Другие предметы \ Методы и устройства формирования радиосигналов

Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 34

Влияние нестабильности частоты и шумов на работу радиотехнических устройств и шумов. Долговременная и кратковременная стабильность частоты. Условия обеспечения высокой стабильности частоты. Влияние дестабилизирующих факторов и изменений элементов схемы на частоту колебаний. Мгновенная и средняя частоты, их статические характеристики. Шумы в АГ. Стационарный режим колебаний АГ при наличии шумов.

Воздействие внешних дестабилизирующих факторов и внутренних шумов, сопровождающих любой физический процесс, приводит к тому, что колебания на выходе автогенератора не являются монохроматическими. Быстрые и медленные изменения обусловлены различными признаками, имеют различную физическую природу и по-разному влияют на работу тех или иных радиотехнических систем.

Так, при амплитудной модуляции быстрые изменения частоты несущих колебаний в силу инерционных свойств контуров радиоприемника и особенностей работ амплитудного детектора не окажут заметного влияния на качество принятой информации. Однако быстрые флуктуации частоты будут наиболее опасны в случае передачи сигналов с частотной модуляцией так как полезная информация заложена именно в изменении несущей частоты. В системе синхронного радиовещания жесткие требования предъявляются и к модуляции, и к быстрым изменениям частоты, так как в зане интерференции угловая модуляция одного из сигналов переходит в амплитудную модуляцию сигнала в антенне приемника. В системах с передачей одной боковой полосы также следует учитывать обе составляющие нестабильности частоты. В доплеровских радиолокационных системах основное значение имеют быстрые изменения частоты, так как в этом случае уменьшается точность измерения скорости и дальности объектов.

Нестабильность частоты характеризуется ее относительным изменением .

Различают два вида нестабильности частоты: долговременную и кратковременную. Под долговременной понимается нестабильность частоты, связанная с медленным изменением частоты АГ (вызванная изменением температуры, давления, влажности, напряжения источника питания). Кратковременная нестабильность определяется быстрыми флуктуационными изменениями частоты АГ, вызываемыми тепловыми и дробовыми шумами. Условно понимают, что нестабильность частоты, проявляющиеся за время наблюдения, меньше или равное одной секунде относятся к кратковременным. Кратковременная нестабильность АГ уменьшается с ростом добротности колебательной системы.

Для отыскания медленных уходов частоты автогенератора, обусловленных долговременной нестабильностью частоты обычно используют уравнение баланса фаз.

Если под действием дестабилизирующих факторов изменился какой-либо параметр автогенератора на малую величину , то чтобы баланс фаз сохранился, должна также на малую величину измениться его частота .

В итоге уравнение баланса фаз можно записать в следующей форме:

. (1)

Разлагая левую часть уравнения (1) в ряд по степеням и , получим:

Учитывая соотношение и малость вариации и , можем записать:

В итоге:

(2)

Обозначим изменение суммарного набега фазы, вызываемое изменением параметра через:

(3)

Подставляя (3) в (2), получаем выражение для относительного изменения частоты автогенератора:

(4)

Из соотношения (4) следует, что стабильность частоты автогенератора при заданном значении тем выше, чем резче суммарный фазовый сдвиг зависят от частоты генерируемых колебаний. На практике обычно фаза средней крутизны и фаза коэффициента обратной связи слабо зависят от частоты.