Буга Н.Н., Фалько А.И., Чистяков Н.И. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.И.Чистякова (1986) (1095355), страница 58
Текст из файла (страница 58)
При рассмот енин р этого влияния предположим, что принимаемый сигнал имеет постоянную амплитуду (и', и изменяется только его угловая часто- 274 Если ограничитель не идеален, то напряжение на выходе час- тотного детектора найпем подобно тому, как это сделано в 9 9.1, с учетом формул (9.12) и (9.13)', т. е.
Уюык Кю Уо (1+ [к КК>/Кю) соз 11 / — (Кю/Кю) соз 2 Яо 1)) х х К, Л/„соз 1)о /, Основная составляющая первой гармоники в спектре напряжения У,, иао ж КюУ,К„и Л/ созйо(, вторая гармоника и,а, ж (1/2) К, У, р (К,/К,) К, Л / соз 2 Й, /, третья гармоника и,а, ж — (1/2) К, У, 9 (К,/К,) К„Л /„соз 3 11, Л Коэффициент гармоник й„= Ъ У,'„+У,',/У„= (р/2)/) (К,/К,) +(К,/К,) . Следовательно, при недостаточно эффективном ограничителе (>кчьО) нелинейные искажения могут возникнуть не только в результате многолучевого распространения радиоволн в прост- ранстве, но н из-за сопутствующей АМ, возникающей в самом приемнике. Переходя к рассмотрению влияния фазовой характеристики иа ЧМ сигнал, предположим, как и ранее, что на входе приемника действует сигнал вида (9.1) с модуляцией вида (9.2).
Ввиду от- носительной медленности модуляции будем, как и ранее, пользо- ваться квазистациопарным методом. Сигнал на выходе частотно- селективного тракта приемника будем считать имеющим вид (9.4), где 4>(1) — фазовый сдвиг, возникающий в этом тракте. Угол юр изменяется во времени потому, что оп зависит от час- тоты, которая изменяется согласно (9.2). Можно, следовательно, этот угол представить более точно как функцию вида Ч [Л (/) ] . Для простоты анализа пе будем учитывать изменения ампли- туды У, т. е. будем полагать ее постоянной, что обеспечивается применением эффективного амплитудного ограничителя. На рис. 9.4 изображена фазочастотпая характеристика ли- нейного тракта приемника. От характеристики на рис.
8.3 она отличается только масштабом: по оси абсцисс отложена угловая частота. Штриховой линией показана характеристика группового запаздывания сигнала, которое определяется как производная ю(Ч/1(ю>. Угловая частота сигнала па выхоле долетекторного тракта присмннка ю>' аналогична (9.8), причем как и в 9 9.!, Лю>(/) = =г/1р(/)/Ж, что целесообразно представить в виде бь> (1) = [гагр (ь>)/г/ю>[ (ю(ю>/Ж) = т (ю>) (ю[ю>/г/1). 276 ы Рис. 9.4 На рис.
9.4 справа изображено так>хе изменение т в процессе модуляции: сплошной линией при совпадении средней частоты сигнала с частотой настройки приемника, штриховой при расстройке. При Люю=Л1ю,. созо,/ изменение группового запаздыва- л ния можно представить рядом Фурье ткжтю+ Х тосозйй,/ и ь! соответственно ы (1)= д ф, (/)/О= и>и+Лю> 'соз й, /+ л -~ю и. ° и.~ [;.~ р., го,~) . и=1 Определяя напряжение на выхоле частотного детектора по формуле (9.!3), в которой Л/=Лы/2п и в ланиом случае У„„= = сопз[, найлем июык =- (! /2 и) Уогр К ш Лю>и (соз ()о 1+ ()о тю з!и ()о 1+ + Огб ()о [т, з>П ю>о 1+ (т,— т ) З1П 2 йю1+ тю З1П 3 Йо 1+ +тю з[п 4 (кю 14- ...[), Отсюла зиппо, что изменение модуляции, зависящее от формы фазовой характеристики, проявляется после детектирования в виде нелинейных искажений. Их не было бы, если бы были равны нул>о ть тк, тю и т. л.
Из рис. 9.4 видно, что это условие было бы соблюдено, если бы в полосе изменений частоты 2Л/ характеристика группового запаздывания т, имела вид горизонтальной прямой линии, т. е, если бы в этой полосе частот фазочастотиая характеристика была линейпа. 277 9.3. НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ ПРИ ЧАСТОТНОМ ДЕТЕКТИРОВАНИИ В числе частотных летекторов, применяемых в ралиоприемных устройствах, значительное место занимают рассмотренные в $ 5.10 летекторы, основанные на преобразовании ЧМ сигнала в резонансных цепях (см. рис. 5.32 и 5.35), Поскольку в обоих случаях имеет место амплитулное детектирование, возможны нелинейные искажения, рассмотренные в $ 5.5 (см, рис. 5.15); для их избежания лолжны быть выполнены полученные там условия.
Нелинейные искажения могут вызываться также кривизной рабочего участка характеристики частотного летектора (см. рис. 5.36 и 5.39); это учитывается путем такого выбора параметров цепей лстектора, чтобы отклонения рабочего участка от прямой линии были минимальными. Причиной искажений могут быть также несоответствие полосы изменений частоты, равной 2Л/, ширине рабочего участка н неточная настройка приемника на среди«ою частоту сигнала. Оба эти случая поясняются рис.
