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

полезного сигнала. Появление таких продуктов в вч тракте пере­

датчика вызовет помехи приему других радиостанций (побочные излучения);

д)------составляющие, появившиеся из-за наличия в аппроксимиру ющем полиноме (2.2) члена в пятой степени (шестая графа). Из 1Н составляющих спектра частот, получающихся в данном случае, в рабочую полосу полезного сигнала могут попасть только сигна­ лы с частотами сор, 0)2; 2соi—coo; 2соо—сор 3coi—2co2l Зсог—2соi, кото­ рые создадут переходные и непереходные помехи в рассматривае­ мом и соседних каналах. Продукты с частотами 3coi—2м2 или Зсо2—2со 1называют продуктами пятого порядка. Как видно, в этом случае возникают также и продукты третьего порядка: 2coi—со2; 2сй2-- СОь

Как показывает приведенный анализ, нелинейные комбинаци­ онные искажения непереходного и переходного характера вызыва­ ются только членами полинома с нечетной степенью (а3, й5ит. д.). Так как искажения непереходного и переходного характера про­ являются обычно одинаковым образом, то в дальнейшем будем их называть просто нелинейными комбинационными искажениями. Членам полинома (2.2) четных степеней обязано появление ком­ бинационных продуктов с частотами вне спектра полезных ча­ стот, составляющих группу побочных излучений. Оценка этих ком­ бинационных продуктов важна только для передающей части од­ нополосной системы. На приемной стороне эти составляющие можно не принимать во внимание.

Покажем на численном примере распределение комбинацион­ ных составляющих, возникающих, например, в передатчике. Пусть в каждом канале двухканального передатчика передается по два синусоидальных колебания с частотами ^1=800 Гц и .Гг= 2000 Гц.

На рис. 2.4 показаны исходные сигналы (а)\ исходные сигналы, перенесенные в область рабочей частоты передатчика без иска­ жений (/о — несущая частота) (б)\ спектр на выходе передатчика с учетом нелинейности тракта передатчика (в) и спектр сигналов на выходах канала Ai или Bi приемника (г).

Рисунок 2.4s показывает, что спектр выходного сигнала обога­ тился дополнительными составляющими. Наряду с исходными сосоставляющими /0± 800 Гц и /о±2000 Гц в полосах каналов поя­ вились: 1) комбинационные составляющие третьего порядка (не­

р'2= /0—2F\=fo—1600 Гц; 4) комбинации третьего порядка от низ­ кочастотных сигналов каналов Ai и Bi: уг= 2(/о+800) —

—(/о—800) =|/о+2400 Гц и y'2 = 2(f0—800) —(/0+ 8ОО) = /0—2400 Гц; 5) наконец, комбинационные составляющие пятого порядка (пере-

32

ходного характера): е2 = 3(/0+800) —2(/0Ч-2000) = /0—1600 Гд и е'г = 3(/о—800)—2(/0—2000) —/о + 1600 Гц. Эти составляющие при данном выборе частот совпадают по частоте с продуктами вторых гармоник исходных сигналов с частотой Е; = 800 Гц каналов А. I! В).

Таким образом, в полосе канала А;, кроме исходных составля­

ющих, появляются их комбинационные продукты непереходного характера; комбинационные продукты переходного характера от исходных сигналов канала Bi и гармонические искажения за счет нч тракта.

Как следует из проведенного анализа, такие же составляющие будут и в канале В;.

Приведенный пример полностью справедлив и для групповых трактов, однополосных приемных устройств. Если на вход такого устройства подать исходный сигнал в виде четырех гармонических сигналов с -частотами /0±800 Гц и /О±2000 Гц, то в каналах А\ и В] можно будет наблюдать все составляющие, естественно,- сме­ щенные в нч область (рис. 2.4г).

Как уже отмечалось выше, прохождение сигнала, состоящего из трех синусоидальных колебаний с частотами со;, coj, cog, через

нелинейное устройство, амплитудная характеристика которого ап­ проксимирована степенным полиномом третьей степени, приводит к появлению в выходном сигнале, помимо комбинационных состав­ ляющих вида 2о)г—соjj 2o)j— 2со9—ш,- и т. д., также комбинацион­ ных составляющих вида coj+ coj—cog; сог- + со5—ю,-; .coj+ w5—он, кото­ рые могут иметь также переходный xapaKjep.

При увеличении в исходном сигнале количества гармонических составляющих колебаний резко возрастает количество комбина­ ционных составляющих в выходном спектре. Общее количество комбинационных составляющих третьего порядка можно опреде­ лить по известной формуле В. А. Котельникова.

J_ (N -\-2k — 1)!

(2.3)

2 N\(2k— 1)! ’

где k — количество основных синусоидальных колебаний на входе нелинейного устройства; N — степень нелинейности амплитудной характеристики устройства.

Так, например, при N = 3 (аппроксимация характеристики уст­ ройства полинома третьей степени) и -^=10 число составляющих на выходе нелинейного устройства, подсчитанных' по ф-ле (2.3), равно 770. Отсюда видно, как велико может быть количество ком­ бинационных составляющих в реальном спектре передачи при прохождении через систему, амплитудная характеристика которой описывается степенным рядом даже невысокого порядка. Отметим также, что суммарная мощность комбинационных составляющих может в десятки раз превышать мощность гармонических состав­ ляющих.

При многоканальном входном сигнале, например при уплотне­ нии телефонного канала несколькими (3—4 и более) телеграфны­ ми каналами, при нелинейной амплитудной характеристике груп­ пового тракта, описываемой, например, полиномом третьей степе­ ни, спектр частот на его выходе значительно расширяется. На рис. 2.5а для иллюстрации этого обстоятельства приведен спектр исходного группового сигнала, а на рис. 2.56 спектр в области ча­ стот, близкой к рабочей полосе, для группового сигнала на выхо­ де тракта с нелинейной амплитудной характеристикой. Рисунок 2.5б показывает, что в спектре выходного сигнала содержатся как исходные составляющие, так и многочисленные комбинационные продукты, как попадающие непосредственно в рабочую полосу, так и выходящие за ее пределы. Отметим также, что поскольку при рассматриваемом исходном сигнале комбинационные продук­ ты низких порядков оказываются внутри полосы исходного сиг­ нала, '.наибольшая мощность комбинационных продуктов оказы­ вается IBсередине рабочей полосы. При удалении от центра поло­ сы интенсивность комбинационных составляющих симметрично падает.

34