3,11Розділення каналів за рівнем та фазою.

В багатоканальних системах за допомогою апаратури канало утворення забезпечується передавання по одній ЛЗ, що розділяється, сигналів декількох джерел до своїх споживачів. Така процедура має назву розділення каналів.

Введемо наступні позначення: Uk(t) - сигнали на виході датчиків, кожен з яких відображає досліджувану величину xk(t), процес і обумовлює модуляцію параметрів ak носія; Uвихk(t) - сигнал на виході кожного пристрою в модуляції; u(t) - сумарний сигнал на вході ЛЗ.

З урахуванням операції модуляції Uвихk(t)=g[a1(t),…ak(t),…an] , де a1(t)…ak(t) - передає інформацію, а aj…an характеризують окремий канал: наприклад частота і фаза носія, розташування на часовій осі, форма тощо. Кожному каналу відповідає своє значення .

Таким чином, у лінію зв’язку поступає сигнал, який зазвичай подається у вигляді суми сигналів окремих каналів:

Тоді на приймальній стороні процес розділення можна розглядати як “селекцію” (фільтрацію) із метою виділення Uвихk(t) чи сигналів датчиків:

В залежності від виду операції фільтрації, який визначається вибраним параметром aj…an, існують два методи розділення каналів: лінійний і нелінійний. В свою чергу, нелінійні способи поділяються на розділення каналів за рівнем та розділення співмножників. Лінійні способи поділяються на: частотний, часовий, просторовий (за довжиною хвиль), диференціальний, фазовий, кодовий, за формою, кореляційний(ортогональний) способи.

Розглянемо один з нелінійних способів розділення каналів – розділення за рівнем. Сигнали, що використовуються не відносяться до групи лінійно незалежних сигналів, які є обов’язковими для лінійних способів. При розділенні каналів за рівнем, у якості канальної ознаки використовується рівень. Для першого каналу береться рівень U₀, для другого каналу береться рівень U₀/2, для третього каналу береться рівень U₀/2²= U₀/4 і т.д.

Для прикладу візьмемо двоканальну систему:

Для виділення сигналів на приймальній стороні формують різницевий сигнал U1 і U2, і після обмеження даний сигнал буде позначатися ΔU, тоді сигнал другого каналу визначатиметься як різниця сумарного сигналу і подвоєного значення обмеженого різницевого сигналу ΔU.

Для виділення канальних сигналів здійснюється операція потенціювання:

При розділенні каналів за фазою використовуються аналогові методи модуляції. В якості носійних коливань використовуються гармонійні коливання, початкові фази яких у сусідніх каналах відрізняються на 90⁰.

Сигнали сумуються і з допомогою фазових детекторів розподіляються між споживачами.

3,12Завадозахищеність івс. Кількісне оцінювання завадозахищеності. Способи підвищення завадозахищеності івс при передаванні інформації. Порівняльна за завадозахищенністю ам та чм.

Под помехоустойчивостью ИИС понимается их способность противостоять вредному влиянию помех. Основные пути повышения помехоустойчивости ИИС связаны с улучшением защиты от помех аналоговых измерительных цепей систем и с уменьшением влияния помех на результат измерения, главным образом, путём соответствующей обработки измерительной информации в ИИС.

Виды и источники помех:

Причинами внутренних помех могут служить тепловые шумы в резисторах, термо-ЭДС, изменение сопротивления изоляции, перекрёстные влияния измерительных цепей, связи измерительных цепей и цепями питания. К внутренним помехам могут быть также отнесены изменения напряжения источников питания, превышающие допустимые.

Внешние атмосферные помехи возникают в результате разрядов молний, а также от электризации частиц в атмосфере Земли.

К другому виду внешних электрических помех относятся индустриальные помехи, создающиеся промышленными установками, радиостанциями, электрооборудованием автотранспорта и т.п.

