 |
 |
 |
 |
ханические и кварцевые фильтры, применяемые в приемниках и передатчиках, а также низкочастотные фазовращатели. С точки зрения сохранения энергетического выигрыща от ограничения частоту среза фильтра НЧ после ограничения желательно иметь около 4 кгц. Но строить любительский однополосный передатчик с полосой 4 кгц, во-первых, трудно, так как нужно конструировать специальный фильтр или относительно широкополосный фазовращатель; во-вторых,- бесполезно, так как у подавляющего большинства корреспондентов полоса пропускания приемников составляет 2,5-3 кгц,
и, в-третьих, нежелательно, как и всякое расширение излучаемого спектра. Итак, i люби-f тельском однополосном передатчике после ограничения придется срезать частоты выше Зкгц, что снижает выигрыш в мощности.
Есть и еще одна особенность применения ограниченного сигнала для модуляции однополосного передатчика. Как отмечалось в гл. I, огибающая однополосного сигнала не повторяет форму модулирующего напряжения. В частности, при модуляции прямоугольным импульсом (полученным после ограничения НЧ сигнала) огибающая однополосного сигнала будет не прямоугольной, а такой,как показано на рис. 152. В момент перепада модулирующего напряжения огибающая однополосного сигнала сильно возрастает. Дело здесь вот в чем. Если разложить прямоугольный импульс в ряд гармонических составляющих, получим весьма широкий спектр, медленно убывающий с частотой. Спектральные составляющие в этом ряду сфазированы таким образом, что сумма его членов оказывается сходящейся. Физически это выражается в том, что суммарное напряжение составляющих в течение длительности импульса равняется уровню ограничения. Смещение частоты спектральных составляющих на величину частоты несущей, происходящее при однополосной модуляции, приводит к нарушению их взаимной фазировки, поскольку они больше не являются обертонами первой гармоники. Поэтому в некоторые моменты, соответствующие появлению и исчезновению прямоугольного модулирующего импульса, сумма членов ряда оказывается
Рис. 152. Временные диаграммы: а-модулирующего сигнала (прямоугольные импульсы); б-соответствующего однополосного сигнала
расходящейся. В принципе это должно привести к бесконечному по амплитуде выбросу огибающей. Но реальный импульс, полученный ограничением из модулирующего напряжения, имеет конечную скорость изменения напряжения (конечную крутизну переднего и заднего фронтов). Крутизна эта еще уменьшается при ограничении сверху полосы сигнала до 3 кгц. Поскольку однополосный фильтр также имеет конечную ширину полосы, бесконечных выбросов огибающей не будет, но пикфактор сигнала будет заметно больше, чем в AM передатчике. При модуляции SSB передатчика ограниченным НЧ сигналом пикфактор однополосного сигнала оказывается равным 6-8 дб.
Если считать пикфактор нормального SSB сигнала 12 дб, максимально достижимый выигрыш по мощности получается в 2,5 - 3 раза.
Ограничение НЧ сигнала удобно применять в фильтровых передатчиках с хорошими фильтрами: тогда не нужно ставить после ограничителя ФНЧ, так как эту роль выполняет фильтр основной селекции; в случае же фазового способа формирования нужно обязательно ставить после ограничителя хороший фильтр с частотой среза 3 кгц, иначе не удастся в достаточной мере подавить нежелательную боковую.
Более эффективным способом улучшения энергетических показателей однополосного передатчика является ограничение уже сформированного SSB сигнала. Это позволяет уменьшить его пикфактор до 3,5-4 дб и получить выигрыш в 6-7 раз по мощности. На рис. 153 показана зависимость получаемого выигрыша от степени ограничения однополосного сигнала. В любительских условиях оптимальным ограничением можно считать 10-15 дб; дальнейшее ограничение почти не дает эффекта. Энергетический выигрыш Q, даваемый ограничением сигнала, можно легко узнать по следующей формуле:
to го 30 fO Степень ограничения, дд
Рис. 153. Зависимость выигрыша в мощности от степени ограничения SSB сигнала
Q раз-
где р и П - соответственно пикфакторы неограниченного и ограниченного SSB сигналов. Эту же зависимость можно записать еще проще:
Q{d6]=p {дб)-П[дб].
Например, если пикфактор был 12 дб, а после ограничения стал 5 дб, выигрыщ составляет 7 дб (примерно 5 раз по мощности). Нужно учесть, что ограничение SSB сигнала соответственно поднимает уровень несущей и фона.
Заметим, что если пикфактор р предельно ограниченного НЧ сигнала может быть сделан как угодно близким к единице (О дб), то пикфактор П ограниченного однополосного сигнала даже при полном ограничении не может быть меньше пикфактора синусоиды, т. е. 1,41 (3 дб). Объясняется это тем, что ограниченный НЧ сигнал представляет собой постоянные по величине импульсы тока, тогда как огибающая ограниченного SSB сигнала имеет высокочастотное заполнение, которое является практически синусоидальным.
Рассмотрим влияние ограничения на спектр SSB шгнала. Здесь происходит то же явление, которое подробно описыва-. лось в разделе 2 («Влияние нелинейности усилителя на спектр однополосного сигнала»), но в гораздо большей мере, так как нелинейные искажения сигнала очень велики. Это вызывает появление в полосе сигнала и вблизи нее большого количества комбинационных частот.
Тем не менее оказывается, что при ограничении SSB сигнала речь звучит гораздо более разборчиво, чем при ограничении НЧ сигнала. Это объясняется тем, что при ограничении НЧ сигнала в полосу его попадает большинство гармоник исходных частот и их комбинации, тогда как при ограничении SSB сигнала гармоники его лежат далеко за пределами полосы пропускания фильтров основной селекции, а в полосе сигнала и поблизости от нее оказываются лишь некоторые комбинации этих гармоник - третьего, пятого и других нечетных порядков.
Если в модулирующем НЧ спектре сохраняется естественное (экспоненциальное) частотное распределение амплитуд, т. е. преобладают низкочастотные составляющие, то спектр ограниченного SSB сигнала также оказывается несимметричным (рис. 154, а). Исходный SSB спектр показан там же пунктиром. Легко увидеть, что уровень побочных составляющих неодинаков по разные стороны от боковой. Уровень этот выше со стороны несущей частоты (подавленной, разумеется) и простирается в область подавленной боковой, создавая "впечатление ее плохого подавления. Настройка приемника на такой сигнал затруднена даже больше, чем на сигнал с плохо подавленной боковой, потому что в этом последнем сигнале имеется между боковыми свободный участок 0,5-0,6 кгц
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 [ 71 ] 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103