Воздействие сильных помех на ЧД

Фаза суммарного вектора Umвх с наибольшей скорость меняется на нижнем участке траектории А и В, высокое изменение фазы φ приводит к большому изменению частоты сигнала, на выходе появляется импульс помехи и если помеха мощная то на выходе ЧД образуются очень мощные импульсные помехи при этом отношение сигнал\шум на выходе ЧД становиться недопустимо малым.

В этом случае говорят о проявлении пороговых свойств ЧД.

Рассмотрим графики зависимости отношения сигнал\шум на выходе ЧД от соотношения на его входе.

С целью уменьшения величины порога применяются специальные схемы порогопонижения которые обеспечивают высокое отношение с\ш на выходе даже при малом с\ш на входе.

Одним из вариантов схем порогопонижения является использование следящего ПФ.

Узкополосный ПФ меняет частоту настройки так что она всегда совпадает с мгновенной частотой входного сигнала. При этом уровень шума на выходе ПФ значительно уменьшается т.к. полоса пропускания фильтра уже до схемы порогопонижения.

Отношение с\ш на выходе ЧД высокое.

Т.к. реализовать узкополосный многозвенный ПФ с перестройкой по частоте очень сложно, то на практике используют эквивалентную с данной схему с ОС по частоте.

Частота ГУН «следит» за мгновенной частотой входного сигнала при этом частота сигнала на выходе смесителя меняется мало, т.е. происходит уменьшение девиации частоты входного сигнала => сужается спектр входного сигнала, индекс ЧМ становится близким к 1, при этом ширина спектра сигнала приблизительно равна удвоенной ширине спектра модулирующего сигнала(как для АМ).

За счет сужения полосы пропускания УПЧ, мощность шума снижается(на выходе УПЧ) отношение с\ш увеличивается, ЧД работает выше порогового.

Прием АМ и ОБП сигналов

Достоинство – низкая стоимость.

Общая структура:

ЛТ(линейный тракт) построенный по структуре с однократным или 2х кратным преобразованием частоты, охватывается петлями АРУ и УПЧ. С выхода УПЧ подается на диодный детектор

Недостатки: неэкономичное использование частотного спектра, т.к. спектр не симметричен одна из боковых полос дублирует другую полосу частот. Много энергии тратится на передачу несущей.

 

При наличии симметричных селективных замираний возникают помехи (искажения) в канале связи.

Возникают нелинейные искажения при детектировании.

 

Постоянная времени петли АРУ выбирается достаточно большой чтобы придать системе АРУ такую инерционность которая не позволила бы ей отрабатывать полезную амплитудную модуляцию.

Можно считать что система АРУ реагирует лишь на очень медленное изменение уровня несущей и если в результате селективных изменений сигнала уровень уменьшился а боковые увеличены то возможен нелинейный режим работы ЛТ.

 

С целью ликвидации недостатков (обычного АМ приема) используется сигнал и модуляция с одной боковой полосой (ОБП).

Достоинства: спектр в 2а раза уже. Вместо несущей – «пилот сигнал», он может располагаться на месте несущей либо в любом месте спектра сигнала (уровень его мал). В частности пилот сигнал может быть полностью подавлен.

При демодуляции происходит восстановление несущей, селективные искажения сигнала не проявляются.

 

Рассмотрим структуру приемника ОБП сигнала с частично подавленной несущей.

С выхода ЛТ сигнал поступает на 2 фильтра, ФБП выделяет информативную часть, ФПС выделяет пилот сигнал.

 

Выход ФПС используется для организации работ систем частотной автоподстройки и АРУ, кроме того пилот сигнал подается на схему восстановления несущей. С выхода ГУН на перемножитель подается очищенный от помех и стабильный по уровню сигнал несущей.

Сигнал после перемножителя подается на ФНЧ, и возникает демодулирование сигнала.

 

Прием ОБП сигнала с полностью подавленной несущей.

