2015-01-30
2030
ПОБУДОВА СХЕМ РАДІОПРИЙМАЧІВ
Лекція №29 Завадостійкість радіоприймальних пристроїв.
План
1. Класифікація і характеристики завад.
2. Способи захисту радіоприймача від дії завад.
ЛІТЕРАТУРА
1. Головин О.В. Радиоприемные устройства. М. Высшая школа, 1987, §14.1, §14.2
2. Уваров Р.В., Хиленко В.И. Радиоприемные устройства. М. Радио и связь, 1989, §9.1, §9.2
Завадою називається будь-яка стороння дія на РПП|, що не відноситься до корисного сигналу і перешкоджаюче його правильному прийому. Завади реального каналу зв'язку можна підрозділити на зовнішні і внутрішні. Зовнішні завади можна підрозділити на природні і штучні. Природні завади створюються електромагнітними процесами в земній атмосфері. Могутнім джерелом завад є|з'являється,являється| космос і тропосфера. Штучні завади можуть створюватися численними|багаточисельними| промисловими установками (індустріальні завади), а також в результаті|унаслідок,внаслідок| випромінювань сторонніх радіостанцій (ненавмисні і спеціально організовані завади) і т.д. Внутрішні завади в основному обумовлені внутрішніми шумами радіоприймача.
|
|
|
При дослідженні завадостійкості радіоприйому реально діючі завади замінюють спрощеними моделями, що відображають|відбивають| найбільш типові і найбільш вірогідні види завад. Використання таких моделей дає можливість|спроможність| провести теоретичну оцінку впливу завад на прийом радіосигналів.
Більшість завад, що діють в реальному каналі зв'язку, можна представити|уявити| за допомогою чотирьох моделей: зосередженої, імпульсної, квазіімпульсної і флуктуаційної.
Зосереджені завади. Під зосередженою розуміють заваду, частотний спектр якої знаходиться|перебуває| у вузькій смузі частот. Звичайно ширина спектру такої завади співмірна| або навіть вужча смуги частот корисного сигналу. В основному зосереджені завади обумовлені сигналами сторонніх радіостанцій. Крім того, вони можуть створюватися різними радіочастотними генераторами, вживаними у виробничій технології, а також виникати в самому приймачі (комбінаційні завади, перехідні завади в багатоканальному зв'язку і т. д.).
Зосереджені завади можна розділити (рис. 1.5 Л.1) на внутрішньосмугові|, що потрапляють|попадають| в смугу пропускання приймача, і позасмугові| завади. Внутрішньосмугові завади можуть виникати як в самому приймачі, так і потрапляти|попадати| на його вхід ззовні. Поза смугові зосереджені завади — це в основному сигнали сторонніх радіостанцій. Умови розповсюдження|поширення| зосереджених завад і корисних сигналів близькі між собою, тому статистичні характеристики таких завад подібні характеристикам корисного сигналу і залежать від конкретних умов зв'язку.
|
|
|
Імпульсні завади (ІЗ|). Такі завади є неперіодичною послідовністю одиночних імпульсів. Її характерною|вдача| особливістю є|з'являється,являється| широкий частотний спектр. Часовий інтервал між імпульсами перешкод такий, що перехідні процеси, викликані|спричинені| в приймачі окремими імпульсами, не перекриваються. Тривалість імпульсних перешкод 10-5—10-8 с|із|. Створюються вони в основному промисловими і атмосферними джерелами. Джерелом атмосферних завад є|з'являються,являються| грози. Струм|тік| при грозовому розряді є|з'являється,являється| аперіодичним або швидкозатухаючим| коливальним процесом тривалістю від 0,1 до 3 мс. Існують довідкові дані про розподіл рівня атмосферних завад по земній кулі для чотирьох пір року і для інтервалів часу усередині доби. На частотах вище 20 Мгц атмосферні завади близькі до флуктуаційних|, а в нижній частині|частці| KХ-діапазону мають в більшій мірі імпульсний характер. Атмосферні завади на коротких трасах більш помітні. У літні місяці середні рівні атмосферних завад можуть наблизитися до рівня завад від сусідніх станцій.
