Перекрестная модуляция

Предположим, что полезный сигнал немодулирован, а помеха модулирована тоном с глубиной модуляции , т.е. колебанием вида:

Учитывая уравнение колебательной характеристики можем записать:

Тогда

Пусть . Тогда имеем:

Вывод: при воздействии модулированной помехи наряду с эффектом блокирования, определяемым вторым слагаемым, появляется новый эффект: модуляция сигнала тоном помехи – третье слагаемое. Эффект передачи модуляции от мешающей РЭС на полезный сигнал называется перекрестной модуляцией.

Т.о. при воздействии модулированной помехи имеют место одновременно эффект блокирования и эффект перекрестной модуляции (интермодуляции). Результирующий нелинейный эффект оценим коэффициентом перекрестных искажений:

В данном выражении амплитуда сигнала при наличии помехи и максимальных искажениях при

а при отсутствии помех

Тогда

Если несущая сигнала также будет промодулирована с частотой и глубиной модуляции , то коэффициент перекрестных искажений станет равным:

Физически коэффициент перекрестных искажений характеризует отношение амплитуды изменений первой гармоники выходного тока за счет помехи к амплитуде изменений первой гармоники выходного тока являющихся результатом полезной модуляции за счет сигнала.

Из выражений для следует, что перекрестные искажения, как и блокирование, зависят от параметра АЭ и амплитуды помехи на его входе. Для уменьшения перекрестных искажений необходимо выбирать АЭ и их режим работы т.о., чтобы отношение было минимальным. Уменьшение можно достигнуть повышением избирательности входного устройства и последующих избирательных систем, стоящих до входа анализируемого каскада.

Если известны допустимые значения , а также тип и режимы работы АЭ, т.е. определена величина , то можно определить допустимое напряжение помехи на входе АЭ:

Графически процесс перекрестной модуляции показан на рис.

Предположим вначале, что помеха немодулирована, т.е. . Тогда первая гармоника выходного тока также не имеет модуляции. Однако среднее значение за счет блокирования либо увеличивается , либо уменьшается . Затем предположим, что помеха промодулирована с глубиной модуляции . Это означает, что амплитуда помехи изменяется в пределах . В соответствии с этим будет меняться амплитуда первой гармоники тока на выходе усилительного прибора и, следовательно, напряжение на выходе. Другими словами, огибающая частоты сигнала будет изменяться в соответствии с законом изменения огибающей мешающей РЭС – перекрестная модуляция.

Интермодуляция

Рассмотрим случай воздействия на АЭ двух помех с частотами и , т.е. будем полагать

Найдем выходной ток АЭ:

Из этого выражения видно, что в составе выходного тока могут оказаться составляющие суммарной и разностной частот , удовлетворяющие условиям:

.

Помехи, разностная или суммарная частота которых окажется равной частоте настройки РЭС или частоте одного из побочных каналов , и др. могут оказать неблагоприятное воздействие на одновременно принимаемый сигнал в виде эффекта интермодуляции.

Рассмотрим частный случай воздействия на АЭ двух помех на частотах и , удовлетворяющих условию:

Если избирательная система РЭС настроена на частоту , то на нагрузке выделяются составляющие этой частоты, содержащиеся в слагаемом . Следовательно, составляющая частоты сигнала будет иметь амплитуду:

.

При одновременном воздействии сигнала и помех, составляющая частоты сигнала имеет амплитуду:

.

Если , то .

Эффект интермодуляции оценивается коэффициентом интермодуляции, под которым понимают относительное изменение амплитуды сигнала под воздействием помех, комбинационные составляющие которых дают частоту сигнала или побочного канала:

.

.

Из данного выражения следует, что для уменьшения эффекта интермодуляции вида важно выбирать АЭ у которых .

Эффект интермодуляции будет сказываться меньше, если амплитуды помех будут малыми по сравнению с амплитудой . Уменьшение амплитуд возможно путем повышения избирательности предыдущих каскадов до входа АЭ.

Допустимые значения напряжения помех определяются при условии равенства в предположении, что нормирована величина и выбран АЭ и его режим работы, при котором параметр . Тогда

.

Для оценки опасности интермодуляционных искажений следует определить возможные частоты помеховых сигналов и установить реальные соотношения между уровнями сигнала и помех:

либо нормированная величина

В случае приема узкополосных сигналов, если , то можно пользоваться следующим выражением:

.

Целесообразно рассмотреть следующие случаи и построить номограммы:

1) 2) 3)

Поиск по сайту: