Фильтр восстановления кодовых сигналов icon

Фильтр восстановления кодовых сигналов



НазваниеФильтр восстановления кодовых сигналов
Дата конвертации22.07.2012
Размер44.63 Kb.
ТипДокументы




 

Фильтр восстановления кодовых сигналов.

Методика синтеза фильтров ЧД на кодовые сигналы практически полностью повторяет методику расчетов при восстановлении формы сигналов. Все нижеследующие расчеты выполняются в качестве примера для кабеля КГ 3х0.75-60-150 длиной 5 км для цифрового фильтра ЧД при интервале дискретизации данных 0.1 мкс. Импульсные параметры кабеля приведены в таблице 4.1 (Tk » 26 мкс, k » 34 кГц).

При приеме кодовых сигналов главное значение имеет простота и надежность выделения кода, которая определяется надежностью выделения единичных битовых импульсов. Для кода Манчестер-П она определяется интервалом минимум-максимум в непрерывной последовательности единиц (нулей). Для кодов NRZ и RZ имеет значение и сдвиг нулевой линии. Форма выходных импульсов особого значения не имеет, если не нарушается пространственное распределение импульсов. Естественно, что на предельной частоте передачи сигналов при достаточно высокой степени их амплитудного затухания существенное значение имеет увеличение (или, по крайней мере, сохранение на прежнем уровне) выходного отношения сигнал/шум фильтром ЧД.



Рис. 5.8. Оператор фильтра ЧД кодов.

При использовании фильтра ЧД можно считать, что предельная пропускная способность кабеля должна быть оценена с ограничением параметров оператора ЧД по определенному допустимому уровню коэффициента усиления дисперсии шумов, который в данной работе принимается равным 1, т.е. оператор ЧД не должен усиливать среднеквадратичный уровень шумов. Это обеспечивается заданием соответствующей длительности импульса z(t) на половине высоты гауссовского пика (в данном случае порядка 7-8 мкс).

Пример оператора, и результат его проверки сверткой с импульсным откликом жилы кабеля приведен на рис. 5.8. Длительность оператора 20 мкс, коэффициент усиления дисперсии шумов ~0.65, коэффициент усиления амплитуды импульсного отклика жилы ~3.8.



Рис. 5.9. Биполярные импульсы на входе и на выходе фильтра ЧД

В качестве входных импульсов кабеля имеет смысл рассмотреть только прямоугольные импульсы, фронты которых на выходе фильтра ЧД будут соответственно сглажены до величины порядка ширины импульса z(t). Эффект применения фильтра ЧД можно видеть на рис. 5.9 на примерах кодовой последовательности биполярных импульсов с единичной амплитудой на тактовых интервалах Т = 2×Tk, Т = ×Tk и Т = 0.5×Tk мкс (тактовые частоты 19, 38 и 76 кГц). Пунктиром на рисунке показаны входные импульсы, приведенные к выходу кабеля с учетом безвозвратных потерь и задержки в кабеле.


Как следует из этого рисунка при его сопоставлении с рисунками 4.4, применение фильтра ЧД позволяет уменьшить предельный тактовый интервал следования битовых импульсов при идентификации кода минимум в 2 раза, т.е. в 2 раза увеличить скорость передачи информации по кабелю.

Заметим, что при коэффициенте усиления дисперсии шумов данного оператора ЧД не более 1 отношение сигнал/шум на выходе фильтра ЧД при статистических шумах на входе улучшается практически в 2 раза, т.к. оператор ЧД в этом случае выполняет и роль низкочастотного сглаживающего фильтра. О последнем наглядно свидетельствует рис. 5.10(A). Пример фильтрации сигналов с наложенным статистическим шумом, средние квадратические флюктуации которого составляют порядка 30% от амплитуды информационных импульсов, приведен на рис. 5.10(B) и показывает уверенное сохранение информационной структуры сигнала.

