Электромагнитная совместимость радиоприемных устройств СВЧ: Учебное пособие

М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РСИ Т Е Т

Э лектр о м а г н итн а я со вместимо сть р а дио пр ием н ы х у стр о йств С ВЧ У ч ебное п особи е п осп ец и а льност и 013800 «Ра ди оф и зи к а и элек т рони к а »

В О РО Н Е Ж 2003

2 У тверж дено научно -мето дическим со ветом физическо г о факультета 10 сентяб ря 2003г ., п ро то ко л№ 10

Со ставители: А лг азино вЭ .К ., Бо б реш о вА .М ., В о ро б ьевА .М ., Н естеренко Ю .Н . У чеб но е п о со б ие п о дготовлено на кафедре электро ники физическо го факультетаВ о ро неж ско г о г о сударственно го университета. П о со б ие п о свящ ено изучению п араметро в и характеристик электро маг нитно й со вместимо сти (Э М С) радио п риемны х устро й ств СВ Ч диап азо на. О п ределяю щ ее значение для Э М С радио п риемникаимею тп о казатели п о мехо защ ищ енно сти мало ш умящ их усилителей радио часто ты (М Ш У ), изучению ко то ры х уделено п о вы ш енно евнимание. Д ается п о нятие о физических механизмах влияния интенсивны х п о мех нап рием радио сиг нала. В во дится системап араметро ви характеристик Э М С радио п риемникаи М Ш У , о п исы ваю щ их это влияние. Рассмо трены во п ро сы автоматизации измерения п араметро в и характеристик Э М С. О б суж даю тся о сно вны е п ринцип ы п о стро ения тео рии Э М С М Ш У различны х тип о в. Реко мендуется для студентов 5-го курса д/о и маг истранто в, о б учаю щ ихся п о сп ециально сти 013800 «Радио физикаи электро ника» и изучаю щ их дисцип лину«Э лектро магнитная со вместимо стьрадио электро нны х средств». П о со б ие б удетп о лезно такж е п ри изучении курса «Ф изическая электро ника» (3-й курс д/о ) в части уг луб ления п редставлений о нелиней ны х мно г осиг нальны х реж имах электро нны х п риб о ро вСВ Ч .

3 С О Д ЕР Ж А Н И Е

П РЕ Д И СЛ О В И Е ..............................................................................................4 1. О БЩ И Е В О П РО СЫ Ф У Н К Ц И О Н И РО В А Н И Я РП У В У СЛ О В И Я Х Д Е Й СТ В И Я Н Е П РЕ Д Н А М Е РЕ Н Н Ы Х П О М Е Х ....................................8 1.1 Структурарадио п риемника...........................................................8 1.2 Т рактп редварительны х усиления и изб ирательно сти..............9 1.3 Н ео сно вны е каналы п риемаРП У ...............................................15 1.4 В неп о ло сны е каналы п риемаРП У .............................................20 1.4.1 И нтермо дуляция............................................................21 1.4.2 Бло киро вание.................................................................26 1.4.2.1 Бло киро вание п о усилению ..................................27 1.4.2.2 Бло киро вание п о ш умам ........................................28 1.4.3 П ерекрестная амп литудно -фазо вая ко нверсия..........34 1.4.4 П ерекрестны е искаж ения.............................................35 1.5 Х арактеристики РП У , влияю щ иенаэлектро маг нитную со вместимо сть...............................................................................37 1.5.1 Х арактеристики часто тно й изб ирательно сти радио п риемника............................................................37 1.5.2 Д инамический диап азо н радио п риемника................41 2. СИ СТ Е М А Э М С-П А РА М Е Т РО В И Э М С-Х А РА К Т Е РИ СТ И К М Ш У .........................................................43 2.1 Э ффекты , рассматриваемы евМ Ш У винтересах задач Э М С................................................................44 2.2 П араметры Э М С М Ш У ................................................................46 2.3 Х арактеристики Э М С М Ш У .......................................................49 3. П РИ Н Ц И П Ы П О СТ РО Е Н И Я Т Е О РИ И Э М С М Ш У ............................55 3.1 О сно вны еп о нятия........................................................................55 3.2 О г раничения мето даэквивалентно г о четы рехп о лю сника.....57 3.3 М етоды , исп о льзуемы е для ко рректно го п о стро ения тео рии........................................................................62 4. И ЗМ Е РЕ Н И Е Э М С-Х А РА К Т Е РИ СТ И К М Ш У ...................................67 4.1 И змеряемы е п араметры и характеристики Э М С......................67 4.2 О п исание измерителя...................................................................69 4.3 О сно вны есо о тно ш ения...............................................................71 4.4 А лгоритмы измерений .................................................................74 СП И СО К Л И Т Е РА Т У РЫ .............................................................................77

4

П Р ЕД И С Л О ВИ Е П ро б лема электро маг нитно й со вместимо сти (Э М С) радио электро нны х средств(РЭ С) фо рмулируется как п ро б лемасп о со б но сти РЭ С о дно временно функцио ниро вать в реальны х усло виях эксп луатации с треб уемы м качество м п ри во здей ствии наних неп реднамеренны х электро магнитны х п о мех и не со здавать п ри это м недо п устимы х радио п о мех друг им РЭ С [1-7]. А ктуально сть этой п ро б лемы с г о дами во зрастает, п о ско лькуп ро исхо дитп о стоянно е увеличение числа нахо дящ ихся в эксп луатации РЭ С, увеличивается п ло тно сть исп о льзо вания радио частотно г о сп ектра и во зрастаето б щ ее ко личество технических средств, со здаю щ их неп реднамеренны е электро маг нитны еп о мехи. П ро б лемаЭ М С имеетко мп лексны й характер, ее реш ение связано с о п тимизацией РЭ С как на ап п аратно м уро вне, п редставленно м радио элементами, узлами, функцио нальны ми б ло ками, станциями, так и нао рг анизацио нно м уро вне, вклю чая расп ределение раб о чих частот, п ро странственно е размещ ение станций , источнико ви п риемнико визлучения и т.д. Н а ап п аратно м уро вне Э М С о б есп ечивается ко нструиро ванием радио устро й ств, для ко торы х реализую тся надлеж ащ ие п араметры и характеристики Э М С. Д ля устро й ств, вы п о лняю щ их о сно вны е функции в рамках РЭ С, таких, как радио п ередатчики и радио п риемники, характеристики, влияю щ ие наЭ М С РЭ С, стандартизо ваны [1,2,4,5,17,18]. О ни часто назы ваю тся п ро сто ха ра к т ери ст и к а ми ЭМС радио устро й ств. И но г даих назы ваю т такж е характеристиками радио устро й ств, влияю щ ими на п о мехо защ ищ енно сть РЭ С. Н аб о лее низко м иерархическо м уро вне реш ения задачи о б есп ечения Э М С нахо дятся характеристики Э М С о тдельны х функцио нальны х со ставляю щ их п ередаю щ их и п риемны х устро й ств. О со б енно сильно е влияние наЭ М С имею ткачество сп ектра, г енерируемо го п ередатчико м, сво й ства антенн для п ередаю щ их и п риемны х устро й ств, а такж е сво й ства вхо дны х усилителей радио частоты для п риемны х устро й ств. Х арактеристики этих со ставляю щ их, влияю щ ие на Э М С РЭ С, такж е стандартизо ваны [2,4,5,17-19]. П ри разраб о тке но вы х РЭ С к характеристикам Э М С радио устро й ств п редъявляю тся о п ределенны е треб о вания, связанны е с реально й электро маг нитно й о б стано вко й , в ко торо й б удетдей ство вать РЭ С. В ы п о лнение этих треб о ваний п редп о лаг ает наличие со о тветствую щ их методо в анализаи синтезахарактеристик Э М С, атакж е мето до ви ап п аратуры для их измерения и ко нтро ля. П редлаг аемо е п о со б ие п о свящ ено характеристикам Э М С радио п риемнико в СВ Ч -диап азо на и их вхо дны х усилителей . В рамках ко мп лексно й п ро б лемы Э М С радио электро нны х средств п ро б лемаЭ М С радио п риемны х устро й ств занимаето со б о е место, п о ско лькурадио п риемник вы п о лняетзадачуп риема и п равильно г о во сп ро изведения слаб о го сигнала на фо не п о мех, мо щ но стько то ры х мо ж етмно гократно п ревы ш атьмо щ но стьп о лезно го

5 сиг нала. О п ределяю щ ее значение для Э М С радио п риемникаимею тп о казатели п о мехо защ ищ енно сти вхо дны х усилителей радио частоты , изучению ко торы х вп о со б ии уделено о сно вно е внимание. В качестве вхо дны х усилителей СВ Ч о б ы чно исп о льзую тсп ециальны е мало ш умящ ие усилители (М Ш У ), о б есп ечиваю щ ие максимальную чувствительно сть п риемника. П о ло са этих усилителей , как п равило , значительно ш ире п о ло сы о сно вно г о каналап риемника. П о ско лькуМ Ш У стоятнавхо де радио п риемно г о тракта неп о средственно п о сле антенны , влияние на него п о мех, в том числе тех, частоты ко торы х леж атзап ределами о сно вно г о канала, чрезвы чай но велико . Н елиней ны е сво й ства М Ш У п риво дятк тому, что дей ствие п о мех вы зы ваетискаж ения п ринимаемо г о п о о сно вно муканалуп о лезно го сиг нала. К о личественно е о п исание таких искаж ений п ро изво дится с п о мо щ ью ко мп лексаЭМС-ха ра к т ери ст и к МШ У , иг раю щ их о сно вную ро ль в о п ределении характеристик Э М С всег о радио п риемно го устро й ства. В качестве М Ш У наиб о лее ш иро ко е п рименение на п рактике наш ли ламп а б егущ ей во лны (Л БВ ), транзисторны й усилитель (Т РУ ), электро нно лучево й п араметрический усилитель с электро статическо й накачко й или п ро сто электро статический усилитель(Э СУ ), атакж е п о луп ро во днико вы й п араметрический усилитель(П П У ). В настоящ ее время п ро исхо дитп о всеместно е вы теснение электро вакуумны х М Ш У п о луп ро во днико вы ми. Т ак, Т РУ п о б о льш инствуо п ределяю щ их раб о чих п араметро в (ко эффициентш ума, ко эффициентусиления, раб о чая часто та, п о ло са усиления) в настоящ ее время не уступ аю т до миниро вавш им ранее Л БВ . К ро ме тог о , Т РУ имею тп реимущ ествап о г аб аритам, массе и энерг о п о треб лению . В то ж е время вы п уск Л БВ и исп о льзо вание их во вно вьразраб аты ваемы х п риемны х устро й ствах п ро до лж ается, хо тя и в меньш их масш таб ах. Здесь иг раетро ль вы со кая надеж но стьи до лговечно стьЛ БВ , атакж е усто й чиво стьк п ерег рузкам вхо дны м сиг нало м. Э СУ является до во льно сло ж ны м п о сво емуустро й ствуо тно сительно узко п о ло сны м усилителем, к томуж е не о тличаю щ имся о со б енно низким ко эффициентом ш ума среди о стальны х тип о в М Ш У . П о это му о н наш ел п рименение только в сп ециальны х разраб о тках, г де в число о сно вны х треб о ваний вхо дит вы со кий динамический диап азо н линей но г о усиления и максимальная усто й чиво стьп о о тно ш ению к мо щ ны м вхо дны м во здей ствиям. П П У , несмо тря насво й чрезвы чай но низкий ко эффициентш ума, такж е не наш ел массо во г о п рименения в связи со сво ей сло ж но стью и вы со ко й стоимо стью [21]. К то муж е П П У о б ладаю тнизко й усто й чиво стью к п ерегрузкам вхо дны м сиг нало м в связи с во змо ж но стью вы г о рания дио да. П о этому П П У п рименяется только в уникальны х вы со ко чувствительны х радио п риемны х устро й ствах: в радио астро но мическо й ап п аратуре, системах слеж ения и связи с ко смическими о б ъектами, в ап п аратуре сп утнико во й связи и врадио ло кацио нны х станциях дальнег о о б наруж ения.

6 П о -настоящ ему ш иро ко е и массо во е п рименение в качестве М Ш У СВ Ч -диап азо на в п о следнее время п о лучили транзисто рны е усилители, не уступ аю щ ие Л БВ п о о сно вны м п араметрам на тех ж е раб о чих часто тах, но имею щ ие п реимущ ествап о г аб аритам, энергоп о треб лению и п ро сто те схемы п итания. Н едо статко м Т РУ п о сравнению с Л БВ является во змо ж но сть вы хо даизстро я п ри п ерег рузках вхо дно й мо щ но стью . Н есмо тря нато что в о сно ве раб о ты М Ш У различны х тип о влеж атразны е физические механизмы , во здей ствие п о мех п риво дитк о дним и тем ж е видам нелиней ны х искаж ений . Э то п о зво ляетрассматриватьво п ро сы Э М С М Ш У , дей ствую щ ег о в структуре радио п риемника, с о б щ их п о зиций и о п ределить единую системуп араметро в и характеристик Э М С. В настоящ ее время п еречень п араметро в и характеристик Э М С М Ш У , а такж е треб о вания к ним но рмиро ваны ГО СТ о м [19]. В ы п о лнение треб о ваний ГО СТ ао б язательно для всех вы п ускаемы х и вно вь разраб аты ваемы х М Ш У . В связи с этим актуально развитие методо в измерения и тео ретическо г о анализа Э М С-характеристик М Ш У . И змерение характеристик Э М С М Ш У п редставляетсо б о й весьма сло ж ную и трудо емкую задачу. Д ля ее реш ения разраб аты ваю тся мето ды автоматизиро ванны х измерений и измерительны е ко мп лексы , реализую щ ие эти мето ды . О сно вно й задачей , реш аемо й в рамках тео рии Э М С М Ш У , является п о лучение о тклика усилителя на мно г о сигнально е вхо дно е во здей ствие в усло виях нелиней но сти п ро цессаусиления. В ид о ткликаусилителя навхо дно е во здей ствие несетинфо рмацию о зависимо сти п араметро в вы хо дно го сиг налао тамп литуд и частотп о мех, дей ствую щ их навхо д усилителя. Д анны е зависимо сти п редставляю тся в фо рме Э М С-п араметро в и Э М Схарактеристик М Ш У . Считается, что п ричино й нелиней но сти являю тся внеп о ло сны е п о мехи вы со ко го уро вня. В аж ней ш им о б сто ятельство м п ри реш ении данно й задачи служ итто, что М Ш У диап азо наСВ Ч являю тся сущ ественно инерцио нны ми устро й ствами, атакж е то, что анализхарактеристик Э М С п редп о лаг ает рассмо трение б о льш их (п рактически п ро изво льны х) расстро ек меж ду п о лезны м сиг нало м и п о мехами. В этих усло виях иско мы й о тклик не мо ж етб ы ть связан с вхо дны м во здей ствием како й -либ о дей ствительно й или ко мп лексно й п ередаточно й функцией , п о лучив ко торую мо ж но б ы ло б ы исследо вать нелиней но е п рео б разо вание ш иро ко го вхо дно г о сп ектравусилителе. Т аким о б разо м, тео рия Э М С М Ш У диап азо на СВ Ч о казы вается неизб еж но связанно й со сло ж ны м анализо м физических п ро цессо в взаимо дей ствия в усилителе сп ривлечением физических и математических мо делей , максимально адекватно о п исы ваю щ их эти п ро цессы . Н асто ящ ее п о со б ие является введением в п ро б лемуЭ М С радио п риемны х устро й ств. В п о со б ии рассмо трены о сно вны е нелиней ны е эффекты , во зникаю щ ие в каскадах радио п риемника п о д во здей ствием внеп о ло сны х п о мех, а такж е система п араметро в и характеристик, о п исы ваю щ их Э М С радио п риемника и М Ш У . Рассматриваю тся методы автоматизиро ванны х

7 измерений п араметро в и характеристик Э М С М Ш У . Д аю тся п о нятия о б о сно вны х п ринцип ах п о стро ения тео рии Э М С М Ш У .

8

1. О Б Щ И Е В О П Р О С Ы Ф УН КЦ И О Н И Р О В А Н И Я Р П У В УС Л О В И Я Х Д ЕЙ С ТВ И Я Н ЕП Р ЕД Н А МЕР ЕН Н Ы Х П О МЕХ П ро ектиро вание радио п риемно го устро й ства (РП У ) и анализег о раб о ты всегда п ро изво дятся с учетом во змо ж но го во здей ствия п о мех и во зникаю щ их п ри этом нелиней ны х искаж ений . Ф акторы во здей ствия п о мех до лж ны б ы ть п риняты во внимание п ри о б о сно вании п ринцип о в п о стро ения радио п риемнико ви критериево ценки их качества. Д ля всех видо в нелиней ны х искаж ений , п ро исхо дящ их в результате дей ствия п о мех, о п ределены характеристики во сп риимчиво сти РП У к п о мехам, о п исы ваю щ ие влияние п о мех, дей ствую щ их п о нео сно вны м каналам п риема. В число этих канало в вхо дят п о б о чны е и внеп о ло сны е каналы п риема. Х арактеристики во сп риимчиво сти п о внеп о ло сны м каналам п риняты в качестве Э М С-характеристик РП У . Рассмо трим о сно вны е факторы во здей ствия п о мех на раб о туРП У и Э М С-характеристики, о п исы ваю щ ие это во здей ствие. 1.1 С труктура ра диоприемника О б о б щ енная схема суп ерг етеро динно го п риемника СВ Ч -диап азо на п редставлена на рис. 1.1. В ы со ко часто тная часть п риемно г о тракта п редставленавхо дны м устро й ство м, мало ш умящ им СВ Ч -усилителем и смесителем.

fc

fc Вх одное у ст р ойст во

fc МШ У

Пр е се ле кт ор

fп ч Сме си т е ль

fп ч УПЧ

fнч Де т е кт ор

О коне чное у ст р ойст во

fге т Ге т е р оди н

Р и с.1.1. Су п е р ге т е р оди нны й п р и е м ни к В ходное уст ройст во п редставляет со б о й п ассивны й четы рехп о лю сник, п редназначенны й для со г ласо вания связи вхо да М Ш У с антенно фидерны м трактом, а такж е для о б есп ечения п редварительно й частотно й изб ирательно сти. Д ля о б есп ечения часто тно й изб ирательно сти во вхо дно м устро й стве п рименяю тся о дино чны е или связанны е п о лы е резо наторы или о трезки п о ло ско вы х во лно во до в. Ф ункция п редварительно й изб ирательно сти связанас нео б хо димо стью о слаб ить дей ствие п о мех п о нео сно вны м ка-

9 налам п риема. П ри это м до стиг ается уменьш ение нелиней ны х искаж ений п о лезно г о сиг нала в М Ш У и уменьш ение во сп риимчиво сти п риемника п о п о б о чны м каналам п риема, о б разую щ имся засчетнелиней ны х сво й ств смесителя. МШ У вы п о лняетфункцию п редварительно г о усиления СВ Ч -сиг нала. Э то усиление, как б удетп о казано ниж е, нео б хо димо в целях о б есп ечения максимально й чувствительно сти радио п риемника. Смесительсгетеро дино м п ро изво дитп рео б разо вание частоты — п ерено счастотны х со ставляю щ их сп ектрап о лезно г о сигналанап ро меж уто чную частоту f П Ч = f c - f ГЕ Т , где fc — часто та вхо дно го СВ Ч -сиг нала, fГЕ Т — часто таг етеро дина. У си ли т ель п ромеж ут оч нойч а ст от ы (У ПЧ ) вы п о лняетфункцию о сно вно й изб ирательно сти и усиления. У П Ч о б есп ечиваетп риведение амп литуды сиг налак заданно музначению , нео б хо димо мудля но рмально й раб о ты детекто ра и о ко нечно г о устро й ства. К ак б удетп о казано ниж е (см. фо рмулу 1.4), чувствительно сть п риемника тем вы ш е, чем уж е п о ло са п ро п ускания У П Ч . П о этомуданная п о ло са вы б ирается во змо ж но меньш ей , в о сно вно м исхо дя изусло вия удо влетво рительно го во сп ро изведения сп ектрасиг нала. В связи с тем, что СВ Ч -элементы п риемника г о раздо б о лее ш иро ко п о ло сны , изб ирательно стьп риемникавцело м о п ределяется п о ло со й У П Ч . В се рассмо тренны е каскады п риемникао твхо дадо У П Ч вклю чительно вы п о лняю тлиней ны е о п ерации п рео б разо вания сигнала. П о этомувсю эту частьп риемниканазы ваю т“ли нейнойч а ст ью”, имея в видунефизические п ринцип ы раб о ты каскадо в, ко то ры е мо гутвклю чатьв себ я нелиней ны е зависимо сти, п риво дящ ие п ри о п ределенны х усло виях к нелиней ны м искаж ениям п ринимаемо г о сиг нала, а те о сно вны е функции, для вы п о лнения ко торы х каскады п редназначены вструктуре радио п риемникаи ко торы е о тно сятся к классулиней ны х. 1.2 Тра кт предва рительных усиления и из бира тельности В хо дно е устро й ство со вместно с М Ш У п редставляетсо б о й трактп редварительны х усиления и изб ирательно сти, часто назы ваемы й п реселек т ором [12,13], о сно вны м назначением ко то ро г о является о б есп ечение п редварительно й изб ирательно сти и п редварительно г о усиления СВ Ч -сиг нала. О тметим, что п реселекторо м ино гданазы ваю ттолько изб ирательно е вхо дно еустро й ство . Д ля то г о чтоб ы п о казать ро ль М Ш У в радио п риемнике и о б о сно вать о сно вны е треб о вания, п редъявляемы е к нему, нео б хо димо рассмо треть влияние характеристик п реселекто раначувствительно стьп риемника. Д ля о ценки и сравнения радио п риемны х устро й ств и о тдельны х их каскадо в с то чки зрения во змо ж но сти п риемаслаб ы х сигнало в нафо не ш у-

10 мо в исп о льзуется п о нятие к оэф ф и ц и ент а шума [9,23-26], ко торы й в о б щ ем случае о п ределяется как о тно ш ение мо щ но сти ш умао твсех п ричин навы хо де радио п риемника(каскада) к части вы хо дно й мо щ но сти, о б усло вленно й теп ло вы ми ш умами исто чника сиг нала п ри стандартно й ш умо во й темп ературе Т0=293°К : F=

PΣ ш Pиш

вы х

(1.1)

вы х

Е сли в о п ределении ко эффициента ш ума речь идето б о тдельно м каскаде, то F п редставляетсо б о й ко эффициентш ума каскада (четы рехп о лю сника), если ж е имеется ввидурадио п риемник в цело м, то F — ко эффициентш ума радио п риемника. П ри этом п о нятие ко эффициенташ умао тно сится только к линей ны м устро й ствам. Е сли речь идето п риемнике, то п о д п риемнико м п о нимается ег о линей ная часть. К о эффициентш ума, о п ределенны й , как это сделано вы ш е, п ри стандартно й темп ературе вхо дно й нагрузки, ино г да назы ваю тст а нда рт ным к оэф ф и ц и ент ом шума . О днако чащ е всег о в это м случае исп о льзуется термин к оэф ф и ц и ент шума . П о ско лькуко эффициентп ередачи п о мо щ но сти для каскада(п риемника) мо ж етб ы тьзап исан как K=

Pисвы х Pиш вы х = , Pисвх Pиш вх

где Pи.с.вы х и Pи.с.вх — мо щ но сти сигналасо о тветственно навы хо де и навхо де, то о п ределение (1.1) эквивалентно следую щ ему: F=

( Pис Pиш )вх ( Pис PΣ ш )вы х

,

(1.2)

то естько эффициентш умап о казы вает, во ско лько разуменьш ается о тно ш ение сигнал/ш ум навы хо де каскада(п риемника) п о сравнению с этим о тно ш ением на вхо де. П ричино й это г о уменьш ения являю тся со б ственны е ш умы каскадо в, ко торы е всег даимею тместо. П о этомувсег даF>1. Е сли мо щ но сти ш умо в в фо рмулах (1.1) и (1.2) б ерутся в единично й п о ло се часто т(то есть вместо мо щ но сти ш ума исп о льзуется сп ектральная п ло тно стьмо щ но сти ш уманао п ределенно й частоте f), то г о во рято ди ф ф еренц и а льном к оэф ф и ц и ент е шума F(f), если ж е мо щ но сти ш умо в б ерутся в эквивалентно й ш умо во й п о ло се ∆fш , то г о во рято б и нт егра льном к оэф ф и ц и ент е шума . П о д эквивалентно й ш умо во й п о ло со й четы рехп о лю сникап о нимается п о ло са, равная ш ирине о сно вания п рямо угольника, имею щ его ту ж е п ло щ адь, что и реальная амп литудно -частотная характеристика, и вы со ту, равную ко эффициентуп ередачи четы рехп о лю сниканацентрально й часто те [9,26]. П ри расчетах ко эффициенташ умасуп ерг етеро динно г о п риемникаСВ Ч и ег о каскадо в в линей но й части (до У П Ч вклю чительно насхеме рис. 1.1) о б ы чно п ринимаю т:

11 ∆f ш ≈∆fП Ч ,

(1.3)

где ∆f П Ч — п о ло сап ро п ускания трактап ро меж уточно й частоты п о уро вню 3 дБ. Э то о б усло влено тем, что п о ло сап ро п ускания СВ Ч -каскадо в, как п равило , мно г о б о льш е ∆f П Ч . Следо вательно , интег ральная мо щ но сть ш ума, до стиг аю щ ег о вы хо да У П Ч , о п ределяется амп литудно -частотно й характеристико й п о следнег о . И нтег ральны й ко эффициент ш ума лю б о г о СВ Ч устро й ства в со ставе п риемника, о п ределенны й в п о ло се (1.3), с б о льш о й степ енью точно сти мо ж но считать равны м дифференциально му, п о ско льку интег риро вание ш умо в вданно м случае п ро изво дится не п о всей СВ Ч п о ло се п ро п ускания ∆f СВ Ч , а только в незначительно й ее части ∆fП Ч <<∆fСВ Ч , в п ределах ко торо й ко эффициент п ередачи СВ Ч -элемента мо ж но считать п риб лизительно п о сто янны м. К о эффициентш умачащ е всего вы раж ается вдециб елах: F (дБ) = 10⋅lgF(ед). П редельно низко е значение ко эффициента ш ума (на п рактике недо стиж имо е) со ставляет1ед или 0дБ и со о тветствуето тсутствию со б ственны х ш умо вчеты рехп о лю сника. К о эффициентш ума о дно значно связан с друг им важ ны м п араметро м п риемника — ч увст ви т ельност ью. П о д чувствительно стью радио п риемника п о нимается мера ег о сп о со б но сти п ринимать слаб ы е сигналы и во сп ро изво дить их с п риемлемы м качество м. Н а п рактике часто п о льзую тся п о нятием п ороговой ч увст ви т ельност и , ко торая о п ределяется как но минальная мо щ но стьсиг налав антенне, п ри ко торо й навы хо де линей но й части п риемника мо щ но сть сиг нала равнамо щ но сти ш умо в [9,23-26]. П о д но минально й мо щ но стью сиг нала п о нимается его мо щ но сть п ри усло вии со г ласо вания антенны со вхо до м п риемника, т.е. минимальная мо щ но сть. Т аким о б разо м, п о ро г о вая чувствительно сть радио п риемника о п ределяется п о фо рмуле(1.2) как Pи_с вх п ри усло вии (Pи_с/PΣш ) вы х = 1: Pп о р=Pи_ш _вхF. В идно , что чувствительно стьзависито мо щ но сти ш умаисто чникасиг нала на вхо де. Д ля то г о чтоб ы мо ж но б ы ло сравнивать п риемники меж ду со б о й , чувствительно сть о п ределяется п ри так назы ваемы х ст а нда рт ных услови я хна входе, ко то ры е имею тместо п ри измерении чувствительно сти с п о мо щ ью п о дклю чаемо г о ко вхо дуп риемникаг енерато растандартны х сиг нало в, вы хо дно е со п ро тивление ко торо г о нахо дится п ри ко мнатно й темп ературе Т0 . В это м случае мо щ но стьш умо висто чникаравнаkT0∆fП Ч и Pп о р= kT0∆f П Ч F = 4⋅10-21 ∆fП Ч F (вт),

(1.4)

где k=1.38⋅10-23 дж /г рад — п о стоянная Бо льцмана. Н ап ример, п ри F=10дБ и ∆f П Ч = 4 М Гц п о ро г о вая мо щ но сть сиг нала, п рихо дящ ег о насо г ласо ванную антенну, эффективная ш умо вая темп ература ко то ро й равна Т0 , со ставляет Pп о р= -98 дБмвт.

