книги / Многочастотные системы передачи дискретных сигналов

однако во многих случаях его трудно реализовать. Анализ показывает, что помехоустойчивость, близкую к потенци­ альной, можно обеспечить квазиоптимальным приемником, имеющим более простое схемное решение.

Основная трудность при разработке приемников мно­ гочастотных сигналов заключается в необходимости обес­ печения взаимодействия сравнительно большого количества полосовых фильтров. Дополнительная трудность появляет­ ся еще в том случае, когда приемник должен принимать сигналы, имеющие разный уровень. Для повышения поме­ хоустойчивости при приеме многочастотных сигналов не­ приводимого сменно-посылочного кода (см. гл. 2) применяют аналоговые или дискретные методы приема.

М НОГОЧАСТОТНЫ Х СИГНАЛОВ

Приемник с детектором помех. Аналоговый метод выяв­ ления ошибок в приемнике с детектором помех заключается в уменьшении решающих объемов (рис. 30). Сигналы, кото­ рые будут находиться в объемах К*, можно трактовать как

,ошибочные с достаточной вероятностью Вероятность по­ явления помех составит

Коэффициент уменьшения действия помех при приеме сигналов, искаженных помехами кв, можно определить из отношения

Оставшаяся вероятность ошибочного приема сигнала составит

Р оъ = Р о Р об*

Однако детектор помех часть сигналов^ лежащих в

объемах V*, принимает как ошибочные, в то время как они были бы приняты правильно без этого детектора. Следовательно, при использовании этого метода приема возникает избыточность помех с вероятностью

Риз — ^ п .п — Роб* (4 .10)

Коэффициент' избыточнос­ ти помех определится.

рри приеме на приемник с детектором помех в многочастот­ ных системах рассмотрим, например, амплитудный детектор помех, границы действия которого показаны на рис. 31. Ши­ рина полосы частот каждого подканала в многочастотной системе передачи составляет 2К0, а ширина суженного ре­ шающего объема — 2/Со — 2/С- Для облегчения анализа ограничимся рассмотрением двух соседних подканалов. Предположим, что искаженный помехой принимаемый сиг­ нал имеет нормальное распределение. Тогда вероятность правильного приема сигнала можно трактовать как попа­ дание частотного сигнала в полосу пропускания 2/<0:

где <т — среднее квадратическое отклонение значения час­ тоты сигнала, получаемое при наложении аддитивного шума. • При Нормализации этого выражения и использовании

интеграла вероятности, можно записать

(4.13)

Вероятность ошибки при приеме на приемник без детек­ тора помех зависит от попадания частотного сигнала в по­ лосы пропускания соседних подканалов и составит

(4 .1 4 )

вероятность появления помех определится шириной зон неопределенности:

(4 .1 5 )

а вероятность обнаружения помех, соответственно, шн- 'риной зон неопределенности соседних подканалов:

Оставшаяся вероятность ошибочного приема составит

Р ос — Р о Р об — Ф

На основе полученных вероятностей определим коэф­ фициент уменьшения действия помех при приеме сигна­ лов, искаженных помехами кв, и коэффициент избыточ­ ности помех гв. Коэффициент уменьшения действия помех при приеме сигналов, согласно выражению (4.9), опре­ делится

а коэффициент избыточности помех, согласно выраже­ нию (4.11),

без разделения частот на группы, можно для приема много­ частотных сигналов использовать приемник с обобщенной дифференциальной схемой включения фильтров (ОДС). Та­ кие приемники используют для низкоскоростных многоча­ стотных систем передачи данных (20—40 знаков в секунду, где каждый знак содержит 8 бит).

Структурная схема приемника с ОДС [101 показана на рис. 34. Приемник содержит фильтры с узкими полосами пропускания, выпрямители, обобщенную дифференциаль­ ную схему ОДС и пороговые элементы (ПЭ), ОДС является основным узлом такого приемника и дает возможность диф­

ные сигналы т„-частотных единичных элементов пода­ ются на дифференциальную схему таким образом,чтобы из сигнала вычиталось наибольшее выпрямленное напря­ жение помехи, поступающее от одного из пч — тч 'фильт­ ров, резонансные частоты которых не совпадают с частотами принимаемого т ч-частотного единичного элемента. Благо­ даря этому в течение времени приема т ч-частотного единич­ ного элемента исключаются ложные срабатывания —

—т ч пороговых элементов.

Использование ОДС в приемнике позволяет исключить

ложные срабатывания пороговых элементов от воздействия помех, при этом ширина решающего объема подканала со­ ставит 2/С0 (рис. 35).

