Другие предметы \ Устройства приема и обработки сигналов

Проектирование радиоприемного устройства частотно-модулируемых сигналов, страница 7

Таким образом, из этого уравнения следует, что в составе выходного напряжения наряду с основным колебанием w0 появляются гармоники с увеличенной девиацией частоты, которые могли бы приводить к нелинейным искажениям. Однако частоты появляющихся паразитных колебаний настолько далеко отстоят от основной несущей частоты, что их легко отфильтровать резонансными системами в радио тракте, и результате они не будут приводить к искажениям ЧМ-сигнала. То есть нелинейность характеристики радиотракта практически не вызывают нелинейных искажений сигнала. Но это справедливо, только для радиотракта приемника, и только при воздействии одного сигнала.

Напряжение на выходе радиотракта после фильтрации [4]:

                                             (16).

Нелинейность амплитудной характеристики тракта после ЧД будет вызывать нелинейные искажения, особенно опасные в групповом усилителе многоканального приемника.

Неравномерность частотной характеристики общего тракта приводит к появлению паразитной амплитудной модуляции. Однако правильным выбором порога ограничения в амплитудном ограничителе паразитная АМ может быть устранена и поэтому неравномерность частотной характеристики не приводит к заметным нелинейным искажениям.

Нелинейность фазовой характеристики радио тракта может вызвать существенные нелинейные искажения вследствие изменения закона модуляции частотного сигнала.

При действии на входе усилителя (радио тракта) ЧМ-сигнала, описываемого выражением (13), угловая частота сигнала на его входе [2]:

,                                             (17).

где Dwвх(t) – отклонение частоты сигнала от w0.

Напряжение сигнала на выходе усилителя [2]:

,                                  (18).

где Umвых(t) – амплитуда сигнала;

y(t)=y·sin(Ωt) – полезная составляющая ЧМ-сигнала;

φ(t) – фазовый сдвиг сигнала в усилителе (радио тракте).

Таким образом, угловая частота сигнала на выходе усилителя (радио тракта) [2]:

,                                               (19).

То есть, при нелинейной фазовой характеристики усилителя закон изменения частоты на его выходе будет отличаться от входного и появятся нелинейные искажения. Для уменьшения искажений сигнала в общем радиотракте необходимо применять избирательные системы с линейной фазовой характеристикой.

Искажения, в детекторном каскаде РПрУ, могут возникнуть из-за отклонения его характеристики (детекторной) реальной от идеальной [4, с.358] линейной, так как в этом случае выходное колебание ЧД будет содержать гармоники частоты модуляции. На практике рассматриваемые искажения возникают из-за неточности настройки, когда центральная частота ЧМ-сигнала ω0 точно не равна промежуточной частоте, на которую настроен детектор. Первая причина искажений устраняется соответствующим выбором линейного участка характеристики детектора, вторая – использованием эффективных систем автоподстройки частоты (АЧХ).

Под помехоустойчивостью приема понимается свойство РПрУ обеспечивать нормальное функционирование (требуемую верность воспроизведения сообщения, пропускную способность, быстродействие и т.д.) в условиях действия определенной совокупности помех.

Существуют различные критерии оценки помехоустойчивости. Некоторые из них непосредственно связаны с искажениями в передаваемом сообщении.

При передаче речевых сообщений используется артикуляционный критерий, предполагающий количественную экспертную оценку разборчивости передаваемых тестовых текстов. Существует так же энергетический критерий помехоустойчивости, как отношение сигнал-помеха (С/П) или производные от него.

1.4. Основные направления совершенствования радиоприемных устройств.

В настоящее время развитие техники радиоприема идет по следующим основным направлениям: освоение новых диапазонов волн, включая самый высокочастотный – оптический; борьба с помехами приему, что связано с приемом все более слабых сигналов (космическая радиосвязь, дальняя радиолокация и т.д.); внедрение в РПрУ методов цифровой техники, что позволяет повысить качество радиоприема, его надежность, наделить РПрУ новыми функциями, унифицировать компонентную базу; существенное улучшение показателей качества РПрУ, что дает возможность получить высокую надежность приема информации (для некоторых систем радиосвязи вероятность ошибки достигла порядка 10-6), воссоздать «эффект присутствия» слушателя на месте события в случае радиовещательного приема и т.д.; повышение технологичности изготовления РПрУ в условиях крупносерийного производства и т.д.

Для современных моделей радиоприемных устройств наиболее характерны следующие особенности:

 - улучшение основных показателей качества;

 - отказ от механических и электромеханических узлов и деталей;

 - применение цифровых систем управления;

 - применение синтезаторов частот;

 - применение микропроцессоров;

 - повышение требования к дизайну.

Улучшение основных показателей качества осуществляется за счет применения современной электронной базы. В последние годы появилось большое число транзисторов, устойчиво работающих на высоких частотах и имеющих большие коэффициенты усиления, малые собственные шумы, хорошую линейную характеристику. Применение синтетических материалов для изготовления корпусов транзисторов позволило резко сократить их стоимость и увеличить объем их выпуска, что дало возможность применять высококачественные приоры даже в относительно дешевой аппаратуре. В радиоприемной аппаратуре широко используются полевые транзисторы (ПТ), лучшие образцы которых способны работать на частотах до десятков гигагерц; ПТ имеют коэффициент шума на 2-5 дБ ниже, чем биполярные транзисторы. Применение двухзатворных ПТ позволяет простыми методами регулировать усиление каскадов и создавать высокочастотные преобразования частоты. Разработка новых симметричных варикапных матриц со встречно – последовательным включением варикапов позволила увеличить линейность перестраиваемых контуров. Также для современных РПрУ характерно применение пьезоэлектрических приборов: пьезокерамических, монолитных кварцевых фильтров, а также фильтров на поверхностных акустических волнах. По сравнению фильтров на LC – контурах они более технологичны, дешевы и имеют в 20-50 раз меньшие габариты и массу. пьезоэлектрические приборы используют для построения устройств частотной селекции практически с любой амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) в диапазоне до 1ГГц.

Скачать файл