Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Цифровой генератор шума



Цифровой шум представляет собой временной случайный процесс, близкий по своим свойствам к процессу физических шумов и называется поэтому псевдослучайным процессом. Цифровая последовательность двоичных символов в цифровых генераторах шума называется псевдослучайной последовательностью, представляющей собой последовательность прямоугольных импульсов псевдослучайной длительности с псевдослучайными интервалами между ними. Период повторения всей последовательности значительно превышает наибольший интервал между импульсами. Наиболее часто применяются последовательности максимальной длины - М-последовательности, которые формируются при помощи регистров сдвига и сумматоров по модулю 2, использующихся для получения сигнала обратной связи.

Принципиальная схема генератора шума с равномерной спектральной плотностью в рабочем диапазоне частот приведена на рис. 3.32.

Этот генератор шума содержит последовательный восьмиразрядный регистр сдвига, выполненный на микросхеме К561ИР2, сумматор по модулю 2 (DD2.1), тактовый генератор (DD2.3, DD2.4) и цепь запуска (DD2.2), выполненные на микросхеме К561ЛП2.

Тактовый генератор выполнен на элементах DD2.3 и DD2.4 по схеме мультивибратора. С выхода генератора последовательность прямоугольных импульсов с частотой следования около 100 кГц поступает на входы "С" регистров сдвига DD1.1 и DD1.2, образующих 8-разpядный pегистp сдвига. Запись информации в pегистp происходит по входам "D". На вход "D" pегистpа DD1.1 сигнал поступает с элемента обратной связи сумматора по модулю 2 - DD2.1. При включении питания возможно состояние регистров, когда на всех выходах присутствуют низкие уровни. Так как в регистрах М-последовательности запрещено появление нулевой комбинации, то в схему введена цепь запуска генератора, выполненная на элементе DD2.2. При включении питания последний формирует на своем выходе уровень логической единицы, который выводит регистр из нулевого состояния. На дальнейшую работу генератора цепь запуска не оказывает никакого влияния. Сформированный псевдослучайный сигнал снимается с 8-го разряда регистра сдвига и поступает для дальнейшего усиления и излучения. Напряжение источника питания может быть от 3 до 15 В.

В устройстве использованы КМОП микросхемы серии 561, их можно заменить на микротомы серий К564, К1561 или К176. В последнем случае напряжение питания должно быть 9 В.

Правильно собранный генератор в налаживании не нуждается. Изменением тактовой частоты можно регулировать диапазон частот шума и интервал между спектральными составляющими для заданной неравномерности спектра.

 

ШУМ В АМ СВЯЗИ (КОММУНИКАЦИЯХ)

Любое исследование связи и телекоммуникаций неизбежно должна включать рассмотрение шума. Исследование шума важно, потому что он мешает правильному воспроизведению сообщение получателя. Для аналоговых сообщений, таких как речь и музыка, шум, как правило, слышится как шипение и треск, которые накладываются на восстановленные сообщения.

Как вы уже знаете, есть несколько методов демодуляции АМ сигналов. Два из них были продемонстрированы ранее в других экспериментах Emonа DATEX: детектор огибающей и детектор произведения (или, более правильно – демодулятор произведения). В завершение этих экспериментов было видно, что детектор произведения имеет ряд преимуществ по сравнению с детектором огибающей, но его более трудно реализовать на практике. В этом эксперименте будут рассмотрены эти схемы демодуляции при работе с помехами из-за белого шума.

Чтобы сравнить между собой схемы, воздействие шума должно быть объективно оценено количественно. Широко используемым методом для этого является отношение сигнал-шум (SNR). Как следует из названия, SNR это отношение напряжения сигнала (или мощности сигнала) к напряжению шума (или мощности шума).Уравнение для расчета SNR:

,

где: S = напряжение или мощность сигнала, а N = напряжение или мощность шума

Чем больше отношение сигнала к шуму (что является желательным), тем больше SNR. Тем не менее, при работе с сигналами предпочтительнее работать с децибелами:

Для выполнения этих расчетов, должны быть измерены напряжения сигнала (или мощность) и напряжение шума (или мощность шума). В большинстве лабораторных экспериментов, шум контролируется и может быть удален из сигнала. Это делает отдельные измерения сигнала и шума сравнительно простым делом. Тем не менее, некоторых случаях, сигнал не может быть детектирован отдельно от шума, поэтому следует применять следующие расчеты:

Очевидно, что два SNR уравнения дают разные цифры. Тем не менее, для простого количественного сравнения между двумя схемами, эта разница не имеет значения. Более того, чем больше SNR системы, тем меньше разница между значениями в любом случае.

Важно отметить, что спектральный состав шума обычно влияет на амплитудное и пиковое значения напряжения, которые меняются случайным образом и поэтому трудно получить их точные измерения. И, если для тестового сигнала используется не синусоида, амплитудное и пиковое значения напряжения сигнала сообщения может также изменяться. Такой случай лучше для измерения RMS значения напряжения сигнала и шума для расчета SNR.