Максимов М. В. - Защита от радиопомех (768830), страница 67
Текст из файла (страница 67)
Типичным для осуществления амплитудно-частотной селекции является устройство, выполненное по схеме ШОУ. Это устройство широко используется в радиосвязи для борьбы в приемном тракте с импульсными помехами большой амплитуды и малой длительности !7, 41, 42, 58, 841. На рис. 8.3 показано устройство приемника, предназначенного для приема амплитудно-модулированных колебаний и включающего схему ШОУ. Схема ШОУ размещается на входе приемника.
В ее состав входят три элемента: алема ШР5' кВЕ„ Выкоаное устррйь тоо Широколо лосный усилитель узногюлос ный усилилгет ивь(в) свсиничитель амп- литудный л(етек- тор Рис. а.э. 362 обнаруживаются. В тех случаях, когда помехи в каналах прямой и обратной связи по структуре и интенсивности одинаковы, вероятность р,ь, и среднее число посылок для систем с ретрансляцией могут вычисляться по формулам (8.2.9) и (8.2.13) соответственно. Однако следует помнить, что эти формулы справедливы лишь при независимом поражении помехами элементов кодовых комбинаций.
Следовательно, системы с ретрансляцией оказываются более помехоустойчивыми, чем системы с решающей обратной связью, однако различие их помехоустойчивости оказывается несущественным. Общее для систем с обратной связью состоит в том, что при очень сильных помехах их помехоустойчивость может быть хуже, чем у систем без канала обратной связи.
Условия, при которых теряются преимушества систем с обратной связью, зависят от энергетических характеристик сигнала и помех, вида помех и т. д. Эти условия по отношению к флуктуационным и хаотическим импульсным помехам подробно рассмотрены в 1751. широкополосный усилитель, двусторонний симметричный амплитудный ограничитель и узко- НФ/ полосный усилитель.
Название ! схемы образовано начальными буквами наименований этих эле- и ментов. а Ву Широкая Ь)„и узкая гУ(ч ПОЛОСЫ ПрОПуСКаиня уСИЛИтЕЛЕй Рии а.в. симметричны относительно центральной частоты входного напряжения (,. с(опустим, что частотные характеристики К (1) усилителей имеют прямоугольную форму (рис. 8.4). Полоса пропускания й( согласуется с шцриной спектра сигнала Л), (ву(х — гьгь), полоса же й(и, выбиРаетсЯ с Учетом длительности т, помеховых импульсов (ьь1 ( 1!т„) н во много раз превышает полосу гь)„.
Среднее значение ширины спектра полвехи существенно больше ширины спектра полезного сигнала. Уровень ограничения устанавливается в соответствии с амплитудой сигнала и, (г) на выходе широкополосного усилителя. Так, например, при приеме телеграфного сигнала с амплитудной или частотной манипуляцией уровень ограничения (),„р равен амплитуде Ь', сигнала и,((), а при приеме амплитудно-модулированных сигналов вещательной станции уровень ()„ьр должен вдвое превышать амплитуду 0и„колебаний на несущей частоте при отсутствии модуляции. Если указанные условия выполняются, то полезный сигнал имеет на выходе схемы ШОУ максимально большую амплитуду, а передаваемые сообщения ие подвергаются искажениям.
На практике амплитуда принимаемых сигналов может изменяться в широких пределах в зависимости от дальности между корреспондентами, мощности передающей станции и т. д. Чтобы обеспечить оптимальное соотношение между уровнем ограничения и амплитудой сигнала, предусматривается возможность регулирования усиления широкополосного усилителя. Если помеха представляет собой короткие неперекрывающиеся радиоимпульсы, то схема ШОУ существенно увеличивает отношение сигнал(помеха.
Ниже поясняется принцип ослабления импульсных помех схемой ШОУ в предположении, что уровень ограничения регулируется в сооткет. ствии с амплитудой сигнала. На вход приемника воздействует высокочастотный импульс помехи и„(() с прямоуголь- 3з3 ~пШ ( г ип у/х! Ю Рис. 8.5 ззй ной огибающей, длительностью т, и амплитудой (/и (рнс. 8.5, а). На выходе широкополосного усилителя образуется импульс и, (/) с экспоненциальной огибающей (рис.
8.5, б). Длительность фронта этого импульса определяется величиной т„(напомним, что полоса Л! выбирается с учетом т, и равна Л!„, = 1/тр), а длительность среза — полосой пропускания Л/ . С помощью ограничителя резко уменьшается амплитуда, а следовательно, и энергия импульсной помехи.
На выходе двустороннего симметричного ограничителя (см. З 7.2) помеха будет представлять собой импульс с трапецеидальной огибающей, амплитудой (/п„р и длительностью т„ '/х! (рис. 8.5, б). Если допустить, что Л! ж 1/т„и, следовательно, помеховый ") импульс существенно не искажается широкополос- 0 ным усилителем, то значенне т, можно оценить с помощью равенства (8.3.1) ип ш/Х! Здесь к — коэффициент з усиления шнрокополосноаа го усилителя; тгп = б = 1/3 Л/ — постоянная 0 времени фильтра с полосой пропускания Л! . Запись 1 (8.3.1) предполагает равенство времени нарастания амплитуды помехи по экс- 1 поиенциальному закону от уровня (/пгр до максимума и времени ее уменьшения от максимума до (/пгр. Из (8.3.1) получим и пйа Х 2 Цпп т, = — !и —, зл!ш (8.3.2) Рпс.
8.6. Эгот относительно короткий помеховый импульс воздействует на узкополосный усилитель. Постоянная времени основной фильтрующей системы тг ж 1/ЗЛ/т. На выходе второго усилителя колебания будут нарастать в течение времени т„. В момент / = т, амплитуда колебаний на выходе достигнет максимального значения (/и а, = к,(/ „„~1 — ехр ( ™ш)1 где к — коэффициент усиления узкополосного усилителя.
Принимая во внимание (8.3 2) и (8.3.3), находим (/,,„,= к,(/„р~! — схр ~ — 2 — ' !п — '11. (8.3А) Л ш г/огр / . (/,=(/,„,, 13 заа. 583 (8.3. 5) Ввд помехи и,„(/) на выходе схемы ШОУ изображен на рис, 8.5, в. При приеме телеграфного амплитудно-манипулированного сигнала на выходе узкополосного усилителя образуется напряжение и„„,„(/), показанное на рис. 8.6. Если на входе амплитуда сигнала составляет (/„то на выходе широкополосного усилителя она будет равна (/, к, следовательно, целесообразно допустить, что т.
е. считать, что уровень ограничения регулируется в со- ответствии с амплитудой сигнала. На выходе узкополос- ного усилителя амплитуда сигнала достигает установив- шегося значения и„„„= к.к,и„ (8.3.6) ( — ') = (1 — ехр ~ — — "!п ( — ") 1) .
(8.3.7) Из формулы (8.3.7) видно, что при ((/,/(/с)„~ 1, схема ШОУ улучшает отношение сигнал/помеха и обеспечивает выполнение условия (и,/(/„), к ) 1. Формула (8.3.7) показывает соотношение между полосами пропускания усилителей Л/ и Л/, при котором обеспечивается требуемое превышение сигнала над помехой на выходе схемы ШОУ для заданных значений интенсивностей на входе приемника.
Так, например, требование получить на выходе (и,/ип),, ~ 2 при (и,/ис) „= 1О приводит к необходимости выполнения неравенства Л/к,/Л/, =и 7, Мы рассмотрели случай прихода сигйалов и помех в разные моменты времени. Теперь обратимся к оценке воздействия импульсной помехи иа непрерывно существующий сигнал, Допустим также, что широкая полоса пропускаиия, во много раз превышая узкую, в то >ке время оказывается значительно меньше эффективного значения ширины спектра помехи, т. е.
Л/ <<Л/ <<1/„. 336 (8.3.8) так как полоса этого усилителя согласована с одиночным сигналом (Л/„) 1/т,). Применительно к указанному виду сигналов импульсная помеха особенно опасна в том случае, когда она заполняет паузу и искажает код. На рис. 8.6 показан помеховый импульс, который мог бы образоваться на выходе узкополосного усилителя при отсутствии схемы ШОУ. Мешающее действие помехи резко снижается, если перед выходным устройством обеспечить превышение сигнала над помехой по амплитуде в 2 — 3 раза. Нетрудно убедиться в том, что на выходе схемы ШОУ сигнал превосходит помеху, в то время как на входе приемника он может быть во много раз меньше помехи.
Из формул (8.3.4) — (8.3.6) следует иш(/)=кшиссозшс/+к и,(1 — е — мсш)соз(п>,/ ' к). Максимальное значение и „,„, огибающей напряжения и (/), образующееся в момент / = тш равно (/ш макс кш(ип(1 е аа ш) ис)' При т «т = 1/3 Л/, раскладывая в ряд е ~п/'ш и ограничиваясь двумя первыми членами разложения, по- лучаем иш макс кш (3 (.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