12 К о эффициентш ума мно гокаскадно й схемы , как известно , вы раж ается черезко эффициенты ш умао тдельны х каскадо вFi как F = F1 + (F2-1)/K1 н + (F3-1)/K1нK2 н +...,

(1.5)

где Kiн — но минальны е ко эффициенты п ередачи о тдельны х каскадо в. Замечательны м в этой фо рмуле является то , что вхо дящ ие в нее величины Fi являю тся стандартны ми ко эффициентами ш ума, то естьо п ределены п ри стандартно й темп ературе Т0 вхо дны х наг рузо к каскадо в. Э то о значает, что, измерив стандартны е ко эффициенты ш умао тдельны х каскадо в, мо ж но лег ко п о лучитько эффициентш умап риемникав цело м. Н ап о мним, что фо рмула(1.5) сп раведливатолько в линей ны х реж имах устро й ств, вхо дящ их в радио п риемны й тракт. И з(1.5) следует, что о б щ ий ко эффициентш умамно г о каскадно й схемы о п ределяется, в о сно вно м, ш умами п ервы х каскадо в, п о ско лькуш умы п о следую щ их каскадо в о казы ваю тся о слаб ленны ми на о б щ ий ко эффициент усиления всех п реды дущ их каскадо в. П ервы е три членавы раж ения (1.5) со о тветствую твхо дно муустро й ству, М Ш У и смесителю схемы рис. 1.1. К о эффициентусиления п ассивно го вхо дно г о устро й стваК 1 меньш е единицы , ко эффициентусиления М Ш У К 2>>1. П о этомутретий и п о следую щ ие члены вы раж ения (1.5) иг раю тмалую ро ль и п о лны й ко эффициентш ума радио п риемникамо ж но о ценитьп о п ервы м двум членам, изко торы х следует, что для уменьш ения о б щ его ко эффициента ш умарадио п риемниканео б хо димо , чтоб ы ко эффициентш умаМ Ш У F2 б ы л как мо ж но ниж е, аег о ко эффициентусиления K2 как мо ж но б о льш е. В ы со ко е значение K2 ко мп енсирует ш умы п о следую щ их каскадо в, в п ервую о чередь, — смесителя, ко эффициент ш ума ко торо г о в верхней части сантиметро во г о диап азо на имеетп о рядо к 5-7 дБ и во зрастаетп ри уко ро чении длины во лны [23]. И схо дя из реальны х ш умо вы х сво й ств во змо ж ны х структурны х схем усилительно -п рео б разо вательно г о тракта, следую щ ег о п о сле М Ш У , о б ы чно считаю т, что ко эффициентусиления М Ш У до лж ен б ы ть не менее 15 дБ [23,27]. В этом случае ко эффициентш ума радио п риемника б удето п ределяться п рактически только ш умами вхо дно го устро й ства и М Ш У , а ш умы п о следую щ их каскадо вб удутп о лно стью ско мп енсиро ваны . В хо дно е устро й ство мо ж етсущ ественно ухудш итьш умо вы е характеристики п риемника. Д ей ствительно , известно [26], что ко эффициент ш ума п ассивно г о четы рехп о лю сника с п о терями, нахо дящ ег о ся п ри стандартно й темп ературе 293°К , равен F1 =1/K1 н. Т о гдаиз(1.5) следуетп ро сто е вы раж ение для п ервы х двух каскадо в, п о ко то ро мумо ж но о цениватько эффициентш умап риемника: F=FМ

Ш У /K1н.

13 В идно , что чем меньш е ко эффициент п ередачи вхо дно г о устро й ства п о мо щ но сти (K1<1), тем б о льш е о б щ ий ко эффициентш умап риемника. О со б ая ро ль вхо дно го устро й ства заклю чается в то м, что п о тери в нем неизб еж но вы зы ваю тп ро п о рцио нально е ухудш ение чувствительно сти п риемника, ко то ро е не мо ж етб ы ть ско мп енсиро вано п о следую щ им усилением. Со временны е М Ш У СВ Ч имею твесьмамалы й ко эффициентш умаFМ Ш У , со ставляю щ ий единицы дециб ел [8,21,27], что п о зво ляет о б есп ечить вы со кую чувствительно сть п риемнико в. В этих усло виях п ро б лема сниж ения ко эффициенташ умавхо дно г о устро й стваF1 п рио б ретаетваж но езначение. И звестно [12,25], что п о вы ш ение изб ирательно сти вхо дно г о устро й ства связано со сниж ением ег о ко эффициента п ередачи п о мо щ но сти, так что вы со ко изб ирательны е устро й ства имею твы со кий ко эффициентш ума. В сево змо ж ны е защ итны е устро й ства и о г раничители, часто вхо дящ ие в со став вхо дны х устро й ств и п редназначенны е для п редо хранения М Ш У о тдей ствия мо щ ны х п о мех, такж е вно сятп о тери и, следо вательно , сниж аю тчувствительно сть п риемника. Следо вательно , функция п редварительно й изб ирательно сти вступ ает в п ро тиво речие с треб о ванием максимально й чувствительно сти радио п риемника. П о это муп риемники, к ко торы м п редъявляю тся п о вы ш енны е треб о вания п о чувствительно сти, не имею твы со ко й п редварительно й изб ирательно сти. О стальны е элементы СВ Ч -тракта, в то м числе и М Ш У , такж е являю тся ш иро ко п о ло сны ми, так что п рактически всегдавы п о лняется усло вие ∆f СВ Ч >> ∆fП Ч .

(1.6)

Д анно е п о ло ж ение иллю стрируетрис. 1.2, нако торо м п о казан п ерено с сп ектра сигнала с вы со ко й частоты нап ро меж уточную п ри о дно временно м во здей ствии п о мехи навхо д п риемника. В идно , что изб ирательно сть СВ Ч -тракта п риемника не о б есп ечивает сущ ественно г о о слаб ления п о мехи частоты f п о м : этап о мехап ро хо дитчерез вхо дно е устро й ство в М Ш У и далее в смеситель, г де п рео б разуется так ж е, как и п о лезны й сиг налчастоты fс. И зби р ат е льност ь СВЧ И зби р ат е льност ь ПЧ

fп ч

fп ом

fc

f

14 Р и с. 1.2. Пе р е нос сп е кт р а си гнала на ПЧ О днако вы со ко изб ирательны й У П Ч не п ро п ускаетэтуп о мехув о ко нечно е устро й ство п риемника. М еж дутем п о меха частоты fп о м о п асна не то лько сво им п рямы м п ро хо ж дением черезп риемны й тракт, но и тем, что о намо ж етсо здатьнелиней ны е искаж ения п о лезно г о сигналап ри во здей ствии на М Ш У и смеситель. Т аким о б разо м, невы со кая изб ирательно сть вхо дно г о устро й ства и всег о СВ Ч -тракта в цело м треб ует п о вы ш енно го внимания к сво й ствам М Ш У и смесителя п о о тно ш ению к во здей ствию п о мех начастотах зап ределами о сно вно г о каналап риема. Э ти во п ро сы о б о стряю тся такж е в связи с тем, что изтреб о ваний п о вы ш ения чувствительно сти навхо де п риемникамо гуто тсутство ватьзащ итны еустро й ства. И схо дя из функцио нально г о назначения М Ш У и п ринимая во внимание о со б енно сти ег о раб о ты в п риемно м тракте, мо ж но сфо рмулиро ватьо сно вны етреб о вания, п редъявляемы ек М Ш У СВ Ч -п риемнико в[23,27]: 1. Ми ни ма льныйк оэф ф и ц и ент шума . 2. К оэф ф и ц и ент уси лени я п о мощ ност и не менее 15 дБ . Здесьследуето тметить, что не всег да вы г о дно стремиться к К у, сильно п ревы ш аю щ ему это значение, п о ско лькуувеличение К у п рактически всег дасо п ро во ж дается сниж ением динамическо г о диап азо наМ Ш У как п о о сно вно му, так и п о внеп о ло сны м каналам п риема. 3. Д ост а т оч на я ши рок оп олосност ь для о б есп ечения п ро п ускания всех частотны х канало в в п о лно м диап азо не п ерестро й ки. Э то треб о вание связано с реальны м диап азо но м п риемника. Е сли п риемник до лж ен о б есп ечивать связь п о о дно муканалуили п о мало мучислуканало в, то мо г утб ы ть исп о льзо ваны узко п о ло сны е М Ш У . О тметим, что со о тно ш ения (1.3) и (1.6) п ри этом п рактически всег дасо храняю тсилу.

15 4. Ма к си ма льна я верхня я гра ни ц а ди на ми ч еск ого ди а п а з она п о мо щ но сти сигнало в и п о мех, дей ствую щ их на вхо де М Ш У . Э таг раницап о п о лезно му сиг налу о п ределяется усло вием до п устимо го уро вня насы щ ения усилителя сиг нало м, а п о п о мехам — усло виями до п устимы х уро вней нелиней ны х искаж ений п о лезно г о сиг налав М Ш У , со здаваемы х внеп о ло сны ми п о мехами. 5. Ми ни ма льное время восст а новлени я п о сле насы щ ения сиг нало м или п о сле п рекращ ения дей ствия п о мех. 1.3 Н еосновные ка на лы приема Р П У Ф ункции, вы п о лняемы е частью радио п риемно г о тракта о твхо да до У П Ч вклю чительно , о тно сятся к классулиней ны х. Сю да вхо дятусиление, фильтрация, п ерено с сп ектра на п ро меж уто чную часто ту. Связь меж ду вхо дны ми во здей ствиями x1,x2 ... и о тклико м y для линей ны х устро й ств до лж наиметьсво й ствааддитивно сти и о дно ро дно сти [12]: y(x1 +x2) = y(x 1) + y(x 2), y(ax) = ay(x).

(1.7)

О днако реальны е электро нны е устро й ства, вхо дящ ие в линей ную часть тракта, имею тнелиней ны е сво й ства, о б усло вленны е о со б енно стями физических механизмо в, леж ащ их во сно ве раб о ты этих устро й ств. О линей но сти таких каскадо в мо ж но г о во рить лиш ь в о п ределенно м п риб лиж ении, ко торо е сп раведливо п ри до стато чно малы х уро внях вхо дны х сиг нало в. Э ти уро вни о г раничены верхней г раницей динамическо г о диап азо накаскадо в— величино й , являю щ ей ся меро й их линей но сти. П риемник в цело м такж е характеризуется динамическим диап азо но м, в п ределах ко торо г о п рео б разо вание сиг налаег о линей но й частью с до стато чно й степ енью п риб лиж ения мо ж но считатьдей ствительно линей ны м. В о б щ ем случае п рео б разо вание сп ектра сиг нала в п риемно м тракте п ро исхо дитс неко торы ми нелиней ны ми искаж ениями, так что реальны е функции п рео б разо вания не имею тсво й ств, о п исы ваемы х со о тно ш ениями (1.7). Сиг нал, п о ступ ивш ий п о о сно вно муканалуп риема, в случае вы хо да ег о мо щ но сти зап ределы верхней границы динамическо г о диап азо нап о о сно вно муканалу, б удетп ретерп евать в радио п риемнике нелиней ны е искаж ения. П о мехи, частоты ко торы х нахо дятся зап ределами п о ло сы о сно вно го канала, мо г утп ри до стато чно й мо щ но сти такж е вы звать нелиней ны е искаж ения п ринимаемо г о сиг нала или ж е вы зватьло ж ны й о тклик п риемникав о тсутствие п о лезно г о сиг нала. В это м случае гово рято влиянии п о мех п о нео сно вны м каналам п риема. Д анно е влияние является п редмето м исследо ваний в рамках о б щ ей п ро б лемы Э М С в части, о тно сящ ей ся к о б есп ечению Э М С РЭ С со сторо ны радио п риемны х устро й стви их элементо в[3-8,17-20]. Сво й ство радио п риемникареаг иро вать навнеш ние п о мехи характеризуется ег о восп ри и мч и вост ью [3,11]. В о сп риимчиво стьрадио п риемникао п -

16 ределяется п о всем видам влияния п о мех: п о п о б о чны м каналам п риема, п о б ло киро ванию , интермо дуляции, п ерекрестны м искаж ениям и т.д. К о личественно во сп риимчиво сть вы раж ается через вхо дно й уро вень п о мех, п ри ко торо м о ни о казы ваю то п ределенно е влияние навы хо дно й сиг нал п риемника. М аксимальная мо щ но стьп о мех, п ри ко торо й п риемник раб о таетс до п устимы м качество м п о критерию , о п ределяемо мудля каж до г о вида влияния п о мех, со ставляет п орог восп ри и мч и вост и ра ди оп ри емни к а п о ко нкретно мувидувлияния п о мех. В качестве критерия до п устимо г о качествараб о ты п риемникап ринимается, нап ример, до п устимы й уро вень п о мехи навы хо деп риемника, п ро ш едш ей п о п о б о чно муканалуп риема, до п устимая величина ко эффициентаб ло киро вания и т.д. П о ро гво сп риимчиво сти п ринимается за верхнюю гра ни ц у ди на ми ч еск ого ди а п а з она ра ди оп ри емни к а п о ко нкретно мувидувлияния п о мех. Рассмо трим все виды к а на лов п ри ема , п о ко торы м п о мехи, п о ступ аю щ ие черезантенны й вхо д, мо г уто казы ватьвлияние нараб о турадио п риемника[3,11,17]. О сновной к а на л п ри ема — это п о ло са частот, нахо дящ аяся в п о ло се п ро п ускания п риемника и п редназначенная для п риема п о лезно г о сиг нала. П ри п о п адании п о мехи в о сно вно й канал п риемаимеетместо ее неп о средственно еп ро хо ж дение навы хо д п риемника. Н еосновнойк а на л п ри ема — лю б о й каналп риемавне о сно вно г о канала. Побоч ный к а на л п ри ема — это нео сно вно й канал, часто та ко торо го имеетфиксиро ванно е значение для ко нкретно й настро й ки п риемника. К п о б о чны м каналам о тно сятся к омби на ц и онные к а на лы, ко торы е о б разую тся в смесителе п риемникаврезультате взаимо дей ствия п о мехи и ее г армо ник с ко леб аниями г етеро дина или ег о г армо нико й . П ри п о п адании п о мехи до статочно й мо щ но сти в п о б о чны й канал п риемаимеетместо ее неп о средственно е п ро хо ж дение навы хо дп риемника. Ч асто ты п о б о чны х канало вп риемаfП К П удо влетво ряю тусло вию mf П К П + nf ГЕ Т = fП Ч ,

(1.8)

где fГЕ Т — частотагетеро дина; fП Ч — п ро меж уточная часто та; m,n — п о ло ж ительны е и о трицательны е целы ечисла, вклю чая но ль. В числе п о б о чны х канало всамы м о п асны м является з ерк а льныйк а на л. П ри верхней настро й ке г етеро дина(f с = fГЕ Т - f П Ч — часто тасиг нала, п о ступ аю щ его п о о сно вно муканалуп риема) частотазеркально г о каналаравна fЗК П = f ГЕ Т + fП Ч . П ри ниж ней настро й ке г етеро дина(fс= f ГЕ Т + f П Ч ) fЗК П = f ГЕ Т - f П Ч . П о ро г о м во сп риимчиво сти радио п риемника к электро магнитны м п о мехам п о п о б о чны м каналам п риемаявляется максимальны й уро вень мо щ -

17 но сти вхо дно й п о мехи, п ри ко то ро м о на ещ е не рег истрируется на вы хо де п риемника. Т о есть в качестве критерия до п устимо г о качества п риема в этом случае вы б ирается усло вие равенствауро вней п о мехи и ш умо в навы хо де п риемника[11]. В неп олосныйк а на л п ри ема — это нео сно вно й канал, частотако торо го мо ж етп ринимать разно е значение в зависимо сти о тчастоты меш аю щ его сиг нала п ри фиксиро ванно й часто те настро й ки п риемника. К внеп о ло сны м каналам о тно сятся каналы б ло киро вания, каналы интермо дуляции, каналы п ерекрестны х искаж ений . П о ро г и во сп риимчиво сти п риемникак электро маг нитны м п о мехам п о внеп о ло сны м каналам п риемао п ределяю тся для каж до г о извидо в влияния п о мех п о этим каналам п о критериям до п устимы х уро вней нелиней ны х искаж ений навы хо де п риемника: до п устимо мууро вню ко эффициентаб ло киро вания, до п устимо мууро вню интермо дуляцио нны х п ро дуктов или до п устимо музначению ко эффициентаинтермо дуляции и т.д. Т аким о б разо м, каж до мувидунелиней ны х искаж ений , ко торы е п о меха мо ж етвы звать в СВ Ч -тракте п риемника(в каскадах до смесителя вклю чительно п о б ло к-схеме рис. 1.1), со о тветствую тсво и внеп о ло сны е или п о б о чны е каналы п риема. Д ва вида нео сно вны х канало в связаны с разны ми п утями п ро никно вения п о мехи в п о ло суУ П Ч п риемника. П о мехи, имею щ ие частоты п о б о чны х канало в, неп о средственно п о п адаю тнавхо д У П Ч и, следо вательно , навы хо д п риемника, то естьимеетместо п рямо е п ро хо ж дение п о мехи, анало г ично е п рямо му п ро хо ж дению п о о сно вно му каналу п риема. П о мехи, п о ступ аю щ ие п о внеп о ло сны м каналам, не п ро никаю тнеп о средственно навы хо д п риемника, алиш ьвы зы ваю тнелиней ны е искаж ения сиг нала, п о ступ аю щ ег о п о о сно вно муканалу, или ж е вы зы ваю тло ж ны й о тклик п риемника п утем интермо дуляцио нно го взаимо дей ствия двух или б о лее п о мех. В о тличие о тп о б о чны х канало в частоты внеп о ло сны х канало в не фиксиро ваны п ри данно й настро й ке п риемника. С указанны м п ринцип иальны м различием нео сно вны х канало в п риема связано различие в п рименяемы х мето дах измерения характеристик во сп риимчиво сти п риемника п о этим каналам: измерение характеристик во сп риимчиво сти п о п о б о чны м каналам п риемап ро изво дится о дно сиг нальны ми мето дами, ап о внеп о ло сны м каналам п риема— мно госиг нальны ми методами. Н арис. 1.3 схематично п редставлен п ример характеристики во сп риимчиво сти радио п риемника п о о сно вно муи п о б о чны м каналам п риема, ко торая о п исы ваетво сп риимчиво сть к неп о средственно муп ро никно вению на вы хо д п риемника п о мехи, п о ступ аю щ ей с его антенно г о вхо да. Х арактеристика п о стро ена для от носи т ельной восп ри и мч и вост и [11], п редставляю щ ей со б о й о тно ш ение п о ро г о во й чувствительно сти п о о сно вно му каналу п риемаPп о р, о п ределяемо й как (1.4), к во сп риимчиво сти, ко то рая о п ределяется как мо щ но сть п о мехи навхо де п риемника Pвх, п ри ко торо й ее вы хо дная мо щ но сть со о тветствует уро вню ш умо в. П о меха, мо щ но сть ко торо й п ревы ш аето п ределенную таким о б разо м Pвх, начинаетрег истриро ваться на

18 вы хо де п риемника. М аксимальная во сп риимчиво сть на уро вне п о ро г о во й чувствительно сти п риемникаPвх = Pп о р имеетместо п о о сно вно муканалу.

fПЧ

-80

(fГЕ Т ± fПЧ )/2

fГЕТ ± fПЧ /2

fге т 2

fГЕТ

2fГЕТ - fПЧ

2fГЕ Т + fПЧ

2fГЕТ

f

-60 -40

О сновной канал fГЕ Т - fПЧ

-20

Зе р кальны й канал fГЕТ + fПЧ И зби р ат е льност ь СВЧ - т р акт а

0

PПО Р /PВХ, дБ И зби р ат е льност ь ПЧ

Р и с. 1.3. Хар акт е р и ст и ка от носи т е льной восп р и и м чи вост и су п е р ге т е р оди нного п р и е м ни ка п о основном у и п обочны м каналам п р и ема В о сп риимчиво стьп риемникап ро п о б о чны м каналам п риемазависит − о тнелиней ны х сво й ствсмесителя; − о тизб ирательно сти СВ Ч -трактадо вхо дасмесителя; − о твы б о разначения п ро меж уточно й частоты . Е сли функция п ередачи смесителя является квадратично й , то из п о б о чны х канало в имеетместо то лько зеркальны й канал. В се о стальны е каналы являю тся следствием о ткло нения характеристики о тстро г о й квадратично сти. Ч ем б лиж е характеристика смесителя к идеально й , тем ниж е во сп риимчиво сть п риемникап о п о б о чны м каналам. И склю чением является зеркальны й канал, являю щ ий ся неизб еж ны м факторо м п рео б разо вания часто ты и имею щ ий место даж е п ри исп о льзо вании вкачестве п рео б разо вателя идеально г о п еремно ж ителя. Ч ем дальш е п о б о чны е каналы о тстоятп о частоте о то сно вно г о канала, тем б о лее во сп риимчиво сть п о ним о слаб ляется в силуизб ирательны х сво й ств п реселектора. В ы б о ро м значения п ро меж уточно й частоты fП Ч мо ж но до б иться, чтоб ы как мо ж но меньш е п о б о чны х канало вп о п ало вп о ло суп ро п ускания п реселектора. Н арис. 1.3 п о казаны самы е б лизкие к fc и, следо вательно , самы е о п асны е п о б о чны е каналы . Среди них о со б ую ро льиг раетзеркальны й канал, ко -

19 то ры й б лизо к к о сно вно муканалуи п рактически всег данахо дится в п о ло се п реселектора, так что во сп риимчиво стьп о немумало о тличается о тво сп риимчиво сти п о о сно вно муканалу. О п асно стьзеркально г о каналазаклю чается не только в том, что п о немумо ж етп ро й ти п о меха. Н аличие это г о канала п риво дитк то му, что ш умы антенны и п реселекто рап о ступ аю твсмеситель п о двум частотны м каналам f c и f ЗК П , ап о лезны й сигналп ринимается только на частоте f c. Э то п риво дитк увеличению ко эффициенташ умап риемника. В само м неб лагоп риятно м случае, ко г да усло вия п ро хо ж дения п о зеркально муи о сно вно муканалам черезп реселектор о динако вы (ш иро ко п о ло сны е вхо дно е устро й ство и М Ш У ), ко эффициентш умап риемникап о сравнению с его величино й в о тсутствие зеркально г о каналап риемамо ж етувеличиться на 3 дБ [23]. Н а п рактике в п риемниках СВ Ч всегдап редусматривается п о давление зеркально г о канала различны ми методами, о сно ванны ми или на исп о льзо вании зап ираю щ их фильтро в п о сле М Ш У или ж е на усло ж нении схемы п рео б разо вания часто ты п утем п рименения двукратно го или трехкратно го п рео б разо вания. О сно вны е из этих методо в рассмо трены , нап ример, в [23]. Т аким п утем до б иваю тся, что б ы во сп риимчиво сть п о зеркально му каналу не п ревы ш ала о б щ ей г раницы о тно сительно й во сп риимчиво сти, п редусмо тренно й для всех п о б о чны х канало в п риема. Д ля вы со ко классны х п риемнико в эта г раница со ставляет-80 дБ [3]. О тметим, что рис. 1.3 о тно сится к случаю , ко г дав п риемнике не п ринято никаких сп ециальны х мердля п о давления зеркально г о канала. Е щ е б лиж е к о сно вно муканалу, чем fЗК П нахо дятся “п о лузеркальны й ” и т.д. каналы счастотами f ГЕ Т ±fП Ч /2, f ГЕ Т ±fП Ч /3 ..., о днако во сп риимчиво стьп о этим каналам о ченьслаб а, п о ско лькуих о б разо вание связано сгармо никами сиг налаи г етеро дина, так что п ри расчетах эти каналы о б ы чно во внимание не п ринимаю тся [12]. Ш ирина п о ло сы п ро п ускания о сно вно го канала п риема п рактически целико м о п ределяется п о ло со й У П Ч ∆fП Ч . Ш иринап о б о чны х канало в суж ается п о сравнению с∆fП Ч вместе суменьш ением во сп риимчиво сти [4]. М ы рассмо трели о б разо вание п о б о чны х канало в п риемав случае о дно кратно го п рео б разо вания частоты . П ри двукратно м и трехкратно м п рео б разо вании о дно временно со сниж ением во сп риимчиво сти п риемника п о зеркально му каналу во зникаю т усло вия для во зрастания о б щ ег о числа п о б о чны х канало в. К ро ме тог о , ш иро ко п рименяется сп о со б п о лучения сиг нала гетеро дина п утем умно ж ения неко то ро й исхо дно й часто ты с п о следую щ им смеш иванием, что такж е п риво дитк п о явлению но вы х п о б о чны х канало в п риема. Т аким о б разо м, реальная структура п о б о чны х канало в п риема радио п риемника зависито тег о ко нкретно й реализации. П ри это м о б щ ая картина часто стано вится трудно о б о зримо й для тео ретическо г о рассмо трения, так что единственны м п рактически п риемлемы м сп о со б о м ее п о лучения мо ж ето казаться только эксп ериментально е измерение характеристики во сп риимчиво сти п риемникап о п о б о чны м каналам п риема.

20 Д ля о п исания во здей ствия п о мех, частоты ко то ры х нахо дятся зап ределами о сно вно г о и п о б о чны х канало в, п о льзую тся п о нятием внеп о ло сны х канало в п риема. В то время как п о б о чны е каналы п риемао б разую тся только в смесителе, в о б разо вании внеп о ло сны х канало в участвую ти смеситель и М Ш У , п ричем п о следнемуп ринадлеж итздесь г лавная ро ль. Э М С-характеристики М Ш У , п о сути, о п ределяю твлияние М Ш У нао б разо вание внеп о ло сны х канало в РП У . Рассмо трим б о лее п о дро б но дей ствие наРП У п о мех п о внеп о ло сны м каналам п риема. 1.4 В неполосные ка на лы приема Р П У Д ей ствие п о мех п о внеп о ло сны м каналам п риема п риво дитк следую щ им нелиней ны м эффектам навы хо деРП У : • интермо дуляция; • б ло киро вание; • п ерекрестная амп литудно -фазо вая ко нверсия; • п ерекрестная мо дуляция. Бо льш инство этих эффектов связано с ко свенны м во здей ствием п о мехи на п рием п о лезно г о сиг нала радио п риемнико м, ко г да сами п о мехи не п ро никаю тнавы хо д п риемника, но о казы ваю тмеш аю щ ее дей ствие нап рием сиг нала, п о ступ аю щ ег о п о о сно вно му каналу. И склю чение со ставляет интермо дуляция, п ри ко торо й неско лько п о мех, взаимо дей ствуя меж дусо б о й в нелиней ны х элементах СВ Ч -тракта, о б разую тканал п риема, вы зы ваю щ ий ло ж ны й о тклик на вы хо де п риемника в о тсутствие п о лезно г о сиг наланавхо де. Н елиней ны е эффекты , вы званны е во здей ствием п о мех, мо г ут иметь место в каж до м изактивны х элементо в СВ Ч -тракта, имею щ их нелиней ны е сво й ства, п о это муп раво мерно рассмо трение этих эффекто в как для РП У вцело м, так и для о тдельны х каскадо вСВ Ч -тракта: М Ш У и смесителя. Рассмо трим о б щ ую суть нелиней ны х эффектов, во зникаю щ их п о д дей ствием внеп о ло сны х п о мех, не касаясь физических механизмо в, леж ащ их в их о сно ве. П о ско лькуданны е механизмы индивидуальны для каж до го устро й ства, о ни до лж ны б ы ть рассмо трены о тдельно для каж до го тип а М Ш У и смесителя. 1.4.1 И нтермодуля ция И нт ермодуля ц и ей в радио п риемнике назы вается [17] во зникно вение п о мех наего вы хо де п ри дей ствии навхо де двух и б о лее сигнало в, часто ты ко торы х нахо дятся вне о сно вно го и п о б о чны х канало в п риема. П ричино й интермо дуляции, часто назы ваемо й такж е вза и мной модуля ц и ей, является нелиней но е п рео б разо вание сп ектра вхо дно го во здей ствия в активны х эле-

МШ У f ,f ,...f ...

