3) и (3.4). Увеличение относительной мощности несущей компенсируется увеличением мощности СД. Найдем формулу для расчета эффективной девиации частоты при изменении МС. МС и СД описывается нормальным стационарным процессом. Мгновенное значение ЧМ, модулированного МС, аналогично (1.1) может быть записан в виде:

u_c=U_cсоs(ώ_ct+ Δώ_эсх^(-1)+ Δώ_эдy^(-1)), (4.1)

где

1/(F_2д–F_1д] ,F_1д<F<F_2д

g_д(F) = - (4.2)

0 , F<F_1д,F>F_2д

нормированный спектр модулирующего СД,

у^(-1)-нормальные процессы СД;

Δώ_эд= 2πΔf_Эл – величина эффективной девиации частоты, которую необходимо определить при изменении загрузки ТК.

Сравнивая (4.1) и (2.6) видим, что (4.1) в (2.6) соответствует формуле под знаком дифференциала, но отличается от последнего тем, что спектры х^(-1)и у^(-1)не пересекаются. Следовательно, корреляционная функция ЧМ сигнала также, как (2.7) может быть представлена в виде произведения корреляционных функций ЧМ сигнала, модулированного МС, ЧМ сигнала, модулированного СД. Тогда аналогично (2.11) мощность дискретной составляющей равна

а_дсд= а_да_дд, (4.3)

где а_ддмощность дискретной составляющей спектра ЧМ сигнала, модулированного СД, аналогично (1.10) и (1.13) рассчитывается по формуле

а_дп=exp( - М_дк), (4.4)

М_дк=Δf²_эд /F_2дF_1д.

Из (4.3) следует, что для подавления наиболее сильно мешающей работе многоканальных РТС ПИ дискретной составляющей в ССС может быть компенсировано СД. Составим уравнение для нахождения Δf²_эд

а_д= а_дiа_ддi, (4.5)

где а_д– дискретная составляющая спектра ЧМ сигнала при полной загрузке ТК,

а_дi– увеличение дискретной составляющей при уменьшении числа ТК,

а_ддi– уменьшение дискретной составляющей, компенсирующее увеличение а_дi

Подставляя соответствующие составляющие в децибелах уравнение (4.5) может быть записано в виде

- 4,33 Δf²_эс /F₂F₁= - 4,33Δf²_эсi /F₂F₁- 4,33Δf²_эдi /F_2дF_1д. (4.6)

Решая (4.6) относительно Δf_эдполучим

Δf_эдi=Δf_эс[F_2дF_1д(1 –N_i/N)/F₂F₁]^0,5. (4.7)

Анализ (4.7) показывает, что для сохранения неизменной мощности несущей ЧМ сигнала требуется не очень большая величина Δf_эдi, что подтверждается результатами расчета в Маткад-2001, которые приводятся на рис. 4.2

На рис. 4.3 приводятся результаты расчета дискретной составляющей ad, которые служат для контроля эффективности рассеяния несущей ЧМ сигнала СД.

Из (4.7) максимальная эффективная девиации частоты в отсутствии передаваемых телефонных каналов равна

Δf_{эд max}=Δf_эс[F_2дF_1д/F₂F₁]^0,5. (4.8)

Результаты расчета Δf_{эд max}в зависимости отF_1дприведены на рис. 4.4. Контроль эффективности рассеяния дискретной составляющейadдля этого варианта приводится на рис. 4.5. Согласно (1.5) можно величину эффективной девиации частоты пересчитать в эквивалентно число телефонных каналовNdпо формуле

Nd= 20 (Δf_эд/f_k)². (4.9)

Значения Ndприведены на рис. 4.5 в зависимости от нижней частоты спектра СД.

Анализ результатов расчетов показывает:

1. Требуемая максимальная эффективная девиация частоты СД Δf_{эд max}монотонно увеличивается с увеличением нижней частоты СД достигает своего максимумаΔf_эдF2dна верхней частоте СД.

2. Δf_эдF2dна порядок по величине меньше эффективной девиации частоты ЧМ сигнала.

Отметим, что рекомендации МСЭ рассматривают дискретные составляющие в пределах полосы частот ТК (4кГц). Поэтому нельзя брать очень малые значения F_2дF_1д, т.к. может привести к уменьшениюΔf_эдiи спектр ЧМ сигнала может оказаться в пределах частоты 4 кГц, но это требует проведения дополнительных исследований и уточнений. Например, может потребоваться учет эффективности рассеяния, определяемой шириной спектра рассеяния несущей. Учитывая, что ЧМ сигнал, модулированного СД, имеет большие девиации частоты (Δf²_эд >>F_2дF_1д), ширину спектра рассеяния несущей можно оценить в помощью (1.16) и рассчитать соответствующую эффективность и получить новые оригинальные материалы.

Другим вариантом самостоятельного исследования может быть выбор другого алгоритма выбора мощности СД, например, из условия увеличения мощности СД на такую величину, что и уменьшение мощности МС. Однако при этом Δf_эдiможет оказаться чрезмерно большой, что приведет к неэффективному использованию частотного ресурса после его освобождения. Здесь возможно потребуется снижение увеличения мощности СД по дополнительному алгоритму или с использованием весовых коэффициентов