Интермодуляционные помехи в многоканальных системах радиосвязи

2. МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ИП

Рассмотрим механизм возникновения ИП на примере. Типовая вольтамперная характеристика нелинейного элемента может быть представлена в виде бесконечного ряда вида:

(1) где - постоянное смещение в рабочей точке, - сигнал воздействия, коэффициенты - производные функции i - го порядка в рабочей точке. Если предположить, что входной сигнал представляет собой сумму двух гармонических колебаний:

  (2) и ограничиться первыми четырьмя членами в формуле (1), то после преобразования получим выражения для ИП3:    (3)   (4)

где A 1 и A 2 – коэффициенты, зависящие от параметров нелинейного элемента.

Взаимное расположение ИП3 в предположении, что E 1 = E 2 показано на рис.1.

                  Рис.1

Характерные изменения амплитуды ИП3 при изменении полезных сигналов приведены на рис. 2 и 3.

  Рис.2  Рис.3

Если какая-либо из рабочих частот w1 или w2 ЧМ промодулирована частотой F (передаваемое сообщение), то ИП также будут промодулированы частотой nF , где n – порядок ИП. В аудио тракте приемника, это проявляется как ЧМ модуляция частоты ИП сигналом F.

Оценка уровеня ИП3

Для оценки ИП3 используют два взаимосвязанных параметра: уровень интермодуляции и так называемая точка пересечения. Уровень интермодуляции – это разница между уровнями полезного сигнала и ИП, при величине ИП, когда она начинает мешать. Так, например, уровень интермодуляции 50 дБ для радиостанции означает, что при входном сигнале на 50 дБ большем уровня ее собственной чувствительности уровень ИП3 равен уровню чувствительности (рис.4).

        Рис.4

Поскольку зависимости изменения выходных уровней полезных сигналов и ИП от входного воздействия различны (3),(4), существует точка, в которой они сравняются. Эта точка называется точкой пересечения ( IP 3), и иногда указывается в технических характеристиках устройств (См. рис.5)

        Рис.5

Для квазилинейного режима IP 3 можно вычислить по простой формуле:

    (5)

где P c и P ИП - уровни сигналов и ИП соответственно.

Взаимодействие ИП

На практике часто встречается ситуация, при которой ИП различных частот взаимодействуют. Наиболее простой случай иллюстрирует рис.6. Здесь на частоте Wип возникает суперпозиция двух ИП со случайными фазами. В аудио тракте это взаимодействие проявляется как свисты, "бульканье" и шумы.

            Рис.6

Изменение уровня ИП

Ослабление ИП при уменьшении уровня сигналов их порождающих зависит от типа ИП.