Минаев Е.И. - Основы радиоэлектронники (1266569), страница 93
Текст из файла (страница 93)
Считают, что коэффициент шума пропорционален квадратному корню напряжения коллектор — эмиттер. Обычно в малошумящих каскадах напряжение коллектор — эмиттер устанавливают равным 0,8 — 2 В. Коэффициент шума часто измеряют на некоторой заранее оговоренной частоте. Для низкочастотных транзисторов коэффициент шума чаще всего измеряется на частоте 1 кГц. На этой частоте лучшие биполярные транзисторы имеют коэффициент шума 1 — 2 дБ, а лучшие полевые транзисторы 0,3 — 0,5 дБ.
19.9. ЙАВОЛКИ Наводками называются нежелательные электрические напряжения, накладывающиеся на сигнал, в результате нежелательной, т. е. паразитной, связи между отдельными радиоустройствами или частями одного и того же устройства. Они, как и шумы, создают на выходе радиоустройства мешающие напряжения. Поэтому наводки могут быть отнесены к шумам.
Паразитные связи 137) — это электрические связи между электрическими цепями, возникающие через: 1) электрическое поле — электростатическая связь; 2) магнитное поле — связь через общие магнитные силовые линни; 3) электромагнитное поле излучения; 4) провода и волноводы внутри и вне радиоустройств. Первые два типа полей †э поля в ближней зоне, где напряженность поля обратно пропорциональна квадрату расстояния. Электромагнитное поле излучения — это поле дальней зоны, где напрялсенность электромагнитного поля обратно пропорциональна первой степени расстояния.
Для устранения наводок через электрическое поле применяет- ся электростатический экран. Его дейст- Я с,, вне хорошо объясняет рис. 19.7. Между левой и правой обкладками конденсатора помещена тонкая хорошо проводягс гс с щая металлическая пластина — экран. гу Когда экран не заземлеи, то через С г и С, " передается напряжение от А к .1 с В тем большее, чем больше емкости и ~Ю частота. Рис.
!эд, Статическая зк- Если экран заземлить, т. е. сделать рая 21 =0, то передачи напряжения через С не будет. Продолжив экран вверх, можно разделить и С,„ И в этом случае исчезнет передача. Роль такого экрана играет экраиируюшая сетка в электронных лампах типа тетрод и пентод, а также база в схеме с ОБ. Наводки наиболее опасны в первых каскадах усилителей и приемников, так как они могут усиливаться в следующих каскадах. Поэтому входные провода, подводящие сигнал, стремятся экранировать, т. е. поме1цают в экранирующую оболочку, которую заземляют в одной точке — у заземления источника сигнала. В качестве заземляющих проводов в радиоэлектронной аппаратуре применяются провода и полоски из медной или латунной фольги.
Иногда в монтажных печатных платах для уменьшения наводок применяют собирательные шины в виде двух широких медных пластинок: питания и земляной. Их разделяют тонкой изолируюшей прокладкой и укрепляют на монтажной плате перпендикулярно ее поверхности.
Собирательные шины имеют контактные штырьки, впаиваемые в печатную плату. Общее правило заземлений: малое сопротивление заземляющего контакта для цыходных цепей, отдельная «земля» для входных цепей, последую)цее соединение между этими «землями». Применение экранирующих оплеток для проводов входных и выходных цепей уменьшает наводки. Соединение оплеток с землей увеличивает емкость экранируемых проводов относительно земли. Хотя эта емкость является распределенной по длине провода, ее можно рассматривать как сосредоточенную, если длина провода не превышает четверти длины волны (при длине провода 1 м примерно до частоты 50 — 70 МГц). Если частота выше или экранированный провод длиннее, то цепь следует считать цепью с распределенными параметрами.
Такую цепь следует согласовывать с сопротивлениями источника и нагрузки. Вместо экранированных проводов широко применяют соединения скрученными парами изолиоованных проводов. Скрученные пары имеют меньшую емкость, чем экранированные провода, и большую гибкость. Наводки на провода в скрученной паре противоположны по фазе и при симметричном расположении и включении компенсируются.
Глава 20 МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА. ВЛИЯНИЕ ПОМЕХ 20.Ь СОГЛАСОВАННЫЙ ФИЛЬТР Прием радиосигналов всегда сопровождается помехами. При уровне помех, близком к максимальному значению сигнала, трудно обнаружить даже присутствие сигнала. Например, в радиоло- Параавргвгррванав сг) кации важной задачей является обнаружение на фоне помех импульсного сигнала, пришедшего от цели. На рис. 20.1,а показан ае авваррмевив у импульсный сигнал, зам аскированный непрерывной помехой .
