Глава 1 (1086073), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Передаваемые по радиоканалу сообщения частично утрачиваются из-за искажений сигнала в приемном тракте вследствие недостаточной электромагнитной совместимости (ЭМС) приемника и обусловленных реальными характеристиками РПрУ. Способность приемника в отсутствие помех воспроизводить на выходе закон модуляции входных сигналов с заданной точностью называют верностью воспроизведения сообщений. Количественно ошибки воспроизведения оценивается искажениями выходного сигнала — изменениями его формы по отношению к модулирующему сигналу. Различают статические и динамические характеристики искажений.
1.2.2 Статические характеристики РПрУ отражают:
1) линейные искажения сигналов; 2) нелинейные искажения сигналов;
3) ограничение динамического диапазона.
1. Линейные искажения проявляются в различных условиях прохождения отдельных составляющих спектра полезного сигнала через приемный тракт и обусловлены инерционностью элементов тракта. Линейные искажения не сопровождаются появлением в спектре новых составляющих и не зависят от уровня входного сигнала. Линейные искажения могут быть амплитудными и фазовыми.
Амплитудно-частотные искажения проявляются в изменении, соотношения амплитуд спектральных составляющих и оцениваются неравномерностью АЧХ высокочастотного тракта и, тракта частоты модуляции – характеристика верности воспроизведения по напряжению
XH(FM) = 20lg(UВЫХ/UВЫХm),
где FM – частота модуляции входного сигнала; UВЫХ – напряжение на выходе приемника при произвольной FM; UВЫХm – то же, при FM = 400 или 1000 Гц.
Характеристика XH(FM) фактически является произведением АЧХ приемника по высокой частоте и АЧХ низкочастотного тракта, снимается при неизменных частоте настройки, амплитуде и глубине модуляции входного сигнала. Ее идеальный вид — прямая на уровне 0 дБ. Реальная характеристика верности имеет спады в области нижних и верхних частот, обусловленные особенностями АЧХ соответствующих трактов. Более полную оценку амплитудных искажений с учетом влияния ОУ позволяют получать характеристики верности по звуковому давлению (для радиовещательных приемников) или по яркости (для телевизионных приемников).
Фазовые искажения обусловлены разным временем прохождения через тракты приемника различных составляющих спектра сигнала – в результате искажается модулирующее колебания. Фазовые искажения отсутствуют при линейной фазовой частотной характеристике (ФЧХ) (f) – при линейной зависимости сдвига фазы сигнала в тракте от частоты. Фазовые искажения в РПрУ оцениваются характеристикой группового времени запаздывания (ГВЗ) – производной по частоте от ФЧХ: з = d /d , = 2f. Идеальная характеристика ГВЗ – прямая, параллельная оси абсцисс на уровне среднего значения группового времени запаздывания зСР. Мерой фазовых искажений служит неравномерность характеристики ГВЗ. Фазовые искажения не оказывают заметного влияния на слуховой прием речи, монофонического звукового вещания, но существенно сказываются на качестве телевизионных изображений.
2. Нелинейные искажения обусловлены нелинейностью характеристик электронных приборов, используемых в усилителях энергии сигнала, и связаны с появлением новых спектральных составляющих модулирующего сигнала на выходе РПрУ. Нелинейные искажения зависят от уровня сигнала и глубины модуляции; они оцениваются коэффициентом гармоник модулирующего сигнала
где U1, U2, U3,... — амплитуды напряжений гармонических составляющих частоты модуляции FM .
3. Нелинейные искажения возникают на участках приемного тракта с высокими уровнями сигнала и ухудшают качество приема сообщений. Максимальный уровень входного сигнала EAдоп в приемнике ограничен допустимыми нелинейными искажениями в УТ. Минимальный уровень EA0 определяется уровнем собственных шумов – реальной чувствительностью приемника. Динамический диапазон (ДД) по основному каналу РПрУ определяется соотношением D=20lg(EAmax/EA0), характеризующим пределы изменения уровня входных сигналов EA, при которых потеря информации не превышает допустимых пределов. Нелинейные искажения оцениваются по амплитудной характеристике UВЫХ(EA) в пределах ДД (у современных приемников D может достигать значений 100...120 дБ). Нелинейные искажения могут возникать из-за высокого уровня сигнала и вследствие наличия сильной помехи в соседнем канале приема. Для оценки этих искажений вводится понятие «динамический диапазон по соседним каналам».
1.2.3 Динамические характеристики РПрУ проявляются при визуальном приеме и приеме импульсных сигналов. Динамические характеристики переходных процессов, позволяют оценивать линейные искажения импульсных сигналов. Переходная характеристика РПрУ – временная зависимость выходного напряжения UВЫХ(t) при подаче на вход EA в форме радиоимпульса – рис.1.3. Искажения фронта и плоской части импульса характеризуются рядом параметров.
Время запаздывания t3 – время с момента начала входного импульса до момента, когда достигается UВЫХ = 0,5U0, где U0 = UВЫХ(t), при t, – установившееся значение выходного сигнала. Время изменения UВЫХ(t) от 0,1 до 0,9 U0 – время нарастания tн или длительностью фронта импульса. Выбросы переходной характеристики оцениваются отношением i= UВЫХi/U0, где UВЫХi – максимальные отклонения амплитуды выходного напряжения от установившегося значения. Время спада tс – время уменьшения UВЫХ(t) от 0,9 до 0,1 U0. | |
Рис. 1.3 – Переходная характеристика |
Прекращение импульса EA(t) приводит к переходному процессу, характер и длительность протекания которого могут отличаться от процессов формирования фронта. Для оценки этих процессов вводятся параметры: время запаздывания t3, время нарастания tн, время спада tс.
Переходные процессы приводят к многоконтурному изображению на экране телевизора, повышению вероятности ошибки приема цифровых сигналов. В РПрУ с угловыми видами модуляции (манипуляции) существенны искажения при скачках частоты или фазы сигнала.
1.2.4 Характеристики частотной настройки РПрУ: диапазон рабочих частот f0min ... f0max, в пределах которого приемник может плавно или дискретно перестраиваться; набор рабочих частот приемника, предназначенного для приема сигналов на фиксированных частотах. На всех частотах настройки должны обеспечиваться все другие электрические характеристики РПрУ. Диапазон рабочих частот характеризуется коэффициентом перекрытия диапазона kд = f0max /f0min. Для повышения kд при сохранении заданного качества приема диапазон рабочих частот разбивают на поддиапазоны с равными коэффициентами перекрытия или равными частотными интервалами. К характеристикам частотной настройки относятся также погрешность настройки и ее отсчета, плотность настройки, шаг перестройки по частоте.
Среди других электрических характеристик РпрУ — параметры ручных и автоматических регулировок усиления, полосы пропускания, автоматической подстройки частоты и фазы гетеродина, мощность и другие параметры системы питания.
Конструктивно-эксплуатационные характеристики РПрУ: надежность работы, массогабаритные показатели, стабильность и устойчивость работы, экономичность питания, ремонтоспособность и эргономические показатели.
Производственно-экономические характеристики: стоимость, степень интеграции, степень унификации, соответствие мировым стандартам, сроки разработки, технологичность.
Основные показатели и характеристики РПрУ это не просто набор отдельных свойств, а сложная система взаимосвязанных и взаимозависимых качеств приемника. Например, стоимость РПрУ чаще всего находится в противоречии с другими характеристиками и для ее снижения без существенного ухудшения электрических параметров необходимо, в частности, повышать степень интеграции узлов приемника, что, в свою очередь, требует новых схемотехнических решений и разработки новых технологий.
21