Максимов М. В. - Защита от радиопомех (768830), страница 58
Текст из файла (страница 58)
6.32. Здесь по оси абсцисс отложено отношение мощностей несущей (сигнала) к среднему квадрату шума на входе приемника (в полосе УПЧ), а по оси ординат — то же отношение на выходе с)М приемника (шумовая мощность здесь вычисляется в определенной полосе частот, например полосе УПЧ). Кривые построены для различных индексов модуляции 1). Порогу соответствует резкое уменьшение отношения (Р«/Р.
)„„,„. 327 /Рг/Рш/йвв дд,д-вд Из графика видно, что чем больше девиация частоты, Вг/ В т. е. чем больше выигрыш в л отношении сигнал/шум на выходе в надпороговой области, тем при меньших уровнях шума на входе наступают В пороговые явления (высокий порог) . Не задаваясь целью анализировать явление порога, рассмотрим упрощенную фи- -В зическую картину причин роста порога с увеличением -Уд индекса модуляции, согласно которой пороговые явления наступают, когда на входе ЧД начинаются достаточно часто появляться шумовые выбросы, превосходящие уровень несущей*. Такое упрощение допустимо, поскольку качественно правильно объясняет сущность явления.
. При больших индексах модуляции требуется иметь УПЧ с широкой полосой. Поэтому образование достаточного числа выбросон шума в единицу времени, сравнимых с уровнем несущей„в среднем достигается при меньшем уровне шума, чем при малых индексах модуляции, когда необходимая полоса УПЧ значительно )гже. Этим и объясняется более раннее наступление порога при больших р, соответствующее ббльшим значениям (Р,/Р„) „. Используя следящий прием, можно существенно снизить пороговое отношение сигнал/ шум (на 6 — 8 дБ) и тем самым повысить помехоустойчивость приема, осуществляемого при больших индексах модуляции.
Рассмотрим физическую картину появления при этом выигрыша на примере использования для приема ЧМ колебаний частотной системы АСЧ (рис. 6.27). Количественному рассмотрению вопросов выигрыша посвящены упомянутые выше исследования177,!411, а так- -Яр -В д В Я/Рщ)алгдБ Рис. 6.32. * Зязгегнм, яго такая упрощенная картина близка к той, ко.
торая принята при анализе пороговых явлений в теоретической работе 11371, 323 же работы [69, 116!. Параметры системы АСЧ в этом случае выбираются так, чтобы изменения частоты генератора возможно меньше отличались от изменений частоты сигнала. При таком использовании системы АСЧ она должна быть возможно более быстродействующей и частота гетеродииа должна возможно точнее отслеживать изменения частоты сигнала.
Тогда напряжение иу будет повторять закон частотной модуляции н всю систему АСЧ можно рассматривать как своеобразный частотный детектор. В результате того, что сигнал генератора модулирован по частоте, максимальная девиация частоты иа выходе смесителя (входе УПЧ) будет существенно уменьшена, а следовательно, резко сужается полоса УПЧ. Это является причиной снижения порога, поскольку вероятность образования больших шумовых выбросов на входе ограничителя уменьшается. Предел к сужению полосы УПЧ обусловлен необходимостью воспроизведения спекзра модулирующих сигналов.
Из приведенных рассуждений может показаться, что чем выше быстродействие системы (чем шире ее полоса ЛРася), тем сильнее снижается порог. Однако это не так, поскольку в рассуждениях не учитывалось, что с расширением полосы увеличивается шумовая составляющая отклонения частоты гетероднна, вызванная шумовым напряжением, возникающим иа выходе ЧД. Эта шумовая составляющая ведет и росту частотного шума генератора, а значит шумовой составляющей ЧМ сигнала иа выходе смесителя.
При некотором (достаточно большом) значении полосы указанные составляющие шума имеют преобладающее значение. Описанное явление также носит пороговый характер (так называемый порог обратной связи 169, 77!). Таким образом, с расширением полосы прямой порог снижается, а порог обратной связи возрастает. Поэтому имеется определенный оптимум полосы следящей системы, нахождению которого посвящена работа !69). Этот оптимум лежит' вблизи точки равенства обоих порогов. В приведенных рассуждениях не рассмотрены возможности обеспечения необходимого быстродействия В таких системах существенное значение приобретает инерционность УРЧ, выполнягощего функции сглаживающего филЬ- тра (см. об этом (77!).
Для следящего приема может быть использована не только частотная, но и фазовая система АСЧ, 329 чп у г Рис. 6.34. татнаа тари етина итра ж' Раз наатнме тартрати ур 1. 1 уг' Рис. 6.33. 331 330 и также следящие фильтры. Особенности работы двух по- следних систем, как порогопонижающих устройств, рас- смотрены в работах !32, 141). 4. Селекция по частоте в системах с автоматическим слежением за частотой Селекция по частоте в системах АСЧ есть способность системы выделять сигналы определенной частоты при наличии мешающих сигналов близких частот. При этом должна быть оговорено соотношение амплитуд селектнруемого и мешающего сигналов.
Селекция по частоте осуществляется также паласовыми фильтрами. Удобство систем АСЧ состоит в возможности получить селекцию в широком диапазоне частот без заметных изменений характеристик избирательности. Аналогичные результаты могут быть достигнуты с помощью следящих фильтров (141, 32), При использовании частотных и фазовых систем АСЧ для селекции обычные представления а ней нуждаются в некоторых уточнениях, чта связано со специфическими особенностями этих систем. Селекция с помощью частотных систем АСЧ, При слежении за частотой сигнала 1„отличающейся от номинального значения 1„на постоянную величину Л1„разностная частота 1 в астатической системе совпадает с номинальным ее значением 1„. Мешающее действие помехи будет исключено, если ее частота отличается от 1, на величину, превышающую -~ Л1т„, где 2 Л1„, — полоса пропускания усилителя разиостйой частоты (считается, что частотная характеристика этого усилителя имеет весьма крутые скаты).
В статическов системе слежения при тех же условиях имеется расстройка Л1 = Л1,/ (1 + к), где к — коэффициент передачи системы, так что разностная частота 1 будет отличаться от 1„на эту величину (рис. 6.33). При воздей- ствии синусоидальной помехи с частотой 1, образуется разнастная частота 1р, — — 1„— 1„(1„— частота генератора), которая может попасть в полосу УРЧ слева (1р,) или справа (1„"„) от1. В первом случае отличие1„от 1,должка быть меньше, чем Л1пе во втором — меньше, чем Л1ра где Л1п, и Л1„, — интервалы частот между 1 и границами частотной характеристики фильтра УРЧ. Так как Л1„Ф Л1„(при 1, ~ 1ст Л1п, ( Л1„), то при 1, ) 1, помеха селектнруется при меньшем отличии ее частоты от 1„чем при 1, - 1,.
Однако общая полоса, в которой осуществляется селекция по-прежнему равна полосе фильтра УРЧ, т. е. величине 2 Л1„„„= Л1ш + Л1,п Селекция с помощью фазовых систем АСЧ. Селективные свойства системы, функциональная схема которой представлена на рис. 6.34, по отношению к помехе с частотой, отличной от частоты1„определяются частотной избирательностью замкнутой системы, т. е.
зависят от полосы пропускания фильтра и коэффициента передачи системы. Процессы, происходящие в системе при действии на нее сигнала и помехи, весьма сложны. Некоторые заключения о селектнвных свойствах системы можно сделать пз рассмотрения действия помехи на системы с типовой структурой (63, 189!. При воздействии гармонического мешающего сигнала следящий генератор оказывается модулированным по частоте; причем первая гармоника частоты модуляции равна разностной частоте () =- !спс — ып! = 2п(1с — 1п!.
Селективные свойства системы зависят ат отношения амплитуд помехи и сигнала, а также ат отношения разности частот !1, — 1„! = Л1 к полосе схватывания 2Л1,„. При отношении (Л1ТЛ1,„) ( 1 действие помехи резко снижастся; при (Л1!2 Л1,„) ) 1 эффективность действия помехи зависит от отношения амплитуд помехи и сигнала У4п = (У.п«'то. При малых отношениях амплитуды мешающего сигнала к амплитуде сигнала (д„( 0,25) математическое ожидание частоты генератора остается (при нулевой начальной расстройке) равным частоте сигнала, т. е.
имеет место «отстройка» от помехи. При отношениях с)„4 — 6,25 среднее значение частоты следящего генератора совпадает с частотой помехи: слежение за сигналом отсутствует. При отношениях амплитуд входных напряжений, близких к единице и ЛР2Л/ х 1, частота следящего генератора са„ж (св, + са )/2, На рис. 6.35 приведена зависимость относительной разностной частоты Л~с2Л1 следящего генератора от произведения времени на 2 Л~ „, иллюстрирующая некоторые пз сделанных выводов (63). Кривые относятся к системе с инерционным ЯС-фильтром. Приведенные характеристики избирательности в случае использования фазовых систем АСЧ не являются единственно возможными.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
