Файл: Гинзбург, В. В. Теория синхронизации демодуляторов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.10.2024

Просмотров: 143

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

а для двух других справедливо соотношение

п

 

S ^ Д CnjRji > Д Сп n_ k XkRn_k- i ,

(7.90)

/=1

 

причем численная проверка показывает, что порядок левой части (7.90)

в у-1 раз-

больше порядка правой. На этом основании соответствующей суммой в (7.87)

можно пренебречь, откуда

П

 

 

 

 

 

 

 

A C n i(k) +

В Y Д С„/(А) Я/, =

- 0 (л,

к, i).

(7.91)

 

/= 1

 

 

 

При большом п ур-ние (7.91) имеет решение

 

 

 

Д Cni (к) = - 0,5{5—1

В ~1 Хц (Р2 — у2) Г exp (— $ k — y \ n — k — i |)-

(7.92)

Для учета влияния всех значений A fl<(i=l,

2...... п)

предположим, что ДВ.

являются независимыми случайными величинами с дисперсиями ОдИ с нулевыми

средними (т. е. В = < В ,-> ). Тогда

дисперсия величины ДСп,- равна сумме дис­

персий величин ДCni(k)

по всем к,

а среднеквадратичное значение равно

 

 

-1 D—1

 

у2) г

0,5

}АЦi = 0 .5

,(Р2

^ ехр (— 2|3 к —2у | п — к ■

 

 

 

 

 

 

*=1

 

= 0 ,5Р

1 В~' ав (ра — у2) Г (п -

1— 0.25Р 1)0,5 ехр [— Э (п — г)].

;(7.93)

С учетом

(7.76), (7.84) и

(7.93)

относительное увеличение дисперсии

оценки

параметра, вызываемое заменой оптимального фильтра на описываемый ур-нием (7.82), составляет

 

Да.,

 

2

 

Р2 2

 

 

 

 

 

адпп

ов

 

 

(7.94)

 

 

 

 

4рв Кр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставив (7.85) в (7.94), получаем

 

 

 

 

 

 

ав

D

BDY- 3/4

 

 

(7.95)

 

 

 

1 + 2

У

I

 

 

 

2Vy

 

 

 

Из (7.83) следует,

что порядок величины у должен совпадать с 6Щ)а

диспер­

сии D — с квадратом

предельных

отклонений

границ посылок (ЛГ)2~ (6ШТ)г.

Можно показать, что три не очень плохих условиях ® канале связи

(Л > 14-21

■порядок величин а в и В ,не должен превосходить Т~г. Таким образом,

величина 6

имеет порядок относительной нестабильности

тактовой

частоты 6 а>

учетом

влияния на нее канала связи).

увеличение

дисперсии

оценки только

в

устано­

Формула i(7.95) определяет

вившемся ‘режиме (при л-*-оо).

В переходном

режиме оно может быть большим.

Итак, если б < 4 ,

то в УС рис.

7.2 и 7.3 можно фильтр с переменными пара­

метрами, описываемый (7.69), заменить фильтром с постоянными параметрами, описываемым (7.82).

Алгоритмы субоптимальных УС. Алгоритм (7.72) для УС с фильтром с по­ стоянными параметрами можно преобразовать к более удобному реализаичон.но

виду. Так, оценка,

получаемая с помощью фильтра (7.84), на (п-Н)-м

шаге

л+1

 

п

 

v’n+1 = V*„ + Г Y

bi

<n+1_0 = v; + Г bn+i + Г е-Р V Ь, е~+ (п~ п .

(7.96)

i=i

 

д

 

В УС, реализующем алгоритм (7.96) (рис. 7.5), роль накопителя выполняет гребенчатый фильтр, состоящий из сумматора, линии задержки на Г и масштаб-

190


ного усилителя с коэффициентом передачи 1—г)=е ^ (см. рис. 2.1), вычисляющий величину

Avn = Г 2 * | е - Р(" - П •

1=1

Заметим, что отличие этого УС от «классического» замкнутого УС (заклю­ чающееся в использовании накопителя, характерного для разомкнутого УС, а также в принудительной установке фазы автогенератора, определяемой выходным

Рис. 7.5. Замкнутое субоптимальное УС

напряжением накопителя) является внешним. В самом деле, рециркулятор вместе с автогенератором на рис. 7.5 выполняют ту же функцию, что и управляемый автогенератор на рис. 3.1, сигнал об изменении фазы которого пропорционален разности v*n+i—v*п, определенной ф-лой (7.96).

Алгоритм (7.75) можно упростить, если параметры накопителя считать по­ стоянными. В этом случае

v*+1

= v*

+ Av*

е_р + ( v„+1 — v* ) Г Бп+1,

(7.97)

где

 

 

 

 

 

 

 

Av* =

Г

— vj_ ,) Et e

р (п

‘К

 

 

 

i=l

 

 

 

 

Из (7.97) видно,

что накопитель разомкнутого

УС

также может

быть реа­

лизован в виде гребенчатого фильтра.

Алгоритмы (7.96) и (7.97) получены аппроксимацией оптимальных алгорит­ мов. Покажем, что УС с резонансным накопителем при определенных условиях также близко к оптимальному.

На рис. 7.6 представлено резонансное УС, в котором .входной преобразова­ тель состоит из вычислителя функции правдоподобия .(ВФП), фиксатора мак-

Рис. 7.6. Резонансное субоптимальное УС

симумов (ФМ), вычислителя коэффициентов £<(ВК) и перемножителя. В качестве накопителя попользуется ВИРУ с импульсной реакцией

g (t) =

G (t) cos <o0 1, (t > 0),

где G(t) — медленно изменяющаяся

функция. Колебание на входе ВИРУ имеет

вид

п

 

 

 

У (0 =

Y '

6 I* — <1 — Vi)>

 

1=1

 

191


а выходное колебание

z (0 =

] £ Bfi {t ti — vi) cos [ш0(t — t[ v;)].

