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

в приемниках, установленных на реальных связях, прибавляются искажения сигналов за счет радиоканала.

Нелинейные переходные комбинационные искажения ведут к искажению выходных телеграфных сигналов и тем самым к ошиб­

кам при передаче. В работах [1—8] приведены результаты теоре­ тических исследований влияния нелинейных комбинационных ис­ кажений на искажения телеграфных сигналов и на вероятность ошибочного приема. В работах [1, 3, 6, 9] и других приведены ре­ зультаты экспериментальных исследований. При прохождении многоканальных телеграфных сигналов через групповой тракт од­ нополосной радиоовязи центральный парциальный, канал оказы­ вается наиболее подверженным влиянию переходных помех, т. е. искажения сигнала в нем будут максимальными по отнношению к остальным парциальным каналам-.

Используя установленную в (3] связь между нелинейными комбинационными искажениями при подаче на вход шумового сиг­ нала (шумовым сигналом моделирован многоканальный телеграф­ ный сигнал) и нелинейностью устройства, оцененной по методу двух тонов, можно установить соотношение между среднеквадра­ тичными искажениями длительности телеграфного сигнала би и коэффициентом нелинейных комбинационных искажений /(/3. Эта зависимость, например, для каналов системы уплотнения с ЧМ

58

типа ТТ-17П приведена на рис. 3.3. Из рисунка видно, что иска­ жения длительности 5ц весьма сильно нарастают с повышением Л'/3> —(36—34) дБ.

Из упомянутых выше работ также следует,- что нелинейность амплитудной характеристики группового тракта приемника долж­ на быть ниже —60 дБ три оценке по методу двух тонов. При этом 'ве­ роятность ошибок за счет этой не­ линейности при работе многоканаль­ ной аппаратуры будет не более Ю-5.

Исследования показывают, что три независимой фазовой манипуляции в парциальных каналах нелинейные искажения и искажения телеграф­ ных тосылок имеют (Примерно ту же закономерность, что и на рис. 3.3. В ортогональной системе с перекры­ ваемыми спектрами парциальных каналов эта зависимость будет бо­ лее (СИЛЬНОЙ.

При прохождении по группово­ му тракту однополосной системы

фототелеграфных сигналов нелинейные комбинационные искаже­ ния приводят к изменению яркости, т. е. нарушается соответствие между тонами оригинала и принятой репродукцией изображения (рисунок, фотография и т. д.). Эти искажения особенно сказыва­ ются при передаче полутонового изображения. В результате тео­ ретических и экспериментальных исследований установлено, что при одновременном прохождении по групповому тракту однополос-

59

ной системы телеграфного н фототелеграфного сигналов яркость (ВСо) принятого изображения будет изменяться в зависимости от уровня нелинейных искажений (Кна) так, как показано на рис. 3.4 [4]. Из ряда исследований известно, что помеха незаметна на ре­

продукции при перепаде яркости Кв = В‘ ~ В‘- = 0,025, что соответ-

ствует величине коэффициента нелинейных искажений, измерен­ ного по методу двух тонов порядка —39 дБ. В формуле для вычис­ ления Кв обозначено: В,- — яркость без помехи; Bj — яркость при наличии помехи. При этом можно передавать высококачественные полутоновые изображения. Для коммерческого черно-белого фото­

телеграфирования при перепадах яркости Кв = 0,25 коэффициент не­ линейности однополосного оборудо­ вания может быть допущен не выше —34 дБ. При передаче по одиопо- лооны-м 1катала'М фототелеграфного сигнала с ЧМ изменение перепада яркости Кв в зависимости от коэф­ фициента 1нелп1нейтю€ти группового тракта Kfhs будет для частоты фото­ телеграфного сигнала В= 800 Гц та­ ким, как это изображено чга рис. 3.5 [5] при начальной фазе линей­ ной помехи ф0 = 0 и я.

По -результатам -последований можно видеть, что передача высо­ кочастотных полутоновых изобра­

нейные гармонические искажения проявляют себя в виде хрипло­ сти тонов. Исследования показывают, что при коэффициенте не­ линейных гармонических искажений в групповом тракте поряд­ ка (1—2) % качество передачи телефонного сигнала очень высо­ кое. На качество работы оказывают также влияние нелинейные комбинационные искажения. Причем помехи от этих искажений имеют различный характер в зависимости от рода работы сосед­ него канала.

Так, при загрузке соседнего канала многоканальным телеграф­ ным сигналом нелинейная помеха в исследуемом канале (исполь­ зуемом под передачу речи) будет слышна как сплошной шум, при загрузке соседнего канала сигналом одноканальной телеграфной или фототелеграфной работы помеха воспринимается как тональ­ ная, при передаче телефонного разговора по соседнему каналу помеха воспринимается как внятный или невнятный (неразборчи­ вый) телефонный разговор с измененной тональностью.

Теоретически, исходя из натуральности звучания или разбор­ чивости, оценить искажения телефонного сигнала не представля­

60

ется возможным. Оценить допустимые нелинейные комбинацион­ ные искажения можно пли по заметности этой помехи при субъек­ тивно статистических экспертизах [10, 11] или по изменению дина­ мического диапазона уровней передачи [7]. В работе [7] показано, что при величине нелинейных комбинационных искажений /(//l3 = = —30 дБ динамический диапазон группового тракта £)МП1{С= 30 дБ. При /(/лз= —(40—50) дБ Дмакс=(40—45) дБ. Таким образом, для удовлетворительной работы однополосного оборудования /С,-А3 дол­ жен быть порядка —(35—42) дБ, а среднеквадратичный коэффи­ циент гармонических искажений — порядка 1%.

