Часть 2. Получение GFSK сигнала и сравнение спектральных композиций ЧМн и GFSK сигналов.

GFSK – это ЧМн сигнал при ограниченной фильтром цифровой последовательности входного сигнала. Для ограничения ширины спектра цифрового сигнала используют гауссовский фильтр нижних частот. Этот тип фильтра оптимален, т.к. уменьшает ширину спектра, при этом сохраняя необходимое качество и форму сигнала. Но этот тип фильтров отсутствует в оборудовании Emona DATEx, поэтому мы ограничимся применением фильтра Baseband ДЗА модуля Channel. Для нашего эксперимента этого будет достаточно.

1. Верните Frequency Span анализатора сигналов на 40kHz.

2. Остановите работу анализатора сигналов. На экране должно остаться изображение спектра ЧМн сигнала.

3. Измените схему, как показано на рисунке 13.5.

Блок-схема представлена на рисунке 13.6. Baseband LPF модуля Channel используется для ограничения ширины спектра цифрового сигнала, чтобы создать модель гауссовского частотно манипулированного сигнала.

Рисунок 13.5

Рисунок 13.6

4. Верните окно осциллографа, но не запускайте его. На экране осциллографа должно было остаться изображение ЧМн сигнала, полученного ранее.

5. Запустите осциллограф и обратите внимание на то, как изменится изображение на экране.

Есть ли разница между ЧМн и GFSK сигналами во временной области?

6. Остановите работу осциллографа.

7. Верните окно анализатора сигналов, но не запускайте его. На экране должно находиться изображение спектра ЧМн сигнала.

8. Запустите анализатор сигналов и обратите внимание на то, как изменится изображение.

Есть ли различие в спектре сигналов ЧМн и GFSK? Если есть, то в чем оно заключается?

Часть 3. Влияние ограничения ширины спектра цифрового сигнала на восстанавливаемый сигнал

Сигнал GFSK не имеет значительных отличий от ЧМн сигнала во временной области, но при этом часть его спектра урезается. Как это влияет на восстановленный цифровой сигнал, мы выясним в этой части эксперимента. Для демодуляции сигнала будет использовать описанный в предыдущем эксперименте вариант с фильтрованием сигнала и диодным детектором.

1. Закройте анализатор сигналов.

2. Запустите осциллограф.

3. Запустите NI ELVIS II Variable Power Supplies и установите напряжение на положительном выходе равным 0В.

4. Установите регуляторы Gain и Cut-off Frequency Adjust модуля Tuneable LPF в крайнее правое положение.

5. Измените схему, как показано на рисунке 13.7.

ЧМн демодулятор, добавленный к схеме, может быть представлен в виде блок-схему на рисунке 8. Регулируемый фильтр нижних частот используется для выделение нижней из частот GFSK сигнала. Диод и RC фильтр моделируют диодный детектор, используемый для восстановления исходного цифрового сигнала. В процессе модуляции к сигналу добавляются новые синусоидальные составляющие, которые демодулируются вместе с основными. Поэтому, восстановленный цифровой сигнал нуждается в чистке, которая производится с помощью компаратора.

Рисунок 13.7

Рисунок 13.8

Для правильной демодуляции сигнала, надо настроить частоту среза регулируемого ФНЧ, чтобы он пропускал только одну из двух основных частот GFSK сигнала.

6. Медленно уменьшайте частоту среза (Cut-off Frequency Adjust), пока из сигнала не будет удалена верхняя синусоида, при максимальном возможном уровне нижней.

Как теперь выглядит GFSK сигнал?

7. Измените соединение осциллографа, как показано на рисунке 13.9.

Блок-схема представлена на рисунке 13.10.

Рисунок 13.9

Рисунок 13.10

8. Установите временную развертку Timebase осциллографа в положение 1ms/div.

9. Сравните два цифровых сигнала. Если они не одинаковые, измените положительное напряжение в настройках Variable Power Supplies VI, пока они не станут одинаковыми.

Возможно, это потребует точной настройки напряжения, близкого к 0В. Также, возможно, придется чуть-чуть изменить частоту среза (Cut-off Frequency Adjust) для получения наиболее достоверной копии цифрового сигнала.

Как получилось, что из ЧМн сигнала убрана значительная часть спектра, но исходный цифровой сигнал все ещё можно восстановить?