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

этой таблицей допуски на отклонения фазо-частотной характери­ стики пересчитаны в отклонения группового времени запаздыва­ ния АтГр, отнесенные к номинальной длительности передаваемого элементарного сигнала тп.

Для систем с AM допуск на отклонение фазо-частотной харак­ теристики от прямой линии принят ±0,15 рад. Аналогичный ре­ зультат получен также и в работе {13]. Для систем с ЧМ при тех же условиях допуски должны быть более жесткими.

Исследование влияния межсимвольной интерференции и эхосигналов в присутствии помех На вероятность ошибочного приема для систем с AM при синхронном детектировании [14] показывает, что для Яошср^З-10-2 неравномерность фазо-частотной характери­ стики не влияет на вероятность ошибки. Влияние количества пе­ риодов неравномерности фазо-частотной характеристики т можно не учитывать при амплитуде отклонения ФЧХ от прямой меньше 0,05 рад. При скоростях работ до 600 бод средняя вероятность ошибки будет равна 10- '1—10-5, если амплитуда отклонения фазо­ частотной характеристики не превосходит ±0,2 рад, отклонение ФЧХ от прямой одностороннее (т = 0,5), а отношение сигнал/шум не менее 7,5—8,5.

Эти исследования проведены для случая, когда полоса канала ДА= 3100 Гц, а помехой служил флуктуационный шум.

На основе использования переходной характеристики по часто­ те, представляющей собой зависимость мгновенной частоты на выходе системы от времени при мгновенном изменении частоты входного напряжения, рассчитаны искажения сигналов частотно­ го телеграфирования [15] в зависимости от искажения фазо-частот­ ной характеристики для некоторых частных практических случаев.

64

Результаты расчетов искажений телеграфного сигнала показы­ вают, что их величина зависит от амплитуды и числа периодов отклонения фазо-частотной характеристики в полосе канала, от ширины полосы используемого канала и соотношения между по­ лосой канала и удвоенной девиацией частоты.

Установлено, что искажения телеграфных сигналов в зависи­ мости от числа периодов фазо-частотной характеристики носят ко­ лебательный характер. На рис. 3.7—3.9 приведены графики зави­ симостей искажений телеграфного сигнала от величины амплитуды отклонения фазо-частотной характеристики для параметров, ука-

занных на рисунках. На основании анализа зависимостей установ­ лено, что для искажений сигнала, не превышающих 2—3%, необ­ ходимо, чтобы амплитуда отклонения фазо-частотной характери­ стики не превышала 0,1—0,15 рад.

В работе '[ 16] предлагается отличающийся от предыдущих ме­ тод нормирования фазо-частотных характеристик канала по пара­ метру, характеризующему площадь, образуемую модулем откло­ нения характеристики времени запаздывания или фазо-частотной характеристики и осью частот в полосе частот канала. Косвенным методом, задавшись определенной потерей помехоустойчивости пе­ редачи и определив допустимую величину эхо-сигналов, можно произвести нормирование характеристики канала.

Для систем передачи данных с частично подавленной верхней полосой боковых частот иногда предлагают использовать «взве­ шенную сумму» фазовых времен запаздывания сигнала в нижней и верхней боковых полосах [17]; такой параметр назван «дельтазадержкой»; величина его определяется по формуле

полному сигналу (коэффициент подавления верхней боковой по­ лосы частот); Тф = ср/ы — время запаздывания; со,, и ш„ — частоты нижней и верхней боковых полос соответственно; ср — фазовый сдвиг по частоте со.

Теоретические исследования зависимости помехоустойчивости при передаче данных от неравномерности группового времени за­ паздывания в полосе частот проведены в работе [18] для идеали­ зированного случая, когда спектральная характеристика сигнала на входе детектора представлялась в виде «приподнятого коси­ нуса», а характеристики группового времени запаздывания ап­ проксимировались в виде квадратичной параболы (рис. 3.10а) или наклонной прямой (рис. 3.116). Результаты расчетов приведены в виде графиков для ухудшения помехоустойчивости передачи сиг­ налов от величины амплитуды отклонения группового времени

66

запаздывания Дтгр, отнесенной к длительности передаваемого им­ пульса ти для случая, когда вероятность ошибочного приема со­ ставляет 10-5 (рис. 3.106 и З.Ша). Из этих рисунков следует, что, например, ухудшение .помехоустойчивости передачи на 3 дБ для случая передачи сигнала с ЧМ наступает при отклонении харак­ теристики .группового времени запаздывания на Зт„.при квадра­ тичной и «а тц Ш|ри линейной а11ипр'С1К'Симациях.

Для характеристики группового времени запаздывания сим­ метричной относительно вертикальной оси, проведенной через точ­ ку, соответствующую произвольной частоте в полосе канала, воз­ можна аппроксимация квадратичной параболой, которая полно­ стью определяется координатами любых ее трех точек. Исходя из сказанного, оценка характеристики группового времени запазды­ вания может проводиться по значениям времени запаздывания на

В соответствии с методом, описанным в [19], была рассчитана ча­ стота-ошибок для-различных значений М и 5. Результаты этого расчета приведены на графиках рис. 3.13, где М и 5 — в секундах, а скорость передачи — в бодах.

При передаче фототелеграфных сигналов неравномерность фа­ зо-частотной характеристики вызывает появление, дополнительных штрихов или окантовку деталей изображения, что объясняется пе­ репадом яркости, вызванной появлением эхо-сигналов.

Расчеты, приведенные в работах [20—21], устанавливают, что пс условию незаметности искажений перепад яркости К в должен находиться в пределах 0,025—0,05. При этом условии отклонение фазо-частотной характеристики от линейной не должно превышать

0,1—0,3 рад.

На основании приведенного обзора и работы [22] можно заклю­ чить, что нормирование фазо-частотных искажений можно провес-

ты: либо по неравномерности фазо-частотной характеристики, ука­ зав при этом величину амплитуды отклонения (Ь = 0,1—0,3 рад) и количество периодов отклонения, либо по групповому времени

запаздывания (Дтгр= -------), указав при этом максимальное от-

ДF

клонение Дтгр, используемую ширину полосы частот ДF и число периодов отклонения в этой полосе. Для телефонного канала ши­ риной 3100 Гц в полосе 550—3150 Гц часто рекомендуют т —1 и

Дтгр = 0,3—0,75 мс.

3.5.Искажения сигналов из-за паразитной частотной (фазовой) модуляции

Паразитная частотная (фазовая) модуляция вызывает иска­ жения сигналов, выражающиеся в изменении длительности или в дроблениях импульсов при передаче телеграфных или фототеле­ графных сигналов, изменении перепада яркости при передаче фо­ тотелеграфных, в появлении «фона» или хриплости в телефонной работе.

Вопросам исследования влияния паразитной ЧМ (ФМ) на сиг­ налы различной информации посвящен ряд работ. В работе (23] приведены результаты экспериментальных исследований по влия­ нию паразитной ЧМ на искажения (преобладания) телеграфных

.импульсов при работе ЧТ, ДЧТ и передаче телефонных .и м н о го к а ­ нальных .телеграфных сигналов. Зависимость искажений телеграф­ ного сигнала Simp от величины паразитной девиации ДД,,, (вГц) при

=188. йод

68-

скоростях телеграфирования 50, 188, 282 бод и частотах девиации паразитной частотной модуляции Гм = 50 и 100 Гц изображена на рис. 3.14. Влияние паразитной ЧМ на работу при передаче теле­ фонных сигналов исследовано методом субъективно-статистиче­ ских экспертиз по заметности на слух. Норму на паразитную ча­ стотную модуляцию предлагается установить по величине пара­ зитной девиации частоты в герцах (5 Гц на канал), исходя из искажений длительности телеграфной посылки.

