Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров (стр. 2 из 4)

Рисунок 5

, ( 17)

где

- дисперсия процесса . Дисперсия процесса при амплитудной модуляции поднесущих с , как следует из формулы ( 4), равна

. ( 18)

В случае частотной модуляции поднесущих дисперсия равна

. ( 19)

Определим вероятность перегрузки

( 20)

где

- интервал вероятностей (функция Лапласа), , .

Для РТМ систем общего назначения в случае перегрузки с вероятностью

( ).

Тогда задаваясь уровнем

определим уровни поднесущих колебаний в случае АМ

, ( 21)

и в случае ЧМ

. ( 22)

3. Причины появления искажений в ТМ системах с ЧРК

3.1 Вводные замечания

В РТМ системах с ЧРК возможны следующие виды искажений передаваемых сообщений:

искажения, появляющиеся из-за внутренних флюктуационных шумов;

переходные (линейные) искажения;

перекрестные (нелинейные) искажения.

Линейные искажения при попадании в полосу пропускания одного канала сигналов соседних каналов. Они обусловлены недостаточной селективностью реальных полосовых канальных фильтров.

Нелинейные искажения возникают из-за наличия нелинейных элементов в групповом тракте и образования при этом множества комбинационных частот.

3.2 Переходные искажения (линейные)

Сложение полезного сигнала с помехой в виде части сигналов соседних каналов приводит к его искажению (рисунок 6).

Рисунок 6

Оценим влияние только одного (n-1) канала. Полагаем, что модуляция поднесущих отсутствует и начальные фазы сигналов в k-м и (k-1)-м каналах

. Тогда напряжение в k-мканале равно

( 23)

Определим ошибку, вызванную переходными искажениями, при условии, что регистрация сигнала осуществляется безынерционными приборами.

( 24)

Где

Тогда относительная ошибка равна

. ( 25)

Из выражения следует, что даже при передаче по k-му каналу только постоянной составляющей возможны переходные искажения. Эти искажения зависят от полосы пропускания k-огоканала и разноса частот

.

Рассмотрим влияние инерционности регистратора на величину переходных искажений. Огибающая сигнала k-огоканала за период

имеет вид

( 26)

Выражение ( 26) представляет собой эллиптический интеграл второго рода. Относительная ошибка в этом случае равна

. ( 27)

Зависимости относительных ошибок

и от величины приведены на рисунке 7.

Рисунок 7

Т.о., инерционная регистрация позволяет уменьшить влияние переходных искажений. Анализ влияния нескольких каналов встречает значительные трудности.

При выборе характеристик фильтра и значений поднесущих частот необходимо учитывать граничную частоту сигнала, глубину и вид модуляции, величину переходных искажений.

3.3 Перекрестные искажения (нелинейные)

Полагаем флюктуационные шумы отсутствующими. Перекрестные искажения разделяются на низкочастотной и высокочастотной части тракта. К низкочастотной части тракта относят модулятор и демодулятор, к высокочастотной – радиотракты ПРД и ПРМ, а также пространство распространения радиоволн.

Если полоса пропускания тракта симметричны относительно несущей частоты, то как можно показать, причиной искажений при АМ во второй ступени является только нелинейность амплитудных характеристик тракта. Если приемник не настроен на частоту несущей сигнала, то нелинейные искажения возникают также за счет АЧХ и ФЧХ.

При ЧМ во второй ступени, кроме искажений вызванных нелинейностью амплитудной характеристики, основное влияние на уровень искажений оказывает фазовая характеристика.

Паразитные изменения амплитуды ЧМ сигнала устраняются ограничителем.

Нелинейность ФЧХ при ЧМ сигнале приводит к различию между мгновенными значениями частот на входе и выходе высокочастотной части тракта.

3.3.1 Перекрестные искажения в низкочастотной части группового тракта

Полагаем, что высокочастотная часть тракта искажений не вносит.

Перекрестные искажения в низкочастотной части группового тракта определяются нелинейностью модуляционной и демодуляционной характеристик. Эти искажения проявляются как при АМ, так и при ЧМ во второй ступени. Для анализа перекрестных искажений аппроксимируем АХ степенным полиномом

, ( 28)

где

- постоянные коэффициенты, - передаваемое и принимаемое многоканальное сообщение.

При анализе обычно ограничиваются тремя первыми членами выражения ( 28). Представим групповое сообщение в виде

, ( 29)

где

- амплитуда поднесущей, - поднесущая частота i-ого канала. Подставляя ( 29) в ( 28) получим

, ( 30)

где

- перекрестная помеха. Используя формулы тригонометрии можно представить выражение для перекрестной помехи в виде суммы гармонических составляющих. В таблице 1 приведены значения спектральных составляющих помехи.

Выводы:

1. В системах ЧРК с однополосной модуляцией в первой ступени, при том же числе каналов, уровень помех меньше, чем в системах с АМ, т.к. поднесущие отсутствуют.

2. Часть составляющих на выход группового тракта не пройдет.

3. Составляющие четвертого типа не влияют на РТМС с ЧМ, т.к. увеличение составляющих на частотах

устраняется ограничителем при демодуляции.

4. В полосу группового тракта не попадают постоянные составляющие.

5. При расчетах необходимо учесть

вторых и третьих гармоник, а также половину комбинационных составляющих шестого и седьмого типа.

Таблица 1

Номерсоставляющей	Причина появления	Частота	Число составляющих
			Общее число	На выходе группового передатчика
Постоянная составляющая	b2
Вторая гармоника	b2
Комбинационная составляющая	b2
Паразитическая составляющая	b3			0 при ЧМ
Третья гармоника	b3
Комбинационная составляющая	b3		2I(I-1)
Комбинационная составляющая	b3

6. Составляющие, возникающие из-за члена

, дают практически равномерный спектр в полосе группового тракта со спектральной плотностью