Викривлення в системах з ВРК

Виникаючі в системах з ВРК викривлення, на відміну від дії шумів і завад, називаються залежними викривленнями, і підрозділяються на модуляційні, демодуляційні та перехресні, або перехідні.

Модуляційні та демодуляційні викривлення за своєю природою тісно пов'язані між собою, і тому їх звичайно розглядають сумісно. Вони виникають в тій частині тракту, де присутні канальні сигнали. Ці викривлення розраховуються незалежно від того, чи маємо ми справу з багатоканальною або одноканальною системою. Розрізняють лінійні та нелінійні викривлення. Лінійними, або частотними, викривленнями називається порушення співвідношень амплітуд різних складових спектра в процесі передачі сигналу по системі зв'язку. Крім загальновідомої причини — нерівномірності амплітудно-частотнх характеристик канального модулятора і демодулятора, в системах, де в якості передавача інформації використовується послідовність імпульсів, причиною лінійних викривлень може також бути нерівномірність спектральної щільності імпульсів в межах полоси передаючих частот (рис. 9.14).

│Ф(Ω)│

Ω

0 Ω_в 2π/τ 4π/τ

Рисунок 9.14 – Залежність спектральної густини імпульсної послідовності від частоти.

Вказана нерівномірність стає істотною, якщо верхня частота модуляції співмірна з ефективною полосою частот, що займається іпульсами-переносчиками. Під ефективною полосою частот розуміється полоса, в яку вкладається перший пелюсток огинаючої спектра імпульсної послідовності. Довжину цього пелюстка в свою чергу визначає тривалість імпульсів послідовності. Лінійні (частотні) викривлення, незалежно від причини їх виникнення, можуть бути компенсовані відповідним підбором форми амплітудно-частотних характеристик канального модулятора, демодулятора або низькочастотного тракту.

Нелінійними викривленнями прийнято називати такі зміни форми сигналу, які в плані спектрального аналізу відповідають появі нових частотних складових в спектрі сигналу, що передається. Для систем з ВРК характерні в цьому відношенні так звані комбінаційні викривлення, виникаючі через недосконале виділення корисної складової спектра в процесі демодуляції. Оцінюючи виникаючі викривлення відношенням потужностей сигнал/завада з врахуванням виразів спектрального складу сигналу при імпульсній модуляції (формули (6.42), (6.53), (6.61), (6.69)), одержуємо

, (9.30)

де К_д(Ω) — коефіцієнт підсилення демодулятора;

Ω — біжуче значення кутової частоти.

Модуляційні та демодуляційні викривлення у всіх випадках імпульсних модуляцій збільшуються з ростом верхньої частоти модуляції і з зменшенням коефіцієнта слідування імпульсів, який розраховується за формулою

. (9.31)

Коефіцієнт слідування імпульсів показує, скільки імпульсів (передач) виконується за час, відповідний одному періоду верхньої частоти інформаційного сигналу.

Згідно теореми Котельникова, допустиме будь-яке μ більше 2. Його збільшення, зменшуючи викривлення, тягне за собою розширення полоси частот, що займає сигнал, т.б. вимагає розширення каналу. Практично μ вибирається в межах від 3.5 до 4.

Для перехресних викривлень характерно те, що вони можливі тільки в багатоканальних системах. Вони породжуються перехідними процесами, які супроводжують проходження імпульсів по системі зв'язку і тягнуть за собою взаємну дію каналів, об'єднаних в багатоканальну систему. Перехресні викривлення першого роду виникають при взаємній накладці імпульсів сусідніх каналів (рис. 9.15). Накладка, в свою чергу, виникає через обумовлених перехідними процесами викривлень форми імпульсів. Дія попереднього імпульсу на наступний зводиться до приросту амплітуди останнього і паразитного зсуву його переднього та заднього фронтів. Такі викривлення можливі при достатньо малому часовому інтервалі між імпульсами сусідніх каналів та обмеженості полоси пропускання загального тракту. При АІМ вирішальним являється приріст амплітуди імпульсів, при ШІМ,ФІМ та ЧІМ викривлення виникають через зсув фронтів імпульсів.

При модуляції паразитні прирости амплітуд і зсуви фронтів міняються від імпульсу до імпульсу у відповідності з значеннями модулюючої напруги в каналах. Це породжує так звані перехресні розмови, т.б. таке положення, коли повідомлення, що передається по одному каналу, прослуховується в сусідньому. Найбільш точний спосіб оцінки викривлень — статистичний метод. Для його здійснення необхідно виходити з статистичних характеристик напруг в каналах. Вважаючи на складність вказаного прийому часто обмежуються оцінкою максимально можливого впливу попереднього каналу на наступний.

Рисунок 9.15 – Утворення перехресних викривлень першого роду

Перехресні викривлення другого роду обумовлені нелінійністю амплітудної та фазової характеристик відеопідсилювача загального тракту в смузі, яку займає спектр модулюючих частот. Якщо припустити, що сигнал модульований тільки в одному каналі, то відповідна модуляції спектральна компонента виявляється зміненою за величиною і зсунутою по фазі. Якщо так, то представляється можливим розглядати описаний результат (викривлений вектор) як векторну суму декількох складових (рис. 9.16). Зсув фази ніби вводить різницю сигналу в часі, який відведений для інших каналів. В результаті перехресних викривлень другого роду фронти імпульсів розтягуються, а нульова лінія немодульованих послідовностей імпульсів викривлюється (рис. 9.17).

Рисунок 9.16 – Векторна діаграма напруг — вихідного К(Ω)U_Ω, ідеального K₀U_Ω та викривлення ΔU

F(t)

a)

t

1 2 3 1 2 3 1 2

f(t)

б) ΔU_Ω

t

f(t)

U_0мін U_0макс

t

Рисунок 9.17 – Виникнення перехресних викривлень другого роду

Якщо у випадку АІМ застосовується обмеження по мінімуму, то паразитній модуляції підлягають всі канали системи. У випадку ШІМ, ФІМ та ЧІМ використання імпульсів ідеально прямокутної форми і двостороннього обмеження дозволило б повністю виключити перехресні викривлення другого роду. Однак ідеально прямокутна форма імпульсів недосяжна. Викривлення другого роду особливо сильні у тих випадках, коли інтенсивність корисної складової в спектрі імпульсно-модульованого сигналу велика, т.б. при АІМ та ШІМ. У випадку ФІМ та ЧІМ положення значно краще. Завади другого роду небезпечніші завад першого роду в тому сенсі, що вони поражають всі канали системи одночасно. Самий реальний шлях зменшення цих викривлень — корекція завала частотної характеристики відеотракту в області нижніх частот.

Поиск по сайту: