Cuprins1. Introducere..........................................................................................................22. Msurarea unor parametri caracteristici radioreceptoarelor.Sensibilitatea i fidelitatea.............................................................................................................33. Msurarea atenurii pe frecvenele intermediar i imagine...............................94. Msurarea selectivitii radioreceptoarelor i a caracteristicii RAS...................19Simularea unui receptor superheterodin... ......................................................29Tehnici de acces multiplu I................................................................................35Tehnici de acces multiplu II..............................................................................455. Monitorizarea serviciilor de radiocomunicaii cu ajutorulMS 50....................53Generatorul de semnal SML 01..........................................................................596. Descrierea funcional a multimetrului R6552..................................................637. Bibliografie........................................................................................................67Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiLucrarea 1. Msurarea unor parametri caracteristici receptoarelor. Sensibilitatea i fidelitatea .

P r e f a Acest ndrumar se dorete a fi un sprijin n asimilarea noiunilor de baz necesare cunoaterii sistemelor de radiocomunicaii. Lucrarile se vor efectua att prin msurtori directe, ct i prin simulare cu ajutorul mediului SIMULINK. ntrebrile i exerciiile de la sfritul lucrarilor au ca scop fixarea noiunilor teoretice prezentate.Primeletreilucrriaucaobiectivprezentareageneralaradioreceptoarelori msurarea unor parametri tipici ai acestora, precum sensibilitatea, fidelitatea, atenurile pe frecvenele intermediar i imagine, selectivitatea i eficacitatea sistemului de reglaj automat al amplificrii. n Lucrarea 4 se realizeaz un model al unui receptor superheterodin folosind mediulSIMULINK. Sevorstudiaefecteleperturbaiilorpefrecveneleintermediar i imagine, i efectul unei demodulri necoerente. Lucrrile 5 i 6 se refer la studierea principalelor modaliti de acces multiplu: TDMA, FDMA, CDMA, i a problemelor ce pot aprea pentru fiecare din acestea. Anexele prezint o descriere a aparatelor de msur utilizate nlaborator.2Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiLucrarea 1. Msurarea unor parametri caracteristici receptoarelor. Sensibilitatea i fidelitatea .

Lucrarea 1 Msurarea unor parametri caracteristici radioreceptoarelorSensibilitatea i fidelitatea1. Scopul lucrrii Analza i msurarea unor parametri tipici ai radioreceptoarelor, precum sensibilitatea limitat de amplificare, sensibilitatea limitat de zgomot i fidelitatea.2. Breviar teoretic2.1 Parametri generali ai radioreceptoarelorn cele ce urmeaz, se vor preciza cteva noiuni de real folos n analiza radioreceptoarelor.Semnalul RFmodulat normalreprezintunsemnal modulat avndsemnalul modulator o sinusoid pe frecvena 1kHz i gradul de modulaie 0.3mmax. n cazul MA sefoloseteungraddemodulaiede0.3, iarncazulMF, deviaiadefrecvende f=0.3 fmax=15kHz.Puterea de ieire maxim utilizabil se definete pentru o anumit frecven ca puterea la care factorul de distorsiuni este mai mic dect o valoare limit (mai mic dect 10%).Puterea de ieire nominal este o putere definit pentru un semnal modulator de frecven 1kHz i factor de distorsiuni mai mic dect 10%.Puterea de ieire standard este o putere de msur, avnd valorile 1mW, 5mW, 50mW, 500mW, n funcie de clasa receptoarelor.Reglajul de ton. Poziia normal a acestui reglaj corespunde unei neuniformiti minime n band.Sarcina artificial reprezint o rezisten egal cu modulul impedanei 3Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiLucrarea 1. Msurarea unor parametri caracteristici receptoarelor. Sensibilitatea i fidelitatea .

sistemului acustic al amplificatorului de joas frecven la fm=1kHz.Antenaartificialreprezintuncircuit careseintercaleazntregenerator i receptorpentruasimulact mai binecomportareaantenei reale. ncazul RRcare folosesc anten cu ferit, antena artificial este un cadru.Acordul receptorului reprezint reglarea comenzilor manuale ale radioreceptorului pentru a obine puterea de ieire maxim. Semnalul de intrare folosit este de nivel sczut, 34dB V sau 54dB V/m.Eficacitatea sistemului RAA. Sistemul RAA (Reglaj Automat al Amplificrii) are rolul de a menine puterea de ieire relativconstant n cazul variaiei nivelului semnalului de intrare. Eficacitatea sistemului RAAreprezint variaia nivelului semnalului deintrarepentrucarenivelul semnalului deieirevariazcuovaloare standard de 10 dB.Sensibilitatea, selectivitatea si fidelitateavor fi prezentate n detaliu n continuare.2.2 SensibilitateaSensibilitatea este un parametru care se exprim prinnivelul minimal semnalului de intrare care poate fi prelucrat corespunztor, fapt ce presupune existena unui criteriu ce trebuie indeplinit de semnalul de la iesire. n funcie de acest criteriu, se pot defini sensibilitatea limitat de amplificare, Sa, i sensibilitatea limitat de zgomot, Szg.Sensibilitatea limitat de amplificare reprezint nivelul minim al semnalului de intrare modulat normal, care n condiiile ncare radioreceptorul este acordat pe frecvena de msur, cu reglajul de ton n poziie normal i volumul la maxim permite obinerea la ieire a unui semnal cu puterea egal cu puterea de ieire standard.Sensibilitatealimitatdezgomot sedefineteinmodsimilar, condiiaasupra semnalului de ieire fiind ca acesta s asigure un raport semnal zgomot standard, de 20dB la MA i de 26dB la MF.Sensibilitatea utilizabil a radioreceptorului se definete ca valoarea maxim dintre cele dou sensibiliti definite mai sus.4Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiLucrarea 1. Msurarea unor parametri caracteristici receptoarelor. Sensibilitatea i fidelitatea .

Su=max{Sa, Szg} (1.1)2.3 SelectivitateaSelectivitatea poate fi definit in dou situaii: 1) semnalele aplicate la intrare au valori mici. n acest caz se definesc parametrii: selectivitatea la canalele adiacente; selectivitatea la semnale dependente de tipul RR (de exemplu selectivitate la frecvena intermediar, sau la frecvena imagine).2) semnalele aplicate la intrare au valori mari. n acest caz se manifest fenomene neliniare. Se definesc trei parametri care dau selectivitatea la nivel mare: necarea semnalului util; transmodulaia; atenuarea semnalelor perturbatoare pe frecvena imagine i intermediar. Aceste fenomene vor fi prezentate in lucrarea numrul 2.2.4 FidelitateaFidelitatea evideniaz gradul n care RR modific parametrii semnalului modulator n cursul prelucrrii. Acest parametru se definete prin: factorul de distorsiuni neliniare, ce reprezint raportul dintre puterea armonicelor i puterea semnalului.21kkkkAA(1.2)Observaie: n general, numitorul fraciei poate fi considerat egal cu puterea fundamentalei. distorsiunile liniare (de amplitudine), cerezult din caracteristica de frecven global a RR (variaia puterii de ieire a semnalului RF modulat cu m=30% n funcie de frecvena modulatoare).5Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiLucrarea 1. Msurarea unor parametri caracteristici receptoarelor. Sensibilitatea i fidelitatea .

eficacitatea reglajelor deton, semsoar prindeterminareaputerii de ieire la 100Hz i la 8000Hz pentru poziiile extreme ale poteniometrelor de reglaj. caracteristica de frecvena a AAF.3. Desfurarea lucrriiMontajul de msur este prezentat n figura 1.1. Figura 1.1. Montajul de msurGRF este un generator de semnal standard de radiofrecvenAA repreznt antena artificial RR este un radioreceptorVm poate fi un wattmetru sau un voltmetru de valori efectiveExist dou platforme de msurare. n prima platform,GRFeste un generator de semnal SML 01, iar Vm este un voltmetru R6552. n a doua platform, rolurile GRF iVmsunt inclusentr-unsingurbloc,CMS50, uninstrument pentrumonitorizarea serviciilor de radiocomunicaii. El poate lucra n modul Rx-Test, n care genereaz un semnal de radiofrecven ctre radioreceptor, iar semnalul de la ieirea radioreceptorului este furnizat aceluiai bloc CMS50, care permite afiarea semnalului n modul osciloscop, precum i msurarea unor parametri importani.3.1 Msurarea sensibilitii limitate de amplificareSe vor efectua msurtori la frecvenele 160kHz, 200kHz, 250kHz, 540kHz, 1600kHz, 94MHz, 108MHz, frecvenedemsurstandard. Pentrufiecaredinaceste frecvene de msur se parcurg paii descrii mai jos.FolosindunGRFsevageneraunsemnalMAsauMFnormal, nfunciede frecvenademsur(150-280kHz-ULi525-1605kHz-UMcorespundMA, iar87.5-108MHz UUS corespund MF) conform definiiei, de nivel mai mic de 100 Vef. Se realizeaz acordul receptorului, urmrind indicaia maxim pe voltmetru. Reglajul de volum este la maxim, iar cel de ton, n poziia normal.6Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiLucrarea 1. Msurarea unor parametri caracteristici receptoarelor. Sensibilitatea i fidelitatea .

Se modific nivelul semnalului de intrare, dinGRF, astfel ca la ieirea receptorului s seobin tensiunea de 447mVef, corespunztoare puterii standard de 50mW, pe o sarcin de 4. Se urmrete din nou acordul receptorului i iterativ nivelul tensiunii de intrare, pn cnd indicaia voltmetrului este maxim i la 447mVef.Se msoar nivelul tensiunii de intrare (pe GRF), care repreznt Sa.Observaie: datorita blocului de reglaj automat al amplificarii, Tensiunea de iesire nu va varia liniar cu tensiunea de la intrarea radioreceptorului.3.2 Msurarea sensibilitii limitate de zgomotPentru fiecare din frecvenele de msur, n gamele de UL, UM, UUS, se modific logaritmic nivelul semnalului de intrare, conformTabelului 1.1:Tabelul 1.1Uin[ V] 2 5 10 20 50 100 200Uout[ V]Uzg[ V]RSZ[dB]Uoutestenivelul tensiunii deieire, carenglobeazatt semnalul util, ct i zgomotul. Presupunnd c cele dou componente sunt necorelate, se poate scrie:2 2 2s zg outU U U + (1.3)Semsoartensiunea deieireUoutfolosind voltmetrul. Sesuprim modulaia (m=0) i se msoar pe voltmetru valoarea Uzg.n final se calculeaz 2 2210lg [ ]out zgzgU URSZ dBU(1.4)Se traseaz pe acelai grafic valorileUout[dB V](Uin[mV])iUzg[dB V](Uin[mV]). SededuceSzgcafiindaceavaloarepentrucarediferenantreceledou 7Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiLucrarea 1. Msurarea unor parametri caracteristici receptoarelor. Sensibilitatea i fidelitatea .

