Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.Н.Фомина (2007) (1095358), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Анализ характеристик помехоустойчивости рог(т, Ь,) и р„(ги, Ь,) свидетельствует об эффективности г ' г сдвоенного приема, которая резко повышается с увеличением параметра и, а энергетический выигрыш растет с увеличением заданного значения рс и уменьшением гл.
При технической реализации алгоритма взвешенного сложения центральной задачей является вычисление весовых коэффициентов (); параллельных каналов. Существуют двухэтапные процедуры вычисления рь когда по некоторому одиночному параметру сигнала (отношение сигналгпомеха, величина краевых искажений посылок и др.) оценивается качество канала, а затем с помощью дополнительных алгоритмов по этой оценке определяется значение Рн Такая процедура усложняет аппаратуру, ухудшает ее массогабаритные показатели, что особенно сущее~асино для корреспондентской аппаратуры подвижных радиослужб. Более перспективна одноэтапная процедура, основанная на функциональном преобразовании параметров си~палов параллельных каналов и использовании его для технического синтеза вычислителя коэффициентов ра Пусть в каждом гам параллельном канале имеется оцениватель информативного параметра Х, сигнала и известна плотность распределения вероятностей И';()с„ Ь„) на его выходе, где Ь„ — отношение сигнал/помеха.
Вид Щ ) может быть найден теоретически или экспериментально для конкретных параметров и должен отражать изменения величины Ь;,. Для синтеза вычислителя весовых коэффициентов должны быть установлены однозначные зависимости Р,(Ьг„). Выходной сигнал 5>(г) оценивателЯ паРаметРов подвергнем функциональному преобразованию Ч'. Тогда сигнал на выходе преобразователя хг= Ч'(5) имеет плотность распределения Илаха Ьг,) и определяется на некотором интервале (аь Ьг) при задан- ГЛАВА 8 392 ной доверительной вероятности. При этом выражение для отыскания Рь принимает вид интегрального уравнения Фредгольма первого рода: ) Ч'(5,.) 11',.(ЯпЬ,',.) ~Б,.
=)3,.(л„',), Р ядром которого является И((.). Анализ показывает, что в качестве 5;() целесообразно использовать совместную плотность распределения пар параметров сигнальных посылок (например, амплитуды и фазы и др.). Вычисленные таким способом коэффициенты Р, обеспечивают выигрыш в помехоустойчивости по сравнению с линейным сложением параллельных каналов не менее 3 дБ. Вычислитель может быть реализован на базе микроЭВМ.
Более подробно вопросы разнесенного приема рассматриваются в гл. 9. 8.6. РАСШИРЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА РАДИОПРИЕв«НЫХ УСТРОЙСТВ Интегральной характеристикой радиоприемника, связывающей его чувствительность и избирательность с нелинейными свойствами ТВЧ, является динамический диапазон. Это — системная характеристика, поскольку она в значительной мере определяе~ такие показатели радиолиний, как качество принимаемых сообщений, пропускная способность, ЭМС и др. Верхний уровень рабочих сигналов, принимаемых с допустимыми искажениями, ограничен нелинейными эффектами, возникающими в УРЧ, УПЧ, ПЧ из-за нелинейности ВАХ электронных приборов и перегрузки их помехами, а нижний уровень — собственными шумами. Область, лежащая мемеду этими уровнями, и определяет ДЦ радиоприемника.
Амплитудная характеристика реального ТВЧ отличается от идеальной (линейной). Влияние таких отклонений при приеме ЧМ сигналов проявляется слабее, чем при АМ сигналах. Идеальный ТВЧ обладает избирательностью, равной избирательности оптимального фильтра 1121. Реальный ТВЧ даже при использовании согласованных фильтров ухудшает отношение сигнал/помеха на выходе из-за нелинейного взаимодействия сигналов и помех в функциональных элементах тракта. Степень приближения избирательности реального ТВЧ к идеальному можно характеризовать коэффициентом ухудшения избирательное~и Т„,в= (Ь',„/Л',р),„„, где индексы «и» и «р» соответствуют идеальному и реальному трактам.
Для характеристики избирательных свойств ТВЧ коэффициент Т„,в имеет тот же смысл, что и коэффициент шУма пРи оценке Электромагнитные помехи в радиоприемных устройствах 393 чувствительности; целью оптимизации тракта является минимизация этого коэффициента. По своей содержательности коэффициент ун,а векторный и зависит как от внутренних факторов (параметры элементов, узлов, каскадов), так и от внешних (характер помех и их соотношения). Однако многие из этих частных показателей противоречивы и установить для них весовые коэффициенты трудно, по- этомУ коэффициенту„м РассматРиваетсЯ как скалЯРный. Обработку сигналов и помех можно выполнять с помощью ЦФ, Такие фильтры работают при большом уровне сигналов и требуют предварительного усиления. При этом для защиты УП от перегрузки помехами необходима фильтрация сигнала линейными цепями, нечувствительными к перегрузкам.
При фильтрации сигналов сложной формы существенное значение приобретает переходная характеристика цепи. В этих условиях фильтры, выполненные на основе равноволновой аппроксимации коэффициентов передачи, обеспечивают внутри полосы П, близкую к прямоугольной АЧХ с плавным спадом за ее пределами, крутизна АЧХ в области внеполосных излучений определяется избирательностью по соседнему каналу приема и нормируется. Такие фильтры предпочтительнее фильтров с чебышевской АЧХ, поскольку используют меньшее число звеньев.
При оценке восприимчивости РПрУ важное значение имеет ухудшение частотной избирательности при действии ЭМП высокого уровня из-за нелинейности процесса их взаимодействия с рабочими сигналами. Эти процессы сопровождаются нелинейными эффектами в виде блокирования сигналов, перекрестной модуляции и интермодуляции помех. Причиной возникновения искажений сигнала является нелинейная зависимость входного и =Ящ, нз) и выходного гз =Яин лт) токов УП от входного и, и выходного и, напряжений каскадов. Напряжение и.
отражает изменения, вызываемые нелинейными процессами в каскаде. Это позволяет оценить нелинейность АХ тракта коэффициентом нелинейности К„„= (ЛсУг„Шг„)„„, где Лс,г„— изменение напряжения сигнала на выходе реального тракта под действием помех; У,„— напряжение сигнала на 'выходе линейного тракта в отсу~стане помех. Определив величины Лс',„с учетом избирательности каскадов, можно оценить соответствующие коэффиценты нелинейности всего тракта. Амплитуда сигнала на выходе ~'-го усилительного каскада тракта с учетом его нелинейности сУ~"~а„и;=К„(1+К„г)сг',а„хь где ʄ— коэффициент усиления ~'-го каскада в линейном режиме; К„; — коэффициент нелинейности каскада.
Тогда выходное напряжение л-каскадного тракта в линейном и нелинейном режимах со- ответственно 394 ГЛАВА В и (' с 'но! = (/с~н вх Ковц П Кой (/с 'по! = (/оп вх Ковц ПКо~ (1+ Кн !) с=! ! ! где (/„„,„— амплитуда сигнала на входе преселектора; Ковц — коэффициент передачи ВЦ. Коэффициент нелинейности АХ тракта Кн =Пп( с=! При малой нелинейности каждого каскада (Кос«1) это выражение упрощаешься; Кнто х' Кн! ° (8.5) Нелинейные свойства УП однозначно определяются функциями !', = /(и!, и!) и со =/(и„и,). Поэтому для установления взаимосвязи между амплитудами первых гармоник токов Тн! и 1„, они могут быть представлены рядами Тейлора для функций двух переменных.
Соответствующие выражения содержат значения крутизны ВАХ электронного прибора в рабочей точке )и ее производных Уо!, У,"„1'зн!, а отношения их Уз!/Уо!, Уонс/Узс, У'он!/Уо! представляют собой параметры нелинейности этих приборов. Можно показать, что коэффициент Кн,= в„,(/,„,„х» где вн! учитывает параметры нелинейности УП. Так, для сигналов малого уровня усилительных каскадов на БТ в„= — а'/8, где а = 30 1/В; для ПТ вн;= = — ( Уг ! /Уо!)'/4. Амплитуда сигнала на входе !'-го усилительного каскада тракта н-! ( с пвх! = ( сснвх ПКо!' ! ! Поэтому при однотипных каскадах (К„= Ко, в„р= вн) коэффициент нелинейности тракта Кн, =вн!(/,„„хК,!н !сна„с(/,п„хп.
Это означает, что нелинейность тракта при однотипных каскадах усиления определяется перегрузкой последнего каскада (входное нас — ! пряжение (/„„,х„= (/с„„Ко! ). Параметры радиоприемника по блокированию сигналов. Эффект блокирования проявляется в изменении уровня сигнала (отношения сигнал/помеха) на выходе РПРУ при действии на его входе помехи, несущая частота которой отличается от частот настройки и побочных каналов приема. Частота /~„блокирующей помехи лежит вне полосы пропускания фильтра основной избирательности, но может находиться в пределах полосы пропускания преселектора, быть равной частоте соседнего канала: /м=/;„или не совпадать с ней: /;, „> /~„> /; х „где индексы «н» и «в» относятся к нижнему и верхнему соседним каналам.
Полоса частот, в кото- Элехтромагнитные помехи в радиоприемных устройствах 395 рой проявляется эффект блокирования, называется полосой блокирования, и ее ширина зависит от уровня помехи и восприимчивости РПрУ (61. Параметрами радиоприемника по блокированию является коэффициент блокирования Кьм ДД по блокированию Тзм и уровень восприимчивости по блокированию Ч', гх. Коэффициент блокирования представляет собой о~ношение разности напряжения сигнала на выходе радиоприемника Ли„= = и,„— и,„отсутствии (и„) и наличии (и,„) помехи на его входе к НаПряжЕНИЮ ВЫХОДНОГО СИГНаЛа В Отеутетанс ПОМЕХ; Ксх= (Ли,„/ ~'с о)внт. Коэффициент К,„ТВЧ определяется параметрами ВЦ, УРЧ, ПЧ, УПЧ и связан с коэффициентами шума Шь усиления по мощности Кге и блокирования Коп этих каскадов [31: Км„=- ИР .
ь РыУкьм+ Р. укыкмт+ Р зукыквгКсм), (86) где(3ио=Ш~ПП Ри|=(Шг-1 гШКк ', Рш~=(Шз — 1 ) ШКРЯБ ммКгчном' 13 з = (Шх — 1у ШК~, „„нкгт „,„Кгз „, — параметры, характеризующие относительный вклад каждого каскада в общий коэффициент шума (1.7). Следовательно, при большом коэффициенте Кг „,„, УРЧ не только снижается доля шумов, вносимых последующими каскадами тракта в общий коэффициент шума Ш, но и ослабляется эффект блокирования сигналов в этих каскадах. Обычно выбирается Крт нон 10...30 дБ; при этом 13из«~3ин (3„з«Р,„~ и при малом ~З,„с величина Ке„ч, определяется значением Кы (УРЧ).
Оценим влияние избирательности элементов ТВЧ на коэффициент Кс„,. Амплитуда сигнала на выходе г'-го каскада при наличии гаРмонической помехи и,м,„„;=К„и,неп(1+Кьхг), где Кс коэффициент усиления каскада по напряжению; Ке„; — коэффициент блокирования каскада, определяемый амплитудой помехи и„„„„; на его входе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
