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 85

Поскольку по каналам многоканального передатчика могут передаваться сообщения от различных источников: телефонных аппаратов, многоканальных устройств, фототелеграфных аппаратов и т.д., сигнал в групповом тракте возбудителя и линейного усилителя (ЛУ) в общем случае является сложным многочастотным сигналом. Некоторые составленные части группового сигнала сами по себе являются сложными многочастотными сигналами с переменной амплитудой (телефонный речевой, радиовещательный, сигнал фототелеграфных аппаратов). Групповой сигнал необходимо рассматривать как случайный нестационарный узкополосный процесс с известным спектром мощности. Для различных комбинаций числа работающих (активных) каналов в передатчиках и видах передаваемых в них сигналах статистические характеристики группового сигнала различны. На интервалах времени когда числа активных каналов и средние мощности сигналов в этих каналах неизменны, групповой сигнал также имеет неизменную среднюю мощность и в первом приближении может рассматриваться как стационарный случайный процесс.

Пусть число активных элементов в передатчике равно  и в каждом из них передается сообщение вида . Поскольку каждое из этих сообщений на входе группового тракта является узкополосным, а ширина полосы, занимаемой спектром группового сигнала, меньше (много!) его средней частоты , то групповой сигнал

, где , а , зависит от  и  и при больших  наблюдается довольно редко.

При расчетах с использованием групповых сигналов удобно пользоваться безразмерной амплитудой группового сигнала:

,  где

В линейном усилители значению  обычно соответствует верхняя точка линейного участка амплитудной характеристики. Для речевых сигналов в качестве  обычно принимают такое значение амплитуды, вероятность превышения которого составляет . Эту величину называют вероятностью перемодуляции. Исследования показали, что для различных комбинаций видов сообщений на входах многоканального модулятора с ОМ плотности распределения вероятностей амплитуд группового сигнала  имеют вид, показанный на рис.3.

Рис. 3. График плотности распределения огибающей.

1 – релеевское распределение – для многоканальных телеграфных сигналов и многих комбинированных сигналов; 2 – усеченное нормальное распределение – для двух- четырех канальных речевых сигналов и радиовещательных сигналов; 3 – экспоненциальное распределение – для одноканальных речевых сигналов.

Параметры  этих распределений однозначно связаны со средней мощностью группового сигнала на выходе усилителя , средней потребляемой усилителем мощностью  и вероятностью перемодуляции. Величина  - называется загрузкой усилителя. Она показывает степень использования мощности передатчика при передачи того или иного сигнала. При увеличении В сигнала сравнительно быстро увеличивается  и КПД при малом значении  (вероятности перемодуляции), затем начинает быстро расти также  и, следовательно, резко нарастает уровень нелинейных искажений. Допустимую нагрузку определяют расчетным или экспериментальным путем для различных вариантов групповых сигналов.

Отдаваемая усилителем полезная мощность  в передатчике с ОМ определяется выбранным типом электронного прибора и его загрузкой. При выборе электронного прибора для передатчика с ОМ задаются одновременно и максимальная полезная мощность , и допустимое значение коэффициента нелинейных искажений для каждого усилителя. Графики зависимостей выходной мощности, КПД и искажений приведены на рис.4.

Рис. 4. Графики зависимости , КПД и КНИ от напряжения возбуждения.

Из графиков видно, что при увеличении напряжения возбуждения , значения , , КНИ также растут, причем имеется область значений , в которой рост  с увеличением  замедляется, а КНИ растут ускоренно. На границе этой области и устанавливаются значения  и . Очевидно, что КПД будет в этом случае существенно ниже максимального.