curbe pe vertical este egal cu RSZ standard (20dB la MA UM, UL i 26dB la MF - UUS).3.3 Msurarea fidelitiiSe genereaz cu ajutorul GRFun semnal modulat cu fm=1000Hzim=30%, pe una din frecvenele standard de msur. Reglajul de volum este la poziia maxim, iar cel de ton n poziia normal. Se urmrete realizarea acordului. Sevariazfrecvenamodulatoarengama20Hzpnla20kHz, cupasul de 2kHz i se noteaz n dreptul fiecrei valori tensiunea obinut pe voltmetru, Uout.Se traseaz caracteristica Uout (fm), caracteristica electric la frecven global a receptorului (distorsiunile liniare).n cazul platformei de msur ce conine aparatul de monitorizare a serviciilor de radiocomunicaii, CMS50, se va efectua i o msurtoare a factorului de distorsiuni n band (distorsiuni neliniare).4. ntrebri1. Cum este de dorit s fie sensibilitatea unui receptor?2. Care sunt msurile pentru ca un radioreceptor s posede o sensibilitate utilizabil ct mai bun?3. Care este relaia ntre sensibilitatea limitat de amplificare i cea limitat de zgomot pentru radioreceptoarele realizate la nivelul tehnologic actual?4. Cum variaz raportul semnal zgomot, cu reglajul de volum?8Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 2. Msurarea selectivitii radioreceptoarelor i a caracteristicii RAS Lucrarea 2Msurarea selectivitii radioreceptoarelor i a caracteristicii RAA1. Scopul lucrriiRidicarea curbelor de selectivitate la canalul adiacent i a caracteristicii RAS.2. Breviar teoretic2.1 Receptoare cu amplificare directSchema bloc a unui receptorcu amplificare direct este dat n figura 2.1.Figura 2.1. Schema bloc a receptorului cu amplificare directBlocurile din figura 2.1 au denumirile:CI circuit de intrareARF amplificator de radiofrecvenDEM demodulatorAJF amplificator de joas frecvenSeleciacanalului estefcutdectreARF. nfunciedespectrul canalului dorit, semnalul captat deantenesteprelucrat dectrefiltrul trece-band, acrui frecven central este variabil n funcie de canal.Acordulreceptorului const n aducerea frecvenei centrale a filtrului trece-band, prin intermediul unui reglaj continuurealizat cuajutorul unor circuiteselective prevzute cubobine saucu condensatoare variabile, n centrul benzii canalului vizat. Avantajul principal al acestui radioreceptor const n complexitatea sa redus. Dintre dezavantaje trebuie s menionm: variaia parametrilor (sensibilitate, selectivitate) n funcie de frecvena de lucru; imposibilitatea realizrii unei selectiviti suficient de bune datorit dificultii de a realiza amplificatoare selective 9Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 2. Msurarea selectivitii radioreceptoarelor i a caracteristicii RAS cumulte etaje cuacord variabil, limitareafrecveneide lucrula frecvene care nu depesc civa MHz datorit imposibilitii asigurrii selectivitii cu filtre bazate pe circuite rezonante RLC avnd n vedere valoarea limitat a factorului de calitate. 2.2 Receptoare cu schimbare de frecvenPentru a evita limitrile datorate dezavantajelor menionate mai sus, n receptoarele cu o schimbare de frecven, semnalul captat de anten sufero schimbare de frecven (mixare) cu o frecven dat de un oscilator local. Aceast frecvenesteastfelaleas, nfunciedefrecvenacanaluluivizat, nctlaieirea mixerului spectrul canalului dorit sfiecentrat peofrecvenfixidevaloare convenabil, numit frecven intermediar. n aceste condiii,acordulreceptorului const n modificarea frecvenei oscilatorului local, astfel nct diferena ntre aceasta i frecvena central a canalului dorit s fie egal cu frecvena intermediar. Relaia (2.1) exprim afirmaia de mai sus:i h sf f f ,(2.1)unde: fi este frecvena intermediar;fh este frecvena oscilatorului local;fs este frecvena semnalului;n funcie de semnul argumentului modulului din (2.1), receptoarele se clasific n:- receptoare superheterodin (SH) : fh>fs- receptoare infraheterodin (IH) : fhRe{sk}.Atenuarea la o frecven oarecare f se scrie:2( ) 10lg 1nntfa ff _ _ + , ,(2.11)n general, pentru un filtru Butterworth, ca i pentru orice filtru care prezint numai poli, este valabil relaia, care leag ordinul filtrului de atenurile pe care le prezint la dou frecvene cunoscute:2120lganff _ ,, (2.12)n care:2 1( ) ( ) a a f a f (2.13)Dac filtrul prezint i zerouri, relaia este valabil numai n msura n care acestea sunt prezente n afara intervalului(f1;f2). Altfel, fiecare dintre acestea introduce o cretere a pantei de 20dB/decad pentru fiecare zero.15Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 2. Msurarea selectivitii radioreceptoarelor i a caracteristicii RAS 3. Desfurarea lucrriiMontajul de msur este prezentat n figura 2.5.Figura 2.5. Montajul de msurGRF este un generator de semnal standard de radiofrecvenAA repreznt antena artificial RR este un radioreceptorVm poate fi un wattmetru sau un voltmetru de valori efective3.1. Msurarea selectivitii Se emite cu ajutorul GRF semnalul modulat normal, pe una din frecvenele de msur. Reglajul de volum este n poziia de maxim, iar cel de ton n poziia normal. Se urmrete realizarea acordului i atingerea puterii standard (indicaia de 300mVef pe voltmetru), notndu-se valoarea tensiunii de intrare (Sa). Fr a modifica reglajele semnalului modulat, se dezacordeaz receptorul cu fn stnga i n dreapta frecvenei de acord. Pentru aceasta, se variaz frecvena generatorului de semnal cu f.Se variaz nivelul tensiunii de intrare pn la U( f) astfel nct tensiunea de la ieire s revin la 300mVef. Se calculeaz atenuarea ( )( ) 20lgaU fa fStt (2.14)De regul, cunoscnd a priori proprietatea de simetrie a caracteristicii de selectivitate, pentru diminuarea erorilor de msur, se noteaz ( ) ( )( )2a f a fa f+ + (2.15)16Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 2. Msurarea selectivitii radioreceptoarelor i a caracteristicii RAS Pentru semnale MA, se completeaz Tabelul 2.1: Tabelul 2.1 f[kHz]-15 -10 -6 -3 0 3 6 10 15a( f)[dB]Se traseaz graficul a( f), pentru fiecare frecven de msur standard.3.2 Ridicarea caracteristicii RASGRF emite un semnal modulat normal MA pe frecvena purttoare de 1MHz, n gama de unde medii. Se realizeaz acordul radioreceptorului pe frecvena purttoare i se mrete nivelul semnalului de intrare la 100mV. Se regleaz volumul astfel nct la ieire nivelul tensiunii s fie egal cu 1.5Vef, corespunztor unei puteri de ieire egale cu jumtate din puterea maxim. Reglajul de ton este n poziie normal.Pentru aceast configuraie, se micoreaz nivelul tensiunii de intrare astfel ca tensiunea de ieire s scad cu 20dB (puterea semnalului de ieire scade cu 10dB) i senoteazdiferenantreceledouvalori aletensiunii deintrare, carereprezint ntocmai eficacitatea RAS. Totodat, se completeaz Tabelul 2.2. Tabelul 2.2Uin [ V]2 5 10 20 50 ... 2000 5000100000Uout [mV]Se traseaz caracteristica uout(uin).4. ntrebri1. Ce tip de caracteristic RAA prezint radioreceptorul analizat?2. De ce este necesar reducerea volumului la msurarea caracteristicii RAS?3. Realizai o evaluare a complexitii filtrelor de rejecie a canalelor adiacente n cele 3 game.17Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 2. Msurarea selectivitii radioreceptoarelor i a caracteristicii RAS 5. Cumacioneaz reglajul automat de amplificare la creterea nivelului semnalului modulator?6. De ce n cazul ridicrii caracteristicii de selectivitate a unui radioreceptor, se pstreaz puterea de ieire constant, egal cu puterea standard?7. Considermcazul unui sistemderadiodifuziunenbandavest deUUS (87.5-108MHz), n care se folosete modulaia de frecven. Distanele ntre canale (ntre frecvenele purttoare) sunt de300kHz(valoare minim). Receptorul este cu amplificare direct (fr schimbare de frecven). Care este ordinul filtrului ARF (presupus a avea numai poli, nu i zerouri) astfel ca atenuarea minim n raport cu canalul adiacent s fie de 50dB? Comentai valoarea obinut. Cumvariaz ordinul gsit n band (la capetele benzii)?8. Considermun semnalMA+P, cum=0.4ifm=1kHz, cuf0=600kHz. Receptorul SH (fi=455kHz) este acordat cu o eroare de 1kHz. Dac AFI este un filtru Butterworth de ordinul 5 (5 perechi de poli complex conjugai), cu banda de trecere de 5kHz, ce semnal rezult n urma demodulrii? Dar dac fm=4kHz?9. Presupunem c ARF dintr-un receptor SH este realizat cu un circuit acordat derivaie, ncareR=10k ,L=5 H,C=10nF, seaflnparalel cuun condensator variabilCv. Care este gama de variaie a condensatorului variabil pentru lucrul n gama deUL? Dac admitem c valorile componentelor nu se modific n frecven, calculai factorul de calitate i banda la 3dB la capetele benzii UL.10.Pentru un radioreceptor cu o singur schimbare de frecven,proiectai un ARFngamaULcucircuit acordat cucapacitatevariabilprincarese asiguroatenuarepefrecvenaintermediardeminim40dB. Seimpune folosirea unei inductane L=5 H, al crei factor de calitate este QL=5.18Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin Lucrarea 3Msurarea atenurii pentru perturbaiile situate n jurul frecvenelor intermediar i imagine1. Scopul lucrriiDeterminarea variaiei atenurilor pentru perturbaiile situate n jurul frecvenelor intermediar i imagine pentru un receptor superheterodin, n gamele de unde lungi, medii i ultrascurte.2. Breviar theoreticReamintim schema bloc a unui receptor cu o schimbare de frecven, prezentat mai n detaliu n Lucrarea 2.Figura 3.1. Schema bloc a unui receptor cu schimbare de frecven2.1 Perturbaiile pe frecvenele intermediar i imaginen general, schimbarea de frecven rezult ca rspuns al unui circuit neliniar. Presupunem c acesta are o caracteristic de transfer intrare-ieire de forma (3.1):

1 20( ) ( ( ) ( ))nko kku t a u t u t +, (3.1)unde: n - ordinul de neliniaritateu1,2, uo tensiunile de intrare, respectiv de ieire n schimbtorRelaia(3.1)reprezintaanumitametodaditivprincaresepoaterealiza mixarea. Exist i o mixare multiplicativ, pentru care se obin aceleai concluzii i din aceste motive, nu se va detalia mai departe.19Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin Pentru simplitate, admitem c tensiunea de intrare este format din suprapunerea a dou componente sinusoidale: 1 2 1 1 2 2( ) ( ) ( ) cos 2 cos 2iu t u t u t U f t U f t + + (3.2)Termenul deordinkdinsuma(3.1)determinapariiaunorcomponentede forma: , 1 2,cos[2 ( ) ]l ml ml m kU lf mf t + t tN(3.3)Pe scurt, fiecare termen de ordin k produce mai multe componente sinusoidale de frecvene egale cu combinaii liniare ale frecvenelor de intrare: 1 2 1 2, ,kf f lf mf l m k t t + (3.4)Dac nelimitmlaneliniaritilede ordin2, laieirea schimbtorului de frecven, conform reprezentrii (3.4), innd cont c n acest caz {0,1, 2} k , avem:1 2 1 2 1 2, , , f f f f f f +. Printr-o filtrare trece-band, se poate reine numai una dintre aceste componente.DacfaestefrecvenalaieireaARF, ifhfrecvenaoscilatorului, laieirea schimbtorului se obine:

, , ,a h h a h af f f f f f + (3.5)Filtrul delaieireamixerului,AFI, estecentrat pefi. Atunci, componentele spectrale de tipul (5) care intr n banda de trecere a AFI sunt:a if f (3.6)a h i sf f f f (3.7)2a h i s i imf f f f f f + + (3.8)Cu alte cuvinte, pe lng componenta util fs, la ieirea SF, regsim i ceea ce la ieirea antenei se afla pe frecvenele fi i fim. Aceste componente se suprapun, sub 20Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin form perturbaii, peste semnalul util.fimpoart numele de frecven imagine, fiind simetricaluifsnraport cufh. Odatsuprapusepestesemnalul util, pefrecvena intermediar, aceste perturbaii nu se mai pot elimina. Este necesar prin urmare o atenuare puternic a componentelor pe cele dou frecvene, nainte de schimbarea de frecven. Aceast atenuare va fi dat de caracteristica de amplitudine a CI i ARF.Concluzionnd,CI i ARF dicteaz atenuarea pe cele dou frecvene, imagine i intermediar. Frecvena central este egal cu fs, care variaz n funcie de acord (fs=fh-fi), dar banda de trecere este mai larg,CI+ ARFnepropunndu-i selecia de canale. Acest rol l are AFI, a crui caracteristic este fix, nedepinznd de frecvena de acord.Observaie: Dei este realizat la o frecven fix i mai joas dect cea a semnalului RF,AFIpoateaveaocomplexitatemare. Dinacest motiv, pentrureducerea suplimentar a complexitii, se poate recurge la mai multe schimbri de frecven. Totodat, trebuie realizat un compromis, n alegerea valorii frecvenei intermediare, ntre atenuarea pe frecvena imagine i cea pe frecvena intermediar.Pentru o evaluare aproximativ a atenurii pe frecvena intermediar se folosete expresia general:2000( ) (1 )20lg 20lg 10 lg(1 )( )nnnnnH jxa H n xH H+ +,(3.9)unde cu n s-a notat numrul circuitelor rezonante derivaie acordate utilizate n blocul de radiofrecven. Prezint interes valoarea minim a atenurii pe frecvena intermediar, deci valoareaobinutatunci cndvariabilanormatixesteminim. Pentru a determina aceast valoare se pleac de la expresia:i sis if fx Qf f _ ,, (3.10)i se consider funcia:( )a yg yy a cu (0, ) y , a>0. (3.11)21Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin Intereseaz modul de variaie a acestei funcii. Se poate scrie:, pentru(0; )( ),pentru( ; )a yy ay ag yy ay aa y ' (3.12)i rezult derivata221, pentru(0; )( )1,pentru( ; )ay ay ag yay aa y '+ (3.13)(punctul y=a este punct de discontinuitate). Deci g(y) este descresctoare pentru ya. ntruct n cazul de fa[ ]1 2; y y y , apar 2 situaii:1. ya,[ ]1 2; y y y .Cazul cel mai defavorabil (g(y) - minim) corespunde situaieiy=y1(vezi graficele din figura 3.2).Acesterezultateconfirmfaptul careputeafi sesizat i intuitivcatenuarea minim a frecvenei intermediare se obine pentru frecvena semnalului cea mai apropiat de fi; n cazul de fa maxSf, pentru gama UL i minSf, pentru gamele UM i US.22Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin g(y)g(y) 00 a a 1y1y2y2yFigura 3.2. Reprezentarea funciei g(y).Se remarc aadar faptul c situaia cea mai defavorabil n determinarea atenurii pe frecvena intermediar se ntlnete la frecvena semnalului cea mai apropiat de frecvena intermediar.Perturbaiilepefrecvenaintermediarapot fi eliminateprinutilizareaunui circuit de rejecie.Pentru a evalua atenurile pe frecvena imagine se consider variabila normatimx, exprimat de relaia:22im s s i sims im s sf f f f fx Q Qf f f f f _ _+ + , ,, (3.14)ce va fi utilizat pentru determinarea minimului valorii atenurii aim. ntruct xim>0, sf , se va cuta minimul valorii xim. Pentru aceasta se construiete funcia auxiliar*: g+ + R R , ( )y a y a ag yy y a y y a+ ++ +, (3.15)i evident funcia g(y) este descresctoare, deci cea mai defavorabil situaie n calculul lui xim este la maxSf. Atunci:max maxminmax max22S i SimS S if f fx Qf f f _+ + ,, (3.16)23Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin Figura 3.3. Reprezentarea funciei g(y).3. Desfurarea lucrriiSe studiaz variaia atenurii pe frecvenele imagine i intermediar n gamele de UM(525-1605kHz) iUL(150-285kHz), pentru care frecvena intermediar este de 455kHz. Montajul de msur este prezentat n Figura 3.4.Figura 3.4. Montajul de msurGRF este un generator de semnal standard de radiofrecvenAA repreznt antena artificial RR este un radioreceptorVm poate fi un wattmetru sau un voltmetru de valori efectiveSevorfolosi douplatformedemsur. Primadintreeleesteconformcu figura 3.3, n careGSeste un generator de semnalSML 01, produs de Rhode&Schwarz, iar voltmetrul este analogic. Pentru o msurtoare precis, se folosete i voltmetrul digital aflat la dispoziie.A doua platform de msur folosete doar dou blocuri. n afara receptorului identiccelui dincazul 1, sevafolosi unaparat demonitorizareaserviciilor de radiocomunicaii,CMS50, produsdeRhode&Schwarz, folosit nconfiguraiede testare receptor,Rx-Test. n acest caz, aparatul emitepe ieirea de RF OUT, ctre receptor, un semnal modulat, dup indicaiile utilizatorului. Ieirea receptorului este legat la intrarea de AF a CMS 50, care poate msura diferii parametri ai semnalului 24Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin recepionat(nivel, raportsemnalpezgomot, frecvenmedie, factordedistorsiuni etc.).Se genereaz cu ajutorulGS,un semnal standardMA, cu frecvena de modulaie1kHz(Modulation/Frequency) i indice de modulaie30%.Nivelul semnalului modulat va fi de 1mV. Pentru fiecare frecven aleas din gam se parcurg urmtoarele etape:- se realizeaz acordul pe fs, mai nti calitativ, urmrind un sunet audio ct mai puternic, i apoi cantitativ, urmrind indicaia maxim pe voltmetru;- se noteaz Us;- fr a modifica acordul radioreceptorului, se regleaz frecvena purttoare pe fi=455kHz i se msoar Ui;- similar, se modific frecvena purttoare pe fim=fs+910kHz i se noteaz Uim.Se vor completa dou tabele, corespunztoare celor dou game n care se efectueaz msurtori. Pentru UL, se completeaz Tabelul 3.1.Tabelul 3.1fs[kHz] 150 170 ... 250 275Us[mV] ...Ui[mV] ...20lg [ ]siiUa dBU...Uim[mV] ...20lg [ ]simimUa dBU...Pentru gama de UM, rezult Tabelul 3.2:Tabelul 3.2fs[kHz] 550 600 800 ... 1400 1600Us[mV] ...Ui[mV] ...20lg [ ]siiUa dBU...Uim[mV] ...25Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin 20lg [ ]simimUa dBU...Pentru gama de UUS-MF1, rezult Tabelul 3.3:Tabelul 3.3fs[kHz] 63 65 ... 71 73Us[mV] ...Ui[mV] ...20lg [ ]siiUa dBU...Uim[mV] ...20lg [ ]simimUa dBU...Pentru gama de UUS-MF2, rezult Tabelul 3.4:Tabelul 3.4fs[kHz] 88 92 ... 106 108Us[mV] ...Ui[mV] ...20lg [ ]siiUa dBU...Uim[mV] ...20lg [ ]simimUa dBU...Pe baza datelor din cele dou tabele, se vor trasa graficele ai(f), respectiv aim(f), pe acelai grafic att pentru UL, UM, ct i pentru UUS.4. ntrebri1. Similar discuiei privind frecvena imagine fcute n cazul receptoarelor SH, s se evidenieze problemele ce pot aprea n cazul receptoarelor sH 26Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin iIH. Cesepoatespunedespreperturbaiilepecarelepot produce eventualele armonici ale frecvenei oscilatorului local, n cele trei cazuri de receptoare?2. Cumsunt influenate valorile atenurilor pe frecvenele imagine i intermediaraleunui receptorSH, dac, pentruofrecvendeacord constant (fs=ct.),ficrete, respectiv scade. Cumtrebuie aleas la proiectarea unui sistem de telecomunicaii frecvena intermediar? Prezentai soluii pentru eliminarea acestui neajuns.3. Care este ordinul minim al unui filtru trece-band Butterworth din cadrul ARFdintr-unreceptorSHcareasigurngamadeUMoatenuarepe frecvena intermediar de minimum 50dB? Dar dac aceast condiie se impune n gama de UL?4. Repetai exerciiul 3 n condiiile n care se impune valoarea de 50dB pentru atenuarea pe frecvena imagine.5. DacadmitemcAFIesterealizat numai cupoli, caretrebuiesfie ordinul su astfel nct atenuarea pe canalele adiacente s fie mai mare de 50dB pe UUS. 6. Considernd c circuitul de preselecie format din ARF (CI este cu acord fixncentrul benzii 87,5...108MHz)arefactoruldecalitate10sse evalueze contribuia sa la atenuarea canalului adiacent. Gsii cazul cel mai defavorabil n gama UUS i luai-l n considerare n calculul de mai susLucrarea 4Simularea unui receptor superheterodin7. Scopul lucrrii27Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin Se va simula un receptor superheterodin n Simulink, lucrnd n UM, studiind efectul perturbaiilor pe frecvenele intermediar i imagine, precum si efectul unei demodulri necoerente.8. Breviar teoreticPrincipiul de funcionare al receptoarelor cu schimbare de frecven, deci i al celor de tip superheterodin, a fost prezentat in Lucrarea 2.9. Desfurarea lucrrii3.1 Descrierea schemei blocVom considera un numr de 7 posturi multiplexate n frecven 525-595kHz, avndlrgimeadebandde9kHz. Spaiereantrecanaleestede10kHz. Fiecare semnal este obinut prin modularea MA-PS a unei purttoare pe frecvena 0,520 10 , 1, 7kf kHz k kHz k + (4.1)de ctre un semnal sinusoidal pe frecvena de 3kHz.Observaie:n practic, posturile emit semnale modulate MA cu purttoare. Pentru simplificarea schemei, n simulare se va folosi o modulaie MA-PS, aceasta neinfluennd perturbaiile pe frecvenele intermediar i imagine. Frecvena intermediar a sistemului este de 455kHz. n vederea demodulrii, peste semnalul radio rezultat prin suprapunerea posturilor, se adaug i perturbaii pe frecvena intermediar (fi), ct i pe frecvena imagine corespunztoare canaluluikce se dorete a se recepiona (fim=520kHz+910kHz+k10kHz=1430kHz+k10kHz).Schema producerii semnalului compus este prezentat n figura 4.1.28Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin Fig. 4.1. Schema producerii semnalului compusBlocurileGENksunt blocuri deproducereasemnalelor modulate, avnd schema detaliat din figura 4.2.Fig. 4.2. Schema producerii semnalului de pe postul kSemnalele perturbatoare reprezint semnale aleatoare centrate pe frecvenelefi i fim,k.Radioreceptorul are schema bloc tipic a unui RR-SH.Fig. 4.3. Schema bloc a RR-SHARFrealizeaz preselecia semnalului, o prim amplificare i reducerea perturbaiilordepefrecveneleintermediari imagine. El areostructursimpl, acest circuit nepropunndu-i realizarea selectivitii la canalul adiacent. El este realizat subforma unui filtrutrece-band Butterworth, de ordin2, cufrecven central variabil.29Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin MIXreprezint un mixer realizat cu element activ neliniar. Structura sa este prezentat n figura 4.4.Fig. 4.4. Schema bloc a mixeruluiOLeste un generator comandat n tensiune. n cazul n care se dorete selectarea canalului k, receptorul trebuie acordat astfel nct fOL=f0,k+fi.n urma mixrii, va rezulta un spectru centrat pe fi. Teoretic, cum mixerul nu esteideal, seregsesccomponentei pefOL+fi. EsterolulAFI, carereprezintun filtrutrece-bandcomplex, fix, centrat pefi, sreinnumai canalul centrat pefi. Filtrul este un Butterowrth, cu ordinul 4 i banda de 9kHz.DEM reprezint un demodulator de amplitudine.3.2 Blocurile folositeSchema bloc a ntregului circuit este prezentat n figura 4.5.Fig. 4.5. Schema bloc a sistemului n SimulinkCircuitul de preselecie este realizat cu un FTB (Analog Filter Design), avnd specificaiile menionate anterior.Oscilatorul localeste ungenerator desemnal sinusoidal (SineWave), de amplitudineunitari frecvenanfunciedecanalul cesedoreteafi selectat. Ordinul acestui canal reprezintovariabilcepoatefi reinutnWorkspacei creia, nainte de orice simulare, i trebuie atribuit o valoare dorit. 30Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin Mixerulesteformat dintr-unsumator(Sum)i unblocMathFunctioncare implementeaz funcia matematic de gradul doi descris mai sus.Selecia canalului se realizeaz tot cu un filtru trece-band descris anterior.Demodulatorul se face cu un bloc special DSB-SC Demodulator cu parametrii stabilii.Se vor vizualiza spectrele semnalelor de la intrarea n receptor, de la ieirea circuitului de preselecie, de la ieirea mixerului, a selectorului de canal i a demodulatorului, cu ajutorul unui analizor de spectru Buffered FFT Scope.Pasul de eantionare este cel automat ales de program. Este de preferat efectuarea unei normriafrecvenelor ce apar n circuit,naafel nct n cadrul blocurilor s apar valorile frecvenelor n kHz.Schema bloc a emitorului n Simulink este prezentatat n figura 4.6.Fig. 4.6. Formarea semnalului compus3.3 Funcionarea schemeiSe ruleaz programul. pe Analizorul spectral 1(notaia din Fig. 4.5) se observ semnalul radio obinut prin multiplexarea n frecven a celor 7 posturi, precumi perturbaiile de pe fi i fim aferente (se va alege un k anume).31Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin peAnalizorul spectral 5se analizeaz performanele n rejectarea perturbaiilor de pe fi i fim. peAnalizorul spectral 3se observ efectul mixrii (neideale) asupra ntregului spectru. Se vor nota componentele ce apar i frecvenele aferente. pe Analizorul spectral 2 se remarc selectarea canalului dorit. pe Analizorul spectral 4 se va verifica spectrul semnalului transmis.3.4 Efectul perturbaiilor pe frecvenele intermediar i imaginePentruaverificaptrundereaperturbaiilordepefrecveneleintermediari imagine dup mixare n spectrul util, se vor modifica pe rnd tipurile perturbaiilor de pe cele dou frecvene. n loc de zgomot, se va alege o sinusoid puternic (amplitudine 10) pe frecvena perturbatoare respectiv i se va observa suprapunerea peste spectrul util. Se va recurge la pasivizarea sursei de semnal pentru a se verifica acest aspect (posturile nu emit, deci n blocul emitorului, ieirea primului sumator se foreaz n 0). Pentru fiecare din cele dou tipuri de perturbaii, cu semnalul util anulat, se variaz ordinul canalului ce s-ar dori a fi selectat (practic se variaz frecvena central a ARFi frecvena OL) i se analizeaz efectul sinusoidei perturbatoare dup demodulator n funcie de frecvena canalului.3.5 Efectul unei demodulri necoerenteSevaintroduceoeroaredefrecvenlamixare(acordimperfect)i sevor observa efectele. Frecvena purttoare se alege (1430+k10+ f)[kHz] n loc de (1430+k10)[kHz], unde f ia pe rnd valorile 1, 2, 3, 4, 5 kHz.10. ntrebri 1. Artaispectreleteoreticencelecincipunctepentruselectareaprimului canal.2. Decesepreferorealizarect mai simplpentruARF(filtrudeordin mic)?3. Artai componentelespectralerezultatelaieireamixerului dinlucrare, dac la intrare avem dou sinusoide pe frecvenele fa, respectiv fb.32Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 4. Simularea unui receptor superheterodin 4. Punei n eviden analitic efectul unei erori de acord de 1kHz, pentru un semnal modulator de 3kHz.33Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu I Lucrarea 5Tehnici de acces multiplu I1. Scopul lucrriiStudierea modalitilor de acces multiplu FDMA i TDMA, i a problemelor ce pot aprea pentru fiecare din acestea.2. Breviar teoreticntr-un sistemde comunicaii multiutilizator, resursele sistemului trebuie mpritentreutilizatorii serviciului respectiv. Resurselefiziceutilizatencadrul transmisiei sunt frecvena i timpul, acestea corespunznd i primelor tehnici de acces multiplu.2.1 FDMA (Frequency Division Multiple Acces)Proma metod de acces multiplu prezentat se refer la separarea informaiilor provenind diferiilor utilizatori n domeniul frecven. Practic, dac ntregului sistem i este rezervat o band B, mprirea n subbenzi, n principiu de limi egale, este realizat ca n figura 5.1.Fig. 5.1. mprirea benzii de frecven ntre utilizatoriSe definete o band total B, care se divide ntre M utilizatori, crora le sunt alocate benzi de lrgimeBui ntre care exist benzi de gard, din cauza imperfeciunii filtrelor ce separ canalele. Ca urmare, c rata fiecrui utilizator este:u uuB B Rr R RB MB M f M + (5.1)34Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu I Semnalele deladiferii utilizatori sunt multiplexate nfrecven, conform schemei din figura 5.2.Fig. 5.2. Multiplexarea n frecvenPentrua evita suprapunerea spectrelor, nprim faz ele se limiteaz cu ajutorul unui filtru trece-jos la Bu/2. Dup mixare (n esen o transformare neliniar, care produce i componente spectrale nedorite), spectrul se filtreaz trece-band cu bandadetrecere0, 0,2 2u ui iB Bf f + ncazul utilizatoruluii. Estenecesar, pentru evitarea suprapunerii spectrelor diferiilor utilizatori ca:0, 0, 12 2u ui iB f B ff f++ + + < (5.2)Relaia ne d distana minim necesar ntre purttoare:0 u uf B f B + (5.3)ncazulFDMA, principalaproblemaparencondiiilencarefiltrelede limitare a benzii (cel trece-jos i cel trece-band) au performane relativ slabe (band detranziiemare, riplumarenbandadetrecerei atenuaresczutnbandade oprire).Blocul de demultiplexare realizeaz aceleai operaii, n ordine invers.35Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu I Fig. 5.3. Demultiplexarea n frecvenBancul de filtre trece-band de la intrare este identic celui folosit la emisie i are aceleai condiii impuse. n schimb filtrele trece-jos selecteaz componenta dorit de la ieirea mixerului, fiind teoretic suficient o frecven de tiere egal cu f0,i.2.2 TDMA (Time Division Multiple Access)Informaia transmis de la un emitor la receptor poate fi partajat n cadre, ca intervale de timp de lungime clar, bine definit, ce conin o cantitate de informaie a priori cunoscut. Rata de transmisiune este n acest caz mprit ntre utilizatori, prin acordarea fiecruia dintre ei a dreptului de a transmite numai ntr-un interval de timp clar delimitat din cadru, aa cum se indic n figura 5.4.Fig. 5.4. Structura unui cadru TDMAT este perioada cadrului.Tu este slotul temporal rezervat fiecrui utilizator.este un interval de gard care previne eventualele diafonii ce pot aprea, n cazul unei demultiplexri incorecte.n concluzie, fiecare utilizator are dreptul de a transmite la fiecare Tsecunde timpdeTusecunde.Dinacest motiv, ratade transmisiunesemparten modegal ntre utilizatori, dup formula:36Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu I u uuT T Rr R RT MT M M +(5.4)Metodademultiplexareasemnalelor poatefi aplicatlanivel desemnale analogice (n fiecare cadru se transmite cte un eantion per utilizator) sau la nivel de fluxuribinare (fiecareutilizatortransmiteun numr prestabilitde biin intervalul care i este alocat).Circuitul de multiplexare a semnalelor diverilor utilizatori este prezentat principial n Fig. 5.4.Fig. 5.4. Schema bloc a multiplexorului temporalGID este un generator de impulsuri dreptunghiulare cu perioada T. Factorul de umplere al acestor impulsuri este Tu/T. Semnalele ce comand deschiderea circuitelor poart,CP, sunt preluate din diferite puncte ale unei linii de ntrziere, astfel nct semnalele de comand corespunztoare unor utilizatori diferii s nu se suprapun, cauznd diafonii.Circuitele poart sunt n fapt comutatoare comandate de impulsurile de comand generate de GID. Impulsurile dreptunghiulare venite din linia de ntrziere sunt modulateMIAN(modulaia impulsurilor n amplitudine, natural) i apoi sumate. Mai departe, n vederea transmiterii pe un canal radio, cadrele astfel formate moduleaz o purttoare de nalt frecven. Se poate observa c informaiile emise de diferii utilizatori nu sunt separate n frecven (diferite informaii moduleaz aceeai purttoare), ci n domeniul timp.La recepie, exist un circuit similar care extrage eantioanele diferitelor mesaje. Sincronizarea este extrem de important ntr-o asemenea transmisiune, orice decalaj n timp fiind echivalent unei diafonii. Din acest motiv, n cadrul temporal sunt incluse semnale ce au ca scop sincronizarea la recepie. De exemplu, ntr-o transmisiune binar ce folosete TDMA, se folosesc bii de sincronizare la nceputul 37Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu I cadrului, ntr-un preambul, ce constau dintr-o succesiune de 1 i 0, alternativi, pentru a prezenta tranziii suficiente unei eantionri corecte.Receptorul trebuie n primul rnd s asigure demodularea semnalului. Operaiile din banda de baz se descriu n figura 5.5.Fig. 5.5. Schema bloc a demultiplexorului temporalDin semnalul demodulat, se extrag informaiile cu privire la sincronizare (prin EIS), i se genereaz semnalul dreptunghiular necesar extragerii informaiei primului utilizator. Celelalte M-1semnale de comand se obin similar ca la transmisie, cu o liniedentrziere. Semnaleledreptunghiularecomanddeschidereaunor circuite poart (CP), astfel c la ieirea acestora se obin impulsurile dreptunghiulare modulaten amplitudine,n modnatural,cala emisie.Pentru demodulareaMIAN, este nevoie de un filtru trece-jos care s elimine componentele rezultate prin eantionare, care se gsesc n jurul multiplilor frecvenei de eantionare, ponderate cu o funcie sinc (din cauza nmulirii cu un tren de impulsuri dreptunghiulare).Estedenotat faptul cceledoutehnici deaccesmultipluprezentatepn acum pot coexista, aa cum se ntmpl de altfel n multe sisteme de comunicaie (de ex. GSM).3. Desfurarea lucrriiSe utilizeaz mediul de propagare Matlab/Simulink, versiunea R12.3.1 Accesul multiplu cu diviziune frecvenn figura 5.6 este prezentat schema unui multiplexor n frecven, folosit n programul fdma.mdl:38Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu I Fig. 5.6. Schema multiplexorului n frecvenSchema multiplexeaz informaiile a trei utilizatori care transmit urmtoarele semnale: Utilizatorul1: semnal sinusoidal de amplitudine 1V i frecven 1Hz; Utilizatorul2: semnal dreptunghiular de amplitudine 1Vi frecven 1Hz; Utilizatorul3: semnal triunghiular de amplitudine 1V i frecven 1Hz;Bandaalocatfiecrui utilizatorestede20Hz. Esteprinurmarenecesaro filtrare trece-jos la 10Hz. Purttoarele sunt 100Hz, 120Hz, 140Hz. Filtrele trece-band selecteaz fiecare din cele trei spectre rezultate.1) Vizualizai semnalele npunctele de interes, folosind osciloscoapele i analizoarele spectrale. De ce nu se reconstituie corect semnalul dreptunghiular i cel triunghiular?2) Folosii pentru modulare un modulator BLU. Ce ar trebui s se modifice n schem? Care sunt cerinele impuse asupra filtrelor din schem?39Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu I 3) Eliminai interferenelentrecanaleleadiacente, mrindordinelefiltrelor trece-band de la recepie. Ce se poate spune despre spectrul semnalului sinusoidal pe Analizor spectral2? Calculai distorsiunile neliniare pentrusemnalul sinusoidal, bazndu-v pe spectrul reprezentat pe Analizor spectral1. De ce nu se mbuntesc performanele n cazul celorlalte dou semnale?4) Modificai frecvenele maxime ale semnalelor de intrare, variind frecvena de tiere a filtrelor trece-jos de la intrare la 15Hz, apoi la 20Hz. Ce se poate spune despre performanele sistemului? Analog dac se modific ordinul filtrelor la 2.5) Imaginai unsistemcares multiplexezeinformaiilea9utilizatori ce transmit semnale de band limitat la 10Hz. Banda alocat sistemului este de 30Hz. Modulaia folosit este MA-BLU-S. mprirea semnalelor n vederea transmisiei se facencadrede50ms. Sepoatefolosi doarunul dinceledousistemedeacces multiplu anterioare?3.2 Accesul multiplu cu diviziune n timp TDMASeva deschide fiierul tdma.mdl, care conine schema din figura 5.7.Fig. 5.7. Modelul Simulink al multiplexorului TDMASursele de semnal sunt aceleai ca n cazul anterior.40Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu I Modulatorul deimpulsuri esteconinut nsubsistemulMIAN, prezentat mai jos:Fig. 5.8. Modelul Simulink al modulatorului MIANEl este format din circuite poart, care sunt comandate de impulsuri dreptunghiulare decalate. Blocul rspunztor de generarea acestor impulsuri este GID, detaliat n figura 5.9.Fig. 5.9. Generator de impulsuri decalateBlocul de generare de impulsuri dreptunghiulare are perioada Ts=100msi un factor deumplere1/3. Decalajul impulsurilor pentrudeschiderea celorlaltedou circuite poart se realizeaz prin dou linii de ntrziere de 33ms=Ts/3.Modulaia de amplitudine reprezint o mixare cu 200Hz (valoarea purttoarei), ncadrul bloculuiMA-PS. Modulaia fiindcupurttoare suprimat, circuitul de modulareestesimulat printr-unmultiplicator. Demodulareasefacesimilar cuun detector de produs. Filtrul trece-jos are frecvena de tiere de 200Hz.Demodularea impulsurilor presupune n prim instan extragerea eantioanelor corespunztoare fiecrui utilizator n parte.41Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu I Fig. 5.10. Demultiplexarea temporalUrmeaz un filtru trece-jos cu frecvena de tiere 5Hz.1) Rulai programul i vizualizai semnalele la ieirea circuitelor poart de la transmisie, dup sumator, dup modulareaMA-PSi dup demodularea de impulsurilor. Ce se poate spune despre spectrul semnalului de la ieirea sumatorului? Notai poziiile lobilor secundari.S se scrie expresia analitic a fiecrui semnal de la ieirea circuitelor poart. Calculai analitic spectrul acestor semnale i facei observaii cu privire la banda lor. Pe baza expresiei calculate anterior, punei n eviden proprietile filtrelor trece-jos, necesare reconstituirii corecte a semnalului.Care sunt cauzele distorsionrii semnalelor dreptunghiular i triunghiular? Care estelegturcuordinelefiltrelorfolosite?Careestecondiiapecaretrebuieso ndeplineasc, n condiiile circuitului prezentat, banda semnalului de intrare?2) Modificai perioada impulsurilor dreptunghiulare din GID, la recepie de la 100ms, la 110ms. Comentai efectele unei abateri a frecvenei oscilatorului fa de cea de la emisie. Ce se ntmpl n timp cu eroarea aprut?3) nmodanalogsevasimulaoimperfeciunealiniei dentrzieredela recepie. Pentruaceasta, modificai valoareantrzierilor dinblocurileTransport Delay din cadrul DE-MIAN, blocul GID, de la 0.1/3 la 0.15/3. Care este efectul? De ce nu se ntmpl nimic cu semnalul sinusoidal?4) Modificai perioada de eantionare de la 100ms la 50ms. Modificrile se vor face att la emisie, ct i la recepie, n blocurile GID, i anume n Pulse Generator, Transport Delay. Sunt 6blocuri ncaretrebuiefcutmodificarea. Cesepoate spunedesprespectrul semnalului modulat?Careesteprincipalul dezavantaj?Dar 42Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu I dac se modific la600ms? Studiai spectrul semnalului sinusoidal la ieirea circuitului. 5) Din cele dou blocuri Pulse Generator, modificai factorul de umplere de la 33%la10%. Notai dinnoupoziionarealobilorsecundari i comparai cucazul iniial. Teoretic, dac micorm durata unui impuls al fiecrui utilizator, putem mri numrul de utilizatori sau putem asigura un interval de gard mai mare. Care este principalul dezavantaj al unei asemenea metode, n afar de micorarea ratei?6) Modificai frecvenele de tiere ale celor 3 filtre trece-jos de la 5Hz la 20Hz. Ce se poate remarca?43Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu II Lucrarea 6 Tehnici de acces multiplu II1. Scopul lucrrii Studierea modalitii de acces multiplu CDMA(Code Division Multiple Acces).2. Breviar teoreticDatele binare ale fiecrui utilizator, de ratTb, sunt codate (cu ajutorul unui circuitXOR) cu o secven de rat mult mai mare (Tc), generat cu un registru de deplasare, care de regul se repet periodic la fiecareTb. Secvena de codare (secven pseudo-aleatoare) este proprie fiecrui utilizator. Aceste fluxuri binare de rat mare moduleaz aceeai purttoare i se nsumeaz. Astfel, ele folosesc n mod identic att resursa de timp, ct i cea de frecven, i nu pot fi separate ca atare n nici unul din cele dou domenii (prinferestruire sau filtrare). nplus, datorit nmulirii cu o secven de rat mai mare, spectrul fluxului binar iniial se lrgete de bcTT ori, motiv pentru care sistemelor ce folosesc aceast metod se numesc sisteme de comunicaie cu spectru mprtiat sau distribuit. La recepie, fluxul se demoduleaz, apoi intr n M corelatoare paralele, n care serealizeazcorelaiacufiecaredinceleMsecvenefolositepentrumprtiere. Dac secvenele se aleg astfel nct corelaia ntre ele s fie scazut, atunci, la ieirea corelatoruluiki a blocului de decizie ce i urmeaz, se va regsi informaia mprtiatdesecvenak. nacest fel, sumacorelaiilor cucelelaltesecveneva reprezenta un termen foarte sczut,comportndu-se ca un zgomot pentru semnalul util. Cu ct numrul utilizatorilor este mai mare, cu att acest nivel al zgomotului este mai mare. Aadar, capacitateasistemului estelimitatdectreraportul semnal pe zgomot. Figura 6.1 ilustreaz principiul unui astfel de emitor:44Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu II Fig. 6.1. Schema bloc a unui emitor CDMAAnalitic, se pot scrie semnalele ce intervin n diferite puncte ale schemei.Fluxul de intrare al utilizatorului k este:( ) ( )k n bnt b p t nT b (6.1)bk sunt biii transmii de utilizatorul k. p(t) este impulsul de formare al fluxului binar. El poate fi presupus pentru simplitate dreptunghiular.Secvena pseudoaleatoare are rat mai mare i se repet la fiecare Tb:( ) ( )k k bnt c t nT c (6.2)Pe fiecare simbol binar, Tb:10( )bcTTckk clbTc t c p t nTT _ , (6.3)n formula de mai sus,ckreprezint componentele secvenei pseudoaleatoare. Exist bcTT astfel de componente de-a lungul unui simbol binar de intrare. Admind, aacumestenormal, pentrusecvenapseudoaleatoare, unimpulspurttorsimilar celui de date, dreptunghiular, de rat mai mare, expresia sa este cbTp tT _ ,.45Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu II Observaie: este mai comod s facem reprezentarea electric a semnalelor. n loc de 0 i 1, vom reprezenta 1 i 1. AstfelXORse traduce printr-o simpl nmulire ntre cele dou secvene.Fluxul rezultat dup mprtiere este:( ) ( ) ( )k k kt t t s b c (6.4)Admind c operaiile de modulare/demodulare se fac perfect, se va ignora n reprezentarea analitic operaia de modulare. Semnalul transmis este atunci:1( ) ( )Mkkt ts s (6.5)Receptorul are structura din figura 6.2.Fig. 6.2. Schema bloc a receptorului CDMAFiecare corelator are o structur identic:Fig. 6.3. Structura corelatorului46Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu II Rmne valabil observaia c pentru o reprezentare electric fr component continu, XOR se transform ntr-o simpl operaie de nmulire. n acest caz, blocul de decizie ia semnul semnalului rezultat la ieirea integratorului. Slumndiscuieramurakareceptorului. Laieireanmulitorului (sau XOR) avem:1( ) ( ) ( )Mk n knt t tr s c (6.6)Dup integrator (pentru simplitate considerm intervalul 0-Tb, renunnd astfel la reprezentarea vectorial) se obine:101( ) ( ) ( ) ( )BTMk n n knbr t b t c t c t dtT (6.7)ntruct integrala se ia pe un interval de bit n care toate fluxurile de date ale tuturor utilizatorilor sunt constante (lund fie valoarea 1, fie valoarea 1), integrala se scrie sub forma:21 10 0 01 1 1( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )b b bT T TM Mk n n k k k n n kn nb b bn kr t b c t c t dt b c t dt b c t c t dtT T T + (6.8)Mai departe:( )k k kr t b n +(6.9)101( ) ( )bTMk n n knbn kn b c t c t dtT(6.10)Se observ c pe intervalul considerat, recuperm simbolul binar transmis bk, de ctre utilizatorulk, peste care se suprapune operturbaie cauzat de ceilali utilizatori (termenul al doilea din expresia lui rk(t)). Cu ct intercorelaia ntre diferite secvene demprtiereeste mai mic, cuatt termenulnkarevalori mai mici. Eroarea poate aprea dac acest termen depete pragul de decizie. Spre deosebire de TDMAiFDMA, n care limitarea resurselor se evidenia net, din cauza folosirii 47Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu II unei resurse finite, acest lucru nu este evident n CDMA. Teoretic, se pot multiplexa un numr orict de mare de utilizatori, folosind un numr foarte mare de secvene de mprtiere, deratmult mai mare. nsacest lucrunusentmplnpractic. Termenulnkcretecunumrul deutilizatori i capacitateasistemuluiCDMAeste limitatde unraportsemnal-zgomot impus.Acelailucrusepoatespuneatt n cazul secvenelor cu corelaie mic, ct i n cazul secvenelor perfect ortogonale. Aa cumse poate uor remarca, sistemul presupune o sincronizare foarte bun a secvenelor, altfel se pot pierde proprietile legate de intercorelaie.Deoarece celelalte componente ale sistemului se comport pentru utilizatorul aflat n discuie precum un zgomot, este uor de observat c receptorul considerat este un receptor optimal, care decide ntre simbolurile transmise peste care se suprapune zgomot alb (n varianta cu corelator, nu cu filtru adaptat la simbolurile transmise).O privire atent se poate arunca asupra proprietilor spectrale ale secvenelor naintei dupmprtiere. Pentrufluxul deintrareal fiecrui utilizator,DSmP (densitatea spectral medie de putere) are forma:2 2( ) sin2bb bTS T c _ ,(6.11)Secvena pseudoaleatoare are anvelopa spectral:2 2( ) sin2cc cTS T c _ ,(6.12)Prin nmulirea celor dou secvene, spectrele lor se convoluteaz, deci semnalul rezultat va avea suportul spectral suma celor dou suporturi, mult mai mare dect cel delaintrare. Dacpestesemnalul transmissesuprapuneunbruiaj (n general o perturbaie de band ngust), dup dezmprtierea de la recepie, spectrul revine la forma semnalului de intrare, pe cnd perturbaia se mprtie, rezultnd ntr-o perturbaie de tip zgomot alb n band, care poate fi filtrat mai uor.3. Desfurarea lucrriiSchema unui sistem de transmisiune cu diviziune n cod cu 2 utilizatori este prezentat mai jos, din fiierul cdma2.mdl.48Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu II Fig. 6.4. Schema transceiverului CDMASursele de informaie binar reprezint fluxuri de bii cu Tb=1s. Subsistemele INFO1iINFO2genereaz iruri de 0 i 1, dispersate uniform. Se va prefera mai departe o reprezentare electric, avnd nivelurile de 1 i 1. Secvenele de mprtiere au rata Tb/4. Sursa 1 de informaie este codat cu secvena 1 1 1 1, iar sursa a doua cu1111. Celedousecvenepot fi privitecaneavndrateegale, generate conform regulilor de generare a codurilorOVSF. Modulaia este de tip BPSK, cu o frecven purttoare de100Hz. Cele dou semnale modulate se nsumeaz apoi, la intrarea n canal. Canalul de transmisiune este caracterizat de o ntrziere de 0.7si de un bruiaj pe frecvena de 105Hz. La recepie, demprtierea se face cu aceleai secvene, ntrziate la rndul lor cuvaloarea estimat a timpului de propagare. Blocurile de corelaie, Corelator1 i Corelator2 sunt descrise n figura 6.5.Fig. 6.5. Corelatorul49Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu II Practic cele dou fluxuri dedate se nmulesc i se integreaz pefiecare perioad de simbol. Deoarece integrarea se face de la valoarea iniial 0, este nevoie de a reseta la fiecare nceput de simbol valoarea ncrcat n integrator (echivalent, ntr-un circuit real, este nevoie de a descrca condensatorul din integrator). Resetarea ofaceReset Integrator, ungenerator deimpulsuri dreptunghiulare, cuperioada Tb=1s. La rndul su, frontul cresctor trebuie decalat cu valoarea estimat a timpului depropagare. nplus, pentrucaeantionareacaresefacedupintegrareapeun simbol s nu precead resetrii valorii stocate n integrator, impulsul de resetare vine cu foarte puin dup eantionare, la 10ms. Valoarea calculat este mai nti stocat n circuitul deEantionare/Memorare, apoi trecut printr-uncircuit de decizie, cu pragul fixat la 0 (deci realizeaz funcia de sgn).1) Rulai fiierul i vizualizai formele de und de la intrare i ieire cu Scope10 i Scope11. Notai valorile de la ieirea celor dou surse binare. Ignornd n priminstanefectelecanalului, realizai demodulareai reprezentai semnalele. Calculai semnalele de la ieirile integratoarelor i a blocurilor de decizie. Comparai valorileobinutecu cele delaintrare i cucele obinutepe parcursul schemei, pe osciloscoape.2) Verificai c secvenele folosite sunt ortogonale i verificai modul lor de producere n schem cu ajutorul registrelor de deplasare. Totodat, gsii toate secvenele de 4 bii ortogonale cu cele 2 i calculai numrul maxim de utilizatori carepot folosi simultansistemul. ncercai sgsii oregulsimpldegsirea codurilor ortogonale.3) Modificai una dinsecvenele de mprtiere, att la emisie, ct i la recepie, astfel nct snumai fievalabilortogonalitateasecvenelor. Comentai rezultatele simulrilor.4) Vizualizai semnalul i spectrul su la ieirea din canal. Comentai efectul bruiajului suprapus, n ambele domenii (Scope4, Analizor spectral3). Pentru a sesiza efectul mprtierii,comparaispectrele semnalelor dinainteidup mprtierecu Analizor spectral1 i Analizor spectral2. Deducei factorul de mprtiere. Folosii cele dou analizoare din interiorul subsistemuluiCorelator1pentru a observa spectrele dup demprtiere. Ce se poate spune despre efectul bruiajului suprapus?50Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Lucrarea 5. Tehnici de acces multiplu II 5) Se studiaz efectul erorilor de sincronizare nsistemulCDMA. Pentru aceasta se elimin offset-ul din Start Time din blocul Reset Integrator i se anuleaz timpul de ntrziere din blocurilentrziere/Sincronizare. Analog, modificnd numai timpul de resetare a integratorului.51Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiAnexa 1. Monitorizarea serviciilor de radiocomunicaii cu ajutorul CMS50 Anexa1Monitorizarea serviciilor de radiocomunicaii cu ajutorulCMS 501. Specificaii tehniceCMS 50este un tester radio folosit la depanarea, mentenana i testarea echipamentelor radio, indiferent de modulaia folosit (de amplitudine, frecven sau faz), din familia CMS a echipamentelor produse de Rhode & Schwarz. El permite totodat:- generarea unor semnale cumodulaiede amplitudinesaufrecven, cu frecvene intre 0.4 Mhz si 1 GHz cu o rezoluie de 50 Hz. Nivelul poate lua valori ntre 134 dBm i 0 dBm pentru modulaia de frecven sau -3 dBm pentru modulaia de amplitudine (funcie de generator de semnal)- vizualizarea spectrelor diferitelor semnale (funcie de analizor spectral)- msurarea valorilor diferitelor componente spectrale- vizualizarea formelor de und recepionate (funcie de osciloscop)- msurarea valorilor efective ale semnalelor recepionate, intre 0.1 mV i 30 V, pentru frecvene ntre 50 Hz i 20 kHz. (funcie de milivoltmetru)2. Panoul de comandPanoul frontal este prezentat n figura A1.1.52Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiAnexa 1. Monitorizarea serviciilor de radiocomunicaii cu ajutorul CMS50 Fig. A1.1. Panoul frontal al CMS 50CMS 50are o interfa grafic prietenoas cu utilizatorul. Pe parcursul desfurrii analizei echipamentelor, diferii parametri se pot modifica de pe panou. Pentru aceasta, sunt disponibile butoanele din grupul DATA situate n partea dreapt a panoului. Butoanele 0-9,-,., sunt folosite exclusiv pentru introducerea succesiv a cifrelor valorii. Validarea acesteia (introducerea propriu-zis) se poate face alegnd unitatea de msur potrivit. Pentru aceasta, utilizatorul are la dispoziie patru butoane A-D, din care poate alege unitatea de msur i ordinul de mrime. Astfel, pentrufrecven, se folosesc butoaneleA-C, corespunztoare unor ordine de mrime de la MHz-Hz.Pentrutensiune, sefolosescbutoaneleA-C, corespunztoareordinelormV, V, dB V. Pentru putere, se folosesc butoanele BiD, de unde se regleaz ordinul:W, respectiv dBm.BloculAarenplusopiuneaintroduceriiprocentelor, iarDamrimilorn radiani.n afara acestor butoane, n cazul mrimilor adimensionale sau ale cror uniti demsurnusenumrprintrecelemenionatemai sus, sepoatefolosi butonul ENTER. Butonul CLEAR terge cifrele introduse, nainte de a fi fost validate.n jurul ecranuluisunt 16 butoane, ce permit selectarea funciei i modificarea parametrilir.Butonul 0 realizeaz comutarea ntre modul de test pentru emitor (Tx-Test) i receptor (Rx-Test).Butoanele 1-10 au semnificaii diferite in funcie de modul de lucru.Butoanele 11-15 permit viyualiyarea formei de und pe osciloscop.De asemenea, CMS 50 permite varierea continu unei anumite mrimi, fr a fi necesar introducerea valorilor de fiecare dat. Acest lucru se realizeaz din butonul rotativ, care permite prin urmare o variaie fin a mrimilor.Funciile speciale permit navigarea n meniuri i salvarea setrilor si a rezultatelor pe carduri de memorie.3. Funciile instrumentului3.1 Funcia Tx-Test53Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiAnexa 1. Monitorizarea serviciilor de