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

усилители, возникают всегда совместно и, за исключением неко­ торых особых случаев, однозначно связаны друг с другом. В за­ висимости от метода синтеза фильтров, их сложности и точности настройки форма фазо-частотной характеристики и, следователь­ но, форма характеристики времени задержки меняются. На рис. 2.8 эта характеристика qp0(со) напоминает по форме синусоиду. В других случаях ход этой характеристики может быть колеба­ тельным, как это показано на рис. 2.10. В этих случаях и график времени задержки т3(со) также имеет колебательный характер, а амплитуды этих колебаний определяют неравномерность харак­ теристики.

При передаче сигналов их искажение определяется неравно­ мерностью фазо-частотной характеристики (ФЧХ). Поэтому, хотя ФЧХ и измеряется, нормируется именно неравномерность ФЧХ.

На рис. 2.11а представлена ФЧХ. Ординаты срг(сог) определяют положение ее точек; отрезки же Дер* определяют неравномерность ФЧХ. График неравномерности ФЧХ, соответствующий функции

Рис. 2.11

Дср,(со), изображен на рис. 2.116. Нормируется неравномерность ФЧХ либо по максимальному значению Дфмакс='Ь, либо по значе­ нию этой неравномерности на заданных частотах.

41

т__ тз мин ~г ?з макс

либо от такого значения ГВЗ—т3;, которое получается на задан­

ной частоте в полосе пропускания. График неравномерности ГВЗ приведен на рис. 2.11г.

Характеристика ГВЗ легко рассчитывается по ФЧХ. Для этой цели ось частот внутри полосы пропускания соп— разбивают на некоторое число одинаковых отрезков. Пусть частоты границ от­ резков будут соц, an, coh и т. д. Для этих частот определяют значе­

Полученные значения т3(о),-й) для каждого интервала частот откладывают на их средних частотах, и полученные точки соеди­ няют линией. Это построение будет тем точнее, чем больше число интервалов, на которые делится полоса частот.

В современных однополосных передатчиках и приемниках не­ равномерность ГВЗ в низкочастотных и высокочастотных трактах незначительна и оценивается десятками микросекунд. Для каналь­ ных разделительных фильтров неравномерность времени задержки в соответствии с ГОСТом не должна превышать 0,75 мс (2, 4].

2.6. Линейные переходные искажения

Эта группа переходных искажений свойственналишь многока­ нальным системам и означает, что какие-то составляющие сигна­ лов, например первого канала Аь непосредственно за счет наво­ док, емкостных и других связей, из-за плохой блокировки и т. д. попали в полосу, отведенную для второго канала В[. В литерату­ ре они иногда называются внятными переходными искажениями или внятными переходами, так как в этом случае переход сигна­ лов из канала в канал совершается без переворачивания спектра (без инверсии) и, следовательно, если по каналу А] передаются, например, речевые сигналы, то они могут быть приняты приемни­ ком по каналу В[ лишь с ослабленным уровнем.

Линейные переходные искажения возникают в тех частях трак­ тов однополосных передатчиков и приемников, где локализованы элементы индивидуальных телефонных каналов, из-за недостаточ­ ной экранировки между узлами каналов А и В как по низкой ча­ стоте, так и по промежуточной частоте: в передатчиках — от вход­

42

ных клемм до входов канальных кварцевых фильтров, в прием­ никах, начиная от выходов разделительных кварцевых фильтров и до выходных клемм. Правда, влияние плохой экранировки для низкочастотных сигналов менее опасно, но, учитывая довольно высокие требования в отношении недопущения этого вида искаже­ ний, следует обеспечить хорошую экранировку и развязку всех цепей. Частотная характеристика этих переходов довольно слож­ ная и определяется частотной характеристикой связи между цепя­ ми каналов А и В.

Причиной линейных переходных искажений является также не­ достаточное затухание канальных и разделительных фильтров в полосах соседних каналов.

Линейные невнятные переходы могут возникнуть в трех- и бо­ лее канальной системе. Они определяются недостаточностью зату­ хания канальных фильтров в полосе соседних каналов, спектры которых инверсированы. Рассмотрим появление этого вида линей­ ных переходных искажений на примере группового тракта четы­ рехканального передатчика (рис. 2.12).

Пусть по каналу Вг передается речевой сигнал. Спектр этого

•сигнала существенно шире полосы телефонного канала (заштри­

43

хованная часть на рис. 2.12а). Сигналы на выходе балансного мо­

Из рисунка можно видеть, что сигнал канала В2 размещен не

в четырехканальных системах соответственно инверсированы, то сигналы этого типа, рассматриваемые в полосе какого-то заданно­ го канала (например, в канале Вi), оказываются инверсированны­ ми по отношению к сигналам этого канала и, следовательно, не­ разборчивыми (невнятными).

Все вышеизложенное показывает, что невнятные линейные пе­ реходы будут отсутствовать, если спектры входных сигналов в че­ тырехканальной системе оказываются не шире частотных полос каналов или если в низкочастотных цепях передатчиков имеются ограничивающие фильтры, верхняя частота среза которых для си­ стем, соответствующих рекомендациям МККР, равна 3000 Гц. Следовательно, системы уплотнения однополосных каналов, выра­ батывающие выходные сигналы со спектром, соответствующим отведенным полосам каналов, очевидно, не создадут условий для возникновения невнятных линейных переходных искажений. В слу­ чае же передач речевых сигналов, в которых, как известно, интен­ сивность спектра понижается с возрастанием частот (в диапазоне выше 500—700 Гц), спектры внятных линейных переходных иска­ жений имеют аналогичное распределение; спектры же невнятных переходных искажений имеют увеличение интенсивности с возра­ станием частоты.

Таким образом, группа линейных переходных искажений опре­ деляется конструктивными, схемными и технологическими особен­ ностями устройства формирования и характеристиками канальных фильтров, т. е. характеристиками, которые довольно постоянны для типовых передатчиков и приемников.

Уровень линейных переходных искажений принято оценивать отношением, выраженным в децибелах, амплитуды напряжения линейного переходного искажения к номинальной амплитуде на­ пряжения основного сигнала:

Клп = 2018174ш— .

'-'оси. сиги

В современных передатчиках и приемниках уровень линейных переходов обычно оказывается ниже —(55—60) дБ.

4-1

2.7.Паразитная частотная (фазовая) модуляция

Всовременных однополосных устройствах, как упоминалось в гл. 1, в качестве возбудителей и гетеродинов применяются устрой­ ства с дискретной сеткой частот (синтезаторы). Этим устройствам

сигналов, которая обусловливается следующими причинами [11]: 1. Непосредственной модуляцией выходных сигналов несущей

частоты напряжением с частотой питающей сети или его гармоник (фон) из-за недостаточной фильтрации напряжений, питающих электровакуумные или полупроводниковые приборы; напряжением флуктуационного характера. ‘

2.Непостоянством фазовых характеристик синтезаторов.

3.Нелинейным преобразованием сложных сигналов, состоящих из напряжения несущей частоты с напряжениями помех (фон, ком­ бинационные или побочные составляющие, флуктуационные со­

ставляющие) .

Исследования ряда авторов показали, что паразитная модуля­ ция является сложной комплексной модуляцией, в результате ко­ торой в выходном сигнале появляются компоненты амплитудной и частотной (фазовой) модуляций, а также отдельные побочные составляющие (рис. 2.13). В большинстве случаев можно рассмат-

Рис. 2.13

рпвать паразитную модуляцию только как комбинацию частотной модуляции н побочных составляющих (рис. 2.13а, в, г) для кана­ лов с ЧМ и только как комбинацию амплитудной модуляции и по­ бочных составляющих (рис. 2.136) для каналов с AM. Однако поскольку составляющие паразитной амплитудной модуляции имеют малый уровень, иногда ниже уровня канальных помех, то этот вид паразитной модуляции даже не рассматривается.

Характер эквивалентных модулирующих напряжений паразит­ ной модуляции довольно сложен: при рассмотрении паразитной ЧМ в полосе телефонного канала — это низкочастотный многоком­ понентный сигнал, как правило, нерегулярный, с заметными и час­ то встречающимися пиками. Иногда этот сигнал включает в себя также основную и гармонические составляющие фона.

Исследования показывают, что девиация частоты при паразит­ ной ЧМ с малым индексом (что имеет место в типовых синтезато­ рах) пропорциональна отношению эффективного значения компо-

46

нент модуляции в спектре выходного сигнала к напряжению не­ сущей:

где /пдеПств. —эффективный индекс модуляции; Асоддейств. —эффек­ тивная частота девиации; А й —полоса пропускания канала, в ко­ тором исследуется паразитная ЧМ; f/щ действ,— эффективное напря­ жение всех составляющих (кроме сигнала несущей), попавших в полосу ДЙ; Ui — напряжение с несущей частотой; Рт— мощность паразитных составляющих в полосе Ай; Р\ — мощность сигнала несущей частоты.

В зависимости от относительных частот и амплитуд составля­ ющих паразитной модуляции в полосе частот АЙ изменяются пара­ метры паразитной ЧМ; при этом, естественно, изменяется и ха­ рактер воздействия паразитной ЧМ на работу системы связи.

Отсюда следует, что измерения параметров паразитной ЧМ нужно производить приборами, имеющими такие же входные по­ лосы частот, как и полосы каналов системы связи. Измерения для одного и того же синтезатора могут дать различные результаты при выбранных различных полосах измерения. Оценку паразитной ЧМ делают как по величине девиации (средней, эффективной или пиковой), так и по индексу модуляции. Иногда удобно бывает па­ разитную ЧМ оценивать относительным уровнем шумовых состав­ ляющих, поп-авших в полосу Ай, UmДейств-/£Л или Рш/Р1- Для пере­ вода этих оценок может служить приближенная ф-ла (2.5). Изме­ рения девиации паразитной ЧМ для отечественных синтезаторов в полосе телефонного канала 3100 Гц дают значения от 1 до 10 Гц.

ГОСТ 13420—68 на передатчики магистральной связи норми­ рует среднеквадратичное значение девиации паразитной ЧМ в по­ лосе телефонного канала. Эта норма 2—3 Гц.

2.8. Фон и шумы

Собственные помехи однополосных радиопередатчиков и при­ емников оцениваются фоном и шумами этих устройств.

Имеется немало причин появления фона, среди которых наи­ большее значение имеют следующие: недостаточная фильтрация напряжений, питающих анодные и коллекторные цепи в ламповых и транзисторных каскадах; питание накала ламп переменным то­ ком; непосредственное электростатическое и электромагнитное воздействие питающих-цепей на входные цепи передатчиков и вы­ ходные цепи приемников; наличие фоновой амплитудной модуля­

ции в синтезаторе.

Наиболее сильно фон проявляется в передающих устройствах, где этому способствуют недостаточная фильтрация напряжений сеточного смещения и работа ламп с отсечкой анодного тока. В за­ висимости от схемы применяемого в передатчике выпрямителя (числа фаз) частота напряжения фона может быть 50, 100, 150,

46