Оригинальную работу скачивайте в *.zip формате

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
Спроектировать командно-измерительную линию, взяв в качестве основы функциональную схему, изображенную на рис. 1 при следующих исходных данных:
1. Время сеанса связи не более 10 минут.
2. За сеанс требуется передать по информационному каналу не менее 105 символов при вероятности ошибки на символ не больше 10-3.
3. В сеансе требуется измерить дальность с ошибкой не более 20 м при точности прогноза 50 км.
4. Энергетический потенциал (отношение мощности сигнала к спектральной плотности шума) на входе приемника — 104 Гц.
5. Несущая частота радиолинии — 103 МГц.
6. Занимаемый радиолинией диапазон частот не более 0,5 МГц.
7. Априорная неизвестность частот в сигнале до 10-5 от номинала.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ
* Точность и достоверность измерений и передачи информации определяются в основном шумом.
* Шумовые ошибки в запросной и ответной линии дальномера можно считать одинаковыми.
* Дальномер должен выдавать независимые отсчеты дальности с интервалом в 1 секунду.
В результате расчета должны быть выбраны следующие основные параметры подсистем передающего и приемного трактов:
* частота задающего генератора в передающем тракте;
* скорость передачи информационных символов;
* параметры фазового модулятора передатчика;
* число каскадов в генераторах ПС-кода;
* параметры системы ФАПЧ в приемнике;
* полоса пропускания ВЧ-преобразователя в приемнике;
* полосы пропускания полосового ограничителя и ФНЧ в аппаратуре разделения каналов;
* параметры системы тактовой синхронизации в аппаратуре декодирования.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ, ШУМОВАЯ ПОЛОСА ФАПЧ
Положим, что на режим захвата можно выделить 10% времени сеанса (1 мин.). Диапазон неизвестности частоты задан, как 10-5 от номинала 1 ГГц, т. е. поиск надо вести в полосе . Для надежности этот диапазон надо пройти 5-6 раз, поэтому один проход будет совершаться за время Тп=10 с. Отсюда получим требуемую скорость перестройки частоты:. Для надежного захвата сигнала при такой скорости требуется ФАПЧ с достаточно малой инерционностью (широкой шумовой полосой). Шумовая полоса будет определяться по формуле:

НЕОБХОДИМАЯ МОЩНОСТЬ ГАРМОНИКИ НА НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЕ ИЗ УСЛОВИЯ НОРМАЛЬНОЙ РАБОТЫ ФАПЧ В РЕЖИМЕ СЛЕЖЕНИЯ

Дисперсия шумовой ошибки определяется по формуле:

В техническом задании указан полный энергетический потенциал радиолинии — 104 Гц. Следовательно, на гармонику с несущей частотой следует выделить от полной мощности сигнала. Мощность гармоники на несущей: . Учитывая, что полная мощность сигнала КИМ-ФМн-ФМ будет , имеем .
ОЦЕНКА НЕОБХОДИМОЙ МОЩНОСТИ СИГНАЛА В ИНФОРМАЦИОННОМ КАНАЛЕ
На режим приема в сеансе остается 9 минут. За это время надо передать 105 символов. Значит длительность одного символа ТПС

ВЫБОР ТАКТОВОЙ ЧАСТОТЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ЗАДАННУЮ ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ

Дальность измеряется по сигналу символьной синхронизации, имеющему остроугольную сигнальную функцию. Максимальная ошибка по дальности будет определяться по формуле:

Ближайшее целое число, удовлетворяющее этому условию — 127. Пересчитанное значение длительности импульса составит 42,5 мкс и тактовая частота 2Fт=23,53 кГц.

ПРОВЕРКА НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ ФАПЧ В РЕЖИМЕ ЗАХВАТА И ВЫДЕЛЕНИЯ НЕСУЩЕЙ

Проверим, не будут ли мешать гармоники сигнала, лежащие рядом с несущей частотой. Полоса ФАПЧ выбрана шириной 80 Гц и в процессе поиска просматривается диапазон ?10 кГц около несущей.
* Полоса частот, связанная с модуляцией несущей сигналом КИМ-ФМн, отстоит на частоту 4Fт=?47,06 кГц и в полосу поиска не попадает.
* В режиме слежения за несущей сигнал выделяется полосой ФАПЧ ?40 кГц. Ближайшая гармоника синхросигнала отстоит на частоту 1/Тпс=185 Гц и в полосу ФАП не попадает.
* Проверим, не может ли произойти ложный захват ФАПЧ гармоникой, связанной с модуляцией несущей синхросигналом. Они находятся в полосе ФАПЧ и могут селектироваться только по амплитуде. Амплитуда Аmax наибольшей из гармоник синхросигнала, попадающей в полосу поиска:
где Аm — амплитуда максимальной гармоники в синхросигнале. Полезная гармоника имеет амплитуду 0,362UН, т. е. почти в 100 раз больше по мощности, что обеспечивает легкую селекцию.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМЫХ ПОЛОС ПРОПУСКАНИЯ ФИЛЬТРОВ В ПРИЕМНОМ ТРАКТЕ

* Полосовой ограничитель должен пропускать сигнал КИМ-ФМн. В спектре сигнала UД(t) после синхронного детектора сигнал расположен вблизи частоты 47,06 кГц и занимает полосу примерно (4… 5)/ТПС=1 кГц. При нестабильности частоты 10-5 от номинала частотный сдвиг не превысит 500 Гц. Следовательно, полосовой ограничитель должен быть настроен на частоту 47,06 кГц и иметь полосу пропускания около 1 кГц.
* ФНЧ канала синхронизации выделяет синхросигнал. Считая, что полоса занимаемых частот соответствует примерно 12FТ, находим необходимую полосу фильтра в 142 кГц.
* Высокочастотный преобразователь приемного тракта должен пропустить достаточное число полезных компонент сигнала, т.е. иметь полосу не менее ?12FТ, к этому надо добавить нестабильность несущей (?10 кГц). Следовательно, полоса должна быть порядка 2(142+?10) кГц= =300 кГц. Эта же величина определяет занимаемый радиолинией диапазон частот.

ПРОВЕРКА ВЫПОЛНЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ ТЗ ПО НЕОБХОДИМОЙ ТОЧНОСТИ ПРОГНОЗА ДАЛЬНОСТИ

В задании указана точность прогноза дальности 50 км. Это обеспечивает прогноз по задержке 0,333·10-3 с. Поскольку Тпс=5,4·10-3 с, а ?и=4,25·10-5 с, в диапазон исследуемых задержек может попасть только один большой пик сигнальной функции и большое число малых пиков высотой 1/nпс. Надежные измерения обеспечиваются только при условии: