6925

Блокирование, перекрестные искажения и интермодуляция

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Блокирование, перекрестные искажения и интермодуляция. Воздействие помехи, значительно превышающей по уровню полезный сигнал, возможно помимо основного и побочного каналов приема. Влияние проявляется в виде: блокирование - изменение уровн...

Русский

2013-01-10

64.5 KB

59 чел.

Блокирование, перекрестные искажения и интермодуляция.

Воздействие помехи, значительно превышающей по уровню полезный сигнал, возможно помимо основного и побочного каналов приема.

Влияние проявляется в виде:

  •  блокирование – изменение уровня сигнала или отношения с/ш на выходе ПРМ при действии радиопомехи, частота которой не совпадает с частотами основного и побочных каналов приема ПРМ.
  •  Перекрестные искажения – изменение структуры спектра сигнала на выходе ПРМ при одновременном действии сигнала и модулированной радиопомехи, частота которой не совпадает с частотами основного и побочных каналов приема.

Явления обусловлены нелинейными свойствами активных элементов.

При наличии интенсивной помехи суммарный уровень сигнала и помехи не соответствует линейному участку характеристики усилителя или квадратичному участку характеристики смесителя.

Сигнал на выходе смесителя или усилителя при совместном действии сигнала и помехи не равен сумме выходных сигналов соответствующих действию помехи и сигнала по отдельности.

В отсутствии сигнала прием помехи отсутствует, так как частота помехи после преобразования не попадает в полосу пропускания УПЧ.

Коэффициент блокирования – отношение разности уровней сигнала на выходе ПРМ при отсутствии и при наличии радиопомехи на его входе к уровню этого сигнала при отсутствии радиопомехи.

Uс и Uп – входные напряжения сигнала и помехи.

Динамический диапазон по блокированию – отношение значения характеристики частотной избирательности по блокированию при заданной частотно расстройке относительно основного канала приема к чувствительности ПРМ.

Уровень восприимчивости по блокированию – минимальный уровень мешающего сигнала на входе ПРМ, при котором коэффициент блокирования равен заданному значению.

Коэффициент перекрестных искажений – отношение уровня спектральных составляющих сигнала, возникших в результате перекрестных искажений в ПРМ, к уровню сигнала на выходе ПРМ при заданных параметрах радиопомехи и сигнала.

Uвых(Uс + Uп) и Uвых(Uс) – напряжения некоторой спектральной составляющей выходного сигнала при наличии и отсутствии помехи; Uвых(Uс) – напряжение выходного сигнала при отсутствии помехи.

Динамический диапазон по перекрестным искажениям – определяется отношением значения частотной избирательности по перекрестным искажениям в ПРМ при заданной частотной расстройке относительно основного канала приема к чувствительности ПРМ.

Уровень восприимчивости к перекрестным искажениям – при заданном коэффициенте перекрестных искажений определяется по снятой характеристике частотной избирательности ПРМ.

Эффекты проявляются тем сильнее, чем выше амплитуды помех и степень нелинейности амплитудных и фазовых характеристик активных элементов.

При более сильных помехах:

  1.  помеха смещает рабочую точку, это приводи к уменьшению усиления.
  2.  Изменяется комплексное входное сопротивление активных элементов – это приводит к уменьшению коэффициента передачи из-за рассогласования, появляется перекрестная АМ и ФМ.
  3.  Изменяется значение емкости диодов, транзисторов, варикапов – это приводит к изменению частоты настройки контуров, при этом уменьшается усиление ПРМ и вызывает преобразование амплитудно-модулированной помехи в угловую.

Последействие помехи – происходит из-за инерционности цепей питания, смещения, АРУ. Действие помехи не прекращается сразу после ее окончания.

Особенно существенно при воздействии прерывистой или импульсной помехи, после окончания которой имеется временное снижение КУ ПРМ.

Интермодуляция – возникновение помех на выходе ПРМ при действии на его входе двух и более радиопомех, частоты которых не совпадают с частотами основного и побочных каналов приема ПРМ.

Обусловлена нелинейными эффектами преобразования колебаний двух и более помех в смесителе или в каскадах перед ним.

В цепях до смесителя – возникает при действии интенсивных радиопомех, амплитуды которых соответствуют нелинейному участку характеристики активного элемента и сигнала.

В результате биения fб = |m1fc + m2fп1 + m3fп2+ …|

Число и интенсивность зависят от степени нелинейности и амплитуд входных колебаний.