На рис. 5.11(A) показана деконволюция кодовых сигналов с тактовой частотой 38 кГц, приведенных ранее без деконволюции на рис. 4.5 на предельной тактовой частоте 19 кГц. Как следует из рисунка, деконволюция позволяет практически полностью восстановить амплитудные значения сигналов (за вычетом безвозвратных потерь) на удвоенной тактовой частоте, т.е. гарантированная импульсная пропускная способность кабеля повышается минимум в 2 раза для всех видов кодирования. Что касается предельной импульсной пропускной способности кабеля, то она повышается практически в 4 раза по сравнению с приемом сигналов без деконволюции, о чем достаточно наглядно свидетельствует пример формы тех же кодовых сигналов на тактовой частоте 76 кГц, приведенный на рис. 5.11(B), и сравнение данного рисунка с рисунком 4.5(B). Преимущество кода Манчестер-II перед кодами NRZ и RZ при использовании частичной деконволюции очевидно как на рис. 5.11(A), так и на рис. 5.11(B). С определенным запасом "прочности" можно считать, что при передаче информации биполярными кодами предельная скорость передачи данных с использованием частичной деконволюции импульсного отклика кабеля может быть увеличена минимумом в 3 раза.



Рис. 5.10. Преобразование шумов и сигналов с шумом фильтром ЧД

Краткие выводы по возможностям повышения импульсной пропускной способности каротажных кабелей:

1. Качество приема и надежность идентификации кодовой информации на выходе кабеля могут быть существенно повышены при частичной деконволюции импульсного отклика кабеля до симметричной (гауссовской) формы.

2. Основная (значимая) часть энергии оператора частичной деконволюции импульсного отклика кабеля сосредоточена в пределах 2-3 значений фронта отклика.

3. Для финитных сигналов, задаваемых на интервале не менее 2Tк и имеющих эффективную ширину спектра не более к, частичная деконволюция импульсного отклика жил кабеля обеспечивает восстановление формы сигналов с погрешностью по основным метрологическим параметрам (амплитуда, площадь, временная привязка) не более (1-2)%.

4. Скорость передачи кодовых данных при использовании частичной деконволюции импульсного отклика может быть увеличена минимум в 2 раза при любых методах кодирования и равна 1/Tк. При передаче информации биполярными импульсами предельная скорость передачи данных может быть увеличена минимум в 3 раза.



Рис. 5.11. Деконволюция кодовых выходных сигналов, тактовые частоты 38 и 76 кГц.

 

Замечания, предложения, дополнительные материалы по данной теме прошу сообщать по адресу: prodav@narod.ru. Буду благодарен за возможность доработки, улучшения, упрощения математической модели каротажных кабелей (совместно с Вами).

 

Copyright ©2004 Davydov А.V.




Похожие:

Фильтр восстановления кодовых сигналов iconТема пространство и метрология сигналов физическая величина более точно определяется уравнением, чем измерением
Пространство сигналов. Множества сигналов. Линейное пространство сигналов. Норма сигналов. Метрика сигналов. Скалярное произведение...
Фильтр восстановления кодовых сигналов iconТема: Разработка методики и программы выявления в массивах цифровых сигналов шумовых, аппаратных и любых других выбросов или утраченных значений и восстановления наиболее вероятных отсчетов полезной информации
Обзор методов выявления шумовых, аппаратных и любых других выбросов в массивах цифровых сигналов
Фильтр восстановления кодовых сигналов iconВейвлетные преобразования сигналов
Удаление шума и сжатие одномерных и двумерных сигналов. Параметры удаления шумов и сжатия сигналов. Изменение вейвлет-коэффициентов....
Фильтр восстановления кодовых сигналов iconИнструкция по эксплуатации Назначение: Пресс-фильтр предназначен для очистки трансформаторного масла от механических частиц
Пресс-фильтр предназначен для очистки трансформаторного масла от механических частиц
Фильтр восстановления кодовых сигналов iconАктивный полосовой фильтр

Фильтр восстановления кодовых сигналов iconУпражнения для восстановления зрения, собранные А. Б. Рошкиным
Упражнения для восстановления зрения, собранные А. Б. Рошкиным. (Редакция-версия №50, июль, 2010)
Фильтр восстановления кодовых сигналов iconВадим Анатольевич Давыдов
На примерах обработки геофизических данных показано, что модовая декомпозиция сигналов обеспечивает устойчивую адаптивную очистку...
Фильтр восстановления кодовых сигналов iconЦифровая обработка сигналов
Цифровая обработка сигналов: микропроцессоры, платы, средства разработки, программное обеспечение 11
Фильтр восстановления кодовых сигналов iconЦифровая обработка сигналов
Цифровая обработка сигналов: микропроцессоры, платы, средства разработки, программное обеспечение 11
Фильтр восстановления кодовых сигналов iconФормирование сигналов с высоким временным разрешением
Максимальное энергетическое разрешение амплитудных измерений сигналов обеспечивается полным сбором зарядов на выходе детекторов,...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов