2_3_5 (лекции по УППС (УПОС))

2018-01-12СтудИзба

Описание файла

Файл "2_3_5" внутри архива находится в следующих папках: лекции по УППС (УПОС), Глава2. Документ из архива "лекции по УППС (УПОС)", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "радиоприёмные устройства" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "радиоприёмные устройства" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "2_3_5"

Текст из документа "2_3_5"

2.3 ИМПУЛЬСНЫЕ ПОМЕХИ

Для индустриальных радиопомех (ИРП), проникающих через антенну, восприимчивость РПрУ может быть оценена моделью, рассмотренной в § 2.2. Для учета помех, поступающих из сети питания, используются специальные параметры: коэффициент переноса сетевых помех kПС, коэффициент электрической индукции kЭИ, коэффициент переноса радиопомех kПР.

Коэффициент kПС характеризует связь между сетью питания и входной цепью радиоприемника: kПС = 20 lg (UПС/UП.ВХ), где UПС – напряжение индустриальных радиопомех на розетке сети питания; UП.ВХ – напряжение ИРП, проникших из сети по внутренним цепям на вход приемника. Для вещательных РПрУ диапазона 0,15 ...1,605МГц нормированное значение kПС = 60 дБ, для остальных частотных полос 50 дБмкВ.

Коэффициент kЭИ характеризует влияние напряжения UЭИ, наводимого источником индустриальных радиопомех между корпусом РПрУ и землей при условии, что обе компоненты создают одинаковый эффект на выходе:

kЭИ = 20 lg(UЭИ/UП.ВХ).

Этот коэффициент нормирован только для радиоприемников АМ-сигналов ОНЧ-НЧ диапазонов.

Коэффициент kПР характеризует восприимчивость антенно-фидерного тракта при коллективном использовании антенны: kПР = hA + kПС, где действующая, высота антенны hA = 20 lg(UПФ/UПА). Здесь коэффициент kПС определяется (10.4), а UПФ, UПА напряжения ИРП на выходе антенного фидера и на входе антенны. Для РПрУ диапазонов 0,15... 1,605; 1,605...30 и 30 ... 300 МГц значения kПР = 60, 55 и 65 дБмкВ; для телевизионных приемников 65... 70 дБмкВ.

Для защиты РПрУ от импульсных радиопомех применяются

многие из способов, рассмотренных в § 10.2, с учетом специфики этих помех.

Временная селекция импульсных помех основана на бланкировании принимаемой реализации сигнала при появлении помех.

При амплитудной селекции используются два варианта устройств – с неглубоким и глубоким ограничением. В первом случае тракт УПЧ строится по схеме ШОР: широкополосный усилитель – амплитудный ограничитель – решающая схема. Уровень ограничения UОГ выбирается выше пикового значения суммарного напряжения сигнала и шума, поэтому в отсутствие помех РПрУ работает в режиме линейного усиления. Для ослабления влияния помех следует использовать рабочие сигналы с малым пик-фактором. Этому требованию отвечают псевдослучайные последовательности.

Необходимое условие эффективной работы схемы ШОР – автоматическое регулирование уровня UОГ = Uт0,

где Uт0 — максимальный выброс суммарного напряжения. Сложность такого следящего устройства обусловлена тем, что оно должно успевать реагировать на изменения Uт0, но не реагировать на импульсные помехи. Кроме того, сосредоточенные помехи могут вызвать подавление сигнала в ограничителе прежде, чем решающая схема изменит уровень UОГ. Поэтому схему ШОР нецелесообразно использовать в каналах, перегруженных сосредоточенными помехами.

При втором способе амплитудной селекции тракт УПЧ строится по схеме ШОУ: широкополосный усилитель — АО — узкополосный усилитель, а уровень ограничения устанавливается UОГ < Uт0, то и UОГ < U Ст. При поступлении прямоугольных импульсов помех с амплитудой UПт и длительностью ТП на выходе широкополосного усилителя появляется импульс с экспоненциальной огибающей длительностью

ТП  1ШУ,

а на выходе ограничителя формируется трапецеидальный импульс с амплитудой

UОГ < UПт КШУ ехр (–ТП/ 2ШУ),

где КШУ – коэффициент передачи широкополосного усилителя; ШУ  1/3ПШУ – постоянная времени резонансного контура с полосой ПШУ.

Длительность этого импульса ТП = 2 ln(UПтКШУ/UОГ)/3ПШУ.

В узкополосном усилителе с постоянной времени контура УУ  1/3ПУУ колебания будут нарастать и в момент t = ТП достигнут значения

UПт = КУУ UОГ {1 – ехр[– 2(ПУУШУ) ln(UПтКШУ/UОГ)]}-1 .

Так как амплитуда сигнала, для которого ПУУ  1/ ТС составляет UСт = КШУ КУУ UСтax, то отношение

(UСт / UПт)ВЫХ ={1 – ехр[– 2(ПУУШУ) ln(UСт/UПт)ВХ]}-1 .

Таким образом, при (UСт/UПт)ВХ > 1 схема ШОУ обеспечивает тем больший выигрыш в помехоустойчивости, чем больше отношение ПШУУУ.

Однако с расширением ПШУ возрастает число сосредоточенных помех и, как следствие, вероятность образования комбинационных составляющих помех на выходе АО, проникающих в полосу ПУУ и способных вызвать подавление сигнала. Поэтому обычно выбирают ПШУ = (2,5 ...7) ПУУ.

Для ослабления импульсных помех применяется также квазисогласованная фильтрация. Отношение сигнал/помеха на выходе квазисогласованного фильтра (КСФ) зависит от формы сигнала и АЧХ фильтра. Для импульсных сигналов прямоугольной формы длительностью ТС и фильтра в виде одиночного резонансного контура

h2КФ = h2С тax[{[1 – ехр[– 2(ПКФ ТС)]2 / [П2КФ ехр(– 4ПКФ ТС)].

Следовательно, значение h2КФ возрастает с уменьшением полосы пропускания фильтра ПКФ. Однако, чрезмерное сужение полосы пропускания ПКФ при длительных сигналах может ухудшить помехоустойчивость приема при сосредоточенных помехах.

Интегральный прием ослабляет действие импульсных помех. Превышение сигнала над помехой на выходе интегратора

h2СИ = PСTС/2П ПЭФth(ПЭФTС),

а коэффициент энергетического выигрыша по сравнению с КСФ

 = 3,32 th(ПЭФTС)ЭФTС.

Таким образом, интегральный прием сравнительно мало уступает оптимальной фильтрации, но проще в технической реализации.

При приеме дискретных сигналов на фоне длительных импульсных помех может оказаться эффективной система БАРУ, избирательное действие которой основано на различии длительностей сигнала TС и помехи TП. При отсутствии БАРУ помеха может перегрузить усилительный каскад и блокировать сигнал. Постоянная времени системы БАРУ составляет 0,25... 0,5 мкс, и поэтому она реагирует на помехи длительностью 5... 10 мкс.

В цифровых радиолиниях в спектре излучаемых сигналов могут присутствовать интенсивные дискретные компоненты, создающие помехи аналоговым линиям с ЧМ сигналами. Поэтому здесь также рекомендуется применять сигналы дисперсии (СД) в виде кодов Хаффмена.

Для подавления импульсных помех в РПрУ могут использоваться компенсаторы. Быстродействие таких устройств должно быть значительно выше, а сами они отличаются бόльшей сложностью, чем компенсаторы сосредоточенных помех.

2.4 ФЛУКТУАЦИОННЫЕ ПОМЕХИ

Внешние флуктуационные помехи обычно связывают с приемной антен-ной. Спектр шумового излучения РПдУ занимает широкую полосу частот и расширяется с повышением несущей частоты. В полосе ПЗ уровень шумового излучения значительно ниже уровня основного излучения. Однако вне этой полосы шумы могут создавать ощутимые помехи близко расположенным радиоприемникам. Шумовое излучение гетеродинов РПрУ значительно более слабое, чем РПдУ, и практически мало сказывается на помехоустойчивости приема.

В большинстве случаев флуктуационные помехи можно считать случайным стационарным процессом, мгновенные значения которого подчинены нормальному закону с нулевым средним значением, фаза имеет равномерное распределение, а огибающая – распределение по закону Рэлея. Флуктуационные помехи – «гладкие» и имеют пик-фактор kПФ  3.

Флуктуационные помехи всегда присутствуют в канале связи и по своей физической природе не могут быть устранены полностью. Они способны вызывать маскировку, подавление, искажения сигналов. Маскировка обусловлена тем, что выбросы помех могут иметь большую величину и различить рабочие сигналы на их фоне становится трудно; она затрудняет слуховой прием телефонных и телеграфных сигналов, «засоряет» репродукцию в каналах факсимильной связи элементами, отсутствующими в оригинале изображения. Интерференция сигналов и шумов приводит к тому, что при определенных фазовых соотношениях сигнал может оказаться подавленным. При передаче дискретных цифровых сигналов возможны искажения элементарных сигналов и трансформация кодовых комбинаций.

Спектр мощности флуктуационных помех – равномерный во всем диапазоне

радиочастот. Однако функциональные элементы РПрУ имеют порог ограничения UОГ, ограничивающий динамический диапазон (ДД) и не могут пропускать сколь угодно большие шумовые выбросы. Поэтому приходится считаться с возможностью ограничения мгновенных значений шумов, что нарушает гауссовость (нормальность) их распределения. Результатом ограничения является появление в спектре выходных сигналов дополнительных составляющих. При наличии сигналов с амплитудой UСт, нормированной относительно значения Ш, огибающая результирующего колебания подчинена закону Райса:

W(qP) = qP exp[– (qP2 + qC2)/2] I0(qP; qC),

где qC = UСт /Ш; qР = (UСт + UШт)/Ш; I0(qP; qC) – модифицированная функция Бесселя нулевого порядка. Вероятность того, что огибающая превышает уровень UОГ, равна

p(UПт > UОГ) = p(qОГ) = W(qP) dqP,

где q' = UОГ/Ш.

При qC » 1 можно пользоваться приближенным выражением

p(qОГ)  0,5[1 + F(qCq')],

где F() функция Крампа.

Отсюда следует, что при увеличении UОГ вероятность появления шумовых выбросов резко снижается, что свидетельствует об эффективности амплитудной избирательности. Среднее число шумовых выбросов огибающей в течение 1 секунды

N ШB = UОГ exp(–UОГ /Ш2 ) /( Ш2),

где коэффициент зависит от формы АЧХ и полосы ПЭФ резонансного фильтра. Так, для контуров с прямоугольной и колоколообразной АЧХ соответственно имеем

ПР  1,82 ПЭФ и К  2,5 ПЭФ,

а средняя длительность шумовых выбросов на уровне UОГ для указанных фильтров

ТШВ.ПР  1,45Ш/ ПЭФUОГ; ТШВ.КШ/ ПЭФUОГ.

Для повышения качества приема сигналов на фоне флуктуационных помех используются согласованная фильтрация, интегральный прием, оптимальная обработка сигналов при байесовых правилах решения, помехоустойчивое кодирование, робастные алгоритмы и др.

2.5 МУЛЬТИПЛИКАТИВНЫЕ ПОМЕХИ

2.5.1 Физические причины возникновения мультипликативных помех. Реальные радиоканалы (ВЧ с ионосферным отражением, ОВЧ с ионосферным рассеянием, дальним тропосферным рассеянием) обладают памятью.

Неоднородности среды распространения, порождающие отражения радиоволн, наличие в тракте передачи энергоемких реактивных элементов вызывают отклонения от идеальной передаточной функции канала в занимаемой полосе частот и растягивание во времени (рассеяние) отклика канала на приемной стороне по сравнению с длительностью переданного сигнала. Полное описание временного рассеяния сигналов в линейном канале дает его импульсная характеристика g(t, ), представляющая собой отклик канала на единичный импульс, (t1t + ), поданный в момент t1 = t – . Мерой временнόго рассеяния служит длительность g(t, ) по . Отклонение g(t, ) по форме от функции Дирака (), приводит к наложению случайных откликов канала на отдельные отсчеты сигнала, т. е. к внутрисигнальной интерференции (ВСИ) и, как следствие, к искажению формы принимаемых сигналов. Одновременно возникает межсимвольная интерференция (МСИ), вызывающая взаимные помехи между соседними элементами сигнала. Величина ВСИ зависит от ширины спектра сигнала FC и длительности ТИХ их импульсной характеристики канала; при FC ТИХ « 0,5 искажения формы сигнала незначительны (каналы с «гладкими» замираниями). Величина межсимвольной интерференции зависит от соотношения ТИХ и длительности элементарного сигнала ТС. При ТИХ «ТС наблюдаются только краевые искажения, которые можно устранить при приеме, исключая пораженные участки сигналов.

Физические факторы, вызывающие временное рассеяние сигналов, подвержены случайным изменениям. Поэтому форма g(t, ) зависит от времени t, а переданный сигнал в процессе прохождения по каналу претерпевает паразитное преобразование, подобное модуляции.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее