Билет 22

1)Амплитудный детектор

Амплитудный детектор служит для выделения амплитудной огибающей высокочастотного радиосигнала. В настоящее время их обычно реализуют на аналоговых умножителях или программным образом в сигнальных процессорах.

При обсуждении видов модуляции принимаемого сигнала, применяющихся в наземных системах мобильной радиосвязи, мы выяснили, что амплитудная модуляция не применяется в системах наземной радиосвязи. Амплитудную модуляцию применяют только в диапазоне частот 118...136 МГц для связи с самолётами. В цифровых системах наземной мобильной радиосвязи, в том числе и сотовой связи, амплитудные детекторы (демодуляторы) в чистом виде не применяются. Однако, учитывая, что практически все современные виды цифровой модуляции содержат амплитудную составляющую, в видоизмененном виде в цифровом демодуляторе присутствует амплитудный детектор. Причем, если учесть, что индекс этой паразитной модуляции составляет не 30%, как в аналоговой АМ, а достигает 100%, то сложность решаемых задач возрастает на порядок.

Тем не менее для полноты картины рассмотрим схему амплитудного детектора, позволяющего превратить значения амплитуды высокочастотного сигнала в низкочастотные колебания. Первоначально амплитуду высокочастотного колебания выделяли на электронных приборах с нелинейной вольтамперной характеристикой,таких как полупроводниковые диоды и транзисторы. Требующаяся для амплитудного детектирования вольтамперная характеристика (ВАХ) нелинейного элемента приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Вольтамперная характеристика нелинейного элемента, необходимая для детектирования амплитудной модуляции

При прохождении амплитудно-модулированного сигнала через электронный прибор с вольтамперной характерестикой, приведенной на рисунке 1, в выходном токе появляется составляющая, пропорциональная амплитуде входного сигнала. Процесс детектирования на электронном приборе с подобной вольтамперной характеристике поясняется на рисунке 2.

Амплитудный детектор (АД) предназначен для получения на выходе сигнала, пропорционального огибающей. Пусть на входе детектора действует сигнал

 .

На выходе АД сигнал должен иметь вид

 ,

где   - коэффициент передачи детектора в полосе частот огибающей.

Чтобы коэффициент передачи детектора не зависел от времени, т.е. осуществлялось бы линейное преобразование огибающей, угол отсечки желательно выбрать вблизи 90° . Тогда огибающая импульсов тока будет равна

 .

2)Способы увеличения энтропии

Сформулируем качественно основные способы увеличения энтропии. 1) Наличие корреляционных связей между сообщениями, символами уменьшает энтропию. Для увеличения энтропии осуществляют операцию декорреляции символов, сообщений. Один из способов декорреляции символов - укрупнение сообщений, т.е. символами нового кода будут не отдельные буквы, а целые слова. Корреляционные связи между словами гораздо меньше, чем между символами. Следовательно, укрупненные символы нового кода, соответствующие словам старого кода будут практически некоррелированы, т.е. энтропия нового кода увеличится. Например, сообщение «удовлетворительно», состоящее из 17 букв, можно закодировать одной цифрой «3». Т.о. скорость передачи информации для этого частного случая увеличится в 17 раз, так как одно и то же количество информации будет передано не 17-ю символами, а только одним символом. Однако, при этом падает помехоустойчивость приема, так как ошибку при приеме символа «3» исправить невозможно, а ошибка в одном из 17 символов слова «удовлетворительно» практически не изменяет смысла всего сообщения благодаря корреляционным связям между буквами. Второй способ декорреляции символов - предсказание следующего символа по предыдущим и передача только ошибки предсказания. 2) Неравновероятность сообщений уменьшает энтропию. Для увеличения энтропии надо перекодировать сообщения так, чтобы символы нового кода были практически равновероятны. При этом наиболее вероятные сообщения кодируются наиболее короткими кодовыми комбинациями. 3) Для дальнейшего увеличения энтропии необходимо увеличивать основание кода m, так как для источника (кода) с равновероятными символами максимальное значение энтропии равно Нmax =logm.