radiocomunicaii cu ajutorul CMS50 Aceast funcie se poate selecta din meniul principal, din care se selecteaz, cu ajutorul butonului corespunztor de pe marginea ecranului (butonul 8 numerotarea se face ncepnd din colul stnga-sus, spre colul dreapta-jos, de la 0-15, conform Figurii A1.1). Prin activarea acestei funcii, se va intra n meniul Tx-Test. Rolul su este de a msura performanele unui generator de semnal extern. nacest caz, echipamentul funcioneaz pe post de receptor.Butonul 0 face comutarea pe funcia Rx-Test.Butonul 1 selecteaz funciile COUNT, SET RF, din meniulTx-Test. Selectarea uneia dintre funcii sau a alteia se face prin apsarea succesiv a butonului. Funcia COUNT permite msurarea frecvenei recepionate. n cazul recepionrii unui semnal cucomponentespectralemultiple, semsoarfrecvena medie. Submeniul funciei COUNTpermite iniializarea frecvenei ntr-o band ngust, msurareadirectafrecvenei sausetareafrecvenei oscilatorului local al demodulatorului la valoarea msurat. Funcia SET RF fixeaz frecvena de acord a receptorului pe o frecven fix, folosindbutoanele dingrupul DATA. ncazul ncare semnalul este emis prin multiplexareanfrecvenamai multor canale, receptorul poatefi setat pentrua recepiona n mod corect fiecare canal. Pentru aceasta, n submeniul SET RF, se pot varia distana duplex (separarea frecvenelor de emisie-recepie ale serviciului), frecvena canalului de referin, banda unui canal i numrul canalului.Butonul 2 permite comutarea ntre funciile POWER i ACP. FunciaPOWERpermitemsurareasemnalului depeintrareaRFIN/OUT. Unitateademsurpoatefi aleasdeutilizator:WsaudBm. Submeniul POWER permiteselectareatipului demsuraputerii (nbandngustsaubandlarg), activarea unui filtru trece-jos, memorarea valorii maxime i tergerea ei, msurarea raportului de und staionar pe ghid (VSWR).Funcia ACP permite msurarea proprietilor canalului adiacent, n funcie de specificaiile introduse n submeniul ACP. Pentru aceasta n submeniu, se pot selecta canalul vizat (cel vecin sau urmtorul), spaierea canalelor sau selectarea unui filtru de recepie.Butonul 3permitecomutareantrefunciileDEMODiPKHOLD. Funcia DEMOD selecteaz tipul de modulaie folosit n semnalul recepionat i parametrii ei. Totodat, demodulatorul poate fi dezactivat sau poate fi nlocuit de ctre un circuit de squelch. PK HLD permite afiarea valorii maxime din semnal.Funciile menionate pn acum permit msurarea n RF, n timp ce butoanele care sunt prezentate de acum ncolo realizeaz msurtori n domeniul AF.54Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiAnexa 1. Monitorizarea serviciilor de radiocomunicaii cu ajutorul CMS50 Butonul 4se refer la funciile DECODEi COUNT. DECODEntoarce parametrii decodai ncazul ncaresemnalul recepionat moduleazopurttoare folosindaceti parametri. COUNTareaceeai funciecancazulRF, msurnd frecvena semnalului demodulat.Butonul 5 activeaz funcia FILTER. Se pot selecta mai multe configuraii de filtre, din submeniul ataat. Majoritatea filtrelor presupun c semnalul modulator este un semnal vocal. De aceea, filtrele ce pot fi selectate sunt: filtru trece-sus la 300Hz, filtru trece-jos la 3.4kHz, filtru psofometric (filtru a crui caracteristic este standardizat i care este similar caracteristicii de sensibilitate a urechii). Alte filtre ce pot fi selectate sunt filtru rezonant, notch, de band larg sau ngust.Butonul 6 permite msurarea distorsiunilor (DIST) i a raportului semnal pe zgomot (S/N). Pentru selectarea uneia sau alteia, se folosete butonul SHIFT. n cazul DIST, se seteaz frecvena de referin (n funcie de semnalul demodulat). Butonul 7 realizeaz prelucrri ale semnalelor: atenuri, filtrri conform standardelor.Butonul 8 (LOCK) permite ca funcia Tx-Test s fie apelabil din Rx-Test.Butoanele 9 i 10 permit generarea unui anume tip de modulaii (n funcie de unitatea de msur de la MOD1/2 Hzpentru MFi % pentru MA), cu o anumit frecven (AF1/2) i un anumit nivel.Butonul 11 este SCOPE MODE pentru vizualizarea formei de und demodulat pe osciloscop. Funciile unui osciloscop obinuit se pstreaz (butonul 12 BEST RANGE ncadrarea imaginii ntre limitele maxime, butonul 13 AMP numr de voli pe diviziune, 14 TIME baza de timp, 15 Y POS deplasarea pe vertical).3.2 Funcia Rx-TestFunciileinclusesunt nprincipiuaceleai cuceledelaTx-Test, cuunele modificri. Butonul 0 realizeaz legtura cu Tx-Test.Butonul 1(SETRF) fixeazfrecvenadeemisie(apurttoarei), careeste generat ctre receptor.Butonul 2 (RF LEV) fixeaz nivelul purttoarei, activeaz un circuit de squelch sau ntrerupe modulaia.Butonul 3 (AF LEV) msoar nivelul semnalului recepionat i demodulat. n funcie de setare, pot fi indicate valorile maxim, minim de vrf, efectiv sau medie, poate elimina valoarea continu, poate introduce sau nu o atenuare.55Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiAnexa 1. Monitorizarea serviciilor de radiocomunicaii cu ajutorul CMS50 Butonul 4 permite decodarea (DECODE) semnalului demodulat (a parametrilor si), precum i msurarea frecvenei semnalului recepionat.Butonul 5 poate activa un filtru similar ca funcii cu cele indicate la Tx-Test.Butonul 6 permite msurarea distorsiunilor i a raportului semnal pe zgomot pentru semnalul demodulat.Butonul 7indicraportul semnal pezgomot asemnalului recepionat, dar permite totodat impunerea unui raport semnal pe zgomot dorit. n acest fel, CMS 50 cretenivelul semnalului emispncndacestacorespunderaportului indicat (cu aproximaie).Butoanele 9 i 10 regleaz proprietile semnalelor modulatoare.Butoanele 11-15 care se refer la osciloscop au aceleai funcii ca la Tx-Test.4. Utilizarea CMS 50 pentru msurarea sensibilitii, selectivitii i fidelitiiConfiguraia de msurare este urmtoarea:Figura A1.2. Montajul de msur Se genereaz un semnal modulat normal MA sau MF n funcie de frecvena curent de msur. Pentruaceasta se apas butonul 9, i se selecteaz AF1, modificndu-se frecvena modulatoare la 1kHz. Se apas din nou butonul 9 i se selecteaz MOD1 i se tasteaz 30 % pentru MA sau 15kHz pentru MF, ceea ce corespunde selectrii tipului de modulaii, precum i a fixrii gradului de modulaie.Pentrumsurareasensibilitiilimitatedeamplificare,semodificRFLEV, pn cnd se obine un nivel n dreptul lui AFLEVde 300mVef. n timpul msurtorii, reglajul de volum este dat la maxim, iar cel de ton n poziia normal. Se cautatingereaacordului pentruradioreceptor, ceeaceesteechivalent cuvarierea nivelului RF LEV pn la atingerea maximului pe AF LEV. Se caut iterativ reglajul optim care asigur acordul receptorului, ct i puterea de ieire standard. Se respect instruciunile din Lucrarea 1.56Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiAnexa 1. Monitorizarea serviciilor de radiocomunicaii cu ajutorul CMS50 Pentru msurarea sensibilitii limitate de zgomot, este necesar varierea nivelului RF LEV de la o valoare mic (ex. 2 V), pn cnd se indic o valoare a raportului semnal pezgomot, ndreptul SINAD, de20/26dB(MA/MF). Valoarea semnalului RF este ntocmai Szg.Pentru msurarea fidelitii, se recurge la varierea frecvenei modulatoare, n condiiilepstrrii nivelului deintrareegal cuSa. VariereasefacedinAF1, ntre 300Hz i 20kHz. Se noteaz valoarea tensiunii obinute la ieire. Frecvenele purttoare se aleg din setul de frecvene de msur din cele trei game.nplus, se poatemsura lafiecarefrecvenmodulatoarei unfactor de distorsiuni, dac se selecteaz din butonul 6 afiarea DIST. n cazul msurrii selectivitii pe canalele adiacente, se msoar nivelul semnalului n dB. nsubmeniul AFLEV(ncareseintrutilizndtastaMENU ), seselecteaz opiunea dB. Se msoar nivelul semnalului la frecvena de acord. Se variaz frecvena purttoare(SETRF) nstngai ndreapta, pncndnivelul scadecuatenuarea indicat n Tabelul 2, Lucrarea 1. Se noteaz n tabel valorile obinute.5. UtilizareaCMS50pentruamsuraatenurilepefrecvenele intermediar i imagineConfiguraia de msur este aceeai ca n Lucrarea 1.Conform explicaiilor din Lucrarea 2, se trece pe modul de lucru Rx-Test, pe care se genereaz un semnal modulat de frecven 1kHz ca la Lucrarea 1.SETRFi RFLEVindicfrecvenai nivelul purttoarei emise. AFLEV msoarnivelul semnalului demodulat, jucndrolul voltmetrului dinLucrarea2. Butonul 4 selecteaz modul CODE sau COUNT. Se va prefera modul COUNT care indic frecvena medie a semnalului recepionat. FILTER se va comuta ON i se va alege din submeniul obinut prin apsarea MENU , un filtru trece-sus cu frecvena de tiere de 300Hz, pentru suprimarea brumului de reea. Butonul 6 permite msurareaRSZiafactorului de distorsiuni. Butoanele 11-15sevor folosi pentru configurarea modului de lucru cu osciloscopul.57Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Anexa 2. Generatorul de semnal SML 01 Anexa 2 Generatorul de semnal SML 011. Specificaii tehniceSML 01 poate genera semnal de frecven cuprins ntre 9kHz i 1.1GHz, cu o rezoluie de 0.1Hz. Nivelul poate lua valori ntre 140dBm i 13dBm cu o eroare mai mic de 0.5dB pentru niveluri mai mari de 120dBm.Din punct de vedere al zgomotului de faz, puterea acestui zgomot este mai micdect 122dBc/Hz(msurareefectuatnraport cupurttoarea), tipicde128dBc/Hz la o frecven de emisie de 1GHz.Tipurile de modulaie permise sunt de amplitudine, de faz i frecven. Aceste tipuri de modulaii pot fi utilizate simultan i mpreun cu modulaii de impulsuri.2. Panoul de comandPanoul frontal este prezentat n figura A2.1.Fig. A2.1. Panoul frontal al SML 01Se pot identifica:Butonul ON/OFF de pornire/oprire.Butoanele de reglare a parametrilor: FREQ(acceseaz meniul frecvenei purttoare), LEVEL (acceseaz meniul nivelului purttoarei), SAVE (permite memorarea setrilor dintr-un anumit moment), RCL (permite ncrcarea unei setri memorate).58Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Anexa 2. Generatorul de semnal SML 01 Butoanelepentruintroducereadatelor(adigiilori aunitilordemsuri ordinelor de mrime).Butoanele de meniu: SELECT (acceseaz o opiune selectat), BACK (ntoarcerea la meniul anterior), (deplasarea n jos cu o opiune), (deplasarea n sus cuoopiune) i butonul rotativ(carenglobeaztoatefunciilebutoanelor anterioare).Butoanele de funcii: HELP(acceseaz help-ul echipamentului), STATUS (indic starea instrumentului), MOD ON/OFF ((dez)activeaz opiunea de modulare), RF ON/OFF ((dez)activeaz purttoarea).Displayul conine un meniu din care pot fi selectate opiunile:- Frequency (frecvena purttoarei)- Level (nivelul purttoarei)- Modulation (parametrii de modulaie tip, frecven, surs etc.)- LF Output (parametrii generatorului de audio-frecven)- Sweep (modificarea continu a frecvenei purttoarei, a nivelului su sau a frecvenei semnalului modulator)- Mem Seq- Utilities- Help3. Funciile instrumentului3.1 Setarea frecvenei purttoare Setarea frecvenei purttoare se poate face folosind direct butonul FREQ de pe panousauselectndopiuneaFrequencydinmeniul principal (selectareaseface apsndpebutonul rotativ). nacest meniu, sepot modificafrecvenapurttoare, offsetul su, precumi rezoluiacucarefrecvenapoatefi modificatcuajutorul butonului rotativ. Parcurgerea meniului se face cu ajutorul butonului rotativ, n timp ceselectareaunui parametrusefaceapsndpeacesta. Aceastmanevrfaceca valoareaindicatimplicit ndreaptasdevindisponibilutilizatorului. Acestao poatemodificafietastndovaloaredoritfolosindbutoanelededigii dedatei validnd-o cu butonul corespunztor unitii de msur i ordinului de mrime, fie cu ajutorul butonului rotativ. n ultimul caz, mrimea variaz cu o rezoluie impus de Knob Step User. Totodat, se poate selecta folosind butoanele i digitul asupra cruia acioneaz butonul rotativ.59Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Anexa 2. Generatorul de semnal SML 01 3.2 Setarea nivelului semnalului RFSetarea nivelului semnalului RF este realizat accesnd direct butonul LEVEL de pe panou sau prin accesarea pe display a meniului Level, folosind butonul rotativ. Devinastfel disponibileinformaii legatedeamplitudineapurttoarei, deoffsetul valorii (n dB), similar unui amplificator sau atenuator, i o valoare limit. Similar, n acelai meniu, se pot seta modul de atenuare, mrimea atenurii, valoarea rezoluiei de variaie cu ajuorul butonului rotativ, tipul de rezoluie, rezoluia de putere.3.3 Setarea proprietilor de modulaieSetarea proprietilor de modulaie se face selectnd meniul Modulations din meniul principal. Exist posibilitatea setrii tipului de modulaie, selectnd i accesndopiunea Modulation/ModType i modificndtipul indicat cuajutorul rotativ. ncazul modulaieideamplitudine, graduldemodulaieseseteazdinAM Depth i este exprimat n procente. Se poate selecta sursa semnalului modulator (AM Source), posibilitile fiind Off (fr modulaie), Ext (cu un semnal generat extern, adus prin MOD), LFGen (generat intern) sau Two Tone (modulaie cu dou semnale). Ext CouplingpermitecuplareaDC/ACasemnalului modulator generat extern. Generarea frecvenei semnalului modulator se face din LFGenFreq.La modulaia de frecven, se pot modifica deviaia de frecven (FM Deviation), sursa de modulaie (FMSource ca la MA), cuplaj extern (Ext Coupling), alegerea frecvenei semnalului modulator, n cazul n care acesta este generat intern (LFGenFreq), setarea benzii semnalului modulat (Standard i Wide), precum i FM Offset, pentru compensarea offsetului DC.La modulaia de faz, sunt permise aceleai modificri, ca la MF, cu excepia FM Offset.4. UtilizareaSML 01n configuraie de msur a sensibilitii, selectivitii i fidelitiiSchema n care este folosit SML 01 este prezentat n Figura A2.1:60Laboratorul de Sisteme de Radiocomunica ii Anexa 2. Generatorul de semnal SML 01 Figura A2.2. Montajul de msurPentrumsurareacaracteristicilor receptorului (Lucrarea1), sevor efectua diferite msurtori lafrecvenele demsurstandard160kHz, 200kHz, 250kHz, 540kHz, 1600kHz, 60MHz, 94MHz, 108MHz.n funcie de frecvena purttoare, se genereaz un semnal MA sau MF modulat normal. Pentru aceasta se acceseaz din meniul principal submeniul Modulation. Se facurmtoarelemodificri:tipulmodulaiei AM(FM), AMDepth30%(FMDev 15kHz), AM (FM) Source LFGen, LFGenFreq 1kHz, dup cum se dorete generarea unui semnal MA, respectiv MF.Se apas butonul LEVELsau se acceseaz submeniul Level din meniul principal. Se selecteaz nivelul dorit, indicat n lucrri. Aceste setri nu se vor mai modifica de-a lungul msurtorii.Pe parcursul msurtorii, se vor modifica dinSML 01, doar frecvena purttoare i nivelul semnalului modulat. Pentru aceasta, se apas butonul FREQ i se selecteaz Frequency din submeniu. Pentru a modifica valoarea frecvenei purttoare, se abas butonul rotativ i se nscrie valoarea dorit, cu ordinul de mrime.n cazul msurrii sensibilitii limitate de zgomot, pentru suprimarea modulaiei, se va apsa butonul MOD ON/OFF. Pentru revenirea la situaia iniial, se reapas butonul MOD ON/OFF.61Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiBiblioografieAnexa 3Descrierea funcional a multimetrului R65521. Specificaii tehniceMultimetrele din familia R6552 sunt digitale, cu afiaj maxim de 319999 i care nglobeaz un convertor analog-digital.Alte caracteristici:- rezoluia de msur 0.1 V tensiune continu i 100rezisten;- rata de eantionare 1000 cicli/secund;- timp de msur ridicat (de la 100ms la 60s) pentru msurarea valorii medii a unui semnal periodic;- interfee GPIB/RS-232 de comunicare extern cu alte echipamente;- prelucrri dedate: netezire, scalare, conversiendB/dBmi memorarea valorilor limit;2. Panoul de comand i funciile instrumentuluiPanoul frontal este prezentat n figura A3.1.Fig. A3.1. Panoul frontal al R655262Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiBiblioografie2.1 Butoanele de funcii de msur (FUNCTION):DCV: selecteaz msurarea componentei continue;ACV: selecteaz msurarea componentei alternative;2W : selecteaz o msurare de rezisten cu dou fire (n dou puncte);4W : selecteaz o msurare de rezisten n patru puncte;DCI: selecteaz o msurare de curent continuu;SHIFT+DCV (FREQ): selecteaz msurarea de frecven;SHIFT+ACV (AC+DC): selecteaz modul de msur continuu + alternativ;SHIFT+2W(LP-2 W ): selecteaz msurarea rezistenelor n dou puncte, de putere mic;SHIFT+4W(LP-4 W ): selecteaz msurarea rezistenelor n patru puncte, de putere mic;SHIFT+DCI: selecteaz msurarea diodelor;SHIFT+ACI (AC+DC): selecteaz msurarea AC+DC;2.2 Butoanele de gam a msurrii (RANGE):AUTO: selecteaz gama de msur ntre automat (AUTO) i manual (MANUAL);DOWN: selecteaz gama manual de msur i o reduce cu un nivel;UP: selecteaz gama manual de msur i o incrementeaz cu un nivel;nprocesul desetareaparametrilor, butoaneledemai sus auurmtoarele semnificaii:AUTO: deplaseaz cursorul plpitor la dreapta;UP, DOWN: editeaz cifra corespunztoare cursorului;2.3 Butoanele de selecie a eantionrii (SAMPLING)HOLD/FREE: comut modul de eantionare ntre rulare liber i meninere;TRIG: comand efectuarea unei msurtori n modul de eantionare;RATE: selecteazmodul deeantionare: FAST, SLOW, MED(rapid, lent, respectiv mediu);SHIFT+HOLD/FREE: activeaz modul de eantionare n pachet;SHIFT+TRIG: activeaz modul de setup al condiiilor triggerului;63Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiBiblioografieSHIFT+RATE: selecteaz numrul de digii afiai sau seteaz timp de msurare mai lung;2.4 Butoanele de selecie a calcului (COMPUTE)COMP: seteaz sau anuleaz calculul comparativ;SM: seteaz sau anuleaz netezirea n calcule;C(M-B)/A: seteaz sau anuleaz scalarea;NULL: seteaz sau calculeaz calculul de zero;MAX/MIN: seteazsauanuleazcalculul minimului, maximului sauvalorii medii;dB: seteaz sau anuleaz calculul n dB/dBm;SHIFT+COMP: seteaz modul de stabilire a limitelor inferioar i superioar pentru comparaie;SHIFT+SM: seteaz modul de mediere continu;SHIFT+ C(M-B)/A: seteaz parametrii A, B, C;SHIFT+NULL: seteaz valoarea nul pentru o msurtoare de zero;SHIFT+MAX/MIN:seteazcare anume dintrevalorileminim,maxim sau medie este afiat;SHIFT+dB: seteaz o constant D folosit n conversia n dB;2.5 Butoanele de memorare (Store/Recall)(SHIFT+) STORE: memoreaz (ncarc) valori n(din) memorie;2.7 Butonul de beep-: activeaz un sunet (beep). La nc o apsare, se dezactiveaz beep-ul;-SHIFT+ : activeaz afiarea de tip grafic;2.8 Butoanele de selecie a funciei de auto-zero (A ZERO), a interfeei (I/F) i de calibrare (CAL)La apsarea CAL se activeaz modul de calibrare. La nc o apsare se trece n modul de msur.64Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiBiblioografie3. Utilizarea multimetrului n evaluarea parametrilor radioreceptoruluiLapornireaaparatului, sevaverificafaptulcefectueazmsurtoriasupra componentei alternativeasemnalului, nui asupracomponentei continue. Pentru aceasta, se apas butonul ACV i se verific apariia pe display a indicaiei AC care confirm modul de msur.La Lucrarea 1, n cazul msurrii sensibilitii limitate de zgomot, atunci cnd se ncearc msurarea tensiunii n absena purttoarei, nivelul zgomotului msurat va fluctua n limite mari. Pentru a putea citi o valoare medie, se apas butonul MIN/MAX, care este setat pentru a oferi o indicaie asupra valorii medii (pe display va apreaindicaiaAVE).Aceast manevr sepoate aplicaori de cteori nivelul semnalului este fluctuant ntr-o anumit gam. Pentru a se reveni la msurarea unei valori instantanee,se apas nc o dat butonul MIN/MAX.Este de preferat s se revinlamsurtoareanmrimi instantaneedefiecaredatcndsemsoaro tensiunecualt nivel (deexemplu, ncazul msurriiSzg, cndtrebuieefectuate succesivmsurtori asupra semnalului cuzgomot i asupra zgomotului). Altfel, timpul necesar multimetrului pentru a indica valoarea corect este foarte mare. Dup aceast trecere, eventual, dac este nevoie, se poate trece dinnoupe tensiunea mediat.n cazul msurrii selectivitii, la Lucrarea 3, este util s se reprezinte valoarea semnalului n dB (prin apsarea tastei corespunztoare). Se poate reveni la msurarea tensiunii n V, prin apsarea de dou ori a aceleiai taste.65Laboratorul de Sisteme de RadiocomunicaiiBiblioografieBibliografie1. Ion Marghescu, Iancu Ceapa: "Radioreceptoare", partea I, UPB, 1989;2. Mircea Ivanciovici: "Echipamente de radioemisie", UPB, 1980;3. Ion Marghescu, D. Zamfirescu, I. Dragu, Zica Vlsan: "Sisteme de Radiocomunicatii", culegere de probleme, UPB, 1998.4. Ion Marghescu, Stefan Nicolaescu, Nicolae Cotanis, "Comunicatii mobile terestre", Ed. Tehnica, 1997, 1999.66