Если частоты преобразованных колебаний попадают в полосу пропускания ПРМ, будет происходить прием этого колебания.

Наиболее опасны помехи нечетных порядков 3: 2fп1fп2; 5: 3fп1 – 2fп2; 7: 4fп1 – 3fп2

Так как значения биений ближе к частоте настройки.

В смесителе аналогичные явления fб = |m1fc + m2fг + mifпi|

Условие возникновения

|m1fc + mifпi| |fcB/2 ; fc + B/2|

|m2fг + mifпi| |fпч – Bпч/2 ; fпч + Bпч/2| , m1, m2, … = 0, 1, 2, …

Коэффициент интермодуляции – отношение уровня радиопомехи, возникающей в результате интермодуляции в ПРМ, к уровню сигнала, соответствующего чувствительности ПРМ, определенных на выходе ПРМ.

, при Uc = Uпор 

Uвых(Uс + Uпi) и Uвых(Uс) – выходные напряжения при наличии и отсутствии помех; Uпор – входное напряжение, соответствующее чувствительности ПРМ.

Динамический диапазон интермодуляции – определяется отношением частотной избирательности по интермодуляции  в ПРМ при заданной частотной расстройке относительно основного канала приема к чувствительности ПРМ.

Уровень восприимчивости по интермодуляции определяется при заданной частотной отстройке мешающих сигналов, создающих интермодуляцию, относительно частоты основного канала приема и коэффициенте интермодуляции.

Характеристики частотной избирательности

Частотной избирательностью называют способность ПРМ выделить заданную полосу частот из спектра электромагнитных колебаний, поступающих на его вход.

Односигнальная избирательность – это частотная избирательность, определяемая отношением уровня сигнала на заданной частоте к его заданному уровню на частоте настройки при неизменном уровне сигнала на выходе радиоприемника и измеряемая посредством одного входного сигнала с уровнем, не вызывающим нелинейных эффектов в тракте приема.

Многосигнальная избирательность – частотная избирательность, определяемая отношением уровней одновременно поступающих на вход радиоприемника сигналов на одной или нескольких заданных частотах и частоте настойки радиоприемника при заданном отношении на его выходе суммарной мощности составляющих помехи к мощности полезного сигнала или при заданном изменении уровня полезного сигнала.

Рис.1. Характеристики избирательности радиоприемника.

На рис.1. представлено семейство кривых соответствующих различным уровням помех. 1,2 – односигнальная избирательность; 3 – 5 – многосигнальная избирательность.

При низком уровне нелинейные эффекты отсутствуют и ослабление действия помех в зависимости от частотной расстройки (кривая 5) почти повторяет кривую 1. При более интенсивных помехах их действие проявляется при больших частотных расстройках из-за явлений интермодуляции, блокирования, перекрестных искажений. Отсюда отклонение от 1 кривых 3,4.

Дальнейшие увеличение интенсивности кривые приближаются к кривой избирательности входных каскадов приемника (кривая 2).

Для упрощения оговаривается уровень сигнала и помех. При этом появляется однозначность характеристики частотной избирательности.

Например: Uп = 1 В; Uс = U чувствительности.

Рис. 2. Характеристики избирательности приемника: 1 – измеренная односигнальным методом; 2 – измеренная многосигнальным методом.

На рис.2. В3 и В60 – ширина полосы пропускания приемника, определенные на уровне 3 и 60 дБ. fп – частота помехи, fпоб – частота побочного канала приема, 2Δ fвн – полоса частот в которой возможны явления блокирования, перекрестных искажений и интермодуляции, 2Δ fск – полоса в которой контролируется ослабление приема по соседнему каналу. а – ослабление по соседнему каналу; б – динамический диапазон Dинт (Dблок, DПИ); в – уровень восприимчивости по побочному каналу.

Измерение динамического диапазона

Оговаривают частотную расстройку Δf равную минимальной разности частот для  использования РЭС. Уровень сигнала выбирают равной чувствительности приемника.

Критерий: влияние помехи – определенное значение коэффициента kбл, kПИ или kинт.

Находят уровень помехи при котором достигается оговоренное значение коэффициента. Отношение мощности помехи к мощности полезного сигнала есть динамический диапазон.

Избирательность по соседнему каналу – ослабление мешающего сигнала с учетом всех механизмов действия помех при частотной расстройке Δfск помехи относительно основного канала, равной стандартному частотному промежутку между РЭС, принятого в конкретной радиослужбе.