В работе [24] теоретически и экспериментально исследовано влияние паразитной частотной модуляции на искажения длитель­ ности телеграфных сигналов и на искажения перепада яркости при передаче фототелеграфных сигналов. Зависимость искажений длительности телеграфного сигнала от величины девиации пара­ зитной ЧМ при полосе парциального канала Д/7 = 140 Гц и скоро­ сти телеграфирования 50 бод приведена в виде графика на рис.

3.15, где сплошной линией даны расчетные значения, а точками—■ экспериментальные. Зависимость изменений перепада яркости фо­ тотелеграфного сигнала от величины девиации паразитной ЧМ изображена на рис. 3.16 при частотах фототелеграфного сигнала

(индекс паразитной модуляции — 70 дБ при частоте 3400 Гц); 4 Гц к полосе 3100 Гц при флуктуационном характере (индекс пара­ зитной ЧМ — 70 дБ), исходя из допустимых искажений телеграф­ ного сигнала (искажения длительности порядка 1%) и искажений фототелеграфного сигнала (перепад яркости К в= 0,02—0,005). Та­ кая же цифра (1 Гц) для проводного тонального телеграфирова­ ния указывается в [26] по экспериментальным данным.

В работе [27] норму на паразитную фазовую модуляцию пред­ лагается установить по максимальному индексу паразитной ФМ. который должен быть, по крайней мере, на порядок меньше, чем минимальный фазовый сдвиг при многократной фазовой телегра­ фии. Так, например, для трехкратной системы ФТ индекс паразит­ ной ФМ Амане должен быть меньше 0,04 (т. е. спектральные состав­ ляющие паразитной ФМ должны быть подавлены на 35—40 дБ по отношению к несущей частоте). Там же указывается, что при при­ менении аппаратуры точных частот с частым шагом сетки вели­ чина подавления должна быть увеличена до 60 дБ.

69

Таким образом, исходя из вьш'еизложе1нио1го i m o >ki» o заключить, что величина девиации паразитной модуляции в 1 Гц в полосе 3100 Гц (индекс паразитной модуляции минус 70 дБ) будет прием­ лема для канала связи при 'передаче информации лю'бого вида.

3.6. Искажения ситнало'в за счет фона и аппаратурных шумов

Фон и шум однополосного оборудования вызывают искажения сигналов при передаче телеграфных сигналов, выражающиеся в изменении длительности телеграфных импульсов или их дробле­ ниях; искажения перепада яркости при передаче фототелеграф­ ных сигналов и делают неприятными или даже неразборчивыми сигналы речевой передачи.

Например, были рассчитаны искажения длительности 5Пф те­ леграфного имшульса при ЧМ

при частоте помехи (фона) Гп=50 Гц, шричем фон прини­ мался как синусоидальная по­ меха. Результаты расчета 6Ш|> приведены на рис. 3.17 в ви­ де зависимости 6Иф от отноше­ ния фон/сигнал {Кф). Можно видеть, что отношение фон/сиг­ нал, равное— (50-—55) дБ, не вызовет искажений телеграф­ ных сигналов.

Исследования показывают, что отношение фон/сигнал по­ рядка —(50^-55) дБ не вызывает также искажений при передаче

фототелеграфных [4] и телефонных сигналов [10], [11].

Что касается шума, то расчеты и эксперименты показывают, что отношение шум/сигнал в пределах—(55—60) дБ не вызывают искажений при передаче любого вида сигнала.

Таким образом, в качестве нормы для отношения фон/сигнал возможно принять значение —(45—50) дБ, а для отношения шум/сигнал —(55—60) дБ.

3.7.Искажения сигналов при работе автоматических регулировок напряжения в передатчике и усиления в приемнике

Как уже упоминалось в первой и второй главах, в передатчи­ ках для поддержания постоянства загрузки вне зависимости от средних уровней входных сигналов и числа действующих каналов применяется иногда специальное устройство, включаемое на вы­

70