Помехи в линейном тракте АСП-ЧРК. Собственные шумы в каналах и трактах ДСП. Общие принципы анализа линейных шумящих цепей, страница 5

(9.15)

Видно, что предыскажение уровней позволяет и уменьшить неравномерность защищенности для разных каналов, и увеличить ее значение на верхней частоте. Поэтому практически во всех многоканальных системах применяют одновременно и перекос уровней , и пассивную частотно-избирательную цепь на входе УП. Возрастание  ограничено увеличением уровня нелинейных продуктов в линейном тракте (см. параграф 9.2), в связи с чем , как правило, не превышает 10—15 дБ. Отметим, что предыскажение уровней как способ повышения защищенности от собственных шумов широко применяется также при передаче сигналов телевидения, в радиорелейных и спутниковых системах связи, в системах магнитной записи и т.п.

Дополнительное выравнивание защищенностей в отдельных каналах ТЧ можно обеспечить за счет организационных мер: в пунктах транзита группа каналов, которые на предыдущем участке магистрали передавались в верхней области линейного спектра частот (ЛСЧ), на последующих участках передают в нижней области ЛСЧ, где, как видно из рис. 9.8, б, уровень шумов меньше.

9.2. Защищенность от помех нелинейного происхождения

9.2.1. Нелинейные искажения в канале передачи

Вследствие нелинейности амплитудных (АХ) или мгновенных динамических характеристик (МДХ) каскадов, участвующих в процессе передачи индивидуального или группового сигнала, на выходе этих каскадов возникают новые гармонические составляющие сигнала, которые отсутствовали на входе. Эти составляющие называют продуктами нелинейности. Если они связаны с сигналом посредством детерминированной функциональной зависимости, то такие продукты называют нелинейными искажениями. Нелинейные искажения характерны для индивидуальных каналов. При наличии хотя бы слабой случайной зависимости между сигналом и нелинейным продуктом последний называют нелинейной помехой. Нелинейные помехи характерны для групповых трактов.

Нелинейность АХ проявляется в нелинейной зависимости амплитуды сигнала на выходе каскада от амплитуды на входе, нелинейность МДХ — в нелинейной зависимости мгновенного значения напряжения на выходе U_BЫХ(t) от мгновенного значения напряжения на входе U_BX(t): U_BЫХ(t) ≠ kU_BX(t), k = const. Обычно МДХ устройства аппроксимируется полиномом не выше третьей степени, т.е.

где С_K— постоянные вещественные коэффициенты.

Если U_BX(t) U_M,BXcosωt, то, подставляя в (9.16), получим

(9.17)

где U_МК — амплитуда k-й гармоники частоты на выходе, определяемая из выражения (9.18)

Из (9.17) видно, что в спектре выходного сигнала появились новые гармоники, отсутствовавшие на входе. Для оценки относительного «веса» k-й гармоники используют два понятия: коэффициент нелинейных искажений по k-й гармонике, где — амплитуда первой (основной) гармоники на выходе, и затухание нелинейности по k-й гармонике  (см, параграф 1.4). Используя (9.18), получим

(9.19)

Из (9.19) видно, что  растет пропорционально первой степени напряжения входного (выходного) сигнала, а  — пропорционально второй степени. Следовательно, относительный «вес» продуктов нелинейности быстро растет с ростом уровня входного сигнала. Умножим числитель и знаменатель в (9.19) на величину  , где  — амплитуда эталонного напряжения, развивающего на эталонном сопротивлении  эталонную мощность 1 мВт (/2, = 1 мВт). Тогда

(9.20)

где  — уровень основной гармоники на выходе;  — затухание нелинейности по -й гармонике при выходном уровне сигнала, равном нулю (или при амплитуде выходного напряжения, равной ).

Зависимость затухания нелинейности от уровня сигнала приведена на рис. 9.9. Если сравнивать затухание для различных гармоник  и , то а при  > j имеем > . С уменьшением номера гармоники уменьшается и наклон характеристики. Такая зависимость справедлива до некоторого порогового уровня  начиная с которого затухание нелинейности падает с ростом уровня сигнала более резко.