Виды и особенности синхронизации без обратной связи
а) Разомкнутая схема с согласованным фильтром и нелинейностью четного порядка
б) Разомкнутая схема с задержкой перемножением
Особенности: для относительного случайного смещения синхронизации, меньшего 5%, ухудшение отношения сигнал/шум меньше 1 дБ. Ошибка символьной синхронизации, взятая относительно длительности передачи символа, не так сильно влияет на характеристики системы, как фазовый шум, взятый относительно цикла. Ухудшение характеристик повышается с ростом ошибки. Основным недостатком разомкнутых символьных синхронизаторов является наличие неустранимой ошибки сопровождения с ненулевым средним (ошибка возникает из-за действия помех на сигнал и дает в выходном сигнале случайную составляющую, которую можно охарактеризовать величиной дисперсии и средним значением). Эту ошибку можно снизить при больших отношениях сигнал/шум, но поскольку форма сигнала синхронизации зависит от поступающего сигнала, устранить ошибку не удастся никогда.
Синтезатор частот на основе фапч с целочисленным делением
Блок схема синтезатора на основе ФАПЧ
Фазовый детектор работает на частоте fc, называемой частотой сравнения. Эта частота получается путем деления частоты опорного генератора Г на N. Частота выходного сигнала вначале делится на М, а затем сравнивается с частотой fc. При отклонении частоты на выходе фазового детектора появляется управляющее напряжение, воздействующее на управляющий элемент ГУН до исчезновения отклонения. Поскольку делители частоты имеют целочисленные коэффициенты деления, шаг сетки такого синтезатора определяет выбор частоты сравнения.
Выходная
частота определяется по формуле:
где fвых – выходная частота, fc – частота сравнения, fclk – тактовая (опорная) частота, N – коэффициент деления опорной частоты, М – коэффициент деления выходной частоты.
ФАПЧ-синтезатор умножает опорную частоту на коэффициент, численно равный M\N.
Поскольку после фильтрации выходной сигнал фазового детектора представляет собой постоянное напряжение, а управляющий сигнал ГУН является мерой входной частоты, ФАПЧ можно применять для ЧМ-детектирования и тонального декодирования (при цифровой передаче по телефонному каналу). Выходной периодический сигнал с выхода ГУН может иметь любую форму, это дает возможность формировать сигнал, синхронизированный с последовательностью входных импульсов.
Часто в схемах ФАПЧ используют счетчик по модулю 2, включенный между выходом ГУН и фазовым детектором. При помощи этого счетчика получают частоту, кратную входной опорной частоте fclk. Это удобно для формирования тактовых импульсов, кратных сетевой частоте в интегрирующих преобразователях (двухстадийные или с уравновешиванием заряда), с целью подавления сетевых помех. На основе подобных схем строятся также и частотные синтезаторы.
Билет 5
Синхронизация при когерентном и некогерентном приеме
Когерентный прием – мы принимает сигналы согласованно во времени, в определенные точные моменты времени. Мы знаем, когда начинается радиоимпульс и когда он заканчивается, т.е. в какой момент времени начинать детектировать радиоимпульс и необходимый момент, когда надо уже делать о нем вывод. Все, что можно мы о нем считали – весь радиоимпульс в нужный момент времени. Опорное колебание при когерентном приеме представляет собой точную копию переданного сигнала. Если известна частота и фаза, то в приемнике используется синхронный детектор, в котором опорное колебание синхронно с колебанием несущей частоты.
Когерентным приемом называется прием при котором начальная фаза сигнала считается известной, т.е. мы должны знать начальную фазу сигнала. У некогерентного приемника начальная фаза не известна, потому что не знаем точное расстояние между передатчиком и приемником, следовательно не знаем начальную фазу. Но начальную фазу можно восстановить.
В когерентном приемнике начальная фаза восстанавливается с помощью системы фазовой синхронизации. Если в приемнике есть фазовая синхронизация, то такой приемник считается когерентным. Если принимать сигнал не учитывая начальную фазу, то такой приемник некогерентный. Например, амплитудную модуляцию мы можем принимать не учитывая фазу сигнала.
Если частотная модуляция, тоже можно не обращать внимания на фазу.
Многие каналы являются моделью с флуктуирующей фазой. Естественно, если фаза (или какой-либо другой параметр) принимаемого сигнала флуктуирует настолько медленно, что путем измерения (оценки) ее можно достаточно надежно предсказать, оптимальный прием в основном реализуется так же, как при точно известном сигнале (с добавлением блоков оценки). Такая ситуация характерна для многих каналов проводной и, реже, радиосвязи. Однако нередко фаза флуктуирует довольно быстро, и точную ее оценку получить не удается. Кроме того, оценка фазы требует иногда применения сложных устройств. Поэтому даже в тех случаях, когда принципиально можно оценить начальную фазу приходящего сигнала, порой от этого отказываются и используют алгоритм, построенный в предположении, что начальная фаза приходящего сигнала неизвестна и может принимать любое значение. Такой метод приема называется некогерентным.
То есть при некогерентном приеме априорные сведения о начальной фазе принятого сигнала не учитываются. Мы не знаем точно в какой момент времени начинать детектировать радиоимпульс.