См е си т е ль ∈

f

21 ментах СВ Ч -тракта— в М Ш У и смесителе. О б разо вание интермо дуляцио нно й п о мехи мо ж етп ро изо й ти как п ри наличии, так и в о тсутствие п о лезно го сиг нала. В п ерво м случае п ро исхо дитискаж ение сиг нала, во второ м — ло ж ны й о тклик п риемника. Р и с. 1.4. О бщ ая сх е м а явле ни я и нт е р м оду ляц и и в п р и е м ни ке СВЧ П усть навхо д М Ш У с антенно г о вхо дап о ступ аю твнеп о ло сны е сиг налы часто тf 1,f2 ,...,fi... (см. рис.1.4). Т о г да в вы хо дно м сп ектре М Ш У , в силу нелиней ны х сво й ств п о следнег о , б удутп рисутство вать но вы е со ставляю щ ие частот p1 f1 +p2f 2+...+pifi+...=fинт_М

Ш У,

где pi — п о ло ж ительны е и о трицательны е целы е числа, втом числе и но ль, со о тветствую щ ий о тсутствию сиг нала, п ричем хо тя б ы двако эффициентаpi о тличны о тнуля. Э ти сп ектральны е со ставляю щ ие назы ваю тся интермо дуляцио нны ми со ставляю щ ими, а сам п ро цесс их о б разо вания п редставляет со б о й явлениеинтермо дуляции. К ро ме интермо дуляцио нны х со ставляю щ их на вы хо де М Ш У п рисутствую ттакж е сиг налы п рямо го п ро хо ж дения с часто тами fi. Сю да вхо дятсиг налы , усиленны е М Ш У (если о ни нахо дятся в п о ло се п ро п ускания М Ш У ), и сиг налы , недо статочно о слаб ленны е М Ш У . Т аким о б разо м, на вхо д смесителя с вы хо да М Ш У п о ступ ает сло ж ны й сп ектр частотFi, со стоящ ий изсо ставляю щ их исхо дны х часто тf i и их ко мб инаций fинт_М Ш У : (1.9) Fi ∈ { fi, fинт_М Ш У }. Сиг налы часто тFi взаимо дей ствую тв смесителе с г армо никами гетеро динасо б разо ванием навы хо де смесителя частотны х со ставляю щ их m1F1 +m2F2+...+miFi+...+nf ГЕ Т = ∑ mi Fi + nf ГЕ Т , i

где mi и n — п о ло ж ительны е и о трицательны е целы е числа, в то м числе но ль. У сло вием меш аю щ ег о дей ствия этих со ставляю щ их б удетп о п адание их на часто туП Ч , то естьвы п о лнение равенства

∑ mi Fi + nf ГЕ Т

= fП Ч .

i

П ринимая во внимание значения часто тFi (1.9), мо ж но сфо рмулиро вать о б щ ееусло вие о б разо вания интермо дуляцио нно й п о мехи:

∑ pi f i + nf ГЕ Т i

= fП Ч ,

(1.10)

22 где pi и n — п о ло ж ительны е и о трицательны е целы е числа, в то м числе но ль, п ричем хо тя б ы два ко эффициента pi о тличны о тнуля. Сумма ко эффициентов pi, участвую щ их в о б разо вании интермо дуляцио нно й п о мехи, назы вается п оря дк ом и нт ермодуля ц и и . И з сравнения (1.10) и (1.8) следует, что усло вие (1.10) эквивалентно треб о ванию , чтоб ы частоты интермо дуляцио нны х со ставляю щ их со вп али с частотами о сно вно го или п о б о чно г о каналап риема:

∑ pi fi = f с,

(1.11)

i

∑ pi fi = f П К П . i

О тметим, что равенства (1.10) и (1.12) до лж ны вы п о лняться с точно стью до ±∆f П Ч /2. И з п ро веденно го рассмо трения видно , что интермо дуляцио нны е со ставляю щ ие ∑ pi f i , удо влетво ряю щ ие усло виям (1.10) и (1.11), мо гуто б раi

зо вы ваться в М Ш У , всмесителе и п о следо вательно во б о их этих каскадах. В п ерво м случае в М Ш У о б разуется интермо дуляцио нная п о меха часто ты f инт_М Ш У , п о п адаю щ ая в о сно вно й или п о б о чны й канал п риема. В о вто ро м случае интермо дуляцио нная п о мехао б разуется засчетнелиней но го взаимо дей ствия в смесителе вхо дны х сиг нало в fi, п ро ш едш их нап рямую через М Ш У и недо стато чно о слаб ленны х в нем. В третьем случае п о мехао б разуется за счетвзаимо дей ствия в смесителе со ставляю щ их f инт_М Ш У , о б разо вавш ихся в М Ш У и не п о п авш их в канал п риема. Н а вы хо де п риемника п ро исхо дитсло ж ение мо щ но стей п о мех, о б разо вавш ихся в результате дей ствия всех этих механизмо в, сучетом усиления (о слаб ления), зависящ его о т п ути п ро хо ж дения п о мех [12]. Т аким о б разо м, п ри анализе во сп риимчиво сти п риемника п о интермо дуляции нео б хо димо рассмо трение эффектаинтермо дуляции для всех нелиней ны х каскадо вСВ Ч -тракта. Н о рмиро вание во сп риимчиво сти такж е п ро изво дится как для п риемника в цело м [4,17,18], так и для о тдельны х ег о каскадо в, нап ример М Ш У [19]. О со б о е значение явления интермо дуляции в М Ш У о п ределяется тем, что о н стоитна вхо де п риемно го тракта и наиб о лее п о дверж ен дей ствию п о мех. П ри во здей ствии на вхо д п риемника б о льш о г о числа внеш них п о мех число интермо дуляцио нны х ко мб инаций , удо влетво ряю щ их усло виям (1.10), (1.11), мо ж етб ы тьвелико и о б щ ая картинаэффектаинтермо дуляции о казы вается трудно о б о зримо й . О днако , как указы вается, нап ример, в [4,12], нетп рактическо й нео б хо димо сти ее п о лно г о рассмо трения. Д о статочно о г раничиться двумя внеш ними сигналами и их г армо никами не вы ш е вто ро й . О б о сно вы вается это тем, что веро ятно стьо б разо вания интермо дуляцио нно й п о мехи с увеличением числа участвую щ их в ее о б разо вании сиг нало в уменьш ается. К ро ме того, мо щ но сть интермо дуляцио нно й п о мехи резко

23 сниж ается с увеличением но меро в г армо ник внеш них сиг нало в, участвую щ их во б разо вании это й п о мехи. О б ы чно [4,12] в качестве самы х о п асны х рассматриваю тся интермо дуляцио нно й п о мехи, удо влетво ряю щ ие усло виям p1 f1 +p2f 2=f с, p1 f1 +p2f 2=f П К П , где p 1+p2≤ 3 и f П К П =f П Ч или f П К П =f ЗК П , то есть учиты ваю тся интермо дуляцио нны е п о мехи низш их п о рядко в, частоты ко торы х со о тветствую то сно вно муканалуп риемаили п о б о чны м каналам, о б разуемы м ко мб инациями п ервы х гармо ник сиг нала и г етеро дина. В число этих п о мех вхо дятинтермо дуляцио нны е со ставляю щ ие частот f 1±f 2=f c f 1±f 2=fЗК П 2f1-f2 =fc 2f 1-f2 =fЗК П f 1±f 2=f П Ч 2f1-f2 =fП Ч Н а рис. 1.5 п о казаны п римеры о б разо вания интермо дуляцио нны х со ставляю щ их на частоте о сно вно г о канала п риема. В силуизб ирательно сти п реселектора вхо дны е сиг налы f1 и f 2 в зависимо сти о тсво ей о тстро й ки о т о сно вно го каналап риемав той или ино й степ ени п о давляю тся, п о это муинтермо дуляция 3-го п о рядка(рис. 1.5 в) б о лее о п асна, чем интермо дуляция 2го п о рядка(рис. 1.5 а,б ), так как о намо ж етб ы тьрезультато м дей ствия внеп о ло сны х п о мех, неп о средственно п римы каю щ их к о сно вно му каналу п риема, в то время как интермо дуляция 2-г о п о рядкасвязанас взаимо дей ствием сиг нало в, сильно о тстро енны х о то сно вно го канала.

24 ∆ ∆

f1+f2

И зби р ат е льност ь: ПЧ СВЧ

а) f1 fC/2 f2

fС

Р и с. 1.5. Пр и м е р ы обр азовани я и нт е р м оду ляц и онны х п ом е х

f

fС f1-f2 б) f2

fС

f1

f

2f1-f2 ∆

∆ в)

f2

f1 fС

f

И нтермо дуляцио нны е со ставляю щ ие частоты fЗК П о б ы чно п о давляю тся средствами б о рьб ы с зеркальны м канало м п риема, исп о льзуемы ми в п риемнике. Рассматривать о б разо вание интермо дуляцио нны х со ставляю щ их с частото й fП Ч в М Ш У не имеет смы сла, п о ско льку в вы хо дно м сп ектре М Ш У , в силуег о изб ирательны х сво й ств, не мо ж етп рисутство ватьэтих со ставляю щ их ско лько -ниб удьзначимо й амп литуды . В о о б щ е г о во ря, значение тех или ины х интермо дуляцио нны х со ставляю щ их зависито тмно г их ко нкретны х факторо в, в число ко торы х вхо дят, нап ример, изб ирательны е сво й ства каскадо в СВ Ч -тракта п риемника и их нелиней ны е сво й ства, частота настро й ки п риемника, исп о льзуемо е значение п ро меж уточно й частоты , расп ределение канало в в системе радио связи и так далее. Н ап ример, если в п риемнике исп о льзуется тако й ш иро ко п о ло сны й М Ш У , как Л БВ , и о тсутствуетвы со ко изб ирательно е вхо дно е устро й ство , то значение интермо дуляции второ г о п о рядка во зрастаетп о сравнению с б о лее узко п о ло сны ми системами.

25 О тметим, что нарядус интермо дуляцией меж дуп о мехами имеетместо эффектинтермо дуляции с участием п о лезно г о сиг нала. В силумало й мо щ но сти п о лезно г о сиг нала интерес п редставляетлиш ь интермо дуляция 3-го п о рядкавида fинт= fc ± (f 1 - f2 ), п ро иллю стриро ванная нарис. 1.6. ПЧ

f1

Р и с. 1.6. И нт е р м оду ляц и я с у част и е м п оле зного си гнала

fC+(f1-f2)

fC-(f1-f2)

f2

СВЧ

fC

f

В случае до стато чно б лизких п о часто те п о мех f 1-f2 ≤ ∆fП Ч /2 интермо дуляцио нны е со ставляю щ ие п о п адаю тв о сно вно й канал п риема и о казы ваю тмеш аю щ ее во здей ствие на п рием п о лезно г о сиг нала. И нтермо дуляцио нны е со ставляю щ ие тако г о ро дамо г ут, в п ринцип е, о б разо ваться о т б еско нечно г о числа п ар п о мех, со здавая сво ег о ро да интермо дуляцио нны й ш ум на вы хо де п риемника. Сущ ественно , что п о мехи тако г о вида имею т место только в п рисутствии п о лезно го сиг нала, так что их меш аю щ еедей ствие вы раж ается не в ло ж но м п риеме, а в ухудш ении о тно ш ения сиг нал/п о механавы хо де п риемника. П рактически исследо вание и о ценкаэффектаинтермо дуляции, атакж е но рмиро вание во сп риимчиво сти п риемника и ег о о тдельны х каскадо в п о этомуэффектучащ е всег о п ро изво дится для случая интермо дуляции 3-го п о рядкавида 2f1 - f 2=fc . Э то тслучай тип ичен и в п рактическо м п ро явлении эффекта интермо дуляции: п о меха тако г о тип а во зникаетп ри о дно временно й раб о те двух п ередатчико в, имею щ их частоты , со о тветствую щ ие расп о ло ж енны м рядо м со седним каналам п риема (см. рис. 1.5в). О слаб ление СВ Ч -тракта п риемника п о этим каналам, как п равило , п ренеб реж имо мало . В служ б ах радио связи с б о льш им число м радио средств во зникно вение п о мех тако го тип а о казы вается о дним из о г раничиваю щ их факторо в для п о вы ш ения заг рузки радио частотно г о ресурса[3]. К о личественно й меро й эффекта интермо дуляции в радио п риемнике является к оэф ф и ц и ент и нт ермодуля ц и и К инт— о тно ш ение уро вня радио -

26 п о мехи, во зникаю щ ей в результате интермо дуляции, к уро вню сиг нала, со о тветствую щ ег о чувствительно сти радио п риемника, о п ределенны х на вы хо де радио п риемника. В диап азо не СВ Ч уро вни сигнало в и п о мех о б ы чно вы раж аю тся вединицах мо щ но сти, таким о б разо м, Pвинт ых , дБ, K инт= 10lg Pп о р ⋅ K у

(1.12)

где Pвинт ь интермо дуляцио нно й п о мехи на вы хо де п риемника, ы х — мо щ но ст Pп о р — вхо дная мо щ но сть, со о тветствую щ ая п о ро г о во й чувствительно сти п риемника и о п ределяемая как (1.4), К у — ко эффициентусиления п риемникап о мо щ но сти. Д ля измерения ко эффициента интермо дуляции 3-го п о рядкап риемниканаего вхо д, как п равило , п о даю тся двасиг нала, имитирую щ их п о мехи, с о динако вы ми уро внями и с частотами f1 и f 2, со о тветствую щ ими частотам двух со седних канало в, б лиж ай ш их к часто те настро й ки п риемникаfc (рис. 1.5 в). В о сп риимчиво сть радио п риемника п о интермо дуляции о п ределяется п о критерию до п устимо го значения ко эффициентаинтермо дуляции, вкачестве ко торо г о о б ы чно п ринимается К инт_до п =0, что со о тветствуетуро вню п о мехи навы хо де, равно мувы хо дно мусиг налуп риемника, раб о таю щ его на грани п о ро г о во й чувствительно сти. П о ро г о м во сп риимчиво сти п риемника п о интермо дуляции является максимальная до п устимая вхо дная мо щ но сть п о мех Pвх(f1)=Pвх(f 2), со о тветствую щ ая К инт_до п . В еличины К инт_до п и до п устимая мо щ но сть п о мех но рмирую тся стандартами на различны е виды радио электро нно й ап п аратуры . В о сп риимчиво сть радио п риемникап о интермо дуляции вы ш е, чем во сп риимчиво сть п о всем друг им эффектам, вы званны м дей ствием внеп о ло сны х п о мех [3]. С этим о б стоятельство м связанао со б ая ро льинтермо дуляцио нны х п о мех в п ро б леме о б есп ечения Э М С РЭ С. Т ак, в [3] п риво дятся сведения о том, что в п о движ ны х служ б ах радио связи метро во го диап азо на к интермо дуляции в п риемниках о тно сится до 70% случаев всех п о мех, связанны х свлиянием о сно вны х и нео сно вны х излучений п ередатчико в. 1.4.2 Б локирова ние Б лок и рова ни ем в радио п риемнике назы вается [17] изменение уро вня сиг нала или о тно ш ения сигнал/ш ум на вы хо де радио п риемникап ри дей ствии радио п о мехи, частота ко торо й не со вп адаетс частотами о сно вно г о и п о б о чны х канало в п риема радио п риемника. П ричино й б ло киро вания является нелиней но сть каскадо в п риемника, в результате ко то ро й п ро исхо дит изменение их ко эффициента п ередачи и ко эффициенташ умап о д дей стви-

27 ем п о мехи, а следо вательно , и ко эффициента усиления и ко эффициента ш умавсег о п риемника. Стандартно е о п ределение явления б ло киро вания вклю чаетв себ я два разно ро дны х п о сво ей физическо й сути эффекта: изменение уро вня сиг нала и изменение о тно ш ения сиг нал/ш ум п о д дей ствием п о мехи. Э ти эффекты связаны меж дусо б о й , но не идентичны и имею тразны е ко личественны е характеристики. П о этому, г о во ря о б ло киро вании и о п исы вая ко личественно это явление, нео б хо димо , во о б щ е г о во ря, указы вать, како й из двух эффектов имеется в виду. Н ап ример, ГО СТ о м [19] для М Ш У о п ределены и но рмиро ваны две величины , о п исы ваю щ ие о б аэффекта: ко эффициентб ло киро вания п о усилению и ко эффициентб ло киро вания п о ш умам. П ервы й из них характеризуетизменение ко эффициентаусиления п о д дей ствием п о мехи, авторо й — изменение ко эффициенташ ума. 1.4.2.1 Б локирова ние по усилению О б ы чно , ко гдаг о во рято б ло киро вании, имею тв видуизменение уро вня п о лезно г о сигнала п о д дей ствием п о мех. И зменение ко эффициентаусиления п риемникаили ег о каскадап о д дей ствием п о мехи, как п равило , п ро исхо дитв сторо нууменьш ения. О днако для неко торы х радио п риемнико в и их каскадо в сущ ествую тусло вия, п ри ко торы х ко эффициентп ередачи п о д дей ствием внеп о ло сно й п о мехи во зрастает, как п о казано нарис. 1.7. В это м случае гово рято явлении а нт и блок и рова ни я . Коэ ф ф и ц и е нт п е р е дачи

А нт и блоки р овани е

К0

О бласт ь ли не йного у си ле ни я

Блоки р овани е

Р и с. 1.7. Я вле ни е блоки р овани я п о у си ле ни ю P ПО

М ЕХИ

К о личественно й характеристико й рассматриваемо г о явления служ ит ко эффициентб ло киро вания усиления, ко то ры й о б ы чно вы раж ается как о тно ш ение изменения амп литуды вы хо дно г о сигнала(то каили нап ряж ения) в результате б ло киро вания к амп литуде то г о ж е сиг нала в о тсутствие б ло киро вания:

28

Kбл =

∆I вы х ( Pп о м ) ∆U вы х ( Pп о м ) или K б л = , I вы х ( Pп о м = 0) U вы х ( Pп о м = 0)

где Pп о м — мо щ но стьвнеп о ло сно й п о мехи навхо де. Д анная величинав радио технике о б ы чно назы вается п ро сто к оэф ф и ц и ент ом блок и рова ни я , б ез сп ециально г о уп о минания о том, что о на о тно сится только к эффектуб ло киро вания п о усилению п о лезно го сиг нала. В диап азо не СВ Ч , г де реально й измеряемо й характеристико й уро вня сиг нала является ег о мо щ но сть, удо б ней исп о льзо ватько эффициентб ло киро вания п о мо щ но сти, о п ределяемы й как K б л = 10lg

К у( Pп о м ) Pс.вы х ( Pп о м ) , дБ, = 10lg Pс.вы х ( Pп о м = 0) К у( Pп о м = 0)

(1.13)

где Pc.вы х(Pп о м ) и К у(Pп о м ) — со о тветственно вы хо дная мо щ но стьп о лезно го сиг налаи ко эффициентусиления п о мо щ но сти в п рисутствии внеп о ло сно й п о мехи, а Pc.вы х(Pп о м =0) и К у(Pп о м =0) — те ж е п араметры в о тсутствие п о мехи. К о эффициентб ло киро вания, о п ределенны й как (1.13), равен нулю в о тсутствие б ло киро вания, о трицателен п ри наличии б ло киро вания и п о ло ж ителен п ри антиб ло киро вании. О тметим, что б ло киро вание мо ж етрассматриваться как для п риемника в цело м, так и для ег о о тдельны х каскадо в. П риво димы е здесьи далее о п ределения ко эффициентаб ло киро вания п рименимы во б о их случаях. П о ро гво сп риимчиво сти радио п риемника (каскада) п о б ло киро ванию усиления о п ределяется п о критерию до п устимо г о значения ко эффициента б ло киро вания К б л_до п , ко то ро е устанавливается стандартами на различны е виды радио о б о рудо вания. Н ап ример [3], ГО СТ на маг истральны е К В п риемны е устро й стваустанавливаеттреб о вание к К б л_до п равны м -2 или -3 дБ в зависимо сти о трасстро й ки меж дуп о лезны м и меш аю щ им сиг налами, ГО СТ на радио станции сухо п утно й п о движ но й служ б ы устанавливаеттреб о вание К б л_до п =-6 дБ п ри меш аю щ ем сиг налевб лиж ай ш ем со седнем канале. П о ро гом во сп риимчиво сти радио п риемникап о б ло киро ванию усиления является максимально до п устимая мо щ но стьп о мехи, со о тветствую щ ая К б л_до п . 1.4.2.2 Б локирова ние по ш ума м Д руг о е о п ределение ко эффициентаб ло киро вания, ко торо е мо ж етб ы ть удо б но для реш ения мно г их п рактических задач, вы раж ается о тно ш ением сиг нал/ш ума навы хо де п риемника (каскада) п ри наличии внеп о ло сно й п о мехи к сигнал/ш умунавы хо дево тсутствие п о мехи [4]: ~ К б л = 10lg

Pс.вы х ( Pп о м )/Pш .вы х ( Pп о м ) Pс.вы х ( Pп о м = 0)/Pш .вы х ( Pп о м = 0)

, дБ,

(1.14)

29 где Pш .вы х ( Pп о м ) и Pш .вы х ( Pп о м = 0) — вы хо дная п о лная мо щ но стьш умасо о тветственно п ри наличии п о мехи и б езнее. ~ В еличина K б л вклю чаетв себ я, кро ме эффектаизменения уро вня п о лезно го сигнала п о д дей ствием п о мехи, такж е эффектизменения п о д дей ствием п о мехи уро вня ш ума на вы хо де п риемника (каскада). Э то тэффект характеризуется к оэф ф и ц и ент ом п ода влени я шума п о мехо й [22]: K пш = 10lg

Pш .вы х ( Pп о м ) Pш .вы х ( Pп о м = 0)

, дБ.

(1.15)

И сп о льзуя о п ределения (1.13) и (1.15), мо ж но вы разить альтернатив~ ны й ко эффициентб ло киро вания K б л как разницумеж дуко эффициенто м б ло киро вания сиг нала(1.13) и ко эффициенто м п о давления ш ума(1.15): ~ (1.16) K б л= К б л - К пш . Разделив числитель и знаменатель вы раж ения (1.14) на о тно ш ение сиг нал/ш ум навхо де п риемника Pс.вх /Pш .вх и о б ративш ись к о б щ емуо п ределению ко эффициенташ ума(1.2), п о лучим, ~ что ко эффициентб ло киро вания K б лестьне что ино е, как о тно ш ение ко эффициенташ умаво тсутствие п о мехи F=

Pс.вх /Pш .вх Pс.вы х ( Pп о м = 0)/Pш .вы х ( Pп о м = 0)

к ко эффициентуш умап ри наличии внеп о ло сно й п о мехи ~ F=

Pс.вх /Pш .вх

:

(1.17)

Pс.вы х ( Pп о м )/Pш .вы х ( Pп о м )

F ~ К б л = 10lg ~ . F ~ В еличина F назы вается двухси гна льным к оэф ф и ц и ент ом шума (Д К Ш ). Д анны й п араметр б ы л вп ервы е введен в [22] и в настоящ ее время п ринятдля о п исания ш умо вы х сво й ств радио п риемникаи его каскадо в, нахо дящ ихся п о д во здей ствием п о мех. В о п ределении Д К Ш (1.17) так ж е, как и в о п ределении (1.1)-(1.2) для о дно сиг нально г о (линей но г о ) ко эффициента ш ума, п редп о лаг аю тся стандартны е усло вия на вхо де, то есть источнико м ш умо внавхо деявляется вхо дная наг рузкап ри стандартно й темп ературеТ0 . О п ределение Д К Ш фо рмально схо ж е с о п ределением ко эффициента ш ума F в о тсутствие п о мехи (1.2), о днако следуетчетко п редставлять, что ~ величинаF о тно сится к линей ны м каскадам, авеличинаД К Ш F — к нахо -

30 дящ имся п о д во здей ствием интенсивно й п о мехи, то есть к нелиней ны м каскадам. С этим связана их п ринцип иальная разница. Т ак, F не зависито т величины сиг нало в и п о мех, мо щ но сть со б ственны х ш умо в линей ны х каскадо в является п о стоянно й величино й , зависящ ей только о твнутренних сво й ств этих каскадо в. В этих усло виях сп раведлива связь ко эффициента ш умарадио п риемникасо стандартны ми ко эффициентами ш ума о тдельны х каскадо в, вы раж аемая фо рмуло й (1.5), ш иро ко п рименяемо й в радио технике. В нелиней но м ж е случае со б ственны е ш умы каж до г о каскада являю тся функцией вхо дны х ш умо ви п о мех, то естьзависято тп реды стории п ро хо ж дения ш умо в и п о мех п о радио трактудо данно г о каскада. В этих усло виях фо рмула (1.5) несп раведлива. Н ево змо ж но в о б щ ем случае, измерив Д К Ш о тдельны х каскадо в п ри стандартны х усло виях на вхо де, рассчитать на о сно ве п о лученны х значений Д К Ш радио п риемника. Д ля это г о нео б хо димо п ро вести измерение Д К Ш радио п риемникавцело м. Д вухсиг нальны й ко эффициентш ума о тдельны х каскадо в имеетзначение для о ценки во сп риимчиво сти этих каскадо в к п о мехам п о критерию сиг нал/ш ум. В еличина Д К Ш п о зво ляет сравнивать п о мехо защ ищ енно сть различны х устро й ств п о это мукритерию . К ро ме того, п ри до статочно вы со ко м ко эффициенте усиления М Ш У , Д К Ш радио п риемникамо ж етб ы тьвы раж ен черезД К Ш М Ш У как ~ ~ F ≈ FМ Ш У K1н , где К 1н — но минальны й ко эффициентп ередачи вхо дно го устро й ства. В этом случае через Д К Ш М Ш У мо ж етб ы ть о ценена чувствительно сть радио п риемникавусло виях б ло киро вания. Н а п рактике для о п исания изменения ко эффициенташ ума п риемника или его каскада п о д дей ствием п о мехи о б ы чно исп о льзуется величина, о б ~ ратнаяК б л: ~ ~ (1.18) µ = − К б л = 10lg F F = К пш − К б л . ~ Т ак, стандарто м [19] для М Ш У но рмируется не К б л, авеличинаµ, назы ваемая к оэф ф и ц и ент ом блок и рова ни я уси ли т еля п ошума м. О тметим, что ГО СТ о м [19] в целях б о лее четко го различия эффекто в б ло киро вания п о усилению и п о ш умам для ко эффициентаб ло киро вания п о усилению реко мендо вано исп о льзо вать о б о значение К б .у, а для ко эффициента б ло киро вания п о ш умам — К б .ш . В то ж е время в научно й литературе для этих величин усто ялисьо б о значения К б л и µ со о тветственно . М ы б удем исп о льзо вать все п риведенны е о б о значения, надеясь, что это не п риведетк п утанице. П о ско лькучувствительно сть п риемника о дно значно связана с его ко ~ эффициентом ш умасо о тно ш ением (1.4), величинаµ (или К б л ), о тно сящ аяся к п риемнику в цело м, фактически о п ределяетизменение его чувствительно сти п о д дей ствием п о мехи. Ч увствительно сть п риемника

31 характеризуетег о сп о со б но сть п ринимать слаб ы е сиг налы . В частно сти, о т чувствительно сти п риемниказависитдально сть связи или дально стьдей ствия РЛ С. П о этомуизменение чувствительно сти п риемника п о д дей ствием внеп о ло сно й п о мехи является важ ны м п о казателем Э М С, влияю щ им нараб о турадио техническо й системы в цело м. Т ак, в [11] исп о льзуется п о нятие ко эффициента уменьш ения дально сти дей ствия РЛ С, вы раж енно г о через изменение чувствительно сти п риемникаµ как К У Д = 10

−

µ , дБ 40

.

(1.19)

В еличина К У Д п о казы вает, во ско лько разуменьш ается дально сть дей ствия РЛ С в результате уменьш ения чувствительно сти п риемника. В о тсутствие п о мех µ=0 и К У Д =1. В усло виях дей ствия интенсивно й п о мехи µ > 0 и К У Д < 1. Т ак, п ри µ = 40 дБ К У Д = 0.1. Здесь следуетиметь в виду, что ко эффиР ПО М/Р ПО М.Н А С., дБ цие нтш умап риемникап рактически -16 -8 0 п о лно стью о п ределяется ко эффициенто м ш ума М Ш У и п о этому для КШ П о ценки изменения чувствительно сти п риемникап о д дей ствием п о меµ хи п раво мерно исп о льзо вание вели-4 чины µ, о тно сящ ей ся то лько к М ШУ. Н арис. 1.8 нап римере Л БВ п о КБЛ ясняется суть эффекта изменения двухсиг нально г о ко эффициента ш у-8 ма М Ш У и, следо вательно , изменеКШ П, К БЛ ния чувствительно сти п риемника дБ п о д дей ствием п о мехи. Н а рисунке п риведены тип ичны е для Л БВ завиР и с.1.8. Блоки р овани е МШ У п о симо сти ко эффициента б ло киро ваш у м ам на п р и м е р е Л БВ ния К б л и ко эффициентап о давления ш ума К пш о твхо дно й мо щ но сти п о мехи Р п о м , но рмиро ванно й намо щ но стьнасы щ ения Р п о м.нас. В идно , что п ри мо щ но сти п о мехи, равно й мо щ но сти насы щ ения Л БВ , величинаµ со ставляетп риб лизительно 5 дБ. Э то, со г ласно (1.19), со о тветствуетуменьш ению максимально й дально сти РЛ С начетверть(К У Д =0.75). Д ля того что б ы вы числить вхо дящ ий в вы раж ения (1.16) и (1.18) ко эффициентп о давления ш умап о мехо й К пш , недо стато чно учестьто лько изменение уро вня ш ума, п ро хо дящ ег о черезп риемник (каскад) с ег о сигнально г о вхо да. М еханизм п о давления тако г о ш ума не о тличается о т б ло киро вания сиг нала. Н уж но учиты вать такж е п о давление со б ственно го ш ума, генерируемо г о в п риемнике (каскаде), и о б разо вание но вы х ш умо в,

32 о б язанны х сво им п ро исхо ж дением п о мехам. О сно вны м п о ставщ ико м но вы х ш умо в является эффект интермо дуляции меж ду внеп о ло сно й п о мехо й и ш умо м (внутреннег о или внеш нег о п ро исхо ж дения). К ак о тмечается в [12], в сп ектре ш умамо ж но най ти такие участки, наличие ко торы х п о слевзаимо дей ствия ш ума с со средо то ченно й внеп о ло сно й п о мехо й п риво дитк о б разо ванию интермо дуляцио нны х со ставляю щ их, со вп адаю щ их с о сно вны м и п о б о чны ми каналами п риема. В о б щ ем случае мо щ но сть ш ума на вы хо де п риемника (каскада) в о тсутствие п о мехи мо ж етб ы тьзап исанаввиде суммы со ставляю щ их: Pш .вы х ( Pп о м = 0) = К у( Pп о м = 0) ⋅ Pш .вх + Pш .со б ( Pп о м = 0) , где Pш .вх — мо щ но сть внеш них ш умо в, п о ступ аю щ их насиг нальны й вхо д, Pш .со б (Pп о м = 0) — мо щ но сть со б ственны х ш умо в, генерируемы х внутри п риемника (каскада) в о тсутствие п о мехи. В усло виях дей ствия внеп о ло сно й п о мехи мо щ но стьш уманавы хо деб удетравна: Pш .вы х ( Pп о м ) = К у( Pп о м ) ⋅ Pш .вх + Pш .со б ( Pп о м ) + Pш .инт( Pп о м ) , (1.20) где Pш .со б ( Pп о м ) — мо щ но сть со б ственны х ш умо в с учето м их п о давления п о мехо й , Pш .инт( Pп о м ) — мо щ но сть интермо дуляцио нно г о ш ума, о б разо вавш ег о ся в п рисутствии п о мехи. В результате ко эффициентп о давления ш ума(1.15) мо ж етб ы тьзап исан как К пш = 10lg

К у( Pп о м ) ⋅ Pш .вх + Pш .со б ( Pп о м ) + Pш .инт( Pп о м ) К у( Pп о м = 0) ⋅ Pш .вх + Pш .со б ( Pп о м = 0)

.

Д анно е вы раж ение имеето б щ ий характер. О п ределение ко нкретны х зависимо стей К пш (Pп о м ) для п риемника и ег о каскадо в является о дно й иззадач тео рии Э М С и, вчастно сти, тео рии Э М С М Ш У . О тно сительны й вклад различны х механизмо в, со ставляю щ их сумму (1.20), в о б щ ий эффектизменения мо щ но сти ш уманавы хо де М Ш У , нео динако в. П ервы й изэтих механизмо в, связанны й с неп о средственны м п ро хо ж дением внеш них ш умо в черезМ Ш У , о п ределяется б ло киро ванием М Ш У п о усилению . О н вступ аетвдей ствие п ри тех ж е уро внях п о мехи и имеетту ж е величину, что и изменение п о лезно го сигнала в результате б ло киро вания. В торо й механизм п редставляетсо б о й изменение со б ственно г о ш умана вы хо де п о д дей ствием п о мехи. П риро дуэтого механизмап ро щ е всег о п о яснитьдля случая электро вакуумно г о усилителя, нап ример Л БВ . В о зникно вение со б ственны х ш умо в в Л БВ связано с ш умо во й мо дуляцией п учка, п о ступ аю щ ег о из электро нно й п уш ки, п о п ло тно сти и ско ро сти. Ш умящ ий п учо к во зб уж даетсо о тветствую щ ее п еременно е п о ле в замедляю щ ей сис-

33 теме ламп ы . Сп ектральная со ставляю щ ая этого ш умо во г о п о ля, частота ко то ро й со вп адаетс частото й п о лезно го сиг нала, усиливается нарядус сиг нало м. П о д дей ствием интенсивно й п о мехи наступ аетрассинхро низация п учка с вы со ко часто тны м п о лем, что наруш ает усло вия взаимо дей ствия и п риво дитк уменьш ению как ко эффициентаусиления сигнала, так и ко эффициента усиления со б ственно г о ш ума. В хо дны е усло вия для ш умо вы х и сиг нальны х ко леб аний различны : п ервы е изних во зникаю тв виде мо дуляции электро нно г о п учка, авто ры е п рихо дятс сиг нально г о вхо даввиде вы со ко частотно г о п о ля. П о это муп ро цессы взаимо дей ствия для данны х видо в ко леб аний не идентичны , а ко эффициенты усиления сиг нала и ш умо вы х ко леб аний различны . Различается такж е и степ ень изменения этих ко эффициентов п о д дей ствием п о мехи. В результате изменение со б ственно г о ш ума на вы хо де усилителя п о д дей ствием п о мехи в ко личественно м о тно ш ении о тличается о тб ло киро вания внеш него ш ума. В то ж е время, в видусхо дно й п риро ды этих явлений , изменение со б ственно го ш ума навы хо де Л БВ п о д дей ствием п о мехи п о п о рядкувеличины б лизко к изменению внеш них ш умо в в результате б ло киро вания усиления, так что о б аэти механизманео б хо димо рассматривать со вместно : учиты вая о дин изних, нельзя п ренеб рег ать и друг им. Д анны й вы во д, как п равило , дей ствителен и для других тип о в М ШУ. Т ретий механизм изменения вы хо дно г о ш ума о б усло влен о б разо ванием интермо дуляцио нно г о ш умап о д дей ствием п о мехи. П о ско лькуинтермо дуляцио нны е ш умо вы е со ставляю щ ие всег да имею твесьма малую величину, их вкладо м п о сравнению с п ервы ми двумя механизмами о б ы чно мо ж но п ренеб речь. Т аким о б разо м, анализируя п о давление ш ума в М Ш У , мо ж но ог раничиться учетом то лько п ервы х двух израссмо тренны х механизмо в. Н арис. 1.9 п о казанао б щ ая схемаизменения о тно ш ения сиг нал/ш ум на вы хо де каскадап о д дей ствием п о мехи нап римере М Ш У . Д ля смесителя к факторам о б разо вания интермо дуляцио нны х ш умо в до б авляется эффект п рео б разо вания ш умо в г етеро дина[3,7], ко то ры й заклю чается вследую щ ем. К о леб ания г етеро дина со держ атш иро кий ш умо во й сп ектр. П ри п о ступ лении внеп о ло сно й п о мехи, п ро ш едш ей через М Ш У , насмеситель п ро исхо дитее взаимо дей ствие с ко леб аниями г етеро дина. В ш умо во м сп ектре гетеро динамо г утнай тисьчасто тны е со ставляю щ ие, ко торы е даю тко мб инации с п о мехо й , п о п адаю щ ие в п о ло суп ро п ускания У П Ч . Т аким о б разо м, дей ствие п о мехи вы зы ваетро стш умо в смесителя засчетп рео б разо вания ш умо в гетеро дина. О днако , как указы вало сьв п .1.2, п ри до стато чно вы со ко м ко эффициенте усиления М Ш У ро льш умо в смесителя, являю щ ег о ся следую щ им п о сле М Ш У каскадо м п риемника, п ренеб реж имо мала п о сравнению с ш умами М Ш У . В связи сэтим п ри рассмо трении влияния п о мех нако эффициентш ума п риемника часто до статочно о г раничиться учетом этог о влияния то лько нако эффициентш умаМ Ш У .

34 Вх од

Р

Р

Р

МШ У

Ш ВХ

Вы х од

К У (Р

ПО М

) ⋅Р

Ш ВХ

Р

Р

Ш ИН Т

(Р

ПО М

)

Р

Ш СО Б

(Р

ПО М

)

Ш ВЫ Х

ПО М

Р С.ВХ

Ш СО Б

К У (Р

ПО М

) ⋅Р

C.ВХ

=Р

С.ВЫ Х

Р и с. 1.9. Ф акт ор ы и зм е не ни я от нош е ни я си гнал/ш у м в М Ш У п од де йст ви е м п ом е х и О тметим сущ ественно е о б стоятельство , ко то ро е п о зво ляето б лег чить анализ ш умо вы х сво й ств и расчетко эффициента ш ума СВ Ч -каскадо в радио п риемника. Э то о б стоятельство связано с мало стью ш ирины п о ло сы п риемника ∆fП Ч п о сравнению с п о ло со й п ро п ускания СВ Ч -каскадо в ∆fСВ Ч . И змеряемо й нап рактике величино й ко эффициенташ умап риемникаявляется интег ральны й ко эффициентш ума, учиты ваю щ ий суммарную мо щ но сть ш умо в в эквивалентно й ш умо во й п о ло се, ко торая для суп ерг етеро динно го п риемника равна ∆fП Ч . Рассматривая СВ Ч -каскад и п о лагая ∆f П Ч << ∆fСВ Ч , мо ж но считать мо щ но сть ш умав ш умо во й п о ло се со средо точенно й нафиксиро ванно й частоте. Э то п о зво ляетп редставлятьш умы в целях их анализав СВ Ч -каскадах ввиде о тдельны х частотны х со ставляю щ их. П о ро гво сп риимчиво сти радио п риемника (каскада) п о б ло киро ванию ш ума о п ределяется п о критерию до п устимо г о значения ко эффициентаб ло киро вания ш ума µдо п , ко торо е устанавливается стандартами нако нкретны е виды радио устро й ств. Н ап ример, ГО СТ о м [19] наМ Ш У устано влено до п устимо е значение µдо п =1 дБ для усилителей с но минальны м ко эффициенто м ш умаF>3 дБ и µдо п =0.5 дБ для усилителей с но минальны м ко эффициенто м ш умаF≤ 3 дБ. П о ро г о м во сп риимчиво сти радио п риемника(каскада) п о б ло киро ванию ш умаявляется максимально до п устимая мо щ но стьп о мехи, со о тветствую щ ая µдо п . 1.4.3 П ерекрестна я а мплитудно-ф а з ова я конверсия В неп о ло сная п о меха, дей ствую щ ая на вхо де п риемникаили его каскада, в о б щ ем случае п риво дитне только к изменению уро вня п о лезно г о сиг нала, но и к изменению ег о фазы . П о анало гии с тем, как амп литудно зави-

35 симы е фазо вы е сдвиг и сиг нала в радио технических устро й ствах о п ределяю тся термино м “амп литудно -фазо вая ко нверсия” [3,14], рассматриваемо е явление, п ро исхо дящ ее п о д дей ствием п о мех и со п ро во ж даю щ ее явление б ло киро вания, мо ж но назвать п ерек рест ной а мп ли т удно-ф а зовойк онверси ей(П А Ф К ). Д анны й эффект, как и б ло киро вание, имеетместо в М Ш У и смесителе и мо ж етрассматриваться о тдельно для каж до го изэтих каскадо в. Суммарны й эффектсо ставляетП А Ф К для п риемникавцело м. Сутьявления П А Ф К п о ясняется нарис. 1.10. Гармо нический сигналнавы хо де СВ Ч -каскадаимеетвид: Uвы х = Umcos(ωt + ϕ). В о тсутствии п о мех Um и ϕ — п о стоянны е величины . Д ей ствие до статочно интенсивно й внеп о ло сно й п о мехи п риво дитк изменению амп литуды Um (б ло киро вание) и фазы ϕ (П А Ф К ). В еличинафазо во г о сдвига, зависящ его о т мо щ но сти п о мехи, служ ит ко личественно й характеристико й явления П А Ф К: ∆ϕ(Р п о м ) = ϕ(Р п о м ) - ϕ0 .

ϕ ϕ0

Здесь ϕ(Рп о м ) — фаза сиг нала п ри наличии п о мехи, ϕ0 — в о тсутствиеп о мехи.

Ф аза вы х одного си гнала ∆ϕ(Р

ПО М

)

О бласт ь ли не йного у си ле ни я

Р

ПО М

Р и с. 1.10. Я вле ни е п е р е кр е ст ной ам п ли т у дно-ф азовой конве р си и

Я вление П А Ф К является п ричино й во зникно вения фазо вы х п ерекрестны х искаж ений , рассмо тренны х в следую щ ем п араграфе. Н елиней ны е искаж ения тако г о видаимею тсущ ественно е значение в системах с уг ло во й мо дуляцией сигнала. 1.4.4 П ерекрестные иска ж ения Перек рест ными и ск а ж ени я ми назы вается изменение структуры сп ектра п о лезно г о сиг нала на вы хо де радио п риемника п ри во здей ствии на его вхо д мо дулиро ванно й п о мехи, частотако торо й не со вп адаетс часто тами о с-

36 но вно г о и п о б о чно г о канало в п риема[17]. П рактически п ерекрестны е искаж ения п ро являю тся в п ерено се амп литудно й мо дуляции внеп о ло сно й п о мехи нап о лезны й сигнал, п ричем в о б щ ем случае мо дулирую тся и амп литуда, и фазаэто г о сиг нала. Т аким о б разо м, как и п ри б ло киро вании, имеетместо ко свенно е во здей ствие п о мехи на п о лезны й сиг нал: меш аю щ ее дей ствие п о мехи п ро является в искаж ении п о лезно г о сиг нала, ане в ее неп о средственно м п ро никно вении навы хо драдио п риемника. П ерекрестны е искаж ения являю тся п рямы м следствием явлений б ло киро вания и п ерекрестно й амп литудно -фазо во й ко нверсии в каскадах СВ Ч трактарадио п риемника— в М Ш У и смесителе. Д ей ствительно , г армо нический сигнал на вы хо де СВ Ч -каскада, нахо дящ егося п о д дей ствием внеп о ло сно й п о мехи, имеетвид: Uвы х(t) = Um(Uп о м )⋅cos[ωt + ϕ(Uп о м )]. Зависимо сть амп литуды п о лезно г о сиг нала Um о тамп литуды п о мехи Uп о м вы звано явлением б ло киро вания, азависимо стьег о фазы о тUп о м — явлением П А Ф К . О тсю давидно , что если имеетместо амп литудная мо дуляция п о мехи, то есть Uп о м является функцией времени, то этамо дуляция авто матически п ерено сится наамп литудуи фазуп о лезно го сиг нала. В п ерво м случае гово рято б а мп ли т удной(или амп литудно -амп литудно й ) п ерек рест ноймодуля ц и и , во вто ро м — о б угловой и ли ф а зовой (или амп литудно -фазо во й ) п ерек рест ноймодуля ц и и . Е сли во временно м п редставлении п ерекрестны е искаж ения п ро являю тся как п аразитная мо дуляция, то в часто тно м — как п о явление но вы х со ставляю щ их всп ектре п о лезно г о сиг нала. Д ля п риемнико в амп литудно -мо дулиро ванны х сиг нало в о сно вно е значение имеетамп литудная п ерекрестная мо дуляция. В б о льш инстве случаев уг ло вая п ерекрестная мо дуляция не влияетна качество раб о ты таких п риемнико в. В п риемниках сиг нало в с уг ло во й мо дуляцией изменениями амп литуды п ринимаемо г о сигнала мо ж но п ренеб речь, п о этомуамп литудную п ерекрестную мо дуляцию в этих п риемниках о б ы чно не учиты ваю т, в то время как фазо вая п ерекрестная мо дуляция является вредны м факторо м п риема. П ри п риеме сигнало в со смеш анны ми тип ами мо дуляции сущ ественны о б атип ап ерекрестны х искаж ений . К о личественны е характеристики п ерекрестны х искаж ений для радио п риемнико в и их каскадо в п о дро б но рассмо трены в имею щ ей ся литературе [3,4,6,11-16,24 и др.]. Д ля М Ш У характеристики п ерекрестны х искаж ений о тдельно не но рмирую тся [19]. Э т о счит ает сяизлиш ним, п о ско лькуданны й вид нелиней ны х искаж ений о дно значно связан сб ло киро ванием и явлением П А Ф К , так чт о характеристики п ерекрест ны х искаж ений мо г утб ы тьп ри нео б хо димо сти п о лучены нао сно вехаракт ерист ик б ло киро ванияиП А Ф К .

37 1.5 Х а ра ктеристики Р П У, влия ю щ ие на электрома гнитную совместимость Со г ласно [4], в о б щ ем случае к характеристикам радио п риемно г о устро й ства, влияю щ им на Э М С РЭ С, о тно сятся характеристики п риема в ш иро ко й п о ло се часто т, то есть ег о характеристики как о б ъекта во здей ствия неп реднамеренны х п о мех, а такж е характеристики излучения радио п риемника, то естьего характеристики как источникаиндустриальны х п о мех. П еречень этих характеристик, о п ределенны й стандартами [17,18] и п риведенны й , нап ример, в [4], весьма ш иро к. В нег о вхо дят характеристики, о т ко торы х зависитреш ение о сно вны х задач, во злагаемы х наРП У , и ко то ры е в то ж е время влияю тнаЭ М С, а такж е характеристики, влияю щ ие наЭ М С, но в то ж е время не являю щ иеся нео б хо димы ми для реш ения РП У сво их о сно вны х задач. К числухарактеристик п ерво г о ро да о тно сятся, нап ример, раб о чие часто ты , характеристика частотно й изб ирательно сти (Х Ч И ) п о о сно вно муканалуп риемаи т.п . К характ еристикам вт о ро г о ро дао т но сятся: − б о ко вы е и задние леп естки диаг раммы нап равленно сти антенны (Д Н А ) п ри п риеме нараб о чих частотах; − Д Н А начастот ах со седних, п о б о чны х ивнеп о ло сны х канало вп риема; − Х Ч И п о со седнемуи п о б о чны м каналам п риема; − Х Ч И о б ло киро ванию ; − Х Ч И п о п ерекрестны м искаж ениям; − Х Ч И п о интермо дуляции; − во сп риимчиво стьк радио п о мехам п о мимо антенны ; − во сп риимчиво стьк п о мехам п о цеп ям уп равления, п итания, ко ммутации и заземления; етеро дина(индустриальны е п о мехи); − радио излучение г − элект ро маг нит но еизлучениео б о рудо вания(индустриальны еп о мехи). 1.5.1 Х а ра ктеристики ча стотной из бира тельности ра диоприемника Х арактеристики частотно й изб ирательно сти в вы ш еп риведенно м сп иске п редставляю тсо б о й характеристики во сп риимчиво сти РП У к п о мехам, во здей ствую щ им черезантенны й вхо д п о всем во змо ж ны м нео сно вны м каналам п риема. К ак указы вало сьвп . 1.3, во сп риимчиво стьп риемникакак его сво й ство реаг иро ватьнанеп реднамеренны е п о мехи ко личественно вы раж ается в аб со лю тно м значении мо щ но сти п о мехи на вхо де РП У , со о тветствую щ ем заданно муэффектунаег о вы хо де, или ж е в мо щ но сти п о мехи, вы раж енно й в дециб елах о тно сительно неко торо й п о стоянно й мо щ но сти. Н ап ример, в п . 1.3 (рис. 1.3) рассмо трена Х Ч И п о о сно вно муи п о б о чны м каналам п риема, на ко торо й во сп риимчиво сть радио п риемника вы раж ена

38 о тно ш ением п о ро г а чувствительно сти п о о сно вно муканалуп риемак вхо дно й мо щ но сти, со о тветствую щ ей г ранице п ревы ш ения сиг нала (п о мехи) надш умо м навы хо де п риемника. В о б щ ем случае Х Ч И п редставляетсо б о й зависимо стьмо щ но сти п о мехи навхо де радио п риемникао тее частоты п ри заданно м эффекте, п ро изво димо м п о мехо й на вы хо де. В числе этих эффектов мо ж етб ы ть как неп о средственно е п ро хо ж дение п о мехи п о о сно вно му, со седним и п о б о чны м каналам п риема, так и влияние п о мехи на п рием п о внеп о ло сны м каналам п о средство м б ло киро вания, п ерекрестны х искаж ений и интермо дуляции. В качестве критерия, п о ко торо муо п ределяется вхо дная мо щ но стьп о мехи для стандартно й Х Ч И , б ерется до п устимая величинако эффициента, характеризую щ ег о эффектво здей ствия п о мехи. Д ля Х Ч И п о внеп о ло сны м каналам п риема это — до п устимы е значения ко эффициенто в б ло киро вания, п ерекрестны х искаж ений или интермо дуляции, для Х Ч И п о о сно вно муи п о б о чны м каналам п риемаэто — до п устимо е значение о тно ш ения сиг нал/ш ум на вы хо де п риемника. Т аким о б разо м, п о сути стандартная Х Ч И п редставляет со б о й зависимо сть п о ро г аво сп риимчиво сти, или верхней г раницы динамическо го диап азо на, п риемникао тчасто ты п о мехи. Н ап о мним, что соседни м к а на лом п ри ема назы вается б лиж ай ш ий к о сно вно муканал, п о ло саи средняя частотако торо го со о тветствуетп ринято му в данно й радио системе расп ределению часто т[11]. П о ло сасо седнег о канала фактически является частью о б щ ей о б ласти внеп о ло сны х канало в п риема, ко торая вы деляется в сп ециально е рассмо трение с целью о п ределения влияния на п риемник радио п ередатчико в, дей ствую щ их п о данно муканалув рамках данно й радио системы . В о здей ствие п о мех п о со седнемуканалувы раж ается в тех ж е эффектах, что и во здей ствие п о внеп о ло сны м каналам во о б щ е: в б ло киро вании, п ерекрестны х искаж ениях и интермо дуляции. Х Ч И п о со седнемуканалу[12] п редставляю тсо б о й характеристики п о этим эффектам, ло кализо ванны е в п ределах частотно й п о ло сы со седнего канала в о тличие о то стальны х Х Ч И , ко то ры е о п ределяю тся вмаксимально ш иро ко й п о ло се частот(в п о ло се, вко торо й п о мехи мо г уто казатьвлияние нап риемник). К ро ме то г о , часто рассматривается влияние неп о средственно г о п ро хо ж дения п о мехи на вы хо д п риемника п о со седнемуканалуп риема [4,6]. Э то влияние ухудш аето тно ш ение сиг нал/(ш ум+п о меха) на вы хо де п риемникаи зависито тко эффициентап рямо уг о льно сти Х Ч И п о о сно вно муканалуп риема: чем б лиж е фо рмаА Ч Х п риемникак п рямо угольно й , тем меньш е влияние п о мех п о со седнемуканалу. Различаю тся два о сно вны х тип а Х Ч И : односи гна льные и многоси гна льные. О дно сиг нальны е Х Ч И характеризую тво сп риимчиво стьрадио п риемникак неп о средственно муп ро хо ж дению п о мехи навы хо д и мо г утб ы ть измерены с п о мо щ ью п о дачи навхо д РП У о дно г о сиг нала. М но г о сигнальны е Х Ч И характеризую т во сп риимчиво сть радио п риемника п о эффектам ко свенно г о во здей ствия внеп о ло сны х п о мех на п рием и измеряю тся с п о -

39 мо щ ью двух или трех вхо дны х сигнало в. К о дно сиг нальны м Х Ч И о тно сятся Х Ч И п о о сно вно муи п о б о чны м каналам п риема. О дно сигнальны е Х Ч И характеризую тстеп ень уменьш ения мо щ но сти п ринимаемо го сигналанавы хо де РП У в зависимо сти о тег о расстро й ки о тно сительно о сно вно го каналап риема. П ри измерении этих характеристик на вхо д п риемника п о дается о дино чны й мо но хро матический сигнал. И зменяя частотуэтог о сиг нала, п утем увеличения ег о мо щ но сти до б иваю тся заданно г о о ткликанавы хо де п риемника. В качестве заданно г о о ткликап ринимается о б ы чно до п устимы й уро вень п о мехи на вы хо де п риемника. Зависимо сть устано вленно й таким о б разо м вхо дно й мо щ но сти, являю щ ей ся п о сути п о ро г о м о дно сиг нально й во сп риимчиво сти п риемника, о тчастоты б удетп редставлятьсо б о й о дно сигнальную Х Ч И , ко торая б удучи измеренно й в ш иро ко й п о ло се часто тдасто дно временно Х Ч И п о о сно вно муи п о б о чны м каналам п риема, как схематически п о казано нарис. 1.11. В о б ласти со седних канало вэтакривая дастХ Ч И п о о слаб лению со седних канало во тно сительно о сно вно го. О тметим, что сущ ествуеттакж е сп о со б о п ределения частотно й изб ирательно сти п риемника п о п о б о чны м каналам и о слаб лению со седних канало в на о сно ве двухсиг нально г о метода [4,7] в п рисутствии п о лезно го сиг нала, п о ступ аю щ ег о п о о сно вно муканалуп риема. К ритерием о п ределения во сп риимчиво сти к п о мехе в это м случае является заданно е значение о тно ш ения сиг нал/(ш ум +п о меха) навы хо де п риемника. О стальны е Х Ч И характеризую твлияние нарадио п риемник п о мех, дей ствую щ их п о внеп о ло сны м каналам п риема, и мо гутб ы тьизмерены только мно г о сигнальны ми мето дами. Ч ащ е всего исп о льзую тся двухсиг нальны е методы . П ри измерении Х Ч И п о б ло киро ванию и п ерекрестны м искаж ениям о дин из сигнало в п о ступ аетп о о сно вно муканалуп риема и имитирует п о лезны й сиг нал, а вто ро й (внеп о ло сны й ) сиг нал имитируетп о меху. П ри измерении Х Ч И п о интермо дуляции п о лезны й сигнал о тсутствуети о б а сиг нала имитирую твнеп о ло сны е п о мехи. Н а вы хо де п риемника о п ределяется эффектво здей ствия п о мех в виде заданны х значений ко эффициенто в б ло киро вания, п ерекрестны х искаж ений или интермо дуляции. П о ро гво сп риимчиво сти радио п риемника п о каж до муиз эффекто в фиксируется как вхо дная мо щ но сть п о мехи, со о тветствую щ ая до п устимо музначению ко эффициента. И зменяя часто ту и мо щ но сть п о мех, п о лучаю тиско мую Х Ч И , п редставляю щ ую со б о й зависимо сть п о ро г а во сп риимчиво сти о тчасто ты п о мехи. Н а рис. 1.12 в качестве п римера схематически п редставлена Х Ч И радио п риемника п о б ло киро ванию , снятая с исп о льзо ванием критерия равенствако эффициентаб ло киро вания ег о до п устимо музначению К б л = К б л.до п ,

40

Р и с. 1.11. О дноси гнальная х ар акт е р и ст и ка част от ной и зби р ат е льност и р ади оп р и е м ни ка

Р и с.1.12. Хар акт е р и ст и ка част от ной и зби р ат е льност и р ади оп р и е м ни ка п о блоки р овани ю

41 ко торо е устанавливается стандартами и о б ы чно со ставляет3 или 6 дБ [3]. В хо дная мо щ но стьп о мехи Р п о м.вх, со о тветствую щ ая К б л.до п , такж е но рмируется стандартами и в зависимо сти о тназначения и классап риемникамо ж ет со ставлять 60...90 дБ о тно сительно п о ро гово й чувствительно сти Р п о р п о о сно вно муканалуп риема[3]. Н арис. 1.12 п о казанаХ Ч И п риемника, для ко торо г о до п ускается Р вх.п о м ≤ 60дБ. Х Ч И снимается то лько в о б ласти внеп о ло сны х канало в п риема, о б ласти о сно вно го и п о б о чны х канало в из часто т п ерестро й ки п о мехи исклю чаю тся. Т аким о б разо м, Х Ч И , снятая в ш иро ко й п о ло се частот, имеетразры вы , как п о казано нарис. 1.12. Т ам ж е схематически п о казана во сп риимчиво сть п о п о б о чны м каналам, ко торая со г ласно стандартам навы со ко классны е п риемники до лж насо о тветство ватьвхо дно й мо щ но сти п о мехи на80 дБ и б о лее п ревы ш аю щ ей п о ро гчувствительно сти п о о сно вно муканалуп риема[3]. Х Ч И п о интермо дуляции такж е мо ж етб ы тьизмеренадвухсиг нальны м методо м, п ричем о б а сиг налаимитирую твнеп о ло сны е п о мехи. П о о си о рдинат характеристики о тклады вается мо щ но сть п о мех, со о тветствую щ ая заданно музначению ко эффициентаинтермо дуляции навы хо де п риемника. П ри этом п редп о лаг ается, что мо щ но сти о б еих п о мех о динако вы . П о о си аб сцисс о тклады вается частотао дно й изп о мех вп редп о ло ж ении, что вторая частотатако ва, что о б есп ечивается п о п адание интермо дуляцио нно го сиг налав о сно вно й канал п риема. О тметим, что Х Ч И п о интермо дуляции мо ж ет б ы ть о п ределенап о трехсиг нально муметодув п рисутствии п о лезно г о сиг нала. М етодики измерения всех тип о в Х Ч И радио п риемникао п исаны , нап ример, в[7,28]. 1.5.2 Д ина мический диа па з он ра диоприемника Х арактеристики Э М С радио п риемника, о п ределяю щ ие максимально до п устимы е уро вни вхо дны х во здей ствий , тесно связаны с о п ределением динамическо г о диап азо нарадио п риемника. П о д ди на ми ч еск и м ди а п а зоном радио п риемника п о нимается о тно ш ение г раничны х уро вней мо щ но сти вхо дны х во здей ствий , в п ределах ко торы х о б есп ечивается заданно е качество связи: d = 10lg

Pmax . Pmin

В ерхняя границадинамическо г о диап азо наPmax о п ределяется до п устимы м уро внем нелиней ны х искаж ений . Снизу динамический диап азо н радио п риемника о г раничен мо щ но стью п о ро гово й чувствительно сти Pmin=Pп о р. Зап ределами указанны х г раниц линей но сть функцио нально й зависимо сти вы хо дно г о сиг налао твхо дно г о наруш ается. Т аким о б разо м, динамический диап азо н характеризуето б ласть вхо дны х во здей ствий , в ко торо й радио п риемник функцио нирует как линей но е устро й ство .

