9.2. Помехоустойчивость приема ШИМ-ШПС

На рис. 9.1 изображены структурные схемы передатчика и приемника ШИМ-ШПС. В передатчике (рис. 9.1,а) непрерывное сообщение от источника информации (ИИ) поступает на широтно-импульсный модулятор (ШИМ), который управляется генератором тактовой частоты колебание подается на балансный модулятор (БМ), который выполняет функции перемножителя.

Рис. 9.1. Структурные схемы передатчика и приемника ШИМ-ШПС

На второй вход балансного модулятора подается ШПС в виде фазоманипулированного сигнала (ФМ) от генератора шумоподобных сигналов В мощных каскадах передатчика (ПЕР) производится перенос ШИМ-ШПС на несущую частоту и усиление по мощности, а затем сигнал излучается в пространство. Сигнал, поступающий на вход приемника (ПР) (рис. 9.1,б), усиливается в первых каскадах ПР и переносится на видеочастоту, а затем поступает на вход БМ, который выполняет функции перемножителя. На второй вход балансного модулятора поступает ШПС от ГШПС. Затем ШИМ колебание (без подается на широтно-импульсный демодулятор с выхода которого сообщение направляется получателю информации (ПИ). Широтно-импульсный демодулятор состоит из интегратора (время интегрирования равно длительности , преобразователя и фильтра нижних частот (ФНЧ).

Положим, что длительность ШПС равна интервалу отсчета согласно теореме Котельникова где верхняя частота сообщения. Если ширина спектра ШПС равна то база ШПС

Обозначим через сигнал:

где - отклонение центра ШИМ сигнала при модуляции, отсчет сообщения в дискретный момент времени , а — коэффициент пропорциональности. Отметим, что При тональном сообщении в виде гармонической функции причем

Обозначим через для которого справедливо

Сигнал на выходе балансного модулятора передатчика (рис.

9.1, а) имеет вид входе приемника полезный сигнал равен , где амплитуда сигнала на входе, — его несущая частота. Мощность сигнала на входе приемника Относительно помехи предположим, что она является гауссовским случайным процессом с нулевым средним и мощностью в полосе пропускания приемника, равной ширине спектра Если помеха обладает равномерной спектральной плотностью, то спектральная плотность мощности помехи

Предположим, что в приемнике осуществляется синхронный прием с точностью до начальной фазы, т. е. в состав .первых каскадов приемника (ПР) входит система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). При этом «а входе балансного модулятора приемника будем иметь колебание на его выходе Задержка определяет сдвиг во времени между на входе приемника и опорным ШПС от генератора ГШПС. Для устранения задержки приемник должен содержать систему поиска и синхронизации ШПС по времени. В режиме синхронизма .и поэтому колебание на выходе балансного модулятора имеет вид поскольку согласно (9.3). После интегрирования в широтно-импульсном демодуляторе отсчет сигнальной составляющей

что соответствует определению (9.2). При тональной модуляции мощность отсчета сигнальной составляющей

Шумовая составляющая на выходе интегратора

Поскольку гауссовский случайный процесс с нулевым средним и мощностью то среднее значение а мощность

Так кале широтно-импульсный демодулятор является линейным устройством (с точки зрения передаваемого сообщения), то отношение сигнал-помеха на выходе широтно-импульсного демодулятора

Подставляя в (9.8) значения (9.5), (9.7), получаем

где отношение сигнал-помеха на входе.

В системах связи целесообразно использовать в качестве параметра коэффициент расширения спектра, т. е.

причем Подставляя (9.10) в (9.9), находим отношение сигнал-помеха на входе широтно-импульсного демодулятора

Сравнение (9.9), (9.11) с известными формулами для отношения сигнал-помеха на выходе согласованного фильтра показывает, что отношение сигнал-помеха в 2 раза меньше отношения сигнал-помеха на выходе согласованного фильтра и совпадает с отношением сишал-помеха при некогерентном приеме двух ортогональных сигналов (1.6), (7.9).