 

 

i= l

 

 

 

 

 

 

Фаза выходного колебания, определяющая фс

(см. гл. 2),

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

^

BiG (t n ti — v;) sin \ щ (tt +

v,-)]

 

 

.

<=i

 

 

 

 

 

Ф« = arc tg —FI---------------------------------------------------

B f i (tn — t t — Vi) cos [(O0(ti - f

Vi)]

.

 

 

2

 

 

 

(-1

 

 

 

 

 

Если ф„ < л, o)0(ti + Т /) — 2я i « n ,

to

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

]T

Bfi (tn —

ti) [to0(t t +

v)) — 2л i]

 

 

ф„ »

------------

-------------------------------------

 

 

.

(7.98)

£B f i (tn ti)

1=1

Обозначив

 

 

 

 

2я i — (00ti = o)ov,o. Фп =

“ о Un + vn) — 2л л =

<o0( v — vno)>

 

Cni = G(tn - ti )

' n

“| — l

 

 

2

BiG (tnti)

.

(7.99)

1=1

получаем из (7.98) уравнение, формально совпадающее с (7.73). Из совпадения

следует, что ери C„i = C"ni и при ipn->-0, <Oo>(<i+Vn)—2ж'-ь0, кода справедливо приближенное равенство (7.98), УС рис. 7.6 асимптотически оптимально.

В частном случае корреляционной функции (7.83) и постоянных Б {= Б функ­ ция С’пi описывается выражением (7.84). Если при этом ВИРУ выполнено в виде

колебательного контура с огибающей импульсной реакции G ( t ) = € atxp (—Дш*/),

при ti = iT

из ф-лы (7.99)

находим

 

 

■ с ',= Р Б - 1е_ Р (л -< ), р = Дш*Т .

(7.100)

Сравнивая (7.100) и

(7.84), с учетом (7.85) замечаем,

что C'ni = C"nj, если

Р » у - т- е-

если

2£ D » y .

(7.101)

 

 

Таким образом, резонансное УС с колебательным контуром асимптотически оптимально, если корреляционная функция флуктуаций границ посылок описы­ вается выражением (7.83), справедливо неравенство (7.101) и B i - B , т. е. при

малом уровне помех в канале связи и высокой стабильности тактовых генера­ торов. При этом полосу пропускания контура следует определять по формуле

2Дсо* = 2Р= (2у/Т) У 1 + 2 BD/y.

(7.102)

Характеристики субоптимального УС при однократной ФРМ. При однократ­ ной ФРМ фп на каждой посылке можно вычислять по ф-ле (7.27). Поэтому для нахождения параметров субоптимального УС при корреляционной функции гра­ ниц посылок (7.83) достаточно найти величины Г и р, определяющие импульс­ ную реакцию накопителя.

Будем считать, что в установившемся режиме ошибки синхронизации неве­ лики, так что величины В,- в ф-ле (7.70), вычисленные в моменты, определяемые

192


оценками границ посылок, и в истинные моменты этих границ, совпадают. Тогда из сопоставления (7.70) и (7.40) следует, что

=0).

При больших А, как видно из (7.63),

 

 

Bi = - Z l (t,

0).

 

 

 

 

 

 

Отсюда с учетом

(7.50)

при <о=0 получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

« г ,

 

 

л.

я л

 

 

 

 

 

 

3 / 8А \J V-4

 

 

 

 

 

 

S . - 0 , я . - т (ет -) 2 J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з / 8А \ а

 

 

я л

 

2п л

 

 

 

Вs — В 4— —

7 sin’ --- COS-----

 

 

 

 

 

 

2 (\ЗТз т)) 'IЁJ

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

n=l

 

 

 

 

 

 

 

и среднее значение величины Bi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

3 / 4A

/

 

л \ .

л я

 

 

 

I Г 1 „

 

 

 

в - т

S

1 ■ т Ы

Е

 

 

 

) s'"’ т

 

 

 

/=1

 

 

П=1

 

 

 

 

 

 

 

а ее дисперсия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«*.=тЕ *■ ->-=т ©:н ё -

 

 

 

 

 

ял

 

2л л '

т)’^ (ё- '1

c o s -------

i = l

 

 

I

\ л = 1

 

 

)

\ п = 1

3

 

2 ,

 

S

 

 

 

 

 

 

 

.

2л л \

 

л я

 

 

 

 

 

 

 

^ 1 - c o s — j s , n » T

 

 

 

 

 

 

Ln—l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если, в частности, скорость манипуляции составляет

1200

дв. ед./с,

а полоса

пропускания канала — ЗкГц, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8Л*

,

 

32А«

 

 

 

 

(7.103)

 

 

В =■ j i j

. ов —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ограничиваясь, ввиду громоздкости общих

формул,

этим

частным случаем,

на основании (7.85)

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P - Yj / l

+ 1 6 ^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уТ* ( - . Г

 

h*D

\

 

 

 

 

(7.104)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r = - w ( V ' + V 5" 1)

 

 

 

 

 

Дисперсия оптимальной оценки положения границы посылок согласно (7.76)

и (7.84)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

< й = Г .

 

 

 

 

 

 

 

(7.105)

Подставляя (7.103) в (7.95), получим вызванное заменой адаптивного филь­ тра фильтром с постоянной весовой функцией (7.84) относительное увеличение

дисперсии

 

2 V 2 h*D

A»D \—з/4