Восстановление несущей происходит с помощью синтезатора частоты (СЧ)

Из-за нестабильности частот возбудителя передатчика и гетеродина приемника, демодулированный сигнал(его спектр) может смещаться по оси частот относительно спектра модулирующего сигнала на передатчике.

Если этот сдвиг превышает 50Гц то человек не в состоянии разобрать переданную информацию. Если речь идет о передачи музыкальных сигналов то искажения заметны при сдвиге 2-5Гц.

Если речь идет о радиотелефонной связи то при использовании кварцевых генераторов с нестабильностью частоты 10⁶ макс частота связи 25-30 Мгц а передача музыки не осуществляется.

В случае приема сигнала с полностью подавленной несущей, АРУ осуществляется по выходному сигналу. И чтобы АРУ не реагировало на естественное изменение громкости сигнала постоянную времени АРУ делают большой однако чтобы не было пауз устанавливают большой коэффициент передачи ЛТ и при начале следующей фазы происходит искажение сигнала пока система АРУ вновь не выйдет в стационарный режим.

Сравнение практических схем приема АМ сигнала с оптимальным приемником АМ сигнала.

Из теории оптимального приема следует структура ЛТ:

Ген-опорн Н – генератор опорного напряжения.

С выхода ЛИ сигнал поступает на систему ФАПЧ в которой формируется сигнал совпадающий по частоте с несущей и далее с помощью перемножителя и ФНЧ осуществляется демодуляция сигнала (схема с синхронным АД) В схемах где используется диодные детекторы. В данной схеме выигрыш в отношении с\ш при приеме слабых сигналов, в случае сильных сигналов выигрыша нет.

41. Прием ЧМ сигналов.

Рассмотрим структуру радиовещательного приемника ЧМ стерео сигнала.

ЛТ приемника практически отвечает классической схеме все отличие начинается после частотного детектирования. Выход ЧД подключается к стереодекодеру который из комплексного сигнала выделяет 2 сигнала левого и правого канала. Комплексный стереосигнал представляет из себя ВЧ колебания под несущей которое особым образом амплитудно промодулированно. В отечественном стандарте используется полярная модуляция под несущей. Положительные полуволны несут информацию об 1 канале, в случае отрицательных о 2 канале.

За рубежом стандарте – для формирования комплексного стереосигнала используется еще и пилот сигнал.

Формирование комплексного сигнала в отечественном стандарте.

Простейший стереодекодер:

Недостатки: малое переходное затухание между каналами.

 

 

Рассмотрим спектральный состав комплексного стереосигнала для анализа современных стереодекодеров.

Сигнал на выходе ЧД можно представить в виде суммы 2х сигналов. Рассмотрим форму двух сигналов:

 

Проанализируем способ получения сигнала только левого канала, комплексное слагаемое стереосигнала. Его можно представить в виде произведения 2х колебаний: 1ое – колебание поднесущей, 2ое – модулирующий сигнал левого канала.

 

 

Проводя аналогичный анализ для 2ого слагаемого комплексного стереосигнала можно записать окончательное выражение для комплексного стереосигнала.

 

Из полученного выражения следует что спектр комплексного стереосигнала состоит из 2х частей: 1ая – НЧ, она является суммой звуковых колебаний левого и правого канала, 2ая часть относительно ВЧ, и является АМ колебанием, модулирующий сигнал здесь разность левого и правого каналов.

Рассмотрим спектр реального стереосигнала отечественного стандарта для которого частота поднесущей 31.25кгц, макс частота модуляции 15кгц.

 

Из структуры спектра следует пригодность комплексного стереосигнала для использования его в приемниках монофонического звучания. А именно установкой ФНЧ до ЧД можно выделить спектр НЧ который подается на УНЧ.

 

Суммарно-разностный стереодекодер.

ПФ выделяет ВЧ часть спектра КСС который является амплитудно модулированным колебание, и после АД извлекается информация о разности левого и правого канала. ФНЧ выделяет монофонический сигнал который является суммой правого и левого канала. Данный декодер обеспечивает лучшее выделение каналов.