Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. и др. Радиоприемные устройства. Под ред. Н.Н.Фомина (2007) (1095358), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Значение Е)„определяется отношением частотной избирательности по интермодуляции при заданной расстройке помех относительно основного канала приема (заданном коэффициенте К„) к чувствительности радиоприемника [31. Для интермодуляции второго и третьего порядков значение ДД, являющееся мерой линейности радиоприемника, в пределах которой интермодуляцией можно пренебречь, составляет йз2) <4 .0"' < вз где /2,= (/„,/а — отношение сигнал/шум на входе радиоприемника; //м — уровень полезного сигнала. соответствующий чувствительности РПрУ. электромагнитные помехи в редиоприемиых устройствах 401 Значение зР„ определяется по характеристике частотной избирательности трехсигнальным методом при заданных расстройках помех относительно центральной частоты основного канала и коэффициенте К„,; Чзрз <4 вз Чз(3) ( вз Способы расширения динамического диапазона радиоприемников.
Если в нормальных условиях эксплуатации диапазон относительного изменения помех и сигналов составляет 60...80 дБ, то при экстремальной ЭМО он может достигать 140...160 дБ. Поэтому одной из тенденций совершенствования РПРУ является расширение их ДЦ на основе структурной и параметрической оптимизации ТВЧ. Так, реализуемые значения ДД преобразователей частоты составляют; для диодных двухбалансных хзе„ге125 дБмкВ и 1з",,'м120 дБмкВ; для транзисторных балансных Рьвм 82 дБмкВ и О„', в78 дБмкВ.
Эти показатели во многих случаях недостаточны, например в сетях телефонной связи подвижной службы больших городов с высоким уровнем ИРП, на совмещенных радиоцентрах и др. Все методы расширения ДД можно разделить на две ~руины: компенсационные и инвариантные. В основе методов первой группы лежат применение в ПЧ специальных компенсационных схем, последовательное включение с нелинейными элементами линейных и др. Линеаризация УРЧ предусматривает использование УП с широким створом характеристики «вход — выход», например мощных ПТ и БТ. Хорошие результаты дает также ООС через резистор Я, включенный в цепь истока ПТ или эмиггера БТ. Соотношения для расчета дифференциальных параметров нелинейности при глубокой ООС представлены в табл.
8.1. Указанные соотношения соответствуют аппроксимации характеристик выходного тока БТ и ПТ выражениями гвт = 7о(е"в-1); 1пт = 1о(1+ЫЕ«), Таблица а. 402 ГЛАВА В где 1о — постоянная составляющая выходного тока транзистора в рабочей точке; Е, — напряжение отсечки тока; а = 30 1/В. Балансные схемы ПЧ обеспечивают подавление четных нелинейных компонент преобразования. Каскады на ДБШ обладаю~ малыми собственными шумами 1коэффициент шума 6...6,5 дБ) и допускают высокий уровень напряжения гетеродина, что способствует расширению ДД. В ПЧ до 30 МГц используются также ПТ и БТ. Линейный участок ВАХ у ПТ меньше, чем у ДБШ, и с точки зрения ДД предпочтение о~дается диодным ПЧ.
Поскольку балансные схемы требуют малого разброса параметров электронных приборов, перспективны монокристальные ПЧ с многими полупроводниковыми элементами. Последовательное включение с нелинейным элементом, например, диодом, линейного резистора расширяет ДД, но снижает коэффициент преобразования ПЧ. Известны, например, балансные схемы с 16-диодными гирляндными секциями, что позволяет повысить напряжение гетеродина и тем самым расшири~ь ДД.
Переход от узкополосной часто~ноизбирательной нагрузки ПЧ к широкополосной способствует расширению ДД на 10...20 дБ. Объясняется это значительной неравномерностью сопротивления У„избирательной нагрузки, поэтому на частотах, где?„велико, могут возникнуть перегрузки электронных приборов и, как следствие, блокирование сигналов; на частотах, где Р„мало, возникают нелинейные искажения в УРЧ. Линейная ООС по входному сигналу также расширяет ДД, но это сопровождается снижением коэффициента преобразования ПЧ. Реализация нелинейной ООС требует жесткой стабилизации характеристик элементов ПЧ. Инвариантные методы основаны на независимости параметров нелинейности электронных приборов от уровня входных сигналов. Это достигается путем оптимизации ТРЧ: использованием электронных приборов с резким изгибом ВАХ; повышением уровня напряжения гетеродина; применением диодных ключевых ПЧ с напрям<ением гетеродина в форме меандра; подавлением побочных каналов приема в широкополосных и фильтровых преселекторах; исключением проникновения помех в цепь гетеродина; рациональным выбором высокой промежуточной частоты (инфрадинный прием); автоматическим регулированием верхней границы ДД; использованием в ТРЧ адаптивных компенсаторов помех.
Электромагнитные помехи е радиоприемных устройствах 403 8.7. ВОСПРИИМЧИВОСТЬ ЦИФРОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ РАДИОПРИЕМНИКОВ К ПОМЕХАМ Восприимчивость цифровых ИМС. Использование сигналов сложной формы, робастных алгоритмов обработки их на фоне комплекса помех, применение принципов адаптации в технике связи базируются на использовании ИМС, МП, средств вычислительной техники (ВТ). Для цифровых ИМС характерны малая энергия рабочих сигналов (на 40...60 дБ ниже энергии помех), использование в качестве сигналов наносекундных видеоимпульсов и скачков тока или напряжения.