3.3.Искажения сигналов из-за неравномерности амплитудночастотной характеристики группового тракта

Неравномерность амплитудно-частотной характеристики груп­ пового тракта однополосных устройств может вызвать искажения передаваемого сигнала. Так, при передаче телеграфных сигналов (ЧМ или ФМ) неравномерность амплитудно-частотной характери­ стики вызывает искажения .переходного процесса при образовании фронтов телеграфных сигналов, вследствие чего могут появиться краевые искажения и даже дробления телеграфных сигналов. На рис. 3.6 приведены результаты расчета зависимости искажений длительности телеграфного сигнала 6ИЧХ от величины неравномер­ ности амплитудно-частотной характеристики Ар для ширины по­ лосы 2Д/ = 140 Гц п скорости телеграфирования 50 бод (кривая/) и для ширины полосы 2Д./= 3100 Гц и скорости телеграфирования 300 бод (кривая 2 ) . Из графика следует, что неравномерность ам­ плитудно-частотной характеристики особенно опасна в узкополос­ ных каналах (перепад 3 дБ в полосе 140 Гц вызывает искажения

&ичх,°/°

.3

£

4

2

Рис. 3.6

в 5% — кривая 1 на рис. 3.6) и незаметна, если изменения проис­ ходят плавно (монотонно), т. е. изменения коэффициента переда­ чи происходят в более широкой полосе (перепад 3 дБ в полосе

61

3100 Гд вызывает искажения порядка 1,3%, кривая 2). При пере­ падах (скачках) неравномерности амплитудно-частотной характе­ ристики более 12—16 дБ возникают дробления импульсов. Приве­ денные соотношения справедливы как для ЧМ, так и для ФМ.

Таким образом, для удовлетворительной передачи телеграф­ ных сигналов неравномерность амплитудно-частотной характери­ стики группового тракта однополосного оборудования должна на­ ходиться в пределах 2—3 дБ.

При передаче фототелеграфных сигналов неравномерность ам­ плитудно-частотной характеристики может повлиять на перепад

ность амплитудно-частотной характеристики ± (1 —1,5) дБ также приемлем.

При телефонной работе неравномерность амплитудно-частотной характеристики вызывает искажения речевого сигнала, восприни­ маемые как изменения тембра звучания. При недостаточном уси­ лении нижних частот тембр приобретает металлический оттенок. Наоборот, при уменьшении усиления верхних частот звук стано­ вится глухим, исчезает звонкость, передача приобретает «басящий» характер. Многочисленными экспериментами установлено, что при передаче речи неравномерность амплитудно-частотной характери­ стики в пределах ± (2—3) дБ на слух не ощущается.

Таким образом, допуск на неравномерность амплитудно-частот­ ной характеристики группового тракта однополосного оборудова­ ния должен быть установлен в пределах ±1,5 дБ (3 дБ) в полосе частот телефонного канала (3100 Гц).

3.4.Искажения сигналов из-за нелинейности фазо-частотной характеристики группового тракта

Появление искажений в сигнале, проходящем групповой тракт, фазо-частотная характеристика (ФЧХ) которого нелинейна, объяс­ няется следующим образом. При нелинейной ФЧХ время замед­ ления сигнала в тракте непостоянно в полосе частот. Любой сиг­ нал, несущий информацию при любой форме модуляции, имеет спектр из нескольких или множества составляющих на разных ча­ стотах. Если такой сигнал пропустить через тракт, в котором вре­ мя задержки различных составляющих его спектра различно, то к выходу тракта составляющие сигнала придут неодновременно и образованный таким способом сигнал будет отличаться от пер­ воначального сигнала, т. е. будет искажен.

Искажения сигналов проявляются в изменении формы и вре­ менном сдвиге характерных значений огибающей, в появлении па-

62

разитнои угловой модуляции. Исследованию фазо-частотных иска­ жений посвящены многие работы отечественных и зарубежных авторов. В работах предлагаются различные методы исследований и способы нормирования и оценки фазо-частотных искажений. Ис­ кажения ФЧХ могут оцениваться одним из следующих способов:

1.По отклонению фазо-частотной характеристики от идеальной.

2.По отклонению от постоянной величины производной фазо­ частотной характеристики, т. е. по неравномерности характери­

стики группового времени запаздывания.

3. По площади, образуемой модулем отклонения ФЧХ или ха­ рактеристики группового времени запаздывания и осью частот.

Поскольку искажения ФЧХ и сигналов, проходящих групповой тракт, связаны однозначно, то наряду с рекомендациями по нор­ мированию искажений ФЧХ имеются рекомендации по нормиро­ ванию фазо-частотных искажений сигналов по следующим пара­ метрам:

1.По величине эхо-сигналов, сопровождающих основной сиг­

нал.

2.По ухудшению помехоустойчивости.

3.По вероятности ошибочного приема.

4.По изменению длительности дискретных сигналов.

Анализ искажений сигналов из-за искажения ФЧХ проводился в работах [12—22]. Величина эхо-импульсов, их расположение от­ носительно основного сигнала определяют помехоустойчивость пе­ редачи сигналов [12]. Для ближних эхо-сигналов допускаются большие амплитуды, чем для дальних, при одинаковой помехо­ устойчивости. Если допустить ухудшение ') помехоустойчивости пе­ редачи сигналов на 3 дБ, то при AM величина эхо-сигнала может составлять минус 17 дБ от основного сигнала для наихудшего случая.

Основные допуски на отклонения фазо-частотной характери­ стики сведены в табл. 3.1. Для большего удобства пользования

I) Ухудшение помехоустойчивости определяется величиной, «а которую .нуж­ но изменить отношение оиг.нал/шум на входе детектора, чтобы скомпенсировать действие фазовых искажений для сохранения прежнего значения вероятности ошибок.

63