Файл: Розов В.М. Измерения и контроль в однополосном радиооборудовании.pdf

нис определенного промежутке времени — секунды, часе, суток и т. д. — секундная, часовая, суточная и т. д. нестабильность). Иног­ да различают нестабильность частоты отдельно от каждого дестабилизирующего фактора: изменения питающих напряжений, изме­ нения температуры, влажности, давления и т. п., а также от сум­ мы факторов — суммарную (среднеарифметическую или средне­ квадратичную) нестабильность. Нестабильность частоты выража­ ется в миллионных долях от присвоенной частоты или' в герцах.

Нормирование нестабильности частоты синтезаторов в прием­ никах и передатчиках должно проводиться с учетом современных требований к системам магистральной радиосвязи с бесподстроечным вхождением в связь.

Решение этого вопроса может быть выполнено при учете таких факторов, как изменение частоты (нестабильность или дестабили­ зация) за счет нерегулярности условий распространения радио­ волн и эффекта Допплера при восходе и закатке солнца в точках отражения, необходимость .расширения полосы частот радиокана­ ла при понижении стабильности частоты возбудителя передатчика и гетеродина приемника, современное состояние уровня техники стабилизации частоты и построение диапазонных генераторов.

Нерегулярность условий распространения приводит к наличию в месте приема нескольких лучей с различными фазами вч колеба­ ний и тем самым к значительным колебаниям фазы результирую­ щего колебания. Таким образом, на входе приемника напряжение вч оказывается как бы промодулированным по частоте по случай­ ному закону, несмотря на то, что к передающей антенне были под­ ведены синусоидальные колебания без какой-либо модуляции. На­ личие этой модуляции создает зону неопределенности частоты при­ нимаемой станции.

Как следует из [13, 14], зона неопределенности на оптимальных частотах для магистральных радиосвязей зависит от состояния отражающего слоя в месте отражений и равна (в относительных единицах) от ±1-10-8, если места передачи и приема не разделе­ ны зоной заката или восхода Солнца, до ±10-10-8, если они раз­ делены.

В качестве основания для расчета допустимых отклонений ча­ стоты, которые могут быть приняты в целях экономии спектра, ис­ пользуется величина в 1% от основной полосы спектра [1]. Напри­ мер, при полосе телефонного канала 2750 Гц и частоте 30 МГц не­ стабильность частоты может быть порядка 9 -10-7; при полосах уплотняющих телеграфных каналов 340 Гц (1/1=100 бод) неста­ бильность частоты должна быть не хуже 1 • 10-7.

К настоящему времени разработаны опорные генераторы с от­ носительной нестабильностью порядка (1—2)-10-8.

На основании изложенного выше в стандартах 13420—68, 14603—69 установлена нестабильность частоты в однополосном режиме (в течение суток), равная ±5-10-8.

48

2.10.Степень подавления сигнала с несущей частотой. Параметры пилот-сигнала

Для синхронизации частоты гетеродинов приемника, а также для обеспечения работы системы АРУ в однополосных передатчи­ ках формируется так называемый пилот-сигнал, который вводится в групповой сигнал и вместе с ним усиливается и излучается. В спектре группового сигнала пилот-сигнал занимает место подав­ ленной несущей, т. е. его частота в радиоканале равна средней ча­ стоте спектра двухили четырехканальной передачи. Уровень по­ давленной несущей (остаток несущей) в правильно отрегулирован­ ном передатчике должен быть ниже —40 дБ по отношению к 100-процентному пилот-сигналу.

ГОСТ 13420—68 ,[2] регламентирует следующие уровни пилот-

сигнала: 0% ( < —40 дБ); 5% (- 2 6 дБ); 10% (—20 дБ); 20% (—14 дБ); 50% (—6 дБ) и 100% (0 дБ). Стопроцентный уровень пилот-сигнала соответствует режиму максимальной мощности пе­ редатчика.

При работе передатчика с пилот-сигналом в зависимости от его загрузки наблюдается изменение уровня пилот-сигнала: уровень уменьшается с ростом амплитуд информационных сигналов. Это явление называется компрессией пилот-сигнала и зависит от сте­ пени нелинейности модуляционной (амплитудной) характеристики передатчика вблизи верхней точки. Сильная компрессия пилотсигнала указывает на появление в групповом тракте передатчика сильных нелинейных искажений и в то же время весьма ухудшает работу АРУ приемника, если система АРУ работает по уровню пилот-сигнала. У современных передатчиков с удовлетворитель­ ными показателями изменение уровня пилот-сигнала за счет ком­ прессии не превышает 1—2 дБ. Чувствительность современных од­ нополосных приемников по каналу пилот-сигнала приблизительно равна 0,03 мкВ.

2.11. Взаимное влияние передатчиков (перекрестная модуляция)

Вследствие взаимосвязи выходных цепей передатчиков, фиде­ ров и антенн передатчики оказывают взаимное влияние друг на друга, т. е. возникает так называемая перекрестная модуляция. Она заключается в том, что при поступлении на выход передатчи­ ка сигнала от другого передатчика (происходит своеобразная моду­ ляция 'в выходном 'каскаде.

Напряжение '«мешающего» сигнала (помехи), поступающего на анод выходной лампы, зависит от избирательности колебатель­ ной системы выходного каскада, т. е. от степени затухания в ней сигнала другой частоты. Величина перекрестной модуляции зави­ сит от характеристик выходной лампы, схемы усиления мощности, выделяющегося на аноде лампы «мешающего» сигнала и от уров­ ня полезного сигнала.

49

Продукты модуляции или искажают передаваемый сигнал, если они попадают в полосу частот, или создают внеполосные (побоч­ ные) сигналы, которые, излучаясь совместно с полезными сигна­ лами, создают помехи радиосвязи, радиовещанию и телевидению.

По литературным данным 'величина перекрестной модуляции для большинства линейных усилителей примерно на 20 дБ ниже,, чем для усилителей класса С. Уровень перекрестной модуляции наиболее высок при передаче однотонального сигнала с макси­ мальным уровнем и уменьшается при понижении уровня сигналов.

Величина перекрестной модуляции оценивается в децибелах отношением напряжения помехи к полезному сигналу. На этот вид

искажений распространяются нормы для побочных (или внеполос­ ных) излучений.

2.12. Чувствительность приемного устройства

Чувствительность приемника является мерой его пригодности для приема слабых сигналов и воспроизведения их с достаточной силой и приемлемым качеством. Для оценки качества выходных сигналов иногда необходимо рассматривать приемное устройство вместе с подключаемой к нему оконечной аппаратурой.

Согласно МККР [15] чувствительность связных приемников оп­ ределяется или уровнем полезного сигнала в микровольтах, при котором получается требуемое отношение сигнал/шум на ич выхо­ де приемника, или коэффициентом шума, т. е. отношением (обычно выраженным в децибелах) мощности шума, измеренной на нч вы­ ходе приемника, к мощности шума, которая была бы на выходе, если бы приемник не содержал иных источников шума, кроме теп­ лового, вызываемого активным сопротивлением антенны.

Различают два типа чувствительности. При практических изме­ рениях, в зависимости от поставленной задачи, определяют либо максимальную реальную, либо сравнительную чувствительность. Максимальная реальная чувствительность определяется наиболь­ шим из минимальных уровней входного сигнала в разных точках рабочего диапазона (выраженного через эдс сигнала с несущей частотой), который необходимо подать через эквивалент антенны на 'вход приемника для получения на его выходе заданного уровня сигнала или заданного отношения сигнал/шум, необходимых для высококачественной работы приемника. Если усиление достаточно,, чтобы одновременно удовлетворить оба условия,, говорят, что мак­

реальная чувствительность «ограничена усилением».

Реальная чувствительность современных однополосных прием­ ников обычно составляет 1—3 мкВ при отношении сигнал/шум в- пределах 10—30 дБ на выходе телефонного канала с полосой

2750—3100 Гц.

Сравнительная чувствительность определяется максимальной реальной чувствительностью для заранее принятых значений для

50

некоторых параметров: отношение сигнал/шум на выходе, ширина шумовой полосы, глубина модуляции, полное сопротивление экви­ валента антенны. Сравнительная чувствительность используется для сравнения приемников различных служб. Если приемник ра­ ботает в линейной области, то сравнительную чувствительность можно вычислить, зная коэффициент шума, по формуле

E2=4kTBRwF ■1012,

абсолютная температура, К; (обычно берут 7=293 К); В — шири­ на эффективной полосы шума, Гц, взятая как меньшая из двух ве­ личин: ширины полосы после детектирования и ширина полосы до детектирования.

2.13. Избирательность приемного устройства

Избирательность приемника есть мера его способности разли­ чать полезный сигнал, на который приемник настроен, и мешаю­ щие сигналы. Согласно МККР [15] различают два типа избиратель­ ности приемника: односигнальную и двухсигнальную.

1. Односигнальная избирательность (относительное ослабле­ ние) характеризуется полосой пропускаемых частот и крутизной боковых скатов частотной характеристики приемника. Избиратель­ ность этого вида оценивается отношением усиления приемника для сигнала, попавшего в полосу пропускания приемника К{а>о), и усиления приемника для сигнала, имеющего частоту вне полосы пропускания приемника К(со):

о _ К («о)

' к (со) '

Разность частот, на которых величина односигнальной избира­ тельности равна 3 дБ, определяет полосу пропускания приемника. Полосы пропускания современных однополосных приемников по групповому тракту составляют 20—40 кГц, а по индивидуаль­ ным трактам — 5,8; 3,1; 2,75'кГц.

2. Двухсигнальная избирательность характеризует нелинейные эффекты в первых каскадах приемника, когда уровень мешающе­ го сигнала, лежащего вне полосы приема, соизмерим или значи­ тельно превосходит полезный сигнал. В отличие от классической односигнальной избирательности, эта избирательность носит наз­ вание эффективной. Эффективная избирательность оценивается: забитием, избирательностью по соседнему каналу и уровнем пере­ крестной модуляции.

Забитие определяется относительным уровнем мешающего сиг­ нала близкой частоты (обычно рассматривается сигнал в сосед­ нем канале), который приводит к ослаблению полезного сигнала

51