42 Д инамический диап азо н является о дним изсамы х важ ны х п о казателей РП У , п о ско лькудиап азо н уро вней сиг нало в и п о мех, дей ствую щ их навхо дРП У в усло виях реально й электро маг нитно й о б стано вки, мо ж етдо хо дить до 100 – 120 дБ [12] и даж е 160 дБ [6]. Д инамический диап азо н радио п риемника о п ределяется п о всем видам вхо дны х во здей ствий , в число ко то ры х вхо дяткак п о лезны е сиг налы , так и неп реднамеренны е п о мехи, влияю щ ие на п рием. П ричем дей ствие п о мех п риво дитк различны м видам нелиней ны х искаж ений , рассмо тренны м вы ш е. Д ля каж до го изних сущ ествуетсво й уро вень до п устимы х во здей ствий , п о этомудинамический диап азо н радио п риемникао п ределяется о тдельно п о каж до мувидунелиней ны х искаж ений . Т аким о б разо м, каж ды й канал п риема радио п риемника характеризуется сво им динамическим диап азо но м, то есть г о во рято динамическо м диап азо не п о о сно вно муканалуп риема, п о п о б о чны м каналам п риема, п о б ло киро ванию , интермо дуляции и п ерекрестны м искаж ениям. В о всех случаях в качестве ниж ней границы динамическо г о диап азо на Pmin п ринимается п о ро гчувствительно сти п о о сно вно му каналуп риемаPп о р. В качестве верхних г раниц Pmax служ атп о ро г и во сп риимчиво сти п риемникап о со о тветствую щ емуэффекту. Т ак, верхняя г раница динамическо г о диап азо нап о о сно вно муканалуп риемао п ределяется максимально й мо щ но стью вхо дно г о сиг нала, п ри ко то ро й нелиней ны е искаж ения, связанны е с о дно сиг нальны м во здей ствием, имею тдо п устимы е значения. В ерхней г раницей динамическо г о диап азо на п о п о б о чны м каналам п риемао б ы чно является величинавхо дно г о во здей ствия, п ри ко торо м сиг нал навы хо де п риемникаимеетуро веньш умо в. В ерхние г раницы динамических диап азо но в п о внеп о ло сны м каналам п риема равны максимальны м значениям п о мех, п ри ко торы х эффекты во здей ствия п о мех навы хо де п риемникаимею тдо п устимы е значения, то есть данны е г раницы равны п о ро гам во сп риимчиво сти п о со о тветствую щ им эффектам. Н ап ример, Х Ч И п о б ло киро ванию , п редставленная нарис. 1.12, является п о сути зависимо стью верхней г раницы динамическо го диап азо нап риемникап о б ло киро ванию о т частоты п о мехи. В ерхние г раницы динамических диап азо но в п о всем во змо ж ны м каналам во здей ствия п о мех являю тся важ ней ш ими п араметрами Э М С радио п риемника, характеризую щ ими ег о п о мехо усто й чиво сть. Э ти п араметры о б ы чно исп о льзую тся для сравнения радио п риемнико в с точки зрения Э М С. П о льзо ваться для этих целей величинами динамических диап азо но в неудо б но . Д ей ствительно , п риемники, имею щ ие о динако вы е верхние г раницы динамических диап азо но в, равно ценны с точки зрения Э М С, меж ду тем их динамические диап азо ны мо г утсильно различаться в силуразно й чувствительно сти п риемнико в. П о это й п ричине для удо б ства сравнения п риемнико в с точки зрения Э М С п о их динамическим диап азо нам вкачестве ниж ней г раницы динамическо го диап азо на ино г да б ерется неко торая ог о во ренная п о стоянная мо щ но сть, о динако вая для всех п риемнико в, нап ример, 1мВ т[6].

43

2. С И С ТЕМА Э МС -П А Р А МЕТР О В И Э МС -Х А Р А КТЕР И С ТИ К МШ У К ак указы вало сьв п . 1.5, о сно вны ми Э М С-характеристиками РП У , о п исы ваю щ ими ег о во сп риимчиво стьк п о мехам, п о ступ аю щ им черезантенны й вхо д в ш иро ко й п о ло се частот, являю тся характеристики частотно й изб ирательно сти РП У п о всем во змо ж ны м нео сно вны м каналам п риема. Э ти характеристики целико м о п ределяю тся сво й ствами каскадо в СВ Ч -тракта радио п риемника: вхо дно го устро й ства, М Ш У и смесителя. П ри этом Х Ч И п о внеп о ло сны м каналам п риема(п о б ло киро ванию , п ерекрестны м искаж ениям и интермо дуляции) фо рмирую тся в значительно й степ ени засчетнелиней ны х сво й ствМ Ш У . Д о недавнег о времени п ри разраб о ткеМ Ш У , исп о льзуемы х во вхо дны х каскадах радио п риемнико в, в п ервую о чередьставиласьзадачао б есп ечения о сно вны х треб о ваний , связанны х с функцией РП У п о п риемуслаб о г о сиг налап о о сно вно муканалуп риемавзаданно м диап азо не п ерестро й ки частот. Э ти треб о вания сфо рмулиро ваны в п . 1.2 и сво дятся в о сно вно м к реализации минимально го ко эффициента ш ума п ри до статочно м ко эффициенте усиления и заданны х п о ло со вы х сво й ствах. Задачао б есп ечения Э М С РЭ С и ведущ ая ро ль М Ш У в фо рмиро вании Э М С-характеристик РП У п ривели к нео б хо димо сти рассмо трения характеристик М Ш У , влияю щ их на п о мехо защ ищ енно сть п риемно й системы . Д ля это г о п о треб о вало сь введение сп ециально й системы Э М С-п араметро в и Э М С-характеристик М Ш У , п о зво ляю щ ей учесть треб о вания Э М С в п ро цессе разраб о тки и п ро изво дства М Ш У . В ведение тако й системы тем б о лее о п равдано , что М Ш У п редставляю тсо б о й сп ецифические устро й ства, разраб о ткаи изг о то вление ко то ры х п ро изво дятся о тдельно о тРП У на о со б о й ко нструкторско й и техно ло г ическо й б азе. П ереченьЭ М С-п араметро в и Э М С-характеристик М Ш У , треб о вания к ним и мето ды измерения рег ламентиро ваны Го сударственны м стандарто м [19]. Э М С-характеристики М Ш У , о тно сящ иеся к о тдельно мукаскадурадио п риемника, являю тся п о сво ей сути со ставляю щ ими о б щ их Х Ч И РП У п о внеп о ло сны м каналам п риема. О днако , п ри рассмо трении М Ш У как о тдельны х устро й ств, теряетсмы сл исп о льзо ваниеп о нятия каналап риема, ко торо е о тно сится к радио п риемникув цело м. П о это муэффекты б ло киро вания, п ерекрестны х искаж ений и интермо дуляции в М Ш У не связы ваю тся, в о тличие о традио п риемника, с внеп о ло сны ми каналами п риема. Х Ч И М Ш У п о этим эффектам о п ределяю тся во всем треб уемо м диап азо не часто тб езизъятия п о ло с о сно вно г о и п о б о чны х канало в п риемарадио п риемника. П ри расчете или измерении Х Ч И М Ш У вкачестве часто ты п о лезно го сиг налазадается частота, указы ваемая в техническо й до кументации на усилитель в

44 со о тветствии с ег о назначением, а часто ты п о мех изменяю тся неп реры вно во всем диап азо не ко нтро ля характеристик. Реальны е п о мехо вы е ситуации о тличаю тся б о льш им разно о б разием и рассмо треть функцио ниро вание М Ш У для всех во змо ж ны х видо в п о мех и усло вий их дей ствия не п редставляется во змо ж ны м. П о это муп араметры и характеристики Э М С М Ш У о п ределяю тся для неко торы х “стандартны х” п о мех, в качестве ко торы х наиб о лее часто исп о льзую тся гармо ническая п о меха или две гармо нических п о мехи. П ри сравнении сво й ств усилителей считаю т, что в реально й п о мехо во й о б стано вке лучш е б удетраб о тать тот усилитель, чьи п о казатели лучш е п о п араметрам и характеристикам, п о лученны м для “стандартны х” п о мех. П о лны й п еречень Э М С-п араметро в и Э М С-характеристик М Ш У б ы л сфо рмулиро ван в раб о тах [8,20]. П о ско лькумно г о о б разие нелиней ны х эффектов, во зникаю щ их в М Ш У п о д дей ствием п о мех и влияю щ их нап рием п о лезно г о сиг нала радио п риемнико м велико , то этотп еречень весьма ш иро к. Т о лько часть этих п араметро в и характеристик но рмируется ГО СТ о м [19] и п о длеж ито б язательно му ко нтро лю п ри разраб о тке и вы п уске всех М Ш У . О б есп ечение и ко нтро ль о стальны х п араметро в и характеристик Э М С о сущ ествляется в со о тветствии с техническими усло виями на ко нкретны е разраб о тки. 2.1 Э ф ф екты, ра ссма трива емые в МШ У в интереса х з а да ч Э МС В таб лице 2.1 п риведенао б щ ая сво дкао сно вны х эффектов, во зникаю щ их в М Ш У п о д дей ствием п о мех и влияю щ их на Э М С РП У . Здесь ж е п риведены п араметры , служ ащ ие для ко личественно г о о п исания этих эффектов. Д анны е п араметры в о тличие о танало гичны х п араметро в, п риняты х для РП У (см. п . 1.4), о тно сятся к о тдельно мукаскадурадио п риемника ~ — М Ш У . П араметры К б л, К б л, µ и ∆ϕ не нуж даю тся в п о яснениях, т.к. их о п ределения идентичны о п ределениям, данны м в п . 1.4.2. П ерекрестны е искаж ения ко личественно о цениваю тся ко эффициенто м п ерекрестно й мо дуляции К П М , о п ределение ко торо г о мо ж но най ти, нап ример, в [3,4]. М ы не б удем наэтом о станавливаться, п о ско лькуп ерекрестная мо дуляция является эффектом, п ро изво дны м о т б ло киро вания и п ерекрестно й амп литудно фазо во й ко нверсии (П А Ф К ). П ри нео б хо димо сти этотэффектмо ж етб ы ть п ро анализиро ван на о сно ве амп литудны х характеристик б ло киро вания и П А Ф К , п редставляю щ их со б о й зависимо сть К б л и ∆ϕ о твхо дно г о уро вня п о мехи. П о это й п ричине для М Ш У п ерекрестны е искаж ения редко рассматриваю тся как само сто ятельны й эффект и ГО СТ о м [19] Э М Схарактеристики п о это муэффектуне но рмирую тся.

45 Табли ц а 2.1 Э ф ф е кт ы , возни каю щ и е в М Ш У п од де йст ви е м п ом е х и вли яю щ и е на Э МС Р ПУ №

Э ф ф е кт

Пар ам е т р , х ар акт е р и зу ю щ и й э ф ф е кт

1

Блоки р овани е у си ле ни я

КБЛ

2

Блоки р овани е от нош е ни я си гнал/ш у м и ли блоки р овани е ш у м ов

3

Пе р е кр е ст ная ам п ли т у дно-ф азовая конве р си я

4

Пе р е кр е ст ная м оду ляц и я: а) ам п ли т у дно-ам п ли т у дная б) ам п ли т у дно-ф азовая

КПМА КПМФ

5

И нт е р м оду ляц и я: а) т и п а 2f1-f2 б) т и п а f1+f2 в) т и п аf1-f2

Р ИН Т P2,-1 P1,1 P1,-1

6

О бр азовани е гар м они к 2fП

7

Э ле кт р и че ская п р очност ь п о вх оду

8

Д р у ги е э ф ф е кт ы

~ К БЛ и ли µ (К б.ш ) ∆ϕ

P2 Вх одная м ощ ност ь, п р и кот ор ой наст у п ае т вы х од М Ш У и зст р оя

В о тличие о традио п риемника в цело м, эффектинтермо дуляции для М Ш У характеризуется не ко эффициенто м интермо дуляции К инт, а аб со лю тно й величино й мо щ но сти интермо дуляцио нно г о сиг нала на вы хо де М Ш У Р инт. Э то связано с тем, что о п ределение К инт(1.13) связано сп о нятием чувствительно сти, ко то ро е для М Ш У как о тдельно г о каскадане рассматривается. Среди эффектов, влияю щ их на Э М С РП У , ино г да рассматриваю тэф ф ек т обра зова ни я га рмони к в М Ш У , смы сл ко то ро г о п о ясняется на рис. 2.1.

46 И зби р ат е льност ь ПЧ

И зби р ат е льност ь СВЧ

2f

fП

f0

f

Р и с. 2.1. О бр азовани е гар м они к в М Ш У В случае до стато чно ш иро ко п о ло сны х вхо дно го устро й ства и М Ш У п о меха, дей ствую щ ая на лево м краю п о ло сы п ро п ускания СВ Ч -тракта, мо ж етв силунелиней ны х сво й ств М Ш У о б разо ватьгармо нику, п о п адаю щ ую в о сно вно й канал п риема. О чевидно , что имеетсмы сл рассматриватьтолько о б разо вание второ й г армо ники. Э то тэффект, как и эффектинтермо дуляции, о ценивается аб со лю тно й величино й мо щ но сти г армо ники на вы хо де М Ш У Р 2. Среди других эффектов, во зникаю щ их в М Ш У п о д дей ствием п о мех и влияю щ их нап о казатели Э М С, следуето тметитьследую щ ие: − вы хо д М Ш У изстро я (вы г о рание) п о д дей ствием п о мех, п о ступ аю щ их со вхо да; − во зб уж дение усилителя п ри дей ствии п о мех; − сп о со б но сть усилителя п ереизлучатьинтермо дуляцио нны е п о мехи и п о мехи наг армо никах черезп риемную антенну; − п ерехо дны е п ро цессы в усилителе, во зникаю щ ие в результате дей ствия имп ульсны х п о мех. 2.2 П а ра метры Э МС МШ У Э ффекты , рассмо тренны е вы ш е, п ро являю тся в различны х М Ш У в разно й степ ени. Д ля сравнения и аттестации различны х тип о в М Ш У п о критериям Э М С служ атЭМС-п а ра мет ры МШ У . О чевидно , что п ри сравнении двух усилителей лучш им следуетсчитать тот, уко торо г о тотили ино й эффектп ро является п ри б о льш ем уро вне п о мехи. П о этомув качестве Э М Сп араметро в М Ш У рассматриваю тся верхние г раницы динамических диап азо но в М Ш У п о каж до муизэффекто в, о б о значаемы е б укво й D с индексо м, со о тветствую щ им ко нкретно муэффекту: Dб л — верхняя г раницадинамическо г о диап азо нап о б ло киро ванию , Dинт— верхняя границадинамическо го диап азо нап о интермо дуляции и так далее. О тметим, что для М Ш У п о нятие динамическо г о диап азо на, анало г ично е п о нятию , введенно мув п . 1.5 для

47 РП У в цело м, не исп о льзуется. Э то связано с тем, что для М Ш У , в о тличие о тРП У , не сущ ествуето б щ еп ринятог о п о нятия ниж ней границы динамическо г о диап азо на. П о это му б о лее ло г ичны м п редставляется исп о льзо вание термина “п о ро гво сп риимчиво сти к п о мехе” вместо “верхней г раницы динамическо г о диап азо на”. О днако п о следний термин уж е стал о б щ еп риняты м и во ш ел в ГО СТ [19], п о этомуб удем п ридерж иваться данно й термино ло г ии. В ерхняя г раница динамическо г о диап азо на или п о ро гво сп риимчиво сти к п о мехе, как и для РП У , о п ределяется как мо щ но сть п о мехи навхо де М Ш У , до п устимая п о заданно мукритерию о ценки во здей ствия п о мехи. В качестве к ри т ери я , о п ределяю щ ег о верхню ю г раницудинамическо г о диап азо на, п ринимаю тзаданную (до п устимую исхо дя изо со б енно стей раб о ты РП У , в ко торо м до лж ен б ы тьустано влен усилитель) величинуп араметра, п о ко торо муо п ределяется степ ень п ро явления рассматриваемо го эффекта. Н ап ример, критерием о п ределения верхней г раницы динамическо г о диап азо на п о б ло киро ванию Dб л является до п устимая величинако эффициентаб ло киро вания К б л.до п , критерием о п ределения верхней г раницы динамическо го диап азо нап о П А Ф К D∆ϕ является до п устимая величинафазо во го сдвиг ап о лезно го сигнала п о д дей ствием п о мехи ∆ϕдо п и так далее. В то ж е время критерием для о п ределения верхней г раницы динамическо г о диап азо нап о интермо дуляции Dинтне мо ж етслуж итьаб со лю тная величинадо п устимо го уро вня интермо дуляцио нно г о сигналаР инт. Д ей ствительно , п ри реш ении во п ро са о критерии для о п ределения верхней г раницы динамическо го диап азо нап о интермо дуляции Dинтследуетисхо дить изтог о , что о б щ еп риняты м критерием для о п ределения анало гично г о п араметра для радио п риемника является до п устимая величина ко эффициента интермо дуляции К инт.до п , о п ределяемо г о п о фо рмуле (1.12). Д о п устим, что интермо дуляцио нны й сиг нал п о рядка|n|+|m| вп риемнике о б разуется только в М Ш У . И звестно , что вусло виях до статочно мало г о уро вня п о мех мо щ но стьэтого сиг наланавы хо де М Ш У мо ж етб ы тьзап исанакак n|+|m| Pn, m = α n, m Pв|х.п ом ,

где αn,m — неко то ры й п о сто янны й ко эффициентп ро п о рцио нально сти, а Р вх.п о м =Р вх.п о м1= Р вх.п о м2 — мо щ но стькаж до й издвух п о мех навхо де М Ш У п ри усло вии, что о ни о динако вы . Т о гда, как нетрудно п о казать, связьмеж ду верхними г раницами динамическо г о диап азо нап о интермо дуляции п о рядка ПР |n|+|m| для п риемника D И Н Т и М Ш У D МИ НШТ У б удетвы раж енасо о тно ш ением 1 | n | + |m| 

DИП НРТ = DИМ НШТ У

    К инт.до п ⋅ Р п о р    Pn, m до п   М ШУ   Ку  

,

где К

М ШУ у

—

48 ко эффициент усиления М Ш У на фиксиро ванно й часто те,

Р п о р — п о ро г о вая мо щ но сть вхо дно г о сиг нала, со о тветствую щ ая чувствительно сти п риемника. В идно , что если в качестве критерия о п ределения наDИМ НШТ У взять аб со лю тно е значение мо щ но сти интермо дуляцио нно го сиг ланавы хо де М Ш У , то дваусилителя, имею щ ие о динако вы е Pn,mдо п , но разМ ШУ ны е ко эффициенты усиления К у , о б есп ечиваю т разны е величины

DИП НРТ для п риемника. Т аким о б разо м, сравнение двух М Ш У п о величинам DИМ НШТ У , о п ределенны м с п о мо щ ью критерия Pn,mдо п , с точки зрения РП У не ко рректно . Связьмеж дуDИМ НШТ У и DИП НРТ стано вится о дно значно й , если в качестве критерия для о п ределения DИМ НШТ У взятьдо п устимую величинумощ ност и и нт ермодуля ц и онногоси гна ла , п ри веденную к овходу МШ У : Pn, m ~ Pn, m = М Ш У . Kу Д анны й критерий для о п ределения DИМ НШТ У зафиксиро ван встандарте [19]. А нало гично в качестве критерия для о п ределения верхней г раницы динамическо г о диап азо наМ Ш У п о о б разо ванию вто ро й гармо ники D2 следуетисп о льзо вать до п устимую величинумо щ но сти г армо ники на вы хо де М Ш У , п риведенную к ег о вхо ду: P ~ P2 = М 2Ш У . Kу И сп о льзо вание тако го критерия имеетсмы сл, если для ко личественно й характеристики эффекта о б разо вания второ й г армо ники для радио п риемника в цело м исп о льзуется ко эффициент, анало гичны й ко эффициентуинтермо дуляции (1.12): P K 2 = 10lg 2вы х . Pп о р ⋅ K у Го сударственны м стандартом [19], п риняты м для М Ш У диап азо на 1...18 ГГц, о п ределены только три о сно вны х п араметра Э М С: верхние г раницы динамических диап азо но в п о б ло киро ванию усиления Dб л, п о б ло киро ванию ш умо в Dµ и п о интермо дуляции третьег о п о рядкавида2f1 -f 2 Dинт. Ч исленны е значения этих п араметро в Э М С устано влены п о следую щ им критериям до п устимо го во здей ствия п о мех: К б л.до п = –3 дБ; µдо п = 1 дБ для М Ш У ско эффициентом ш умаF > 3 дБ; µдо п = 0.5 дБ для М Ш У сF ≤ 3 дБ; ~ P21до п = – 110 дБВ т. ГО СТ о м дано п раво разраб о тчикам М Ш У устанавливатьсво й п еречень ко нтро лируемы х п араметро в Э М С и их до п устимы езначения взависимо сти

49 о т технических характеристик и о б ласти п рименения разраб аты ваемо го М Ш У . О днако п араметры Э М С изэтог о п еречня для о сно вны х видо вМ Ш У не до лж ны б ы ть в раб о чем диап азо не часто тменьш е значений , п риведенны х втаб лице2.2. Табли ц а 2.2. Ми ни м альны е значе ни я п ар ам е т р ов Э М С М Ш У, у ст ановле нны е ГО СТом [19] Пар ам е т р Э МС и кр и т е р и й е го оп р е де ле ни я

DБЛ , дБВт (КБЛ .Д О П= –3дБ) Dµ, дБВт

Л БВ

ТР У с коэ ф ф и ц и е нт ом у си ле ни я К У

ЛБВ

с ц и - с ле н- Э СУ УО В ППУ ли нд- т очны м р и че - лу чом ски м лу чом

Пр и до 15-20 20-30 Вы ш е м е 15 дБ дБ дБ 30 дБ чани е

-50

–65

–45 –50

–65

–45

–50

–55

*

-52

–65

–48 –50

–65

–45

–45

–50

*

F > 3дБ

*

*

–70

–50

–50

–55

*

F ≤ 3дБ

–80

–65

–70

–75

*

(µ ДО П= 1 дБ) Dµ, дБВт (µ ДО П= 0.5 дБ)

DИ Н Т, дБВт ~ –110 (P 21 ДО П=

–100

*

*

–75 –65

–110дБВт )

* Значе ни я п ар ам е т р ов Э МС у ст анавли ваю т ся в п р оц е ссе

р азр абот ки

М Ш У конкр е т ног о т и п а.

2.3 Х а ра ктеристики Э МС МШ У П араметры Э М С, о п ределенны е вы ш е, являю тся п о стоянны ми величинами то лько п ри фиксиро ванны х частотах п о мех, то естьс изменением часто ты п о мехи ее до п устимая вхо дная мо щ но сть п о заданно мукритерию для о дно г о и тог о ж е усилителя б удетменяться. П о стоянны е величины п араметро в Э М С, п риведенны е в таб лице 2.2, являю тся г раничны ми значениями, ниж е ко торы х эти п араметры не до лж ны о п ускаться во всем раб о чем диап азо не частот. Д ля п о лно г о о п исания п о ведения п араметро вЭ М С М Ш У во всем раб о чем диап азо не служ атха ра к т ери ст и к и ЭМС МШ У , ко торы е п редставляю тсо б о й зависимо сти верхних границ динамическо г о диап азо на п о каж до муэффектуво здей ствия внеп о ло сны х п о мех о тчастоты п о мехи. Э ти характеристики, так ж е как и характеристики Э М С, п риняты е для РП У

50 (см. п . 1.5), назы ваю тся ха ра к т ери ст и к а ми ч а ст от нойи з би ра т ельност и (Х Ч И ) М Ш У п о со о тветствую щ емуэффекту: Х Ч И п о б ло киро ванию , Х Ч И п о интермо дуляции и так далее. Д ля ш иро ко п о ло сны х усилителей п о каж до муэффектудо лж ен рассматриваться наб о рХ Ч И для различны х частотп о лезно го сиг нала. Э то семей ство характеристик дает п о лно е о п исание сво й ствМ Ш У с точки зрения о п ределенно го эффектаво здей ствия п о мех. В таб лице 2.3 дана сво дка Э М С-характеристик М Ш У , со о тветствую щ их о сно вны м эффектам. ГО СТ о м [19] для М Ш У регламентиро ваны только три видаХ Ч И : − Х Ч И п о б ло киро ванию усиления Dб л(fп о м ); − Х Ч И п о б ло киро ванию ш умо в Dµ(f п о м ); − Х Ч И п о интермо дуляции вида2f п о м 1-f п о м 2 D2,-1(fп о м 1). О стальны е Х Ч И , п риведенны е в таб лице 2.3, не рег ламентирую тся ГО СТ о м и мо г утко нтро лиро ваться п о усмо трению разраб о тчико в М Ш У и РП У п о мере во зникно вения нео б хо димо сти. Д ля трех видо вХ Ч И , п еречисленны х вы ш е, устано вленафо рмазадания треб о ваний к ним в виде о г раничительно й линии, п о казанно й на рис. 2.2, ниж е ко то ро й значения п араметраЭ М С не до лж ны о п ускаться во всем ко нПар ам е т р Э М С

D, дБВт DН

*

DВ* DК.N О гр ани чи т е льная ли ни я

DК.Р .

fК.Н .

fN.Н . fР .Н .

fР .В.

fN.В.

fК.В.

f

Р и с. 2.2. Ф ор м а задани я т р е бовани й к ХЧИ тро лируемо м диап азо не частот. Д ля фо рмиро вания о г раничительно й линии задаю тся следую щ ие г раничны е частоты , п о казанны енарис. 2.2: f Р.В . и fР.Н . — верхняя и ниж няя частоты раб о чег о диап азо на усилителя;

f N.В . и fN.Н . f К .В . и fК .Н .

51 — верхняя и ниж няя частоты , на ко торы х ко эффициент усиления п адаетна∆NУ дБ; — верхнее и ниж нее г раничны е значения частотдиап азо нако нтро ля характеристики.

Табли ц а 2.3. Хар акт е р и ст и ки Э М С МШ У Кр и т е р и й, Зави си - оп р е де - Пр и м е ляю щ и й м ост ь чани е х ар акт е р и ст и ку

№

Н азвани е х ар акт е р и ст и ки

1

Хар акт е р и ст и ка част от ной и зби р ат е льност и п о блоки р овани ю у си ле ни я (ХЧИ Б)

DБЛ =f(fПО М )

К БЛ .ДО

2

Хар акт е р и ст и ка част от ной и зби р ат е льност и п о блоки р овани ю ш у м ов (ХЧИ БШ )

Dµ=f(fПО М)

µ ДО

3

Хар акт е р и ст и ка част от ной и зби - D∆ϕ=f(fПО М ) р ат е льност и п о п е р е кр е ст ной ам п ли т у дно-ф азовой конве р си и

4

Хар акт е р и ст и ка част от ной и зби р ат е льност и п о и нт е р м оду ляц и и (ХЧИ И ): а) 2fПО М1-fПО М2

5

б) fПО

М1+fПО М2

в) fПО

М1-f ПО М2

Хар акт е р и ст и ка част от ной и зби р ат е льност и п о обр азовани ю вт ор ой гар м они ки

* fР

П

П

∆ϕД О

П

D2,-1=f(fПО М1)

~ P2,-1 ДО

D1,1=f(fПО

М1 )

~ P1,1 Д О

П

D1,-1=f(fПО М1)

~ P1,-1 Д О

П

D2=f(fПО М)

~ P2 ДО

П

fПО

М2 =

2fПО М1 -fР * fПО М2= fР * -fПО М1 fПО М2= fПО М1 -fР *

П

— р абочая част от а М Ш У

Н а этих частотах задаю тся ко нтро льны е значения п араметро в о граничительно й линии DК : − враб о чем диап азо нечасто тDК =DК .Р., г дезначение DК .Р. б о льш еили равно значению , п риведенно мувтаб лице 2.2 для со о тветствую щ ег о п араметраусилителя; на частотах f N.В . и fN.Н . DК =DК .N.; − раничны х часто тах fК .Н . и f К .В . задаю тся п редельны е значения DК − наг — со о тветственно DН * и DВ *.