Під дією імпульсної завади в приймачі виникає перехідний процес. Заваду можна розглядати|розглядувати| як ударну дію (рис. 29.1, а), а радіотракт приймача — як коливальну систему, на виході якої під дією завади з'являється|появляється| високочастотний імпульс (рис. 29.1,6) тривалістю τ, де τ — постійна часу радіотракту приймача. Якщо перехідні процеси на виході радіотракту при дії імпульсів завад перекриваються, то завади вже не можна вважати|лічити| імпульсними. Імпульсна завада може мати будь-яку форму. При дослідженні часто вибирають імпульсну заваду (рис. 29.2, а) виду еА| =Uвх = Uoe-at, де| а -коефіцієнт, що характеризує швидкість спаду напруги|напруження| завади. Спектральна щільність імпульсної завади згідно перетворенню Фур’є 
|із|; після|потім| підстановки Uвх(t) в цей вираз і інтегрування|| одержимо|отримаємо| 
|із|. Модуль і фаза спектральної щільності імпульсної завади (рис. 14.2, б, в)
|із||із|. (29.1)
Згідно (29.1) спектр одиночної імпульсної завади має безперервний характер|вдачу| (рис. 29.2,6). На яку б частоту не був налаштований радіотракт, частина|частка| спектральних складових завади потрапляє|попадає| в його смугу пропускання. Чим менший час дії завади τі|, тобто чим більше коефіцієнт а, тим спектр більш рівномірний по частоті. В межах смуги пропускання радіотракту спектральну щільність завади можна вважати постійною і рівною S(ω0), де ω0 резонансна кутова частота радіотракту.
|
Рисунок 29.1 Рисунок 29.2
Квазіімпульсні завади характеризуються тим, що нестаціонарні процеси від окремих імпульсів частково накладаються один на одного.
Флуктуаційні завади (ФЗ|). Ці завади завжди присутні в реальних радіопристроях|устроях| у вигляді теплових шумів і шумів електронних приладів. Сумарна напруга|напруження| будь-яких завад від різних джерел також часто має характер|вдачу| флуктуаційної завади. Так, результуюча завада при дії багатьох імпульсних завад є|з'являється,являється| флуктуаційним шумом. Флуктуаційний характер|вдачу| можуть мати зосереджені завади, коли одночасно працює багато станцій. Деякі промислові установки, а також станції навмисних|умисних| завад можуть служити причинами флуктуаційних дій. Космічні завади, а також багато видів атмосферних завад мають флуктуаційний характер|вдачу|. Ряд|лава,низка| завад при проходженні через радіоприймач нормалізуються і набувають властивостей нормальної флуктуаційної завади.
Під флуктуаційною завадою звичайно розуміють безперервний в часі випадковий процес з|із| нормальним розподілом миттєвих значень і нульовим середнім значенням. У багатьох випадках нормальна флуктуаційна завада має рівномірний спектр в дуже широкій смузі частот. Таку заваду називають білим шумом. Проте|однак| більшість лінійних радіотехнічних систем є|з'являються,являються| вузькосмуговими|. Енергетичний спектр флуктуаційної завади на виході вузькосмугового| лінійного кола|цепу| також вузькосмуговий| і визначається формою частотної характеристики системи. В цьому випадку флуктуаційну заваду можна представити|уявити| у вигляді синусоїдального коливання із|із| випадково і порівняно поволі|повільно| змінною амплітудою Un і фазою θП.
|
|
|
По характеру|вдачі| взаємодії з|із| сигналом завади діляться на аддитивні і мультиплікативні. При аддитивній заваді результуюче коливання утворюється при сумуванні сигналу і завади. При мультиплікативній заваді результуюче коливання утворюється при перемножуванні сигналу і завади.
Висновки|виведення|. 1. По властивостях завади діляться на зосереджені, імпульсні і флуктуаційні. Часовий інтервал між імпульсними завадами такий, що перехідні процеси, викликані|спричинені| в приймачі окремими імпульсами, не перекриваються.
2.Флуктуаційну заваду можна розглядати|розглядувати| як послідовність
імпульсів, наступних|слідуючих| один за одним так швидко, що перехідні процеси в
РПП| від кожного імпульсу перекриваються. Така завада є|з'являється,являється| безперервним в часі випадковим процесом.
3.Аддитивна завада сумується з|із| сигналом, мультиплікативна — перемножується.
Поняття про завадостійкість РПП|
Здатність|здібність| приймача забезпечувати прийом повідомлень|сполучень| в умовах дії завад називається завадостійкістю. Якщо передається повідомлення|сполучення| Uс|(t), то через дію завад на виході приймача відтворюється напруга|напруження| Uс+п|(t), що відрізняється від Uc(t). Для оцінки ступеня|міри| невідповідності відтвореної приймачем напруги|напруження| Uc+n(t) переданому повідомленню|сполученню| Uс|(t) вводиться|запроваджується| поняття вірності прийому що є кількісною мірою завадостійкості|з'являється,являється|. Якщо повідомлення|сполучення| аналогове, то помилка при прийомі повідомлення|сполучення|, обумовлена тільки|лише| дією перешкод, ΔХ = uc+ri (t) — Uс|(t), де ΔХ — функція часу. Відомо, що, як правило, середнє значення цієї помилки рівне нулю. Тому використовують середньоквадратичне значення помилки 
. Вірність прийому повідомлення|сполучення| залежить як від виду завад, так і від виду повідомлення|сполучення|, що приймається. Якщо повідомлення|сполучення| дискретні (наприклад, сигнали телеграфного зв'язку), то вірність їх прийому оцінюється вірогідністю|ймовірністю| правильного прийому
|
|
|
при N → ∞| або вірогідністю|ймовірністю| помилкового прийому
ПРИ N → ∞ де| N — загальне|спільне| число переданих
посилок|посилань|; Nnpaв, Nп — число правильно і помилково прийнятих посилок|посилань|.