9.5, из которых видно, что выходное напряжение при синусоилальной частотной молуляцни получается искаженным. Для избежания расстроек (рис. 9.5,б) в приемниках ЧМ используют АПЧ. Рнс. 9.9 9.4. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА ПРИ НАЛИЧИИ ПОМЕХИ Аллитивная помеха при ЧМ, как и при АМ, может искажать принимаемое сообщение, если спектр ее полностью нли частично налагается на спектр принимаемого радиосигнала.
Помеха с перекрывающимся спектром может образоваться также вследствие интермолуляции, как и нри приеме АМ (см. 9 8.5). В приемнике ЧМ возможна и перекрестная молуляция, но процесс ее возникновения более сложен, чем в приемнике АМ (см. 8.4). В некоторых приемниках она наблюлается вслелствие проникновения АМ помехи (это может быть н сопутствуюшая АМ, см. 9 9.2) из антенны через паразитные емкости или нные элементы связи в гетеролнн преобразователя частоты. Действие сильной помехи на нелинейные межэлектролные емкости электронных приборов гетеролина создает паразнтную ЧМ его колебаний, которая вызывает такую же молуляцию частоты сигнала на выходе преобразователя. В результате паразитная молуляция накладывается па основную молуляцию сигнала и проявляется при частотном летектированин.
Рассмотрим действие на прием ЧМ сигнала квазигармонической помехи с песовпалающей частотой. Если амплитула помехи меныпе амплитуды сигнала (только в этом случае возможен удовлетворительный прием), сложение нх можно представить векторной лиаграммой на рис. 8.8, тле 1)о=о«в — «о, — угловая частота биений. Из-за наложения помехи угол дополнительного фазового сдвига сигнала «Р (1) = агс1й [Уо з1п ьво 1/(Ус+ У соз ьсо 1)1 Неравномерность частотной характеристики приемника в этом анализе учитывать не будем, считая коэффициент усиления К' постоянным.
В результате сигнал, полволимый к частотному детектору, описывается формулой моих= КУ (1) соз [«оо 1+1о (1)+«Р (1)1 П н эффективном амплитудном ограничении в частотном детекторе можно полагать амплитуду У постоянной. - э ом ур В т слчас напряжение на выхоле детектора зависит только от частоты. Полобно (9.8), в ланном случае угловая частота сигнала о«'( )-- = «о о+ Лы (/) + 6«о (1) „гле б«о (1) =- г/«Р(1) /«1/.
Напряжение на выхоле частотного летектора булет содержать полезный сигнал, пропорциональный Л«о(/) =Л«о сов()с(, и помеху, пропорциональную 6«о(1). Ограничиваясь случаем слабой помехи, когла принимаемый сигнал искажен, но еще разборчив, пренс р енсбрежем У„соз йо( в знаменателе лроби (9.14) и представим выражение «р(1) в виде «р(1) ж(Ув/Ус)з[пв)ой Соответствен но б«о (1) — (У,/У,) ()о соз ()о 1. 279 Следовательно, мешающее действие, как и при АМ, проявляется как наложение на продетектированный сигнал свиста с частотой биений. Отношение амплитуд помехи и полезного сигнала на выходе детектора равно отношению амплитуд девиаций частот ба и Ла, т.
е. У,,„,/У, в„, ж (У„/У,) (вс /Ьа ) = (У,/У,) (Р /А Е ), (9.16) Если в тракт промежуточной частоты проникает не одна помеха с частотой /„, а несколько с частотами /„ь /са / с (для простоты рассуждений будем считать нх амплитуды одинаковыми), то каждая пз ннх проявится описанным образом, но создаваемые ими напряжения на выходе частотного детектора не будут одинаковыми. Согласно (9.15) их действие будет тем сильнее, чем выше частота создаваемых ими биений Рс, т. е.
чем сильнее /„отличается от /,. Спектр помех на выходе приобретает в этом случае вид, показанный на рнс. 9.6,а. Составляющие этого спектра не зависят от того, выше или ниже частбты помех /,ь /,в и др„чем частота сигнала /,. В одних случаях частота биений получается как /с — /с, в других как /,— /,, Подобная картина имеет место и в случае помехи в виде флуктуационпого шума, который имеет сплошной спектр с практически равномерной плотностью (см. рис. 9.6,б). Спектр на выходе подобен показанному на рис.
9.6,в. Обозначим в дальнейшем в (9.13) У„»А«д —— 3„„— «крутизна» характеристики частотного детектора. Если (Ув )а/ — средний квадрат напряжения шума в полосе частот Ь/с„ то в данном случае (равномерный спектр) спектральная плотность шума д= !Уш /с/ /6/ . Средний квадрат девиации частоты, создаваемой шумом, согласно (9.15) 6 Р ~ (а 6 |„/ У',) Ра, с «1~52 сбс ГйЧгаа т а) Ряс. 9.8 Средний квадрат напряжения шума на выходе частотного детектора найдем интегрированием составляющих от левой и правой половины спектра на рис. 9.6,б по частоте биений Рс=/' †/с и Гс=), †/.
Считая спектр симметричным, ограничимся интегрированием одной половины и удвоим результат. С учетом (9.15) Уз — Яс /У2) Я ~ Я2 Д Я = (9/3) (.чс /У2) Яс д с При этом Гаа„— максимальная частота тона биений, с которой колебания на выходе приемника воспринимаются на фоне принимаемой информации. В то же время эффективное выходное напряжение сигнала при ЧМ Ус,„«=0,5 З«„Л/ . Следовательно У..„,/У,,„,= (9/)Г3) б'д/У,) 1' Е,',„/А /„) . Как (9.16), так и (9.17) показывает, что действие помехи можно ослабить путем углубления модуляции, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
