книги / Методы помехоустойчивого приема ЧМ и ФМ сигналов

обеспечивалась максимальная компрессия спектра сиг­ нала в узкополосном фильтре СГ. Экспериментальная пороговая зависимость этого демодулятора в телефон­ ном ка-нале с поднесущей .Рк=14 кГц показана на рис. 3 (кривая 2). Для сравнения на том же рисунке пред­

ставлены расчетные (3) и экспериментальные (4) кри­ вые для стандартного 4M демодулятора с шумовой по­

сравнению со стандартным 4M демодулятором состав­ ляет 8,5 дБ при отношении полос А/швх/д/шф== 6,5 дБ. Важно отметить, что в точке с нулевым измерительным уровнем псофометрического с предыскажениями мощ­ ность переходного шума, вносимого СГ в тракт демоду­ лятора и измеренная в верхнем телефонном канале с подиесущсй FK=256 кГц при Д /к = 100 кГц и Рср=9 дБ,

не превышала 1000 пВт. При этом сдвиг точки наступ­ ления порога для кривой 2 не превышал 1 дБ.

Для данного демодулятора с СГ при А}шпх = 7 МГц

был произведен расчет зависимости числа скачков от величины т3. Так, при т3=0,7 Т по сравнению со слу­ чаем т =Т получилось незначительное увеличение чис­

ла скачков, приводящее к изменению отношения сигнал/шум на выходе демодулятора (в телефонном кана­ ле) не более чем на 2 дБ.

На рис. 3 приведены еще две кривые, представляю­ щие интерес. Рассчитанная по методу [5] кривая 5 по­

мехозащищенности 4M демодулятора с входным полосо­ вым фильтром, имеющим шумовую полосу Affix =

1,57 МГц, т. е. равную полосе узкополосного фильтра

Экспериментально была также проверена зависи­ мость отношения сигнал/шум в канале на выходе де­ модулятора с СГ от величины входной полосы Д/швх при фиксированной ширине шумовой полосы фильтра СГ, равной 1,57 МГц. Были измерены пороговые зависи­ мости 4M демодулятора с СГ при полосах преселектора 4,9; 12,7 МГц (Д/шв/ Д/Шф = 9,1 дБ). При более широ­ кой полосе на входе точка наступления порога смещает-

си примерно на 1 дБ, а отношение спгнал/шум в канале (в подпороговой области) — на 5 дБ; Как видно из гра­ фиков (рис. 2 ), результаты расчета хорошо согласуют­

ся с этими экспериментальными данными.

Ю. В. САВИНОВ

КИССЛЕДОВАНИЮ ПРОЦЕССА СЛЕЖЕНИЯ

ВДЕМОДУЛЯТОРАХ 4M СИГНАЛОВ С ОБРАТНОЙ

СВЯЗЬЮ ПО ЧАСТОТЕ

Приводится приближенный ‘ метод расчета дискриминационных характеристик демодуляторов 4M сигналов с обратной связью по частоте. Рассматривается влияние амплитудного детектирования в ЧД на процесс слежения и пороговый механизм.

Следящие свойства и пороговый механизм демодуля­ торов 4M сигналов с обратной связью по частоте i(OC4), как ранее было показано в [1 ], существенно за­

висят от их дискриминационных характеристик. Анализ, проведенный в [1 ], основывался иа представлении дис­

криминационных характеристик как характеристик иде­ ального ЧД с линейным участком, ограниченным из-за ослабления сигнала на скатах фильтра промежуточной

где B(pi), В(р2 ) — множители, учитывающие амплитуд­

ное детектирование в ЧД;

— отношения несущая/шум на входе амплитудных детекторов; р — отношение несущая/шум в ФПЧ при А/=0. Рассмотрим случай, когда управляющим сигна­ лом в цепи обратной связи является приращение посто­ янной составляющей на выходе ЧД, а в качестве ампли­ тудных детекторов используются безынерционные однополупериодпые детекторы с характеристикой v-степени. Из анализа преобразования нормального шума и сигна­ ла ( 1 ) в нелинейных элементах, проведенного в [3], сле­ дует, что при v= 1

(6)

Blы = ~ Т 7 ^ е "" ['11'■+ |? , ) ( " 2 )'+|р‘/ ' { \ )

где / 0 (г), / , (г ) — функции Бесселя мнимого аргумента

нулевого и первого порядков.

Bh и их зависимость от р. Величина Bh в надпороговой

области и вблизи порога должна превышать девиацию частоты Afm с некоторым запасом, учитывающим

флуктуации частоты суммы сигнала и шума на входе

том, что рабочий участок динамической характеристики

Необходимо отметить, что шум, прошедший по цепи обратной связи, вызывает случайную расстройку ЧМГ, в результате, около границ Вт и Bh появляются не­

устойчивые зоны, ширина которых увеличивается с уменьшением отношения сигнал/шум на входе демоду­ лятора. Аналогичное явление в системах АПЧ отмечено

В [2].

Замечания о пороговом механизме. Представим сум­ му 4M сигнала s(/) и нормального шума п(4) на входе

демодулятора следующим образом:

Физическая картина пороговых явлений в демодулято­ рах с ОС4 при воздействии сигнала v(t) рассматрива­

лась во многих работах [1, 4—9 и др.]. В [4] эксперимен­ тальным путем установлено, что при немодулированной несущей ф ( / ) = 0 « глубокой обратной связи пороговые

импульсы появляются на выходе демодулятора, когда отношение несущая/шум р в полосе В составляет при­ мерно 6 ,8 дБ. Как показано в [7], порог обратной связи

возникает в результате отслеживания перескоков фазы

Ф на ±2я. Модуляция несущей может привести к генёрации пороговых импульсов непосредственно в демоду­ ляторе [1, 6 , 9]. В [9] предполагается, что это явление

происходит, когда на входе демодулятора возникают знакопеременные выбросы мгновенной частоты (дубле­ ты) сигнала v(t) и провалы г(1) вызывают сужение по­

лосы удержания.

Физическое представление о пороговом механизме демодуляторов с ОСЧ можно расширить, если учесть, что сужение полосы удержания Bh зависит, как показа­

но выше, от амплитудного детектирования суммы сигна­ ла и шума в ЧД и связанного с ним подавления сигна­ ла шумом. Из (6 ) следует, что провалы огибающей r(t)

и соответственно изменение мгновенного отношения сигнал/шум на входе амплитудных детекторов ЧД вызыва­ ют существенное сокращение ВА по сравнению с ее зна­

чением в надпороговом режиме. Необходимо отметить, что ограничитель в цепи обратной связи не может устра­ нить глубокие провалы /*(/), так как при слабом сигна­ ле подавление его шумом происходит и в ограничителе.

цессе обратного вхождения в синхронизм в момент до­ стижения сот границы полосы захвата могут возникнуть пороговые импульсы. Это явление характерно для 4 M

оигналов, так как при немодулированной несущей наи­ более вероятно, что ее мгновенная частота после окон­

длительность выбросов должна превышать время за­ держки сигналов в цепи обратной связи. Так как в надпороговой области и вблизи порога эти условия обычно не выполняются, то выбросы подавляются. При немоду­ лированной несущей и отношении несущая/шум ро< < 6 дБ, т. е. в области порога и ниже, величина фр в

фильтре с прямоугольной частотной характеристикой и полосой В0 равна приблизительно удвоенному радиусу инерции шума [6 ]. Таким образом, если предположить,

iiTO частотная характеристика замкнутой цепи обратной

ванной несущей зависит от вида модулирующего коле­ бания и девиации частоты в момент перескока <р н а± 2 л.

КI = З Д 0 [10j, Т . е. | <Рр 1 —ЗВ1г

Следовательно, отслеживание частотных выбросов маловероятно. Когда модулирующее колебание более сложное, например, речевой сигнал, то число отслежива­ емых и создаваемых демодулятором пороговых импуль­ сов непрерывно изменяется. Наибольшее снижение по­ рога будет достигаться для сигналов, мгновенная часто­ та которых меньшую часть времени превышает полосу захвата. Как и в предыдущем случае, размыкание цепи обратной связи возможно, если S > S Kp. При этом по­ давление перескоков или их появление при вхождении демодулятора в синхронизм зависит от положения мгно­ венной частоты (от относительно границы полосы захва­ та в момент окончания провала /*(/). Здесь, ло-видимо- му, имеется аналогия с процессом отслеживания и воз­ никновения перескоков в системах ФАПЧ [11].

В заключение отметим, что явление подавления сиг­ нала шумом в амплитудных детекторах ЧД существен­ но снижает помехоустойчивость демодулятора в подпо­ роговом режиме.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Davis В. R. Factors Affecting the Threshold of Feedback FM Detectors.—„IEEE Trans.", 1964, v. SET-10, № 3.

2.Белкин А. П. Действие флуктуациониой помехи на дискри­ минатор и систему автоматической подстройки частоты. — «Радио­

техника», 1958, № 9.

3. Миддлтон Д. Введение в статистическую теорию связи. М.,

Loop.—„IEEE Trans.11, 1968, v. COM-16, № 2.