Радиотелеметрические системы с временным разделением каналов (стр. 2 из 4)

модуляция искажение коммутация синхронизация сигнал

Рисунок 12

Для ВИМ выражения для последовательности импульсов имеет вид

, ( 7)

где

, . Различают ФИМ первого и второго рода.

Для ВИМ первого рода

, т.е. временной сдвиг импульсов пропорционален значению модулирующей функции в момент появления этого же импульса.

Для ВИМ второго рода

, т.е. временной сдвиг импульсов пропорционален значению в тактовых точках. Различия между ФИМ-1 и ФИМ2 при становятся несущественными.

Определим спектр ФИМ-1, полагая что

(рисунок 13).

Рисунок 13

Спектр ФИМ-1 состоит из:

-постоянной составляющей;

-полезной составляющей на частоте

;

-составляющих с частотой

;

-составляющих с частотами

.

Частотные составляющие спектров ШИМ-1 и ВИМ-1 совпадают, но амплитуды полезных составляющих зависят от индекса модуляции и очень малы.

Амплитуда полезной составляющей определяется выражением:

( 8)

При

, и амплитуде полезной составляющей на выходе ФНЧ в этом случае равна , т.е. зависит от частоты модуляции.

Следовательно, демодуляция ВИМ-1 с помощью ФНЧ сопровождается завалом нижних и подъемом верхних модулирующих частот. Демодуляция ВИМ с помощью ФНЧ на практике не используется. Чтобы уменьшить искажения и увеличить уровень полезной составляющей на выходе демодулятора при демодуляции ВИМ применяются преобразования ВИМ в ШИМ или ВИМ в АИМ.

Рассмотрим преобразование ВИМ в ОШИМ с помощью триггера (рисунок 14), где

- сигнал в тактовых точках, - сигнал ВИМ, - сигнал на выходе триггера.

Рисунок 14

Преобразование ВИМ в АИМ (рисунок 15).

Рисунок 15

Рисунок 16

Демодулятор ВИМ имеет вид, приведенный на рисунке 17, где ПР – преобразователь.

Рисунок 17

Глава 2 Переходные искажения в системах ВРК

Переходные искажения появляются в результате переходных процессов, которые сопровождаются появлением или исчезновением импульсных сигналов в многоканальных системах.

Причиной появления переходных искажений является недостаточно широкая полоса пропускания тракта радиолинии. Различают помехи первого рода, возникающие вследствие искажений спектра группового сигнала в области высоких частот (ВЧ) и помехи второго рода, возникающие из-за искажений спектра группового сигнала в области нижних частот (НЧ). Искажения первого рода возникают из-за завала ВЧ составляющих спектра в тракте радиолиний. Искажения второго рода возникают в передающей аппаратуре до модулятора несущей и в приемной (видеоусилителе) в области модулирующих частот.

2.1 Переходные искажения второго рода

Возникновение помех второго рода обусловлено нелинейностью АЧХ и ФЧХ видеоусилителя общего тракта в полосе, которую занимает спектр модулирующих частот. Полагаем, что на входе видеоусилителя с характеристикой

подана последовательность импульсов n каналов, и в одном канале осуществляется АИМ (рисунок 18).

Рисунок 18

Нелинейность АЧХ и ФЧХ видеоусисилителя приводит к уменьшению полезной составляющей на

, а ее фаза сдвигается на угол , что отображено на векторной диаграмме (рисунок 19).

Рисунок 19

Из анализа векторной диаграммы следует, что в состав спектров немодулируемых последовательностей как бы вводится дополнительная составляющая на частоте

с амплитудой и уменьшается амплитуда полезной составляющей в спектре модулируемого сигнала (рисунок 20).

Рисунок 20

Сигнал на выходе i-го временного селектора без искажений имеет вид:

, ( 9)

.

Групповой сигнал при искажениях второго рода описывается выражением:

. ( 10)

Если модуляция импульсов осуществляется во всех N каналах, то из векторной диаграммы следует, что:

. ( 11)

Тогда сигнал на выходе временного селектора равен:

. ( 12)

Для демодуляции АИМ используют ФНЧ. Сигнал на выходе ФНЧ при

равен:

. ( 13)

Оценим переходные искажения коэффициентом

:

, ( 14)

где

- мощность сигнала i-го канала , а мощность помехи равна:

. ( 15)

При условии, что коэффициенты модуляции

во всех N каналах одинаковы, формула для коэффициента переходных искажений имеет вид:

. ( 16)

Если

, а расстояние между циклами ,то:

. ( 17)

Введем понятие среднего коэффициента искажений

:

. ( 18)

В этом случае:

. ( 19)

Таким образом, при N >> 2 ,

. Таким образом, при увеличении N уменьшается и падает мощность помех .

Основным способом устранения НЧ искажений является применение фиксатора уровня (рисунок 21):

Рисунок 21

Постоянная времени фиксатора уровня канала связи выбирается достаточно большой, но такой величины, чтобы напряжение на емкости успевало отслеживать заваленные НЧ спектра АИМ.

Переходные помехи 2-го рода действуют сильнее на АИМ и менее на ШИМ и ВИМ. Если используются ШИМ и ВИМ, то для уменьшения помех 2-го рода применяют ограничитель.