По форме помехи любого происхождения разделяют на импульсные, флуктуационные и регулярные:

Импульсные помехи – это случайно появляющиеся импульсы (но обычно с интервалом не менее длительности импульса) произвольной формы. Весьма часто форма импульсов имеет экспоненциальный характер: ;

Флуктуационные помехи – непрерывный случайный процесс, распределение вероятностей которого близко к нормальному: .

Регулярные помехи наиболее часто проявляются в виде наведённых помех с частотой сети и её гармоник: .

Для Кількісного оцінювання завадозахвикор цілий ряд критеріїв, показників, залежно від того є система неперерв чи дискретн.

Завадозах для неперерв величин оцінюють :

- критерій абсолютного відхилення (як середньостатистичне від різниці у(т) – вих повідомлення і х(т) – вх повідомлення ∆= у(т)- х(т)

- крите мах відхилен ∆мах=мах( у(т)- х(т))

• критер середньоквадр відхилен σ=√ (у(т)- х(т))²

• відносне абсолютне, мах, середньоквадр відхилення

• зведене абсолютне, мах, середньоквадр відхилення

• відно шення відношень середніх потужностей сигналу та завади на вих та вх ІВС – В

• відношення ефектив значення сигналу до середньоквадр значення завади - β

Завадозах для дискретних величин оцінюють ймовірністю правильного прйому, що визнач-ся Р_пр=1-Р_по (Р_по – ймовірн помилкового прийому переданого повідомлення:

Способи підвищення завадозах:

• вибір завадостійких видів модуляції

• підвищення (збільшення) відношення потужності сигналу до потужності завади

• використання завадост кодів

• повторне передавання одного й того ж повідомлення

• введення зворотного звязку

У ІВС та ТІВС для передавання інформації до споживачів використовують різні види модуляції. Вплив завади на носійне коливання призводить до додаткової (шкідливої) модуляції.його параметрів. Різні параметри носійного коливання будуть по різному реагувати на дію завади, отже завадостійкість різних видів модуляції повинна бути різною.

Завадостійкість різних видів модуляції порівнюється за критерієм В і β.

При АМ потужність модульованого сигналу протягом періоду 2*П*ω_вч змін-ся , а ширина спектра АМ сигналу дорівнює 2*ω_{мах ,} де ω_мах – мах частота у спектрі НЧ модул-го сигналу.

Для ЧМ сигн , його середня потужність є сталою, а ширина спектра

∆ω_сп чм=2*(м+1)* ω_мах .

м=∆ω/ ω_вч

Якщо припустити, що передавальний сигнал х(т) і адитивна завада змін-ся за гармонічним законом, то можна показати, що відношення потужності сигналу та завади на виході приймача при АМ:

(∆Х_м)²/(М_мах)²

∆Х_{м –} мах зміна амплітуди носійного ВЧ коливання при корисній АМ.

М_мах- мах ампл корисного сигналу при шкідливій модуляції

За 100-відсоткової АМ (індекс модул=1, ∆Х_м=Х_м ): (Р_с/Р_∆ )вих=(∆Х_м)² /(Н_м)² =(Р_с/Р_∆ )вих

В_АМ=1

Отже за однотональної АМ, відношення потужності сигналу та завади на вих та вх приймача збігається, тобто є однаковими.

За частотної модуляції

(Р_с/Р_∆ )вих=(∆ω)² /( ∆ω_мах)² = (∆ω*Х_м)²/(Н_м*δω)² = ((∆ω) /( δω))²/ (Р_с/Р_∆ )вх

Δω- зміна частоти при паразитній ЧМ

В_ЧМ=((∆ω) /( δω))²

Оскільки, зазвичай, (∆ω) >>( δω), то частотна модуляція придушує заваду і тим сильніше, чим більше девіація частоти при ЧМ.

Отже, В_ЧМ/ В_АМ=((∆ω) /( δω))² ЧМ забезпечує більшу завадозахищенність ніж АМ

Уразі, якщо корисний сигнал є довільним, а завада флуктуац адитивна, то В_ЧМ/ В_АМ=3,3*м²

Отримані результати є справедл при відношеннях сигнал/завада на вих приймача, що перевищує так зване порогове значення та великих індексах модуляції.