Пестряков Б.В. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации (1973) (1151884), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Следовательно, такие схемы могут быть использованы как перемножающие для любых сигналов, но широкого распространения они не получи- и ли из-за сложности подбора их режима и необходимости подачи напряжений, не выходящих за пределы квадратичного участка характеристик НЭ. Обычно применяется режим работы, при котором амплитуда опорного напряжения значительно больше напряжения, соответствующего квадратичному участку характеристики. В наиболее удобном для анализа случае, когда и„пу (1) и и,„(Г)— гармонические напряжения, и в диодном перемножителе используются сопротивления нагрузки значительно больше, чем сопротивления 2ЗО оп Рис. 6.6.2 открытых диодов, выражение для выходного напряжения видеочастот- ного перемно>кптеля будет иметь вид [6.2! па и„> (г) = Кв пму, ' — — — „.— ' — >," г>„, „,,(г) и,„„,, 1 и.
00+0 (6.6,9) х соз [<р, ч — ф,„~>+ Л<р„(Г)[. Для того чтобы такая схема возможно более точно выполняла операцию перемножения (6.6.1), необходимо, чтобы и,„„, (г) (( и,„„, (г). (6.6.10) Тогда при ь>,ч = ь>,„, ип у (г) = Кп„у (I„„, соз [ч „— р„, + Ь9> ф!. (6.6.11) Г1ри ь>„э = а>,, ~ Ьь> и (1) = К „,и„„, [Лы(+ + Чя о — 'Р оп о + бтра (г) ! (6.6.12) где Кп„у — коэффициент передачи перемножающего устройства относительно напряжений, действующих на нелинейных элементах, Сравнивая (6.6.11) и (6.6.12) с (6.6.65), (6.6.6), можно сделать вывод, что рассматриваемый перемножитель в схеме с корреляторами не является идеальным. При этом можно считать, что выходной сигнал перемножается с копией, имеющей постоянную единичную амплитуду.
Имея этов виду, выше обычнопринималось, что У„= а„5ч (г) = = 1 или а„= 1. Очевидно, что в таких перемножителях ввиду того, что они не осуществляют идеального перемножения смеси на копию сигнала, имеют место потери энергии. В реальных условиях спектр сигнала не может быть бесконечно широким из-за ряда ограничений (см. гл. 8) и, например, для ФМн ШПС обычно ограничен полосой Е ИТ,. Тогда в сигнале будет иметь место паразитная амплитудная модуляция и его энергия будет меньше примерно на !5%.
Если такой сигнал принимается схемой с корреляторами с рассмотренными перемножителями, то будут наблюдаться дополнительные потери энергии примерно на 10я>. При использовании опорного напряжения в виде гармонического колебания такие схемы перемножителей выполняют функции смесителей и синхронных детекторов практически идеально. 6.6.6. Режим работы перемножителей при сильных помехах Этот режим особенно важен в схемах приема ШПС, так как даже если выполняется предварительная селекция и на УОО приходит помеха только в полосе частот сигнала, то при больших базах сигнала отношение амплитуды сигнала к среднеквадратичному напряжению помехи может быть много меньше единицы (см.
З 2.3 и 2.4). 221 При часто используемой достоверности Р 'РЧ' (и ) =- (I ~Р'~' (и„) ж (3 — ' 5)')' Б, (6.6.13) При У„ „, ( У, „, происходит подавление сигнала [2.3). При выполнении условия (6.6.10) с учетом (6.6.13) и„„, )) Ры' (и„„,,) режим диодов определяется опорным напряжением и подавление отсутствует. Поскольку напряжение помех имеет значительные флюктуации, причем их максимальное значение составляет и„„„„- ж 3Р'~з (и„), то должно соблюдаться условие и„„, ) 2и„„, „„, или и,„„,'= 6Р'~' (и„„,), т. е. и,„„, ) (1 —: 2) г' Б.
Уз и (уз ва/(7опнэ = унэ ~~ 11(1 ' 2) )' Б8' (6'6'14) Например, при Б, = 2000 и„„„, ) (50 —; 70) и, „„. Основные недостатки, вытекающие из (6.6.14), связаны с тем, что при этом, как будет показано ниже, незначительное отклонение и нестабильность параметров схем приводят к появлению на выходе пере- множителя значительных паразитных напряжений. 6.6.4. Неидеальности перемножителей, обусловленные отклонениями параметров схем Помимо рассмотренных выше неидеальностей в работе перемножителя имеют место неидеальности, обусловленные отклонениями и нестабильностью элементов схемы. Наибольшее значение имеют отклонения коэффициента передачи и наличие паразитного напряжения разбаланса на выходе перемножителя с видеочастотным выходом. Пример аналитического расчета этих величин удобно рассмотреть с помощью схемы рис.
6.6.1. Коэффициент передачи такого перемножающего устройства в первом приближении можно представить выражением Кп у=КпкКпд= — ыо~Яэ~' Йн ап лд+4д.д (6.6.15) где Кпк — коэффициент передачи предварительного каскада на транзисторе Т1; Кпд — коэффициент передачи диодного перемножителя (6.2); р — коэффициент усиления транзистора по току; Ьм — входная проводимость транзистора; Ь вЂ” индуктивность контура согласующего каскада; )р — коэффициент трансформации; я, — эквивалентная добротность контура; Я„,, — сопротивления нагрузки; Я;д — прямое сопротивление диода. Пользуясь методикой, приведенной в 3 6.5, можно найти числовые характеристики коэффициента передачи, которые характеризуют его начальные отклонения, а также отклонения при изменении температуры и времени по известным числовым характеристикам элементов. 222 Из (6.6.15) и (6.5.6) можно получить выражения для дисперсии отно- сительного отклонения коэффициента передачи а( '""н)=а( ~")+а( — '")~а[ ")~-а( '")-» "(.'""...П'('"::) "(::))- р|~о [ мн ) рмо ( Лапн ) (6.6.16) Математическое ожидание отклонения коэффициента усиления от расчетного значения, вызванное начальными отклонениями элементов, полагаем равным нулю.