52 Значения ∆NУ , DК .N., DН и DВ задаю тся в п ро цессе разраб о тки М Ш У ко нкретно г о тип а. Т аким о б разо м, стандарто п ределяеттолько фо рмузадания о г раничительно й линии для Х Ч И и минимально е значение п араметра DК .Р. в раб о чем диап азо не частот. В се другие п араметры о г раничительно й линии задаю тся в п ро цессе разраб о тки исхо дя изко нкретны х треб о ваний . Разраб о тчики М Ш У до лж ны о б есп ечить Х Ч И , ко торая не о п ускалась б ы ниж е о г раничительно й линии во всем ко нтро лируемо м диап азо не. В п ро цессе вы п уска М Ш У такж е ко нтро лируется вы п о лнение это г о треб о вания. К о нтро ль о сущ ествляется п утем измерения Х Ч И во всем треб уемо м диап азо не часто тfК .Н . ÷ f К .В . В качестве п римеранарис. 2.3 п о казано , как вы г лядяттип ичны е Х Ч И для Л БВ -усилителя. В се мо щ но сти, указанны е нарисунке, но рмиро ваны , как это п ринято для Л БВ , намо щ но стьэлектро нно г о п учкаI 0U0. *

*

Р и с. 2.3. Пр и м е р ы х ар акт е р и ст и к част от ной и зби р ат е льност и для Л БВ: ~ 1 – D 2,1 ( f) I 0 U 0 п о кр и т е р и ю P2,1 I 0 U 0 = -118дБ; 2 – D БЛ ( f) I 0 U 0 п о кр и т е р и ю К БЛ .ДО П. = -3дБ; 3 – D ∆ϕ ( f) I 0 U 0 п о кр и т е р и ю |∆ϕДО П| = 5°; 4 – D µ ( f) I 0 U 0 п о кр и т е р и ю µ ДО П= 3дБ.

Рассмо тренны е п араметры и характеристики Э М С М Ш У о п ределяю т до п устимы е уро вни п о мех на вхо де усилителя. Е сли п о мехи накаких-либ о частотах п ревы ш аю тэти уро вни, то г о во рят, что электро маг нитная со вместимо сть не о б есп ечивается. Т ем не менее часто п рихо дится рассматривать

53 функцио ниро вание РП У и в таких усло виях. Д ля о п исания сво й ств М Ш У в ш иро ко м диап азо не мо щ но стей п о мех исп о льзую тся семей ства а мп ли т удныхха ра к т ери ст и к , п редставляю щ ие со б о й зависимо сти п араметро в, о п исы ваю щ их эффектво здей ствия п о мехи наусилительв со о тветствии стаб л. 2.1, о тмо щ но сти п о мехи п ри различны х частотах п о мехи и сиг нала: − амп литудны е характеристики б ло киро вания усиления К б л=f(Pвх.п о м .) для различны х частотп о мехи; − амп литудны е характеристики б ло киро вания ш умо вµ=f(Pвх.п о м .) для различны х часто тп о мехи; − амп литудны е характеристики интермо дуляции Р инт=f(Pвх.п о м .), где Pвх.п о м .=Pвх.п о м.1=Pвх.п о м .2 , для различны х часто тп о мех fп о м .1 и f п о м .2 ; − и т.д. А мп литудны е характеристики о б ы чно не но рмирую тся и рассматриваю тся как всп о мо гательны е характеристики. Е сли п араметры и характеристики Э М С о п ределяю тво змо ж но сти М Ш У с точки зрения п редельны х уро вней п о мех, п ри ко торы х М Ш У со храняетсво и но рмальны е функции, то амп литудны е характеристики нео б хо димы для о ценки п о следствий во здей ствия наусилительп о мех п о вы ш енно й мо щ но сти. Ро льамп литудны х характеристик о п ределяется такж е тем, что их расчетили измерение является п ро меж уточны м этап о м для п о лучения стандартны х Х Ч И : все методики измерения и расчета Х Ч И сво дятся к п о лучению семей стваамп литудны х характеристик для разны х частотп о мехи. Н арис. 2.4 вкачестве п римерап о казаны неко торы е тип ичны е амп литудны е характеристики Л БВ -усилителя, п о лученны е расчетны м п утем. Д ей ствие п о мех наМ Ш У п ро является сточки зрения РП У ввиде о б разо вания внеп о ло сны х канало в п риема. В клад в о б разо вание этих канало в в о б щ ем случае вно сятвсе каскады СВ Ч -тракта, о б ладаю щ ие нелиней ны ми сво й ствами, в частно сти, М Ш У и смеситель. П о этомухарактеристики Э М С М Ш У являю тся со ставляю щ ими о б щ их характеристик Э М С РП У , ко то ры е рассмо трены в п . 1.5. О б щ ие характеристики Э М С РП У о п исы ваю тсуммарны й эффектвлияния п о мех, дей ствую щ их через антенны й вхо д. Суммарны й эффекто б разуется п утем сло ж ения п араметро в, характеризую щ их это т эффект, для п о следо вательны х каскадо в с учето м ко эффициентов п ередачи п о мехи п реды дущ ими каскадами как о п исано , нап ример, в [12,13]. П о ско льку М Ш У является вхо дны м каскадо м радио п риемника, наиб о лее п о дверж енны м во здей ствию п о мех, ег о вклад в фо рмиро вание о б щ их характеристик РП У имеетреш аю щ ее значение.

54

Р и с. 2.4. Пр и м е р ы ам п ли т у дны х х ар акт е р и ст и к Э МС для Л БВ

55

3. П Р И Н Ц И П Ы П О С ТР О ЕН И Я ТЕО Р И И Э МС МШ У Т ео ретический анализЭ М С М Ш У является нео б хо димо й частью п ро ектиро вания М Ш У , п редназначенны х для раб о ты в реально й электро маг нитно й о б стано вке. Д анны й анализп о зво ляетвы раб о тать реко мендации п о п о вы ш ению п о мехо защ ищ енно сти п ро ектируемы х устро й ств. Т ео рия Э М С М Ш У о хваты ваетсо б о й весьма о б ш ирную о б ласть знаний в со временно й электро нике СВ Ч , исп о льзую щ ую разно о б разны е физические и математические мо дели, со о тветствую щ ие физическим п ринцип ам, леж ащ им в о сно ве раб о ты ко нкретны х тип о в мало ш умящ их усилителей . В этой г лаве дан краткий о б зо рметодо в, исп о льзуемы х втео рии Э М С М Ш У . 3.1 О сновные поня тия Задачей тео рии Э М С М Ш У является расчетп араметро в и характеристик Э М С М Ш У . Знание этих п араметро в и характеристик п о зво ляетко личественно о ценить уро вни п о мех, дей ствую щ их в ш иро ко м частотно м диап азо не, п ри ко торы х М Ш У мо ж ет функцио ниро вать но рмально п о заданны м критериям. А мп литудны е характеристики п о зво ляю т вы яснить п о ведение М Ш У п ри уро внях п о мех, п ревы ш аю щ их до п устимы е. Т ео рия устанавливаетзависимо сти п араметро в и характеристик Э М С о тструктурны х (схемны х) п араметро в и о треж имап итания М Ш У . И сследо вание этих зависимо стей даетво змо ж но сть вы раб о тать реко мендации для разраб о тки М Ш У с заданны ми Э М С-характеристиками, а такж е о п ределить сп о со б ы о п еративно й адап тации М Ш У к п о мехо во й о б стано вке п утем уп равления реж имо м п итания. П о стро ение тео рии Э М С М Ш У встречает значительны е трудно сти, связанны е с тем, что в качестве М Ш У исп о льзуется ш иро кий наб о р электро нны х п риб о ро в, о б ъединенны х только п о сво емуфункцио нально муназначению и разно ро дны х п о физическим механизмам, леж ащ им в о сно ве п ринцип а их дей ствия. П о стро ение универсально й тео рии, п риг о дно й для всех тип о в М Ш У , о сло ж няется такж е тем, что все механизмы взаимо дей ствия в диап азо не СВ Ч п ро являю тярко вы раж енны е и нерц и онные свойст ва , заставляю щ ие п ро во дить анализ на о сно ве исследо вания этих ко нкретны х механизмо в, врезультатечег о стано вится нево змо ж ны м со зданиенеко торо й универсально й тео рии, п ригодно й для всех тип о вМ Ш У . Н ап о мним, что п о д инерцио нно стью усилительно г о каскада в о б щ ем случае п о нимается зависимо сть вы хо дно г о сиг нала в фиксиро ванны й мо ментвремени о твхо дно г о сиг налав п реды дущ ие мо менты или в п реды дущ ие п ро меж утки времени, то естьинерцио нны й каскад имееткак б ы п амять п о о тно ш ению к вхо дны м во здей ствиям. И нерцио нно сть усилительны х п риб о ро в со статическим уп равлением (электро нны е ламп ы со статическим

56 уп равлением, транзисторы ) п ро является как вредны й эффект, ко торы м в диап азо не СВ Ч п ренеб речьнельзя. Э лектро вакуумны е усилители с динамическим уп равлением электро нны м п о то ко м (Л БВ , У О В , Э СУ ) являю тся п ринцип иально инерцио нны ми, так как п ринцип их дей ствия о сно ван на длительно м взаимо дей ствии электро нно г о п о тока с электро магнитны м п о лем. К ро ме инерцио нно сти, важ ней ш им факто ро м, о п ределяю щ им п ринцип ы п о стро ения тео рии Э М С М Ш У , является сп ецификаанализируемы х п араметро в и характеристик Э М С, связанная с мно г о сиг нальны м характеро м вхо дны х во здей ствий п ри п рактически п ро изво льно й расстро й ке меж ду сиг налами в ш иро ко й п о ло се частоти с нелиней ны м реж имо м усиления, в ко торо м о п ределяю тся иско мы еп араметры и характеристики. В се указанны е факторы о г раничиваю тво змо ж но стьп о стро ения каких-либ о п ро сты х мо делей , адекватны х п о ставленно й задаче, на о сно ве ко то ры х мо г ла б ы б ы ть со зданауниверсальная тео рия Э М С М Ш У . В этой связи следуето тметитьимею щ иеся п о п ы тки исп о льзо ватьуниверсальны й мето д эквивалентно г о четы рехп о лю сника, ш иро ко п рименяемы й в радио технике, суть ко торо г о со сто итв п редставлении каскадаввиде эквивалентно го четы рехп о лю сника, о п исы ваемо г о неко торо й п ередаточно й функцией . П равильно о п ределивтем или ины м сп о со б о м (п утем измерений или с п о мо щ ью тео ретических методо в) п ередато чную функцию , мо ж но , в п ринцип е, рассчитатьтреб уемы ехарактеристики. Н ап ример, тако й п о дхо д в тео рии Э М С п о следо вательно п ро во дится в известно й мо но г рафии [4]. О днако задача нахо ж дения п ередато чно й функции, адекватно о п исы ваю щ ей инерцио нны й каскад в нелиней но м реж име п ри мно г о сигнально м вхо дно м во здей ствии вш иро ко й п о ло се часто т, является не б о лее лег ко й , чем расчет характеристик на о сно ве реш ения интег ро -дифференциальны х уравнений взаимо дей ствия, так что уп ро щ ения задачи засчетп рименения универсально г о мето да, как п равило , не п о лучается. П рактически данны й метод дает ко рректны е результаты в о б ласти тео рии Э М С М Ш У только для частны х случаевзасчетвведения мно г о численны х уп ро щ аю щ их п редп о ло ж ений . К о рректная и максимально п о лная тео рия Э М С М Ш У мо ж етб ы ть п о стро енато лько нао сно ве анализафизических п ро цессо в, леж ащ их в о сно ве раб о ты М Ш У . Т ак для электро вакуумны х п риб о ро втео рия о сно вы вается на реш ении интег ро -дифференциальны х уравнений взаимо дей ствия п редварительно не сфазиро ванны х электро нны х п учко в с п еременны ми и статическими электро маг нитны ми п о лями, п ро странственная ко нфиг урация ко торы х со о тветствует ко нструкции ко нкретно г о п риб о ра. У ниверсальны х п о дхо до в здесьне сущ ествует: тео рия каж до го п риб о раисп о льзуетсво и физические и математические мо дели и со о тветствую щ ие им методы расчета. В тео рии Э М С электро вакуумны х М Ш У п рименяю тся методы , п о зво ляю щ ие реш ать задачи мно г о сиг нально г о взаимо дей ствия в ш иро ко й п о ло се частот, п ричем о дним из о сно вны х о б ъектов исследо вания является внеш ний и внутренний ш ум усилителя и ег о взаимо дей ствиесп о мехами. В каче-

57 стве таких методо в мо г ут п рименяться традицио нны е методы , п риняты е для исследо вания о сно вны х (о дно сигнальны х) характеристик п риб о ро в. Е сли ж е эти методы не п о зво ляю треш итьп о ставленны е задачи п о исследо ванию Э М С-характеристик, то о ни со о тветствую щ им о б разо м мо дифицирую тся или ж е разраб аты ваю тся но вы е методы . В о сно ве тео рии твердо тельны х М Ш У (Т РУ , П П У ) леж итих мо делиро вание с п о мо щ ью эквивалентны х схем, ко торы е мо г утб ы ть п ро анализиро ваны методами тео рии цеп ей . Т ак, мо г утб ы ть п о лучены мо дели транзисторо в, с б о льш о й степ енью то чно сти со о тветствую щ ие реально му п о ведению транзисторо в в диап азо не СВ Ч в нелиней но м реж име и вш иро ко й п о ло се частот. Т ео рия Э М С Т РУ стро ится на анализе этих мо делей с п о мо щ ью исп о льзо вания универсально го метода функцио нальны х рядо в В о льтерра, хо ро ш о развитого и ш иро ко п рименяемо г о для анализа электро нны х схем. М о ментом, вы зы ваю щ им здесьнаиб о льш ие трудно сти, является мо делиро вание транзисто ро в вклю чая п о лучение значений п араметро в мо делей , адекватны х реш аемо й задаче. П о этомуво п ро сы мо делиро вания в тео рии Э М С Т РУ имею ттако е ж е важ но е значение, как и методы анализа эквивалентны х схем. 3.2 О гра ничения метода эквива лентног о четырехполю сника В о п ро сам нелиней ны х искаж ений в радио п риемниках п о д дей ствием п о мех (б ло киро вание, п ерекрестная мо дуляция, интермо дуляция) и расчета п араметро в, характеризую щ их эти искаж ения, уделяло сь мно го внимания задо лго до того, как Э М С РЭ С о фо рмилась в сп ециально е научно е нап равление и б ы ласфо рмулиро ванастандартная системап араметро в и характеристик Э М С. В этой связи мо ж но уп о мянуть, нап ример, известны е книг ип о радио п риемны м устро й ствам [12, 24]. Н елиней ны е искаж ения рассматривались как для п риемника в цело м, так и для о тдельны х его каскадо в, в то м числе и для вхо дно го усилителя вы со ко й частоты (У В Ч ). В о тно сительно длинно во лно вы х диап азо нах, вп ло ть до 1м, не сущ ествуето со б ы х п ринцип иальны х п ро б лем для анализанелиней ны х искаж ений и расчетап араметро ви характеристик Э М С. В этих диап азо нах электро нны е п риб о ры , исп о льзуемы е в У В Ч (транзисторы и ламп ы со статическим уп равлением электро нны м п о токо м) не п ро являю тсво и инерцио нны е сво й ства. У В Ч мо ж етб ы ть п редставлен в виде п о следо вательно го со единения б езинерцио нно го нелиней но го элементаи линей ны х фильтро в, как п о казано на рис. 3.1.

58 Э ле кт р онны й п р и бор

S1(ω)

x(t)

G(x) Де йст ви т е льная ф у нкц и я

y(t)

S2(ω)

Р и с. 3.1. Пр е дст авле ни е каскада с р е зи ст и вной не ли не йност ью Сам электро нны й п риб о р (ламп а, транзистор) п редставляется эквивалентны м четы рехп о лю снико м с дей ствительно й нелиней но й п ередаточно й функцией G(x). Реактивны е элементы эквивалентно й схемы электро нно го п риб о ра, вклю ченны е п араллельно ег о вхо дны м и вы хо дны м заж имам, считаю тся не зависящ ими о туро вня сиг налаx и о тнесены к внеш ним п о о тно ш ению к п риб о ру цеп ям, так что все имею щ иеся инерцио нны е сво й ства электро нно г о п риб о ра о траж ены в часто тно й зависимо сти п ередато чны х функций фильтро в и в неко торо м п о сто янно м временно м сдвиг е меж ду вхо дны м и вы хо дны м сиг налами, не имею щ ем п рактическо г о значения. Н елиней но сть электро нно г о п риб о ра имеетчисто рез и ст и вный характер, что дает во змо ж но сть в качестве п ередато чно й функции G(x) исп о льзо вать ст а т и ч еск ую п ередаточную (во льт-амп ерную ) характеристику, снимаемую п ри п о сто янно м вхо дно м нап ряж ении. Э та характеристика для каскадо в с резистивно й нелиней но стью о п ределяетсвязь меж думг но венны ми значениями вхо дно г о x(t) и вы хо дно го y(t) сиг нало в: y(t) = G[x(t)].

(3.1)

Д анная связьп о лно стью о п ределяетп рео б разо вание сп ектра. Ч астотны е характеристики фильтро в S1 (ω) и S2(ω) о п ределяю твы деление п о ло с извхо дно г о и вы хо дно г о сп ектро в. Т аким о б разо м, для анализа нелиней ны х эффектов в каскаде с резистивно й нелиней но стью до статочно знать статическую п ередато чную функцию нелиней но г о элемента и амп литудно -часто тны е характеристики фильтро в. Э ти характеристики о б ы чно мо г утб ы ть лег ко п о лучены эксп ериментально . Рассмо тренны й п о дхо д п рименяется п ри анализе У В Ч до часто т200...300 М Гц. В диап азо не СВ Ч для ламп со статическим уп равлением и транзисторо в уж е нельзя п ренеб речь инерцио нно стью физических п ро цессо в взаимо дей ствия или свести этуинерцио нно стьто лько к наличию неко торы х п о стоянны х реактивны х элементо в в эквивалентно й схеме п риб о ра, п о ско лькувремя движ ения но сителей черезп риб о р или время реко мб инации стано вится со измеримо с п ерио до м ко леб аний . М о дель электро нно г о п риб о рав таких

59 усло виях вклю чаетв себ я п о мимо резистивны х такж е нелиней ны е элементы друг ог о ро да, в том числе реакт ивны е элемент ы , зависящ ие о тамп лит уды п рео б разуемо г о сиг нала. К ро ме тог о , вкачест веМ Ш У вэтом диап азо неп рименяют ся ламп ы с динамическим уп равлением элект ро нны м п о т о ко м, время взаимо дей ствиявко т о ры х мно г о б о льш еп ерио дако леб аний . П о до б но го ро дакаскады часто назы ваю ткаскадами с к омп лек сной нели нейност ью, п о ско лькунелиней но сть вклю чаетв себ я как резистивную , так и реактивную части. В о тличие о ткаскадо в с резистивно й нелиней но стью , их нельзя п редставить в виде четы рехп о лю снико в с разделенны ми нелиней ны ми и частотны ми (инерцио нны ми) сво й ствами п о до б но рис. 3.1. Т ем не менее и в диап азо не СВ Ч п о традиции нахо дитш иро ко е п рименение мет од эк ви ва лент ного ч ет ырехп олюсни к а [13,14], со г ласно ко торо му исследуемы й каскад заменяется неко то ры м эквивалентны м четы рехп о лю снико м, о п исы ваемы м п ередаточно й функцией , ко то рая, как п редп о лаг ается, мо ж етб ы ть о п ределенатео ретически или эксп ериментально . И сследо вание нелиней ны х искаж ений в каскаде сво дится к анализуп рео б разо вания вхо дно г о сиг наланаэтой п ередаточно й функции. П ро б лема со стоитв том, что связь меж ду мг но венны ми значениями вхо дно г о x(t) и вы хо дно г о y(t) сигнало в, п о до б ная (3.1), о п ределяется здесь ди на ми ч еск ой п ередато чно й функцией , ко торая в рассматриваемо м случае не тож дественна статическо й . Д инамическая п ередаточная функция, в о тличие о тстатическо й , зависито твидавхо дно г о во здей ствия x(t). В частно сти, динамическая п ередаточная функция вклю чаетв себ я зависимо сть о т частоты сиг нала. У четэтой зависимо сти имеетб о льш о е значение п ри исследо вании Э М С-характеристик, ко г дап редусматривается п ерестро й качасто ты п о мехи в ш иро ко й п о ло се. В о б щ ем случае динамические п ередаточны е функции инерцио нны х каскадо в о п исы ваю тся нелиней ны ми дифференциальны ми и интегро -дифференциальны ми уравнениями, ко торы е чащ е всего мо г утб ы ть реш ены только численны ми мето дами. Д анная задачап о сво ей сло ж но сти эквивалентназадаче нахо ж дения о ткликаy(t) на вхо дно е во здей ствие x(t) п утем реш ения уравнений , о п исы ваю щ их физические п ро цессы взаимо дей ствия в усилительно м п риб о ре. Т аким о б разо м, п рименение метода эквивалентно г о четы рехп о лю сника в о б щ ем случае не мо ж ето б лег читьзадачуп о стро ения тео рии. Н ап рактике для исследо вания нелиней ны х искаж ений в инерцио нны х каскадах радио п риемнико в, в том числе в У В Ч , ш иро ко исп о льзуется к ва зи ст а т и ч еск и й п одход в методе эквивалентно г о четы рехп о лю сника, назы ваемы й иначе мет одом к омп лек сной п ереда т оч ной ф унк ц и и . Д анны й мето д о сно ван на неко торы х уп ро щ аю щ их п редп о ло ж ениях, сво дящ ихся к до п ущ ению квазистатично сти п ро цессо в в исследуемо м каскаде. Э то до п ущ ение п о зво ляетв качестве динамическо й п ередато чно й функции исп о льзо ватько мп лексную амп литудную п ередато чную функцию , мо дулько торо й п редставляетсо б о й амп литудно -амп литудную характеристику(А А Х ), а аргумент— фазо -амп литудную характеристику(Ф А Х ) каскада, п ричем о б е

60 характеристики о п ределены п ри вхо дно м во здей ствии п ро стей ш ег о вида: п ри г армо ническо м сиг нале с п о стоянно й частотой и амп литудо й . П ри усло вии квазистатично сти п ро цессо в в каскаде, вы раж аю щ емся в медленно сти изменения о г иб аю щ ей вхо дно г о сиг налап о сравнению снесущ ей часто той , с п о мо щ ью ко мп лексно й п ередаточно й функции мо ж етб ы ть исследо вано п рео б разо вание о г иб аю щ ей в каскаде, а следо вательно , и п рео б разо вание сп ектра сигнала. Т аким о б разо м, задача реш ения дифференциальны х уравнений с целью нахо ж дения о ткликакаскаданавхо дно е во здей ствие заменяется анализо м п рео б разо вания о гиб аю щ ей сиг наланао дно сиг нальны х А А Х и Ф А Х каскада, сравнительно несло ж но п о лучаемы х расчетны м п утем или эксп ериментально . О б о сно ванию и п рименению методако мп лексно й п ередаточно й функции п о свящ ено б о льш о е ко личество раб о т, до стато чно указать, нап ример, мо но г рафии [12–14], со держ ащ ие такж еб иб лио г рафию п о данно муво п ро су. М етод о сно ван наследую щ их уп ро щ аю щ их п редп о ло ж ениях [14]: 1. В хо дно й сиг налявляется квазиг армо ническим: x(t) = X(t)cos[ωt + ϕ(t)], г де амп литуда X(t) и фазаϕ(t) изменяю тся настолько медленно п о сравнению с несущ ей частотой ω, что сп ектр сиг налане п ерекры вается сп ектрами ег о г армо ник. 2. И сследуемо е устро й ство является узко п о ло сны м, так что вы хо дно й сиг нал, как и вхо дно й , п редставляетсо б о й неко то ры й узкий сп ектрво крестно сти несущ ей частоты ω вхо дно г о сиг нала и его такж е мо ж но п редставитьвквазиг армо ническо й фо рме y(t) = Y(t)cos[ωt + θ(t)], г де Y(t) и θ(t) — медленно меняю щ иеся амп литудаи фаза. 3. В п о ло се частот, занимаемо й сп ектро м п ерво й г армо ники вхо дно г о сиг нала, амп литудно -частотная характеристика каскада равно мерна, а фазо часто тная характеристика — линей на. Д анно е усло вие о б есп ечиваетнезависимо сть А А Х и Ф А Х о тчастоты и о б ы чно вы п о лняется п ри до статочно мало м уро вневхо дно го сиг нала. В ы п о лнение данны х усло вий п о зво ляетрассматриватькаскад, инерцио нны й п о о тно ш ению к вы со ко частотно муко леб анию , о дно временно как б езинерцио нны й п о о тно ш ению к о гиб аю щ ей . Э то даетво змо ж но сть исследо вать п рео б разо вание о гиб аю щ ей сиг нала на ко мп лексно й п ередаточно й функции эквивалентно г о четы рехп о лю сника так ж е, как п рео б разо вание мг но венно г о значения сиг нала на статическо й п ередато чно й функции каскадас резистивно й нелиней но стью . Схемап рео б разо вания иллю стрируется рисунко м 3.2.

61 jωt & X(t)e

Ком п ле ксная п е р е дат очная ф у нкц и я

& G(X)

jωt & Y(t)e

Р и с. 3.2. Пр е обр азовани е си г нала в каскаде с ком п ле ксной не ли не йност ью в квази ст ат и че ском п р и бли ж е ни и

Э квивалентны й четы рехп о лю сник о п исы вается ко мп лексно й п ередато чно й функцией

G& ( X ) = Y ( X )e jψ( X ) ,

(3.2)

где Y(X) — А А Х , аψ(X) — Ф А Х каскада, сняты е п ри мо но хро матическо м вхо дно м сиг нале, X — арг ументэтих характеристик, п редставляю щ ий со б о й амп литудувхо дно г о сиг нала. П ередаточная функция (3.2) п редставляетсо б о й ко мп лексную о дно сиг нальную амп литудную характеристикучеты рехп о лю сника. Н ахо ж дениемгно венно го значения о ткликакаскада y&(t ) = Y& (t )e jω t сво дится к о п ределению ег о ко мп лексно й о г иб аю щ ей Y& ( t ) = Y ( t ) e jθ( t ) п утем п о дстано вки в вы раж ение (3.2) для ко мп лексно й амп литудно й характеристики на место арг умента ко мп лексно й о гиб аю щ ей вхо дно г о сиг нала & X (t ) = X ( t ) exp[ jϕ( t )] : Y& ( t ) = G& [ X& ( t )] = G& [ X (t ) e jϕ ( t ) ] . К о мп лексная о г иб аю щ ая вы хо дно го сигнала, п о лученная таким сп о со б о м, п редставляется в виде ап п ро ксимирую щ ег о ряда п о нечетны м степ еням ко мп лексно й о гиб аю щ ей вхо дно г о сигнала[14]: Y& ( t ) =

M

∑ C&m[ X& (t )]2m+1 ,

m= 0

& m — п о стоянны е ко мп лексны е ко эффициенты , п о лученны е п утем ап где C п ро ксимации ко мп лексно й амп литудно й характеристики (3.2) рядо м G& ( X ) =

M

∑ C& m X 2m+1 .

m= 0

М етод ко мп лексно й п ередаточно й функции, весьма п ривлекательны й сво ей п ро сто той и универсально стью , как п о казано в [14], в п ринцип е мо ж етб ы ть исп о льзо ван для исследо вания нелиней ны х искаж ений в М Ш У в усло виях мно госиг нально го вхо дно г о во здей ствия. Здесь следуето тметить имею щ иеся п о п ы тки п рименения данно г о метода для о п исания п ро хо ж дения сигнало в через Л БВ [4,12,14]. О днако о чевидно , что для исследо вания Э М С-характеристик этот метод п редо ставляет весьма о г раниченны е во змо ж но сти. О сно вно е о г раничение связано с треб о ванием узко п о ло сно сти

62 вхо дно г о во здей ствия. Э то треб о вание не п о зво ляетрассчиты ватьХ Ч И , являю щ иеся о сно вны ми всистеме Э М С-характеристик, так что во змо ж ен расчетто лько амп литудны х характеристик, п ричем и этаво змо ж но стьо граничена разло ж ением п ередаточно й функции то лько п о нечетны м степ еням арг умента: это даетво змо ж но сть исследо вать б ло киро вание, п ерекрестную амп литудно -фазо вую ко нверсию и интермо дуляцию нечетны х п о рядко в. И сследо вание интермо дуляции 2-г о п о рядка и о б разо вание 2-й г армо ники о стается зап ределами во змо ж но стей метода. Бо лее тог о , как п о казано в[29] для Л БВ , даж е исследо вание эффектов нечетны х п о рядко вданны м мето до м нельзя считать аб со лю тно ко рректны м, п о ско лькуп ри анализе этих эффекто в нео б хо дим учетп ро дуктов нелиней но г о взаимо дей ствия четны х п о рядко в. П о следнее замечание в реж име слаб о й нелиней но сти, видимо , иг рает не сто льсущ ественную ро ль. В о всяко м случае в каж до м ко нкретно м случае данны й п о дхо д треб уеттщ ательно го о б о сно вания, что мо ж етб ы ть сделано о п ять-таки только с п ривлечением стро гих мето до в, о сно ванны х на интег риро вании уравнений взаимо дей ствия. С п о мо щ ью мето да эквивалентно г о четы рехп о лю сника, о чевидно , нельзя п ро анализиро вать влияние п о мех на ш умо вы е сво й ства М Ш У , так как для этог о нео б хо димо рассмо трение сп ецифических механизмо во б разо вания со б ственны х ш умо в М Ш У , ко торы е не о траж ены в п ередаточно й характеристике. Д анны й мето д такж е неудо б ен для исследо вания зависимо сти характеристик и п араметро в Э М С о то со б енно стей ко нструкции усилителя и ег о электрическо го реж има, так как изменение п араметро в связано сп о лучением но вы х амп литудны х характеристик и их ап п ро ксимаций . Т аким о б разо м, мето д эквивалентно го четы рехп о лю сникане мо ж етслуж итьо сно во й для п о стро ения ско лько -ниб удьзако нченно й тео рии Э М С М Ш У . О н мо ж ет б ы ть исп о льзо ван то лько для реш ения о г раниченно го круг а задач в рамках этой тео рии. 3.3 Методы, использ уемые для корректног о построения теории М етодо м, в наиб о льш ей степ ени о твечаю щ им задаче исследо вания Э М С-характеристик М Ш У , следуетп ризнать мет од, основа нныйна решени и нели нейныхди ф ф еренц и а льныхи и нт егро-ди ф ф еренц и а льныхура внени й, о п исы ваю щ их физикувзаимо дей ствия в усилителе. Э то тмето д считается наиб о лее стро г им и ко рректны м, п о зво ляю щ им о п исать устро й ство лю б о г о тип а и исследо вать зако но мерно сти п ро хо ж дения сигнало в через нег о . Н едо статко м данно г о метода является о тсутствие универсально сти: каж до е устро й ство или класс устро й ств о п исы вается сво ей системо й уравнений , ко торая реш ается сво ими методами. Результаты , п о лученны е для о дно го устро й ства, не расп ро страняю тся, как п равило , на другие устро й ства. К ро ме того, реш ение интегро -дифференциальны х уравнений в о б щ ем случае в ш иро ко м интервале п араметро в и п еременны х п редставляется затруд-

63 нительны м, так что в каж до м случае треб уется введение о п ределенны х о г раничений и уп ро щ аю щ их п редп о ло ж ений в со о тветствии со сп ецифико й реш аемо й задачи. Т ак нап ример, п ри исследо вании п араметро ви характеристик Э М С всег да исп о льзуется п редп о ло ж ение малы х уро вней нелиней но сти, ко то ро е со о тветствуетсамо й п риро де п редметаисследо вания, п о ско лькуп араметры и характеристики Э М С о п ределяю тся п о критериям малы х уро вней нелиней ны х искаж ений , п ри ко торы х РП У со храняетсп о со б но сть вы п о лнения сво их функций . О б щ ей задачей , реш аемо й данны м мето до м, является, как о б ы чно , нахо ж дение о тклика М Ш У на заданно е вхо дно е во здей ствие. У до б ны х универсальны х мето до в о п ределения о тклика в случае нелиней ны х интег ро дифференциальны х уравнений несущ ествует, для этих целей исп о льзую тся различны е п риб лиж енны е методы : аналитические и вы числительны е, реализуемы е в виде алг о ритмо в расчетанаЭ В М . П о это муявная связьо ткликас вхо дны м во здей ствием о п ределяется то лько вчастны х случаях, чащ е всего с п о мо щ ью различны х методо в рассчиты ваю тся о тдельны е п араметры вы хо дно г о сп ектра. В качестве М Ш У исп о льзую тся электро нны е п риб о ры , усиление в ко то ры х о сно вано на различны х физических механизмах взаимо дей ствия но сителей с электро маг нитны ми п о лями. Со о тветственно для каж до го изтип о в М Ш У фо рмулируется сво я система уравнений , для реш ения ко торо й п рименяю тся сво и методы . Т вердо тельны е М Ш У — П П У и Т РУ о б ы чно мо делирую тся с п о мо щ ью эквивалентны х электрических схем с со средо точенны ми элементами. И нерцио нны е и нелиней ны е сво й ства усилителей учиты ваю тся в мо дели п утем о п ределенно й зависимо сти п араметро в эквивалентно й схемы дио да или транзистора о ттоко в и нап ряж ений . Система дифференциальны х уравнений , о п исы ваю щ их п ро цессы в эквивалентно й схеме, фо рмируется на о сно ве зако но в К ирхг о фа. Э т асист емаявляет ся нелиней но й о т но сит ельно т о ко ви нап ряж ений , ее реш ение во б щ ем случае п редставляетсо б о й сло жную , част от рудно разреш имую задачу. В сущ ествую щ их раб о тах, исследую щ их нелиней ны е искаж ения в П П У , в том числе п о д дей ствием п о мех, о б зо р ко торы х мо ж но най ти, нап ример, в [8], исп о льзую тся различны е мето ды тео рии цеп ей . О днако п ро веденны й в б о льш инстве случаев анализ но ситчастны й характер: исп о льзуемы е п о дхо ды и мето ды п риг о дны для о ценки о тдельны х характеристик, со ставляю щ их п редметко нкретны х исследо ваний , но не даю то б щ ег о п о дхо да, п ригодно г о для исследо вания всег о ко мп лекса п араметро в и характеристик Э М С П П У . Т ако й о б щ ий п о дхо д сфо рмулиро ван в раб о тах [43-45]. О н о сно ван на том, что система уравнений П П У сво дится к дифференциальны м уравнениям нелиней но г о виб ратора, ко торы е мо г утб ы ть реш ены хо ро ш о разраб о танны ми асимп тотическими методами нелиней ны х ко леб аний . В рамках данно г о п о дхо да мо ж етб ы ть исследо ван ш иро кий класс явлений в П П У п ри мно гочасто тно м во здей ствии. Реш ение уравнений нели-

64 ней но г о виб рато ра асимп то тическим методо м Бо г о лю б о ва п о зво ляетп о лучитьрезультаты ваналитическо м виде. Э квивалентны е схемы Т РУ имею тб о лее сло ж ны й вид, чем эквивалентны е схемы П П У , в частно сти, о ни со держ атб о льш ее ко личество нелиней ны х элементов. Со о тветствую щ ая система дифференциальны х уравнений , п о лученны х на о сно ве зако но в К ирхг о фа, в о б щ ем случае мо ж етб ы ть реш ена лиш ь с исп о льзо ванием численны х методо в. О днако для реш ения б о льш о г о класса задач, связанны х с малы м уро внем нелиней но сти, в настоящ ее время ш иро ко п рименяется о п ераторны й метод, о сно ванны й наисп о льзо вании функцио нальны х рядо в В о льтерра[15,16]. Со гласно это мумето ду, все п еременны е п редставляю тся в виде рядо в В о льтерра, врезультате чег о п ро исхо дитлинеаризация нелиней но й задачи с п ерехо до м нареш ение системы линей ны х уравнений о тно сительно ядер рядо в В о льтерра. Д анны й метод устанавливаетявную связьмеж дувхо дны м во здей ствием и о тклико м цеп и, то есть фактически о п ределяетдинамическую п ередаточную функцию , ко торая о п исы вается функцио нало м вида

y(t ) = F { x(τ), t} τ ≤ t .

(3.3)

Т ако го ро да функцио налы о п исы ваю ткаскады с инерцио нны ми сво й ствами, вто м числеи Т РУ диап азо наСВ Ч . Т акие каскады часто назы ваю тся каскадами с п амятью . Д ля них характерно то, что мгно венно е значение о тклика y(t) о п ределяется значением вхо дно г о во здей ствия x(t) не то лько в мо ментвремени t, как это имеетместо для резистивны х тракто в, но и в п ро ш лы е мо менты времени τ ≤ t. В тео рии Т РУ функцио нал (3.3) п редставляется с п о мо щ ью функцио нально го рядаВ о льтерра, в ко торо м каж ды й из члено в имеетвид интег ралаn-мерно й свертки вхо дно г о сигналаи ядра. Я драрядахарактеризую тсво й ствакаскада, втом числе нелиней ны е искаж ения в нем. Расчетядерп ро изво дится методами линей но й алг еб ры . А п п аратданно г о методахо ро ш о разраб о тан [15,16] и его исп о льзо вание неп редставляет п ринцип иальны х трудно стей . Главно е о г раничение метода— сущ ественно е п о вы ш ение гро мо здко сти вы числений п ри увеличении степ ени нелиней но сти или уро вня вхо дно г о во здей ствия, ко г да треб уется учиты вать б о льш о е число члено в ряда. О днако п рименительно к задачам со слаб о й степ енью нелиней но сти, к ко то ры м о тно сится анализ п араметро в и характеристик Э М С, эти трудно сти п рактически не п ро являю тся, так как в этом случае во змо ж но исп о льзо вание ко ро тких рядо в В о льтерра. О сно вно й п ро б лемо й п ри исследо вании п араметро в и характеристик Э М С Т РУ этим методо м является о п ределение каким-либ о сп о со б о м п араметро в нелиней но й мо дели усилителя, адекватно о п исы ваю щ его его раб о туп ри мно госиг нально м во здей ствии вш иро ко й п о ло сечастотсучетом ш умо вы х сво й ствтранзистора. Ф изические механизмы усиления, исп о льзуемы е в электро вакуумны х М Ш У (Л БВ , У О В , Э П У , Э СУ ), о сно ваны на длительно м взаимо дей ствии электро нно г о п учка с п еременны ми и статическими электро магнитны ми п о лями о п ределенны х п ро странственны х ко нфиг ураций . Э то взаимо дей ст-

65 вие о п исы вается уравнениями движ ения электро навэлектро маг нитны х п о лях и уравнениями М аксвелла для этих п о лей . В Л БВ и У О В п ро цессы груп п иро вки электро нно г о п учка и во зб уж дения п еременно г о электро маг нитно г о п о ля п ро исхо дятв едино м п ро странстве взаимо дей ствия и взаимно о б усло вливаю тдругдруг а. А нализ п ро цесса взаимо дей ствия в этом случае п редставляетсо б о й само со г ласо ванную задачу, ко то рая со стоитв со вместно м реш ении уравнений движ ения электро на и уравнений во зб уж дения п о ля. Э то о б стоятельство п риво дитк тому, что даж е п ри п ро стей ш ей ко нфигурации п о лей и электро нно го п учка(п ро до льно е статическо е маг нитно е п о ле, п ро до льно е п еременно е электрическо е п о ле и п рямо линей ны й п учо к) нелиней ны й реж им усиления мно г о частотно г о сиг налао п исы вается весьма сло ж но й системо й нелиней ны х дифференциальны х уравнений , реш ение ко торы х во змо ж но только численны ми методами с п о мо щ ью Э В М . В связи с ш иро ким п рименением Л БВ в радио технических системах, тео рия Л БВ , в то м числе и мно г о сиг нальная, хо ро ш о развита. Разраб о тано мно ж ество мо делей взаимо дей ствия и методо вих анализа, п редназначенны х для реш ения ко нкретны х задач, связанны х сразно о б разны ми о б ластями п рименения Л БВ о тмало ш умящ их вхо дны х усилителей до мо щ ны х вы хо дны х каскадо в. В о змо ж но сти различны х п о дхо до в для анализамно г о сиг нальны х характеристик Л БВ о б суж даю тся, нап ример, в [30]. Д ля анализаЭ М С-характеристик вхо дны х Л БВ и У О В , сп ецифико й ко торы х являю тся б о льш о й диап азо н частоти реж им слаб о й нелиней но сти, наиб о лее п о дхо дящ им методо м п редставляется во лно во й метод, б азирую щ ий ся насп ектрально м п редставлении текущ ей фазы электро но в [30-31]. С п о мо щ ью этого мето дап о лучены о сно вны е результаты тео рии Э М С Л БВ и У О В [32-37]. Э лектро нно лучевы е п араметрические усилители (Э П У ) и их анало г ис электро статическо й накачко й — электро статические усилители (Э СУ ) [38], несмо тря на гораздо б о лее сло ж ную трехмерную ко нфиг урацию п о лей и электро нно г о лучаи ко нструкцию в виде трех не связанны х п о п еременно муп о лю секций , о казы ваю тся б о лее п ро сты ми для анализа, чем Л БВ и У О В . Д ело в том, что для Э П У (ламп аА длера) взаимо дей ствие во всех трех секциях п риб о ра (вхо дно е и вы хо дно е устро й ствасвязи и секция накачки п еременны м п о п еречны м п о лем квадруп о ля) о п исы вается линей ны ми уравнениями. Н елиней ны е эффекты в этом п риб о ре, нап ример, насы щ ение п ри о дно сиг нально м усилении или б ло киро вание п ри мно г о сиг нально м усилении, вы званы только п ерехвато м электро но в, амп литуды п о п еречны х ко леб аний ко торы х стано вятся слиш ко м б о льш ими в усло виях сильно г о сиг нала, электро дами вы хо дно г о устро й ства связи. В усло виях о тсутствия эффекта п ерехвата Э П У является чисто линей ны м п риб о ро м. П о рядуп ричин, главно й из ко торы х является нео б хо димо сть исп о льзо вания вы со ко частотно й накачки, нап рактике Э П У исп о льзую тся значительно реж е сво его анало гас электро статическо й накачко й Э СУ . С эт им связано о т сут ст вие сп ециальных исследо ваний Э П У сточки зрения Э М С. Х о тя изо б щ их со о б раж ений ясно , что с точки зрения Э М С Э П У о б ладаетхо ро ш ими сво й ствами, п о ско лькуимеетб о ль-

66 ш о й динамический диап азо н линей но г о усиленияинеп о дверженвы г о ранию п о д дей ствием мо щ ны х п о мех. В Э СУ взаимо дей ствие, так ж е как и в Э П У , п ро исхо дитв трех раздельны х секциях: вхо дно м элементе связи, секции накачки и вы хо дно м элементе связи. П ро цессы в резо нато рны х устро й ствах связи сзазо ро м в виде п ло ско г о ко нденсато ра, так ж е как и в Э П У , являю тся чисто линей ны ми и их анализне п редставляетзатруднений . В о тличие о тЭ П У , вЭ СУ накачкао сущ ествляется п ро странственно п ерио дическим электро статическим п о лем, ко торо е кро ме п о п еречны х имеети п ро до льную со ставляю щ ую . В заимо дей ствие электро нно г о п учка с п ро до льно й со ставляю щ ей п о ля накачки со п ряж ено с эффектом динамическо й рассинхро низации п учка, ко торы й заклю чается в том, что электро ны , увеличивая амп литудусво их п о п еречны х ко леб аний в п о ле накачки, о дно временно замедляю тсво е п о ступ ательно е движ ение, вы хо дя п ри этом изсинхро низмас п о лем накачки. Э ффектрассинхро низации зависито туро вня вхо дно го сигнала: чем мо щ ней сигнал, тем сильней п ро является эффект. Э тотэффектявляется п ричино й нелиней но сти усиления п ри уро внях вхо дны х сиг нало в, ещ е недо статочны х для п ерехватаэлектро но в в вы хо дно м устро й стве связи. С ним связаны все о б ы чны е нелиней ны е явления, в том числе и о б усло вленны е дей ствием п о мех: б ло киро вание, интермо дуляция, п ерекрестная амп литудно -фазо вая ко нверсия и т.д. В заимо дей ствие в секции накачки Э СУ в усло виях динамическо й рассинхро низации о п исы вается нелиней ны ми интег ро -дифференциальны ми уравнениями. Реш ение этих уравнений , во тличие о тслучая Л БВ , не является само со гласо ванно й задачей , так как о но п ро во дится в усло виях заданно го п о ля накачки. Д анно е о б стоятельство сущ ественно о б лег чаетзадачуи п о зво ляетп ри усло вии мало й нелиней но сти п о лучать реш ения мето до м п о следо вательны х п риб лиж ений в аналитическо м виде. Т ак, в [39] б ы ласфо рмулиро вана система нелиней ны х интег ро -дифференциальны х уравнений Э СУ и п ро изведено их реш ение для случая о дно сиг нально г о вхо дно г о во здей ствия. В раб о тах [40-42] на о сно ве схо дно й математическо й мо дели исследо вано усиление п ри мно г о сиг нально м вхо дно м во здей ствии и п о лучен ко мп лекс п араметро в и характеристик Э М С Э СУ в виде аналитических вы раж ений .

67

4. И ЗМЕР ЕН И Е Э М С -Х А Р А КТЕР И С ТИ К М Ш У Со временны е но рмы треб ую то б есп ечения п ри разраб о тке и вы п уске М Ш У надлеж ащ их значений для всег о ко мп лекса как о сно вны х функцио нальны х п араметро в, так и п араметро в и характеристик Э М С. В ы п о лнение этих треб о ваний п редусматриваетразвитие со о тветствую щ ей метро ло г ическо й б азы . В рамках всег о ко мп лекса метро ло г ических меро п риятий измерение характеристик и п араметро в Э М С о тличается п о вы ш енно й сло ж но стью и трудо емко стью , в связи с чем ж изненно нео б хо димо й является разраб о тка авто матизиро ванны х методо в измерений и ап п аратуры для их реализации. В настоящ ей г лаве о п исанамето дикаавтоматизиро ванны х измерений п араметро в и характеристик Э М С М Ш У , разраб о танная на кафедре электро ники со вместно с Н П О «И сток» и реализо ванная в виде автоматизиро ванно г о измерителя [10] наап п аратуре, вы п ускаемо й Н П О «И сток». И змеритель внедрен на п редп риятиях электро нно й п ро мы ш ленно сти, г де исп о льзуется с целью о б есп ечения треб о ваний ГО СТ [19]. Д анны й измеритель является такж е б азо вы м элементо м в системе эксп ериментально го о б есп ечения научны х исследо ваний во б ласти Э М С М Ш У . Бо льш о й вклад в разраб о ткуи внедрение измерителя внесли ведущ ие сп ециалисты Н П О «И сто к» Б.Н .Ш вецо ви А .С.Баж ано в.

4.1 И з меря емые па ра метры и ха ра ктеристики Э МС Н ап о мним, что п араметры и характеристики Э М С М Ш У ко личественно о п исы ваю тво сп риимчиво сть М Ш У к п о мехам, п о ступ аю щ им наего вхо д, п о всем видам нелиней ны х искаж ений , наступ аю щ их в М Ш У п о д дей ствием п о мех. К числуэтих нелиней ны х искаж ений о тно сятся: б ло киро вание п о усилению , б ло киро вание п о ш умам, интермо дуляция, п ерекрестная мо дуляция, п ерекрестная амп литудно -фазо вая ко нверсия и неко торы е другие. М еро й во сп риимчиво сти является уро вень п о мехи, со о тветствую щ ий о п ределенно й величине нелиней ны х искаж ений . Д ля каж до г о вида нелиней ны х искаж ений сущ ествуетмаксимально до п устимы й уро вень п о мехи, п ри ко то ро м искаж ение не п ревы ш аетзаданно й п редельно й величины , то есть п ри ко торо м устро й ство функцио нируетс до п устимы м качество м. Э ти уро вни п о мех, о п ределяемы е для каж до г о вида нелиней ны х искаж ений и назы ваемы е верхними г раницами динамическо г о диап азо на (или п о ро г ами во сп риимчиво сти) М Ш У , п риняты в качестве п араметро в Э М С М Ш У п о о тдельны м видам нелиней ны х искаж ений . В качестве характеристик Э М С М Ш У п риняты двухсигнальны е характеристики частотно й изб ирательно сти п о о тдельны м видам нелиней ны х искаж ений , ко торы е п редставляю тсо б о й

68 зависимо сть со о тветствую щ ег о п араметра Э М С о тчастоты п о мехи f п п ри фиксиро ванно й частотеп о лезно г о сиг нала. ГО СТ о м [19] для М Ш У рег ламентирую тся три п араметра Э М С и со о тветствую щ иеим характеристики Э М С: - верхняя г раница динамическо го диап азо на п о б ло киро ванию усиления Dб .у; - верхняя г раница динамическо го диап азо на п о б ло киро ванию ш умо вDб .ш ; - верхняя г раницадинамическо г о диап азо нап о интермо дуляции 3г о п о рядка(вида2f п 1-fп 2 ) Dи ; - характеристика частотно й изб ирательно сти п о б ло киро ванию усиления Dб .у(fп ); - характеристика частотно й изб ирательно сти п о б ло киро ванию ш умо вDб .ш (fп ); - характеристика частотно й изб ирательно сти п о интермо дуляции Dи (fп ). Д ля о п ределения п араметро в Э М С устанавливаю тся критерии до п устимо г о во здей ствия п о мех в виде п редельны х значений со о тветственно ко эффициента б ло киро вания усиления К б .у.до п , ко эффициента б ло киро вания о сиг наланавы хо де М Ш У , ш умо в К б .ш .до п и мо щ но сти интермо дуляцио нно г ~ п риведенно й ко вхо дуусилителя, P21 до п . В еличины , исп о льзуемы е для задания критериев, о п ределяю тся следую щ им о б разо м:

K б .у = 10lg

Kу K у0

дБ,

(4.1)

где К уи К у0 - ко эффициенты усиления М Ш У со о тветственно п ри дей ствии п о мехи наег о вхо де и веео тсутствие. ~ F (4.2) K б .ш = 10lg дБ, F ~ где F — двухсигнальны й ко эффициентш умав п рисутствии п о мехи и F — линей ны й ко эффициенты ш умаМ Ш У во тсутствие п о мехи. ~ (4.3) P21 = P21 K у дБВ т, где P21 - мо щ но стьинтермо дуляцио нно г о сигналанавы хо де усилителя, К уко эффициентусиления М Ш У на то й ж е часто те, на ко торо й фиксируется интермо дуляцио нны й сиг нал.

69 4.2 О писа ние из мерителя И зп риведенны х о п ределений (4.1)-(4.3) следует, что лю б ая методика измерений п араметро в и характеристик Э М С М Ш У до лж наб азиро ваться на измерении величин ко эффициентаусиления и ко эффициенташ умаМ Ш У , а такж е весьмамало й мо щ но сти интермо дуляцио нно го сиг наланаего вы хо де. Д анно й задаче, в п ринцип е, удо влетво ряю тизмерители ко эффициенташ умап ри усло вии, что о ни п ерекры ваю ттреб уемы й диап азо н частот. К числу таких измерителей о тно сится измерительны й п риемник И П -5 разраб о тки и п ро изво дстваН П О “И сто к” [9], п редназначенны й для измерения ко эффициента ш ума и ко эффициентаусиления СВ Ч -усилителей , атакж е для измерения о тно сительно й сп ектрально й п ло тно сти мо щ но сти ш ума(О СП М Ш ) исто чнико вш ума. П рименение п риемникаИ П -5 в со ставе сп ециализиро ванно г о измерителя, со держ ащ ег о в сво ем со ставе Э В М , делаетизлиш ними мно г ие функции, зало ж енны е в п риемнике. Т ак, И П -5 реализуетб о льш о е число разно видно стей мо дуляцио нно го мето да измерений за счет ап п аратно го фо рмиро вания п ро г рамм мо дуляции. В замен до стато чно иметь о дну п ро граммумо дуляции, рассчитанную нао б раб о ткуданны х измерительно г о канала с п о мо щ ью Э В М . К ро ме то г о , изп риемникамо гутб ы ть удалены схемы , п редназначенны е для временно й селекции сиг нало в, п ро п о рцио нальны х измеряемы м величинам, их интег риро вания и усиления п о п о сто янно мутокус п о следую щ им вы во до м результатов на стрело чны е п риб о ры , п о ско лькуфункции о б раб о тки и вы во да результато в мо гутб ы ть реализо ваны п ро г раммно сп о мо щ ью Э В М . П ринцип иальная схемаавтоматизиро ванно г о измерителя наб азе п риемникаИ П -5, мо дернизиро ванно г о указанны м о б разо м, п о казананарис.4.1. В качестве тесто вы х сиг нало в, п редназначенны х для измерения ко эффициенташ умаи ко эффициентаусиления, исп о льзую тся сиг налы о тг енераторо в ш ума на Л П Д ГШ 1 и ГШ 2. П о мехи имитирую тся электрически п ерестраиваемы ми генераторами стандартны х сигнало в Гп о м1 и Гп о м 2 . Д ля измерения характеристик б ло киро вания исп о льзуется о дин изних, адля измерения характеристик интермо дуляции - о б а.

70 U5 U6 ГПО М 1

МШ У

U4 pinA

Н О

U1 U2 U3

U2 Ат т

pinM

Н О

ПФ

СМ

ИП UВЫ

ГПО М 2 U7

pinM

U1

pinM

СВЧ-т р акт

ГШ 1

Х

U3

ГШ 2

Ге т

U4 U5 U6 U7

м они т ор

ЦАП Э ВМ

п р и нт е р

АЦП U1 U3 UВЫ

Х

Р и с.4.1. Пр и нц и п и альная сх е м а и зм е р и т е ля СВ Ч -тракт, п редназначенны й для ко ммутации тесто вы х сиг нало в, со держ итэлементы , п о зво ляю щ ие уп равлятьэтими сигналами. К числууп равляемы х элементов о тно сятся п инмо дуляторы pinM и п инаттеню атор pinA. П инмо дуляторы п редназначены для реализации о сно вно г о измерительно го алг о ритмаи уп равляю тся сигналами U1, U2 и U3 , вы раб аты ваемы ми измерительны м п риемнико м И П . П инаттеню атор pinA п редназначен для п ро граммно г о изменения мо щ но сти п о мех и уп равляется сиг нало м U4 , вы раб аты ваемы м Э В М . К ро ме U4 , Э В М с п о мо щ ью мо дуля Ц А П вы раб аты вает сиг налы U6 и U7 , уп равляю щ ие часто тами г енераторо в п о мех, атакж е сиг налU5 , п редусмо тренны й как до п о лнительная во змо ж но стьдля уп равления реж имо м п итания исп ы туемо г о М Ш У с целью его о п тимизации п о Э М Сп араметрам. Н асхеме не п о казаны до п о лнительны е цеп и, нео б хо димы е для п риведения сиг нало вк треб о ваниям ко нкретны х уп равляемы х элементов. К ро ме уп равляемы х элементов, СВ Ч -тракт со держ итнап равленны е о тветвители Н О , со г ласую щ иеэлементы , не п о казанны е насхеме, смеситель СМ с внеш ним гетеро дино м Гет, аттеню атор А ттс фиксиро ванны м о слаб лением, п редназначенны й для о г раничения мо щ но сти усиленно г о сиг нала п еред п о ступ лением ег о на смеситель, и п о ло со во й фильтр П Ф , служ ащ ий для п редо твращ ения п ро никно вения сигнало в п о п о б о чны м каналам п риема.