Обычно цифровые ИМС взаимосвязаны через шины питания. Поэтому ИРП, возникающие при смене логических состояний ИМС, могут вызывать сбои в работе аппаратуры. Наиболее сильное влияние на ИМС и средства ВТ оказывают перепады напряжения в сети питания (см. ~ 8.1). В соединительных линиях между ЭВМ радиосистем, в состав которых входят РПРУ, наблюдаются случайные потоки импульсов с амплитудой до !О В, длительностью 60...400 нс, частотой следования 50...400 Гц и числом импульсов в пакете до 300. Причинами их служат ИРП, коммутация цепей питания и функциональных элементов системы, неэквипотенциальность точек заземления корпусов отдельных ЭВМ.
Внешние высокочастотные магнитные поля также могут вызывать нарушения работы ИМС и мини-ЭВМ. Напря>кенность таких полей обычно не превышает 0,1 В/м, но в отдельных случаях, например, при грозовых разрядах, может достигать 1...15 А!м, Влияние таких полей проявляется в виде наког>пения зарядов на диэлектрических носителях информации средств ВТ. Нормативные параметры ИРП для цифровых элементов н средств вычислительной техники радноприемной аппаратуры. Нормативная документация по защите цифровых устройств и средств ВТ от ИРП содер>кит требования к параметрам источников помех, восприимчивости цифровых элементов к кондуктивным и радиационным помехам, рекомендации по обеспечению их ЭМС. В качестве показателя восприимчивости средств ВТ относительно импульсных ИРП в цепях питания иногда используют ве- личинУ ))(>г>) =л,.е>лл„где 7г„.д — сРеднЯЯ частота сбоев аппаРатУРы, вызванных помехами, следующих с частотой Р;„. Однако векторный характер зависимости В!и>) от совокупности ьх параметров помех затрудняет практическое пользование этим показателем.
К числу нормативных параметров ИРП, значения которых пе должны быть превышены в процессе эксплуатации средств ВТ, о'и юсятся 171: 404 гплвл в максимальная амплитуда импульсов сетевых помех 100...! 000 В при длительности импульсов 100...500 нс; допустимая длительность провалов напряжения питания 5...10 мс для ЭВМ со стабилизированными ВИП и 50...200 мс при бестрансформаторных источниках питания; пороговая амплитуда перенапряжения питания, составляющая 25...35 ',4 номинального значения при длительности выбросов 100...500 нс; максимальная амплитуда импульсов напряженное~и внешних электромагнитных полей источника, удаленного на 1 м, при апертуре приемной антенны 1 м' 1...6 кВ, длительность импульсов 100...500 нс.
Среди цифровых ИМС наибольший уровень помех создают ТТЛ-схемы. Образование импульсного тока при переключении схем вызывает импульсное падение напряжения в шинах питания. Высокий уровень помех в шинах питания наблюдается при одновременном срабатывании многих цифровых элементов, например при установке многоразрядных регистров декодеров, одновременном включении формирователей адресных токов в ЗУ и др. Такие помехи могут вызывать ложное срабатывание ИМС, искажения информационных сигналов.
Защита цифровых и вычислительных устройств радиоприемников от помех. Свойства низкой восприимчивости цифровых устройств РПрУ к внешним помехам и малые уровни создаваемых собственных помех должны закладываться на этапе проектирования, реализовываться в процессе технологической разработки и поддерм<иваться при техническом обслуживании.
Мерами защиты являются высококачественное выполнение внешних соединений, экранирование, сетевая фильтрация, резервирование источников питания. К внешним соединениям относятся интерфейсные информационные магистрали, линии первичного сетевого питания, соединения между корпусами ус~ройств и шинами ВИП, цепи заземления (металлизации).
Качество внешних соединений существенно влияе~ на восприимчивость к ЭМП и на уровень создаваемых кондуктивных помех. Металлизируемые соединения должны иметь минимальные активное и реактивное сопротивления, а их длина не должна превышать 15 м.
В 8 8.9 дана характеристика видов систем заземления радиоаппаратуры — сигнального„экранируюшего, защитного. Для мини-ЭВМ эти системы редко удается выполнить автономными, и их обычно совмещают. Однако это ухудшает ЭМС радиоаппаратуры, так как протекание возвратных токов создает падение напря>кения на активных и индуктивных элементах цепей сигнального заземления, что нарушает эквипотенциальность Электромагнитные помехи а радиоприемиых устройствах 405 точек заземления — основного предназначения сигнального заземления. Для микропроцессорных устройств получили распространение унифицированные интерфейсы типа общей шины; при этом блоки аппаратуры соединяются многоканальными двунаправленными магистралями и избежать совмещения цепей сигнального и возвратного заземлений невозможно.
Как правило, ЭВМ имеют несколько объектов заземления — корпус, логические устройства, первичные и вторичные источники питания, и они должны соединяться между собой только в одной точке — опорном узле. Таких узлов может быть несколько, и сопротивление цепи от опорного узла до физической земли не должно превышать 30 Ом. Для защиты ИМС и мини-ЭВМ от внешних электромагнитных полей и се~евых помех служат электромагнитные экраны и сетевые помехоподавляющие фильтры (ППФ). Отличие ППФ ЭВМ, аналогичных по назначению фильтрам в цепях питания РПрУ (см. З 8.9), обусловлено большим потребляемым током. 8.8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