Ясно, что указать правильное и положение импульсного сигнала Рис. Ход. Обнаружение импульсного затруднительно, так как, во-персигнала иа фоне непРеРывной попе- вых, Велика вероятность пересели сигнал и помела пРошли неРсз чения порога обнаружения помефильтр.
о — полоса фильтра ыыеитсльно преем- Хой (так НаЗЫВаЕМаи ЛожНаи ТРЕ- шант спирину спектра сигнала; и — фильтр вора) во-вторых, нз-за сложения согласован с спгиалон сигнала с помехой сигнал может оказаться ниже порога обнаружения (пропуск сигнала), Возникает задача наилучшей (оптимальной) обработки смеси сигнала и помехи, при которой по возможности мало сказывалось бы влияние помех. Оценка влияния помех зависит от принятого критерия.
Например, в рассматриваемом примере оптимальной фильтрацией обычно считают такую обработку, при которой вероятность ложных тревог фиксирована, а вероятность пропуска сигнала минимальна. Простейшая обработка заключается в линейной фильтрации смеси детерминированного сигнала и помехи, т.
е. в пропускании этой смеси через фильтр с характеристикой передачи Н (1). Изменяя эту характеристику, можно изменять соотношение между составляющими сигнала и помехи на выходе фильтра. На рнс. 20.1,б показано выходное напряжение фильтра со специально подобранной характеристикой, на вход которого подается напряжение, соответствующее рис. 20.1,а.
Из рисунка видно, что для фильтрованного сигнала уменьшается вероятность ложной тревоги и пропуска сигнала по сравнению с нефильтрованным. Заметим, что смесь сигнала и помехи иа выходе усилителя или приемника ту или иную фильтрацию уже прошла в антенных, входных и усилительных цепях приемника, имеющих конечную полосу пропускания.
Поэтому вопрос о фильтрации заключается в выборе оптимальной формы амплитудно- и фазочастотной характеристик всего усилителя или приемника, а таклсе оптимальной ширины его полосы пропускання. Для простоты нефнльтрованным называют сигнал, который прошел цепи с полосой пропускания, много большей ширины спектра сигнала.
Естественно возникает вопрос о критерии качества фильтрации. Если форма сигнала известна точно, то чаще всего в качестве критерия используют отношение пиковой мощности сигнала на выходе фильтра в некоторый момент времени к средней мощности шума на выходе фильтра. Фильтр, для которого это отношение максимально, называют Онтимальногм, или согласованным. Исторически понятие согласованной фильтрации появилось раньше, чем была создана теория оптимальных методов приема. и /Ра Хехр ()в1з) )'а7 .)' )КИ) ~'4.
(20.4) Знак равенства в (20.4), что соответствует максимуму правой части (20.3), достигается тогда и только тогда, когда К(() =с(?*(1) ехр ( — 1а1о)~ (20.5) где с — некоторая константа. Учитывая (20.2), получаем окончательно О(~) =со(?~ ()) ехр ( — 1а(а), (20.6) где сз — произвольная константа. Подставляя выражение для характеристики согласованного фильтра (20.6) в (20.1), находим пиковое отношение сигнал-шум на его выходе 1и(611' „, я ", з~, (20.?) Р~, ~'о И а Здесь Š— энергия сигнала. Согласованный фильтр обеспечивает максимум отношения пиковой мощности сигнала к средней мощности шума, причем из (20.7) видно, что это отношение зависит от энергии сигнала Е и спектральной плотности мощности шума У, и не зависит от формы сигнала. Выше была получена передаточная характеристика согласованного фильтра О(?). Зная передаточную характеристику, можно найти также импульсную характеристику этого фильтра.
Для этого достаточно найти преобразование Фурье передаточной характеристики (20.6). В результате получим следующее выражение для импульсной характеристики: и (г) = сои ((о — 1), (20.8) где с„как и в выражении (20.6),— произвольная константа. Таким образом, импульсная характеристика согласованного фильтра совпадает по форме с принимаемым сигналом и(1), зеркально обращенным по времени относительно момента 1=1м На рис. 20.2 показаны для примера сигнал и(1) и импульсная характеристика согласованного фильтра й(1), Как уже отмечалось, согласованные фильтры являются составной частью оптимальных по тому или иному критерию приемников. На рис. 20.3 приведена структурная схема оптимального приемника для случая, когда ставится задача обнаружения сигна- Необходимо максимизировать правую часть (20.3) выбором функции К(1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