\ При уровне срабатывания порогового элемента, включен­ ного на выходе ОДС 4/ср = 0, что иногда выполняется для повышения чувствительности и быстродействия приемни­

помехой сигнала, имеющего нормальное распределение, справедливы выражения (4.13)...(4.16).

При введении уровня срабатывания порогового элемента (/ср > 0 произойдет' сужение решающего объема за сче-» исключения зоны неопределенности (неуверенного приема). Вероятность правильного приема сигнала (рис. 35) опре« делится

(4.20)

Рис, 35. К объяснению действия ОДС в приемнике

Вероятность ошибочного приема сигнала с учетом выражения (4.20) составит

торая может быть устранена введением порога срабаты­ вания. Тогда (рис. 35)

^П.П = Роб = Ф

Оставшаяся вероятность ошибочного приема опреде­ лится

я — Л - я — # ( ? 5 ^ 5 ) - * ( 5 ^ ) .

Согласно выражению (4.9), коэффициент у действия помех при приеме сигналов

а коэффициент избыточности помех |см. выражение (4.11)] будет зависеть от уровня срабатывания порогового эле­ мента 1/ Ср н при определенных условиях, например, для

несколько больше, чем для приемника с детектором помех. Эго объясняется введением уровня срабатывания пороговых элементов, включенных на выходе схемы ОДС, что умень­ шает решающие объемы н соответственно вероятность по­ падания в эти объемы помех.

Структуру ОДС выбирают в зависимости от общего чис­ ла частот п ч и количества частот пи, в единичном элементе, которые принимаются из канала связи одновременно; ОДС должна быть построена таким образом, чтобы все пороговые элементы фильтров, резонансные частоты которых не сов­ падают с рабочими, были заперты в течение приема шччастотного единичного элемента.

На рис. 36 изображена схема ОДС для приема одиочастотных единичных элементов ( т ч = 1) при общем количе­ стве используемых частот п ч. Рассмотрим работу схемы на

пает на выпрямитель 1В, где выпрямляется диодными мос­ тами 1 В' и 1В". С выхода моста 1В[ выпрямленное напря­ жение отрицательной полярности подается в точку 1 диф­ ференциальной схемы на звено Р11, С11, на котором выде­ ляется постоянная составляющая напряжения частоты сиг­ нала. Одновременно выпрямленное напряжение частоты сигнала положительной полярности с выхода моста 1В' поступает на матрицу и посредством диодов Д12, .... Д/п подается в точки 2', .... п' дифференциальной схемы. На звеньях Р22у С22, ..., Рп2, Сп2 выделяются постоянные составляющие напряжения рабочей частоты /|, направлен-

1/ Р = У с .ф - и п.ф.

Аналогичная картина наблюдается на входе других по­ роговых элементов при соответствующем изменении час­ тоты сигнала. Если в момент приема рабочей частоты на входе приемника возникает помеха, состоящая из одной или более час­ тот с амплитудами, мало отличаю­ щимися от амплитуды сигнала, то

вточках 2 ', .... п' дифференци­ альной схемы возникают положи­ тельные потенциалы напряжения значительной величины. При этом разностное напряжение 1/р будет мало, и при 6/р < ИС{, ни один из 1 пороговых элементов не сработает. Сопротивления резисторов /?//, Я21, .... Нп1 и емкости конденса- ' торов СИ, С21, .... Сп1 находятся

взависимости от значений соответ­ ствующих рабочих частот для обес­ печения необходимо» постоянной времени разряда емкости. Сопро-

лов необходимо предусмотреть разрешение выбранных двух­ частотных сочетаний. На рис. 37 показано действие ОДС для тч = 2 и я ч, равном соответственно 4, 6 и 8 частотам. Из рисунка видно, что приемники с ОДС требуют либо при­ менения двух структур ОДС для приема всех частотных со-

четаний многочастотных единичных элементов НС-кода при т , = 2 , либо увеличения избыточности кода при использо­ вании только одной ОДС. Например, приемник с ОДС, ко­ торый включает в себя специальный узел сложения (УС),

Г ® = Т

7 'Я

г @ = Г

я? '

- Е й »

кт4

& я у

о

|#П*Г |3с|

Рис. 38. Схема ОДС с узлом сложения

позволяет принимать любой многочастотный единичный эле­ мент и не требует переключения матриц или увеличения избыточности используемого кода. На рис. 38 показана схема приемника с ОДС и УС для тч = 2 и п ч = 4. Для такого приемника напряжение сигнала на выходе возбужденного (рабочего) фильтра должно быть больше по сравнению о