Максимально можлива вірність прийому за заданих умов визначає потенційну завадостійкість прийому повідомлень|сполучень|. Теорія потенційної завадостійкості розроблена радянським ученим В. А. Котельниковим. Потенційна завадостійкість показує, до якої межі можна покращувати завадостійкість приймача; реалізувати завадостійкість вище за потенційну неможливо, оскільки|тому що| є завади, від яких при прийомі не можна звільнитися|визволитися| повністю (флуктуаційні завади). Кількісно завадостійкість звичайно оцінюють рівнем завади при заданому рівні сигналу в антені (або навпаки), при якому повідомлення|сполучення| відтворюється з|із| необхідною вірністю.
Завадостійкість виготовленого приймача називається реальною. Реальна завадостійкість завжди гірша за потенційну. Це пов'язано з тим, що звичайно не вдається створити в приймачі каскади з|із| ідеальними характеристиками і нешумлячі каскади з|із| постійними в часі характеристиками. Тому можна розробити схему приймача з|із| потенційною завадостійкістю, проте|однак| після|потім| її реалізації завадостійкість цього РПП| завжди менша за потенційну.
Висновки|виведення|. 1. Завадостійкість приймача характеризує його здатність забезпечити прийом повідомлення|сполучення| в умовах дії завад.
2. У приймачі з|із| максимально можливою вірністю повідомлення|сполучення|, що приймається, за заданих умов прийому реалізується потенційна завадостійкість. Завадостійкість реального приймача завжди гірша за потенційну.
Методи боротьби з|із| завадами в РПП|
Методи боротьби з|із| завадами засновані на використанні відмінностей характеристик сигналу і завад. Відмінність в частотних спектрах (див. рис. 1.5.Л.1) дозволяє відокремити|відділити| сигнал від завад за допомогою частотно-селективних кіл|цепів|. Частотна селекція забезпечує придушення позасмугової завади. Якщо завада має широкий в порівнянні з сигналом спектр, який накладається на спектр сигналу, то частотна селекція, не пригнічуючи|придушуючи| повністю заваду, дозволяє істотно|суттєво| її ослабити. Відмінність у фазах сигналу і завади використовується в пристроях|устроях| придушення завад, що реагують на фазу коливань. Фазова селекція здійснюється, наприклад, в синхронному амплітудному детекторі. Відмінність в амплітудах сигналу і завад лежить в основі методу боротьби з|із| завадами за допомогою пристроїв|устроїв|, що володіють амплітудною селективністю. Більшість нелінійних пристроїв|устроїв| (АД, ЧД|, АО і т. д.) володіють здатністю|здібністю| змінювати|зраджувати| відношення|ставлення| сигнал/завада. Відмінність в напрямах|направленнях| приходу|прибутку| сигналу і завади використовується в пристроях|устроях|, що володіють просторовою селективністю. Цей спосіб боротьби з|із| завадами реалізується за допомогою направлених|спрямованих| антен. Найбільший ефект в боротьбі з|із| завадами дають методи, що використовують одночасно декілька відмінностей в характеристиках сигналу і завад.
Висновки|виведення|. 1. Методи боротьби з|із| завадами засновані на використанні відмінностей в характеристиках сигналу і завад.
2. Найбільше розповсюдження|поширення| знайшли частотна, фазова, амплітудна і просторова селекції.
Лекція №30 Радіоприймачі звукового мовлення. Радіоприймачі магістрального радіозв’язку.
План
1. Класифікація РПП ЗМ.
2. Особливості схем РПП ЗМ.
3. Узагальнена схема МПП.
4. Розподіл по класах, класи випромінювань.
ЛІТЕРАТУРА
1. Головин О.В. Радиоприемные устройства. М. Высшая школа, 1987, §17.1, §17.2
2. Уваров Р.В., Хиленко В.И. Радиоприемные устройства. М. Радио и связь, 1989, §10.1- §10.4