Из (6.6.!5) и (6.5.10) можно получить выражения для условного математического ожидания и условной дисперсии относительного отклонения коэффициента усиления от температуры: [ лК„м (лт 11 т1 ~ т(сов) — т(оооо )+т(оог)+ КимУО 1 + т(ао )+ ™" [т(ая. )+т(оол )!) ЛТ', (66.17) Ян о+4дзд о (ЛКп„у(Лт 1 [ .Р~ ." ~ ж~Р(сов)+Р(ат1)+Р(ас)+Р(ао)+ ПмУ, + ( 'до 1 [Р(<х )+Р(ох, )! ~ (ЛТа)о (6 6 13) мно+4дидо Г Выражения для старения будут аналогичны с заменой а4 на сз и ЛТ' на о( [с использованием (6.6.5) и (6.5.12)!. Источником паразитного напряжения разбаланса Л[Ур на выходе перемножителя с видеочастотным выходом является опорное напряжение, а причиной его возникновения — разбаланс схемы из-за начальных отклонений параметров элементов и их нестабильности.
Паразитное напряжение на выходе, отнесенное к максимальному напряжению на выходе при действии сигнала, для рассматриваемой схемы перемножителя с использованием (6.6.11) и (6.6.14) можно определить выражением ли, и„— и„ вЂ” но но мн1 Ано (6 6 19) и и о пмУ опмУ тно ( йн1+4к~до нно+4дздо ) Математические ожидания паразитного напряжения, как это видно из (6.6.19), равны нулю. Используя методику и результаты 9 6.5 и (6.6.19), можно получить выражения для условных дисперсий напряжения разбаланса, обусловленных начальными отклонениями элементов и изменениями температуры н старением. 223 Для начальных отклонений р~ Ь((р 1 ! ( 4тсы( ) 2~Р( )(ых ~+р( ййэь )~ (662(1) Табл и ц л 6.6. ! м 1 1 а ° а о ь С 1 1 с) а а — о,з — О,) Грубая Точная 0,25 О,об о,з о,оз 1,2 1,1 0,5 О,О7 1,б (2 дв) 1,04 (О.(8 дз) фо,з ф0,1 О,( о,оз КпмУ З (4,8 да) 1,25 (1 да) ьи Грубая Точная 1 О,г о,з О,( О,г 0,05 1,2 1.1 (,З 0,25 1,8 (1,1 дз) 5 (7 дв) '1 С вЂ коэффицие, учитывающий действие остальных дестабнлнэирующих факторов (влажности, эапылениости и т, д).
6.7. Интегрирующие устройства 6.7.1. Принцип действия интеграторов Видеочастотное интегрирующее устройство, входящее в видео- частотный коррелятор, должно выполи))ть операцию интегрирования МГНОВЕННЫХ ЗНаЧЕНИй ВХОДНОГО НаПРЯжЕНИЯ и,хВИУ пвиу (Г) =- Квну ~ 1(вх виу (() ((1. о (6.7.1) Для температурных отклонений Л((р (ЛТ') 1 ! 4лй 2 1ж — ' х а Пму 1 тнэ ( йн о+4%д а) х 2(Р(яа )+Р(с(д ))(ЛТ')2. (6.6.21) Выражение для старения аналогично (6.6.21) с заменой а! на с; и ЛТ' на Л(.
Результаты количественных расчетов условных и безусловных числовых характеристик отклонения коэффициента передачи перемножителя и паразитного напряжения разбаланса для параметров элементов, приведенных в табл. 6.6.1,сведены в табл.6.6.1. Там же даны соответствующие потери энергии для случая корреляционного устройства распознавания сигналов с неизвестной фазой, определенные с использованием результатов З 6.4: В принятых выше обозначениях при и,, виг(!) = ивп. у (см.
(6.6.3), (6.6.5)1. Так как электронных цепей, идеально реализующих интегрирование, не существует, то обычно применяются инерционные цепи, свойства которых при определенных условиях приближаются к интегрирующим. Частотная характеристика инерционного звена Ки (ы) при ыТи » 1 приближается к частотной характеристике интегратора К„„,(ы), так как Ки (ы) =- -; = — — =- Ки К„„, (0)), ! ! ! )' аРТи+! ~и где К = 1!ти. Чем больше Ти, т. е.
чем уже полоса инерционного звена, тем для более низких частот инерционная цепь является интегрирующей, т, е. тем ближе она к интегратору, но тем меньше коэффициент передачи интегрирующего устройства, поэтому в реальных схемах интегрирующих устройств помимо инерционной цепи необходимы усилительные каскады, В состав радиочастотных корреляторов должно входить радиочастотное интегрирующее устройство, осуществляющее интегрирование огибающей радиочастотного напряжения, действующего на выходе перемножителя с радиочастотным выходом и определяемого (6.6.6) н (6.6.4), с учетом флюктуационных отклонений его фазы. Следовательно, радиочастотное интегрирующее устройство должно выполнять операцию Увив (!) = Кгиу) (/„.гиг соэ Л!р„(!)Ш.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