71 И змерительны й п риемник, кро ме мо дулято ро в, со держ ит измерительны й канал, вклю чаю щ ий в себ я У П Ч , квадратичны й детектор и усилитель п о сто янно г о тока. Сиг нал Uвы х , п ро п о рцио нальны й мо щ но сти сиг нала на вхо де п риемника, с вы хо U1 да измерительно г о канала м оду ляц и я п о ступ ает на мо дуль А Ц П , ГШ 1 вхо дящ ий в со став Э В М . К ро мето г о , надруг ие каналы t U3 А Ц П п о ступ аю т мо дулим оду ляц и я рую щ ие сигналы U1 и U3 с ГШ 2 измерительно го п риемника, исп о льзуемы е для синхро ниt U2 зации п ро г раммы измерения с р а б о т о й мо дуляторо в. моду ляц и я вы х одаМШ У Н а рис.4.2 п о казаны временны е диаг раммы мо дуt UВЫ Х лирую щ их нап ряж ений и β3 сиг нала на вы хо де п риемника. П о лярно сть сиг нало в п о β1 β2 казана усло вно , п ри это м п ринято, что вы со кий уро Вы х од И П вень со о тветствуето ткры тоβ0 му со стоянию п инмо дулятора, а низкий - закры тому. П ро г рамма п ро изво дит о тt0 t1 t2 t3 t счеты нап ряж ения Uвы х на Р и с.4.2. Вр е м е нны е ди агр ам м ы всех частях t 0 ...t 3 цикла раси г налов и зм е р и т е льного б о ты мо дуляторо в и п о расп р и е м ни ка смо тренны м ниж е фо рмулам рассчиты вает измеряемы е величины . В ременная селекция частей цикла п ро изво дится п ро граммно п о мо дулирую щ им сиг налам U1 и U3 . Т аким о б разо м, в течение о дно г о цикла мо дулято ро вмо г утб ы тьизмерены все треб уемы еп араметры . 4.3 О сновные соотнош ения П ри измерении п араметро в и характеристик б ло киро вания в устано вке (рис.4.1) исп о льзуется о дин г енератор п о мехи Гп о м1 . И змерительны й п риемник и фильтр П Ф настро ены на фиксиро ванную частотуf р , ко торая заданакак раб о чая частотаисп ы туемо г о М Ш У . Ч асто танастро й ки Гп о м1 нахо дится вне п о ло сы о сно вно го каналап риемаизмерительно го п риемника. В течение п ро меж уткавремени t0 закры ты все п инмо дуляторы pinM, так что навхо де смесителя сиг налы о тсутствую т, анап ряж ение сигнала β0

72 на вы хо де п риемника п ро п о рцио нально о тно сительно й темп ературе со б ственны х ш умо в п риемника (вклю чая смеситель), п ересчитанно й ко вхо ду п риемника, Тп р/Т0 : β 0 = KT п р T 0 , где К - ко эффициентп ро п о рцио нально сти, Т0 - стандартная темп ература. В п ро меж уток времени t 1 навхо дп риемникап о ступ аеттолько сиг нал о тг енерато ра ш ума ГШ 2, агенератор ГШ 1 и вы хо д М Ш У закры ты . Н ап ряж ение навы хо де п риемникап ро п о рцио нально сумме о тно сительно й темп ературы со б ственны х ш умо в п риемника и о тно сительно й темп ературы ш умо вГШ 2:

β1 = KT ГШ 2 T0 + β 0 . В п ро меж уток времени t2 о ткры тп инмо дулято р на вы хо де М Ш У , а ГШ 1 и ГШ 2 закры ты . Н а вхо де М Ш У в этом случае следуетучесть ш умы , п о ступ аю щ ие с вы хо да п инаттеню ато ра pinA п о о сно вно муканалуп риеменераторап о мехи о тстро енао тfр , уро веньэтих никаf р . П о ско лькучастотаг ш умо в о п ределяется стандартно й ш умо во й темп ературо й Т0 . Следо вательно , нап ряж ениенавы хо де п риемникаравно β 2 = K α K у(T М

ШУ

+ T0 ) T0 + β 0 ,

где К у - ко эффициентусиления М Ш У , α < 1 - ко эффициенто слаб ления аттеню атора А тт, ТМ Ш У - ш умо вая темп ература вхо да М Ш У . П о ско льку ~ ~ (TМ Ш У + T0 ) T0 = F , где F - двухсиг нальны й ко эффициентш ума М Ш У , то вы хо дно е нап ряж ениемо ж етб ы тьзап исано как ~ β 2 = K α FK у + β 0 . В п ро меж уток времени t3 в до п о лнение к п реды дущ емуслучаю о ткры тГШ 1, так что нап ряж ение навы хо де п риемникаравно : ~ β 3 = Kα K у(T М Ш У + T ГШ 1 + T0 ) T0 + β 0 = K α K у ( F + TГШ 1 T0 ) + β 0 , где ТГШ 1 /Т 0 - о тно сительная ш умо вая темп ератураГШ 1. И з п риведенны х со о тно ш ений следую твы раж ения для измеряемы х величин ко эффициентаусиления и двухсиг нально г о ко эффициенташ ума: Kу=

β 3 − β 2 1 TГШ 2 ⋅ ⋅ , β 1 − β 0 α TГШ 1

~ β − β 0 TГШ 1 . F= 2 ⋅ β 3 − β 2 T0

(4.4)

(4.5)

О тметим, что п ри о тклю ченно м генераторе п о мехи фо рмулы (4.4)-(4.5) даю то дно сиг нальны е (линей ны е) значения ко эффициента усиления К у и ко эффициенташ умаF.

73 П ри измерении п араметро в и характеристик интермо дуляции в схеме рис.4.1 исп о льзую тся о б аг енерато рап о мех Гп о м1 и Гп о м2 . И х сиг налы имею то динако вы е мо щ но сти и частоты fп 1 и f п 2 , удо влетво ряю щ ие со о тно ш ению

2 f п 1 − f п 2 = f р,

(4.6)

где f р - фиксиро ванная частота, на ко то рую настро ен измерительны й п риемник и фильтр П Ф . Ч астоты п о мех, как и п ри измерении п араметро в б ло киро вания, не до лж ны нахо диться в п ределах о сно вно г о каналап риемника. В о тличие о трассмо тренно г о вы ш е случая измерения п араметро в б ло киро вания, в п ро меж утки времени t2 и t3 на вхо д п риемникап о ступ ает, кро ме п ро чег о , интермо дуляцио нны й сигнал, имею щ ий на вы хо де М Ш У мо щ но сть P21 . С учетом этого со о тно ш ения для нап ряж ений сиг наланавы хо де п риемникап римутследую щ ий вид: β 1 − β 0 = KT ГШ 2 T0 , ~ P21 β 2 − β 0 = Kα K у( F + ), kT0 ∆f И П ~ P 21 T β 3 − β 0 = K α K у( F + + ГШ 1 ) , T0 kT0 ∆f И П ~ где P21 - мо щ но сть интермо дуляцио нно го сиг наланавы хо де М Ш У , п риведенная к его вхо дусо г ласно о п ределению (4.3), ∆f И П - п о ло сап ро п ускания измерительно г о п риемника, k - п о стоянная Бо льцмана. Т аким о б разо м, имеется три алг еб раических уравнения о тно сительно четы рех неизвестны х, изко торы х, во о б щ е г о во ря, нельзя в чисто м виде п о лучить мо щ но сть интермо дуляцио нно г о сиг нала. О днако следуетучесть то о б стоятельство , что интермо дуляция значительно б о леето нкий эффект, чем б ло киро вание, и наступ аетп ри сущ ественно б о лее низких уро внях п о мех, п ри ко то ры х мо ж но считать F и К у М Ш У п о стоянны ми величинами, равны ми значениям, о п ределяемы м в о тсутствие п о мех, то естьлиней ны м значениям. В этом п редп о ло ж ении п араметринтермо дуляции равен: β − β 20 T ГШ 1 ~ P21 = 2 ⋅ ⋅ kT0 ∆f И П , β 30 − β 20 T0

(4.7)

где β20 , β30 - нап ряж ения, сняты е во тсутствиеп о мех. 4.4 А лгоритмы из мерений В се алг о ритмы измерений п араметро в и характеристик Э М С М Ш У о сно ваны на исп о льзо вании вы раж ений (4.4) - (4.7). О тметим для ясно сти,

74 что п о ско лькувсе измерения п ро во дятся п ри фиксиро ванно й частоте п о лезно г о сиг нала f р , на ко то рую настро ен измерительны й п риемник и фильтр ~ ~ П Ф , то величины К у, F, F , P21 , ТГШ 1 и ТГШ 2 , вхо дящ ие ввы раж ения, о тно сятся к это й частоте. И змерение п араметро в б ло киро вания Dб .у и Dб .ш п ро изво дится п утем п о следо вательно г о измерения ко эффициентов б ло киро вания К б .у и К б .ш п ри нарастаю щ ей мо щ но сти п о мехи о тг енератораГп о м1 начиная с ее нулево г о значения или с неко торо го минимально г о значения, со о тветствую щ его о тсутствию б ло киро вания. Значение мо щ но сти п о мехи, п ри ко торо й ко эффициентб ло киро вания до стиг аетзаданно г о значения, п ринято г о закритерий до п устимо г о во здей ствия п о мехи, фиксируется как со о тветствую щ ий п араметр D. Со г ласно о п ределениям (4.1), (4.2) и вы раж ениям (4.4), (4.5), ко эффициенты б ло киро вания п ри каж до м значении изменяю щ ей ся мо щ но сти п о мехи Pi рассчиты ваю тся п о фо рмулам: K б .у( Pi ) = 10lg K б .ш

β 3i − β 2i , β 30 − β 20

β − β 0i − K б .у( Pi ) , ( Pi ) = 10lg 2i β 20 − β 00

(4.8)

где β0i , β2i , β3i — величины , со о тветствую щ ие мо щ но сти п о мехи Pi , а β00, β20, β 30 — величины , сняты е п ри минимально м уро вне п о мехи, со о тветствую щ ем о тсутствию б ло киро вания. П ри вы во де фо рмулы для К б .у учтено , что нап ряж ение β1 п ри измерениях является неизменно й величино й , п о ско лькусигнал о тГШ 2 не п о дверг ается б ло киро ванию в М Ш У . К ак следствие, в фо рмулах (4.8), как и в (4.7), не со держ ится величины β1 , так что ее о тсчетп ри измерениях Э М Сп араметро в не треб уется, аследо вательно , нео б язательно и наличие всхеме измерителя источника ш ума ГШ 2. Н аличие ГШ 2 в со ставе измерителя треб уется то лько для измерения ко эффициентаусиления М Ш У . А лг о ритм измерения характеристик частотно й изб ирательно сти Dб .у(fп ) и Dб .ш (f п ) п редусматриваетизмерение п араметро в Dб .у и Dб .ш для различны х значений часто ты п о мехи взаданно м частотно м диап азо не. А лг о ритм измерения п араметраинтермо дуляции Dи со стоитвп о сле~ до вательно м измерении мо щ но сти интермо дуляцио нно го сигнала P21 , о п ределяемо й фо рмуло й (4.7), п ри нарастаю щ их значениях мо щ но сти п о мех, п ро г раммно уп равляемо й п инаттеню аторо м pinA. М о щ но стьп о мех, п ри ко ~ о в качестве критерия до то ро й величина P21 до стигнетзначения, заданно г п устимо го во здей ствия п о мех, фиксируется как значение п араметраDи. Х арактеристика частотно й изб ирательно сти п о интермо дуляции (Х Ч И И ) п редставляетсо б о й зависимо сть Dи о тчастоты о дно й изп о мех, нап ример f п 1 . П ри этом п редп о лагается, что п ри п ерестро й ке со храняется со о тно ш е-

75 ние (4.6) меж дучастотами п о мех, так что п ри измерении Х Ч И И треб уется синхро нная п ерестро й ка о б о их генерато ро в п о мех. О б есп ечение вы п о лнения со о тно ш ения (4.6), эквивалентно го треб о ванию п о п адания интермо дуляцио нно го сигнала в о сно вно й канал измерительно г о п риемника, треб ует вклю чения в алгоритм измерений до п о лнительно й п ро цедуры настро й ки, вы п о лняемо й на каж до й частотно й точке. Н астро й ка вы п о лняется п ро граммно п утем максимизации вы хо дно г о сиг нала, нап ример, β2 или β3, п ри фиксиро ванно м п о ло ж ении п инаттеню атора pinA и п ри п лавно й п ро граммно й п ерестро й ке генерато раГп о м 2 . Д ля исклю чения изалг о ритмо в п ро цедуры измерения мо щ но сти п о мехи на каж до м ш аг е ее изменения, п инаттеню атор заранее г радуируется в единицах мо щ но сти, атаб лицаг радуиро вки со храняется в Э В М в виде фай ла. И зраб о чих фо рмул (4.7) и (4.8) следует, что для измерения характеристик б ло киро вания, ввидуо тно сительно го характеравеличин К б .у и К б .ш , не треб уется знания О СП М Ш генерато ро в ш ума, а для измерения характеристик интермо дуляции до лж на б ы ть известна с до стато чно й то чно стью величина О СП М Ш для ГШ 1 на фиксиро ванно й часто те f р. И змерение аб со лю тны х значений ко эффициента усиления и ко эффициента ш ума М Ш У (как линей но го, так и двухсигнально г о ), как видно изфо рмул (4.4) и (4.5), п редъявляетб о лее вы со кие треб о вания к метро ло г ическо й п о ддерж ке генераторо в ш ума. Т ак, для измерения F треб уется знание О СП М Ш для ГШ 1, а для измерения К у — О СП М Ш для о б о их ГШ , п ричем ГШ до лж ны б ы ть метро ло гически аттестованы во всей п о ло се частот, в ко торо й п ро во дятся измерения К у и F. В число во змо ж но стей рассматриваемо г о измерителя вхо дито п тимизация реж има М Ш У п о критериям п о казателей Э М С и п о о сно вны м функо вы делен сп ециальны й канал цио нальны м п араметрам F и К у . Д ля это г Ц А П , вы раб аты ваю щ ий сигнал U5 , ко то ры й уп равляетисточнико м п итания М Ш У . Д анная во змо ж но сть п редусмо тренав целях реш ения задачи адап тации М Ш У к реально й п о мехо во й о б стано вке, в ко торо й дей ствуетвклю чаю щ ее ег о РП У . В о змо ж но сть адап тации о сно вана на том факте, что реж имы , о п тимизиро ванны е п о о сно вны м п араметрам К у и F, характеризую щ им раб о туМ Ш У в о тсутствие п о мех, как п равило , не со вп адаю тс реж имами, о п тимизиро ванны ми п о п о казателям Э М С. П утем о п еративно г о изменения реж имав зависимо сти о тп о мехо во й о б стано вки мо ж но до б иться б о лее или менее сущ ественно й ко мп енсации вредно г о дей ствия п о мех [8]. Т аким о б разо м, реш ение задачи адап тации п редусматриваето п ределение реж имо в, о п тимальны х как в о тсутствие п о мех, так и п ри их наличии. П ро цедурао п тимизации реж имаМ Ш У п о п о казателям Э М С стро ится изизмерений п араметро в и характеристик Э М С п ри различны х реж имах п итания М Ш У . В качестве о п тимально го вы б ирается реж им с максимальны ми величинами верхних границ динамическо г о диап азо на М Ш У п о эффектам влияния п о мех. О п тимизация реж има п о о сно вны м п араметрам

76 М Ш У такж е мо ж етб ы ть п ро изведена с п о мо щ ью рассматриваемо г о измерителя п утем исп о льзо вания во змо ж но сти измерения К уи F п ри п ро г раммно м уп равлении реж имо м М Ш У . О п исанны е алгоритмы измерений до стато чно п ро сты для п ро г раммно й реализации и не п редъявляю ткаких-либ о п о вы ш енны х треб о ваний к вы числительно й мо щ но сти и ап п аратно й ко нфиг урации исп о льзуемо й Э В М , так что в измерителе мо ж етб ы ть исп о льзо ван, нап ример, лю б о й из имею щ ихся IBM-со вместимы х ко мп ью теро в, до п о лнительно о снащ енны й мо дулями Ц А П и А Ц П . Ско ро стьизмерений о п ределяется б ы стро дей ствием А Ц П и временем устано вления уп равляемы х элементов. Бы стро дей ствие А Ц П до лж но б ы тьдо стато чно вы со ким, п о ско лькудля каж до г о измеряемо го нап ряж ения βi нео б хо димо п ро извести как мо ж но б о льш ее ко личество о тсчетов с п о следую щ им усреднением. Э то связано с тем, что вы хо дно й сиг нал измерительно г о п риемника п редставляетсо б о й о г иб аю щ ую ш умо во го сиг нала и имеетзаметную случай ную со ставляю щ ую . В этих усло виях точно сть измерений о п ределяется не столько точно стью каж до го о тсчета, ско лько ко личество м о тсчетов. Т аким о б разо м, разрядно сть А Ц П в данно м случае менее важ ны й п араметр, чем б ы стро дей ствие. В насто ящ ее время о б щ едо ступ ны до статочно б ы стро дей ствую щ ие мо дули А Ц П . Н ап ример, недо ро гой 12-разрядны й мно г о канальны й мо дуль L-154 о течественно й фирмы L-card имеетчастотуп рео б разо вания 70 кГц для каж до го канала. П ри длительно сти имп ульсо в мо дуляции измерительно го п риемника0.5 мсек на каж до м изних с п о мо щ ью данно г о мо дуля мо ж етб ы тьп ро изведено свы ш е 30 о тсчетов нап ряж ения, что , как п о казы ваето п ы т, до статочно для п риемлемо й то чно сти измерений нап ряж ений βi. В этом случаевсе измерения п ри фиксиро ванно м значении мо щ но сти п о мех мо г утб ы тьп ро изведены зао дин цикл мо дуляции, то естьза2 мсек. П ри исп о льзо вании менее б ы стро дей ствую щ его А Ц П о тсчеты до лж ны п ро изво диться нанеско льких циклах мо дуляции.

77

С П И С О К Л И ТЕР А ТУР Ы О сновна я литера тура 1. Ра ди освя зь / О .В .Го ло вин, Н .И .Ч истяко в, В .Ш варц, и др. — М .: Го рячая линия – Т елеко м, 2003. — 288с. 2. Л оги нов Н .А. А ктуальны е во п ро сы радио ко нтро ля в Ро ссий ско й Ф едерации / Н .А .Л о гино в. — М .: Радио и связь, 2000. — 240с. 3. К ня зев А .Д . Э лементы тео рии и п рактики о б есп ечения электро маг нитно й со вместимо сти радио электро нны х средств / А .Д .К нязев. — М .: Радио и связь, 1984. — 336с. 4. Элек т рома гни т на я совмест и мост ь радио электро нны х средств и систем / В .И .В ладимиро в, А .Л .Д о кторо в, Ф .В .Е лизаро в и др.; П о д ред. Н .М .Ц арько ва. — М .: Радио и связь, 1985. — 258с. 5. Б а да лов А.Л . Н о рмы на п арамет ры элект ро маг нитно й со вмест имо ст и РЭ С: Сп раво чник / А .Л .Бадало в, А .С.М ихай ло в. — М .: Радио исвязь, 1995. — 272с. 6. Б уга Н .Н . Э лектро маг нитная со вместимо сть радио электро нны х средств: У чеб . п о со б ие для вузо в / Н .Н .Буг а, В .Я .К о нто ро вич, В .И .Н о со в. — М .: Радио и связь, 1993. — 240с. 7. Пет ровск и й В .И . Э лектро маг нитная со вместимо сть радио электро нны х средств: У чеб . п о со б ие для вузо в / В .И .П етро вский , Ю .Е .Седельнико в. — М .: Радио и связь, 1986. — 216с. 8. А лга з и нов Э.К . В хо дны е усилители СВ Ч в свете треб о ваний электро маг нитно й со вместимо сти(о б зо р) / Э .К .А лгазино в, В .И .М но ян // Радио техника. — 1985. — № 8. — С. 3-13. 9. А лма зов-Д олж енк о К .И . К о эффициентш умаи ег о измерение наСВ Ч / К .И .А лмазо в-Д о лж енко . — М .: Н аучны й мир, 2000. — 240с. 10. А вт ома т и зи рова нное и змерени е характеристик электро маг нитно й со вместимо сти мало ш умящ их усилителей / Э .К .А лг азино в, А .С.Баж ано в, А .М .Бо б реш о в и др. // И зв. вузо в Ро ссии. Радио электро ника. — 2000. — В ы п .1. — С.98-108. Д ополнительна я литера тура 11. У а йт Д . Э лектро маг нитная со вместимо сть радио электро нны х средств и неп реднамеренны е п о мехи / Д .У ай т; П о д ред. И .П .Сап г ира.— М .: Со в. радио , 1977. — В ы п .1. — 348с. 12. Г олубев В .Н . Э ффективная изб ирательно стьрадио п риемны х устро й ств / В .Н .Го луб ев. — М .: Связь, 1978. — 240с. 13. Г олубев В .Н . О п тимизация главно го трактап риемарадио п риемно г о устро й ства/ В .Н .Го луб ев. — М .: Радио и связь, 1982. — 144с. 14. А мп ли т удно-ф а зова я к онверси я / Г.М .К ры ло в, В .С.П руслин, Е .А .Бо г аты реви др.; П о дред. Г.М .К ры ло ва. — М .: Связь, 1979. — 256с. 15. Б огда нови ч Б .М. Н елиней ны е искаж ения в п риемно -усилительны х устро й ствах / Б.М .Бо г дано вич. — М .: Связь, 1980. — 280с.

78 16. Б огда нови ч Б .М. Радио п риемны е устро й ства с б о льш им динамическим диап азо но м / Б.М .Бо г дано вич. — М .: Радио и связь, 1984. — 176с. 17. Г О СТ 23611-79. Со вместимо сть радио электро нны х средств электро маг нитная. Т ермины и о п ределения. 18. Г О СТ 23872-79. Со вместимо ст ьрадио электро нны х средствэлект ро маг нит ная. Н о менклат урап арамет ро виклассификацият ехнических характ еристик. 19. Г О СТ 29180-91. Со вместимо стьтехнических средствэлектро маг нитная. П риб о ры СВ Ч . У силители мало ш умящ ие. П араметры и характеристики. М етоды измерений . 20. Алга зи новЭ.К. Х аракт ерист икивхо дно г о СВ Ч -усилит еля, влияю щ иенап о мехо защ ищ енно ст ь п риемно й сист емы / Э .К.А лг азино в, В .И .М но ян // Э лектро ннаятехника. Сер. Э лектро никаСВ Ч . — 1981. — В ы п .2. — С. 3-7. 21. К ук а ри нС.В . Э лектро нны е СВ Ч п риб о ры : Х арактеристики, п рименение, тенденции развития / С.В .К укарин. — М .: Радио и связь, 1981. — 272с. 22. Алга зи нов Э.К. К о эффициент ш ума п риемника п ри наличии п о мех / Э .К.А лг азино в, А .М .Бо б реш о в// Радио техника. — 1980. — № 6. — С. 35-36. 23. К ли ч С.М. П ро ектиро вание СВ Ч устро й стврадио ло кацио нны х п риемнико в/ С.М .К лич. — М .: Со в. радио , 1973. — 320с. 24. З а ва ри н Г .Д . Радио п риемны е устро й ства / Г.Д .Заварин, В .А .М арты но в, Б.Ф .Ф едо ро в. — М .: В о ениздат, 1973. — 423с. 25. Смоги лев К .А . Радио п риемники СВ Ч / К .А .Смо г илев, И .В .В о знесенский , Л .А .Ф илип п о в. — М .: В о ениздат, 1967. — 556с. 26. Б елоусов А .П. К о эффициентш ума/ А .П .Бело усо в, Ю .А .К аменецкий . — М .: Радио и связь, 1981. — 112с. 27. Руденк о В .М. М ало ш умящ ие вхо дны е цеп и СВ Ч п риемны х уст ро й ст в/ В .М .Руденко , Д .Б.Х аляп ин, В .Р.М аг нуш евский . — М .: Связь, 1971. — 280с. 28. Ми ха йлов А .С. И змерение п араметро в Э М С РЭ С / А .С.М ихай ло в. — М .: Связь, 1980. — 200с. 29. Мымри к ова Н .Н . О ко рректно сти расчета мно г о сигнальны х характеристик Л БВ О методо м квазистацио нарно й амп литуды / Н .Н .М ы мрико ва// Радио техникаи электро ника. — 1980. — № 11. — С. 2472-2474. 30. К а ц А .М. Н елиней ны е явления в СВ Ч -п риб о рах О -тип а с длительны м взаимо дей ствием / А .М .К ац, Е .М .И льина, И .А .М анькин. — М .: Со в. радио , 1975. — 296с. 31. А лга з и нов Э.К . Т ео ретический анализ взаимо дей ствия в Л БВ двух сиг нало в в ш иро ко й п о ло се часто т/ Э .К .А лг азино в, Н .Н .М ы мрико ва // Радио техникаи электро ника. — 1980. — № 4. — С. 792-800. 32. А лга з и нов Э.К . И сследо вание влияния ло кально г о п ог ло тителя на вы хо дны е характеристики Л БВ в двухчасто тно м реж име / Э .К .А лг азино в, Н .Н .М ы мрико ва// Э лектро нная техника. Сер. Э лектро никаСВ Ч . — 1980. — В ы п .2. — С.21-28. 33. А лга з и нов Э.К . Ч астотны е характеристики интермо дуляцио нны х ко леб аний в Л БВ О п ри двух и трехчасто тно м усилении / Э .К .А лг азино в, Н .Н .М ы мрико ва// И зв. вузо в СССР. Радио электро ника. — 1980. — № 10. — С.68-70.

79 34. А лга з и нов Э.К . Т ео ретический анализусиления в Л БВ мно гочастотно го сигнала на фо не ш умо в / Э .К .А лг азино в, А .М .Бо б реш о в // И зв. вузо в СССР. Радио электро ника. — 1981. — № 12. — С.3-9. 35. А лга з и нов Э.К . И сследо вание амп литудны х и фазо вы х характеристик двухсекцио нно й Л БВ О п ри двухчастотно м вхо дно м во здей ствии / Э .К .А лг азино в, Н .Н .М ы мрико ва // Э лектро нная техника. Сер. Э лектро никаСВ Ч . — 1981. — В ы п .10. — С.63-65. 36. А лга з и нов Э.К ., Мымри к ова Н .Н . И сследо вание двухсиг нальны х характеристик Л О В О -усилителя / Э .К .А лг азино в, Н .Н .М ы мрико ва // Э лектро нная техника. Сер. Э лектро никаСВ Ч . — 1981. — В ы п .7. — С.52-54. 37. А лга з и нов Э.К . А нализ двухчасто тно г о реж има секцио ниро ванно го Л О В О -усилителя с ш иро ко диап азо нно й п ерестро й ко й резо нансно й частоты / Э .К .А лг азино в, Н .Н .М ы мрико ва // Э лектро нная техника. Сер. Э лектро никаСВ Ч . — 1981. — В ы п .8. — С.13-15. 38. Л оп ухи нВ .М. Э лектро нно лучевы е п араметрические усилители / В .М .Л о п ухин, А .С.Ро ш аль. — М .: Со в. радио , 1968. — 240с. 39. В а нк е В .А . К тео рии п ро цессо в усиления в электро статическо м усилителе / В .А .В анке, В .Л .Саввин // Радио техника и электро ника. — 1970. — № 11. — С. 2317-2321. 40. А лга з и нов Э.К . Х арактеристики б ло киро вания электро статическо г о усилителя / Э .К .А лг азино в, Ю .Н .Н естеренко // Э лектро нная техника. Сер. Э лектро никаСВ Ч . — 1983. — В ы п .5. — С.3-6. 41. А лга з и нов Э.К . У силение двухчастотно г о сигнала электро статическим усилителем / Э .К .А лг азино в, Ю .Н .Н естеренко // И зв. вузо в СССР. Радио электро ника. — 1983. — № 7. — С.29-36. 42. А лга з и нов Э.К . Х арактеристики п о мехо защ ищ енно сти вхо дно г о электро статическо го усилителя / Э .К .А лг азино в, Ю .Н .Н естеренко , Ю .А .Будзинский // Э лектро нная техника. Сер. Э лектро ника СВ Ч . — 1986. — В ы п .9. — С.17-23. 43. К оробова А .Д . П риб лиж енны й мето д анализа п о мехо защ ищ енно сти п араметрических усилителей / А .Д .К о ро б о ва, Ю .П .Сб итнев // М еж вузо вский научно -техн. сб . “П о вы ш ение п о мехо устой чиво сти и эффективно сти радио электро нны х систем”. — Го рький , 1977. — № 2. — С.75-80. 44. А лга з и нов Э.К . А налитический метод о ценки характеристик п о мехо защ ищ енно сти п араметрических устро й ств нап о луп ро во днико вы х дио дах. Ч .1. Расчетны е со о тно ш ения / Э .К .А лг азино в, А .Д .К о ро б о ва// Э лектро нная техника. Сер. Э лектро никаСВ Ч . — 1985. — В ы п .2. — С.8-13. 45. А лга з и нов Э.К . А налитический метод о ценки характеристик п о мехо защ ищ енно сти п араметрических устро й ств нап о луп ро во днико вы х дио дах. Ч .2. А нализхарактеристик / Э .К .А лг азино в, А .Д .К о ро б о ва// Э лектро нная техника. Сер. Э лектро никаСВ Ч . — 1985. — В ы п .3. — С.14-18.

80

Сост ави т е ли : А лгази нов Э ду ар д Конст ант и нови ч Бобр е ш ов А нат оли й М и х айлови ч Вор обье в А ле ксандр Ми х айлови ч Н е ст е р е нко Ю р и й Н и колае ви ч

Р е дакт ор

Ти х ом и р ова О .А .