Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Багатомодова генерація і синхронізація мод



Спектр q-ї моди при умові, що частота модуляції добротності співпадає з частотою міжмодової відстані При однорідному уширенні генерація можлива на 1 частоті. Насправді чистих однорідних чи неоднорідних ліній не буває. Моди ортогональні – мінімум однієї припадає на максимум іншої (коефіцієнта підсилення вистачає на них). Ортогональні моди та користуються енергіями атомів різних швидкісних груп. Отже, при несиметричному розташуванні лазер є сумою окремих генераторів.

Однак існує режим, при якому генерація можлива на будь-яких модах.

Нехай в резонаторі присутній амплітудний модулятор (добротність резонатора змінюється за періодичним законом у часі). Тоді у спектрі кожної моди з’являться бокові складові (спектр радіоімпульсу). Якщо частоти бокових складових спектра q моди співпадуть із центральними частотами сусідніх мод q-1 і q+1, то відбудеться синхронізація мод. При синхронізації зсув фаз між сусідніми модами однаковий. Маємо когерентну генерацію (багаточастотну).

Залежність поля лазера від t при синхронізації мод:

. Щоб приблизно взяти суму припустимо, що (амплітуди усіх мод однакові), маємо: .

В резонаторі рухається імпульс тривалістю .

Тут .

Імпульс проходить модулятор, коли у нього найбільша прозорість. Для синхронізації необхідно, щоб модулятор знаходився у певних точках резонатора (на дзеркалі, по центру). Якщо модулятор знаходиться на дзеркалі, то частота модуляції повинна бути рівною частоті міжмодової відстані. В усіх інших випадках частота модуляції буде більшою. Модуляцію можна здійснити електроакустичним методом. Синхронізація мод може виникнути автоматично, оскільки лазер працює в режимі модуляції різниці населеності (коефіцієнта підсилення).

 

44. Міжсимвольна інтерференція на прикладі BPSK сигналу (binary phase shift key BPSK, Сигнал с двоичной фазовой манипуляцией)

Розглянемо в якості початкового модулюючого сигналу послідовність прямокутних біполярних імпульсів , причому імпульс позитивної амплітуди відповідає передаваній одиниці, а негативний - нулю, як це показано на малюнку 1 для вхідного бітового потоку "10110100…".

Рисунок 1: послідовність прямокутних біполярних імпульсів

Такий модулюючий сигнал є ідеальним і має спектр, з дуже низькою швидкістю згасання бічних пелюсток. Спектр BPSK сигналу на основі модулюючого сигналу показаний на малюнку 2, володіє шириною головної пелюстки ( де - швидкість передачі цифрової інформації(біт/c)), рівнем максимальної бічної пелюстки - 13 дБ, і швидкістю згасання бічних пелюсток як .

Рисунок 2: Спектр BPSK сигнала

Якщо ми обмежимо смугу початкового модулюючого сигналу, це у свою чергу приведе до компактнішого спектру BPSK, але в результаті фронти імпульсів розширяться і отримаємо наступну картину(малюнок 3).

Рисунок 3: Міжсимвольна інтерференція при згладжувані фронту імпульсу

Згладжування фронтів призводить до того, що наступний і попередній імпульси починають перекриватися в часі, і стрибок переходить у безперервну криву. При згладжуванні попередній імпульс починає впливати на наступний, а наступний на попередній і обоє спотворюються(заштрихована область на малюнку 3). Цей ефект називається міжсимвольною інтерференцією(МСІ, в англомовній літературі intersymbol interference ISI ), він погіршує якість передачі інформації, але дозволяє компактніше представити сигнал в частотній області.Для того, щоб зробити згладжування фронтів імпульсів необхідно обмежити смугу, іншими словами зробити фільтрацію. Тоді початковий модулюючий сигнал можна представити як вихід формувального фільтру з імпульсною характеристикою . Фільтр повинен збуджуватися сигналом що відповідає інформації, що передається, як це показано на малюнку 4.

Рисунок 4: Формуючий фільтр, збуджуваний імпульсами інформації, що передається

Сигнал - набір дельта-импульсов, віднесених до центру інформаційного імпульсу, віддалених на тривалість інформаційного імпульсу (верхній графік, сірим показана початкова інформаційна послідовність біт) : (1)

Де , якщо i - тий інформаційний біт дорівнює 1 і , якщо i- тий інформаційний біт дорівнює 0. Тоді пропустивши сигнал через фільтр з імпульсною характеристикою , отримаємо модулюючий сигнал , як згортку і : (2)

Підставивши(1) в(2), помінявши місцями інтеграцію і підсумовування і застосувавши фільтруючі властивісті дельта-функції, отримаємо:

(3)

Таким чином, повністю визначається імпульсною характеристикою і інформацією, що передається. Отже висновок який ми повинні зробити наступний: міняючи імпульсну характеристику формувального фільтру ми можемо звужувати або розширювати смугу сигналу.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.