Модели частотной избирательности приемника

  1.  Простейшая модель по основному каналу – кусочно-линейная аппроксимация характеристики избирательности, измеренной одно или многосигнальным методом.

S(Δf) = S(Δfi) + Si lg 

где S(Δf) – избирательность приемника при отстройке Δf относительно центральной частоты в дБ; S(Δfi) и Si – ее значение на границе полосы частот Δfi и крутизна соответственно.

  1.  Модель избирательности по побочным каналам приема.

S(fп) = I lg  + J 

Где I и J – коэффициенты линейной аппроксимации частотной избирательности дБ.

Статистические данные

Частота, МГц

I, дБ/декада

J, дБ

σ, дБ

< 30

25

85

15

30 – 300

35

85

15

> 300

40

60

15

среднее

35

75

20

  1.  Грубая оценка

Частота, МГц

Δfвн/fc, %

σ, %

< 30

30

20

30 – 300

20

13

> 300

5

10

S(Δf) =

Δf – разность частот сигнала и помехи

Δfвн – полоса частот в которой возможно блокирование, перекрестные помехи или интермодуляция

Считается, что взаимодействие помехи из-за нелинейных эффектов маловероятно, если разность частот сигнала и помехи превышает Δfвн/2.

Если Δf < Δfвн/2 и разность между мощностью помехи и сигнала (на уровне чувствительности) не превышает динамический диапазон, то действие помехи маловероятно.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17662. Інтерференція поляризованих променів 63.33 KB
  Інтерференція поляризованих променів. Як відомо для інтерференції необхідною умовою є когерентність променів. А також із відомої формули для інтерференційного члена що враховує взаємодію пучків: видно що результат інтерференції лінійно поляризованих променів зале
17663. Інформаційні властивості оптичного зображення 21.59 KB
  Інформаційні властивості оптичного зображення. Потік інформації біт/с виражається формулою Шенона де I кількість інформації у бітах; смуга частот у якій передається інформація; Pc характеристика сигналу потужність в даному разі; Pm характеристика смуги мінімаль
17664. Квантова дисперсійна формула (порівняння з класичною) 24.1 KB
  Квантова дисперсійна формула порівняння з класичною Величини Nkкількості атомів kвласні частоти kкоефіцієнти згасання у класичній теорії дисперсії розглядаються як емпіричні сталі тобто ці величини визначаються з самої кривої дисперсії та положенням спектральн
17665. Класична теорія дисперсії 56.13 KB
  Класична теорія дисперсії. Припустимо що поле представляється плоскою хвилею Амплітуда поля змінюється від точки до точки отже електрон піддається дії поля різної амплітуди. Однак ми знехтуємо цією обставиною вважаючищо амплітуда коливань електрона мала в порі
17666. Комбінаційне розсіяння світла 30.54 KB
  Комбінаційне розсіяння світла. При спектральных исследованиях рассеяния света Мандельштам и Ландсберг обнаружили что каждая спектральная линия падающего света сопровождается появлением системы линий измененной частоты называемых сателлитами .Изменение длины волн
17667. Кристалооптика: трійка векторів 26.87 KB
  Кристалооптика: трійка векторів Кристалооптика – наука що вивчає проходження світла крізь кристали та інші анізотропні середовища. Більшість кристалів є анізотропними тобто їх властивості у різних напрямках не однакові. Пояснимо це явище. Фундаментальні рівняння Мак...
17668. Молекулярна і питома рефракція рівняння Клаузіуса-Мосотті 35.79 KB
  Молекулярна і питома рефракція: рівняння КлаузіусаМосотті Виведемо рівняння КлаузіусаМосотті: Помножимо на N матимемо: . Виразимо з рівності Р: а звідси скориставшись формулою можемо стверджувати що: . Підставимо цей вираз у формулу одержимо такі формули: з я
17669. Наближення дифракції Френеля і Фраунгофера в теорії дифракції 20.48 KB
  Наближення дифракції Френеля і Фраунгофера в теорії дифракції При вивченні дифракційних явищ в оптиці виникають деякі труднощі які не завжди мають точне розв’язання тому доводиться користуватися деякими наближеннями. Між дифракційними явищами Френеля та Фраунгофер
17670. Наближення Релея-Джинса і Віна формули Планка 16.21 KB
  Наближення РелеяДжинса і Віна формули Планка. Формула Планка: Наближення РелеяДжинса працює для малих частот або великих температур. Тобто виконується умова тоді можна розкласти експоненту в ряд: . Підставивши назад в формулу Планка отримаємо формулу РелеяДжинс