Запорожец Издания
не искажает формы модулирующего напряжения, тогда как ограничение есть сильное нелинейное искажение сигнала. Если постоянная времени описанного компрессора имеет значительную величину, то постояная времени ограничителя, напротив, практически равна нулю. На рис. 149 показана одна из схем ограничителя, а также форма исходного и ограниченного напряжений. Рис 149 Схема последовательного ограничителя (а); б-временная диаграмма ограниченного сигнала <-IH-t-М-!-М-т- Вмд С, \ Д, \ \ Выход Уровень огранияени» Степень ограничения может быть различной. Величиной ограничения считается отношение максимальной амплитуды входного сигнала к уровню ограничения. При сильном ограничении (25-40 дб) модулирующий сигнал сложной формы превращается в последовательность прямоугольных импульсов, длительность которых, в общем, пропорциональна длительности первоначального колебания, а частота следования определяется мгновенной частотой исходного сигнала. С точки зрения теории информации речь обладает большой избыточностью, т. е. при передаче речи по каналу связи проходит гораздо больщее количество информации, чем необходимо для передачи смыслового сообщения, содержащегося в речи. Поэтому даже если по пути происходит потеря части информации (уменьшение избыточности речи), передаваемое сообщение все же может быть принято полностью. Ограничение приводит к уменьшению избыточности речи, так как в амплитудных из.менениях содержится определенная часть информации. Тем не менее сильное амплитудное ограничение телефонного сигнала вызывает незначительное ухудшение разборчивости, поскольку основная доля информации заключена не в амплитудных вариациях, а в из.менениях мгновенной частоты модулирующего напряжения. Поскольку ограничение вызывает большие искажения формы сигнала, в выходном спектре после ограничителя содержится много гармоник исходных частот и их комбинации, что приводит к расширению спектра в несколько раз. Поэто- му после ограничителя обязательно ставят фильтр нижних частот с частотой среза 3-4 кгц. На рис. 150 изображена еще одна схема ограничителя, работающая на двух диодах. Уровень ограничения устанавливается потенциометром, включенным в катодную цепь второго триода. Диоды должны иметь одинаковое обратное сопротивление, чтобы ограничение было симметричным. Если не удастся подобрать двух таких диодов, можно за-шунтировать имеющиеся диоды резисторами с одинаковыми сопротивлениями по 50-100 ком. При ограничении НЧ сигнала резко возрастает относительный уровень различных шумов - шуршание бумаг на столе, дыхание, даже тикание часов. Поэтому ограничение не следует применять, если в комнате шумно. ± Рис. 150. Параллельный ограничитель НЧ сигнала Если ограничение или частотное предыскажение применяются в фазовом возбудителе, нужно перед подачей НЧ сигнала на фазовращатели пропустить его через хороший фильтр нижних частот. Как ограничение, так и дифференцирование требуют значительного запаса по усилению в микрофонном усилителе. Следует заметить, что ограниченная речь разбирается несколько хуже неограниченной, что снижает помехоустойчивость линии связи. В хороших условиях связи (при большом отношении сигнал - помеха) не следзет применять ограничение, так как оно ухудшает качество сигнала. Но зато ограничение позволяет в несколько раз увеличить мощность полезного сигнала в передатчике, т. е. улучшить условия связи, даже несмотря на некоторое ухудшение разборчивости, с которым можно мириться. Поскольку продуктом ограничения являются в основном нечетные (3-я, 5-я и т. д.) гармоники частот звукового спектра, а комбинационные частоты выражены слабее, для уменьшения нелинейных искажений в этом случае можно воспользоваться методом разделения звукового спектра на несколько каналов, в каждом из которых отношение высшей частоты к низшей менее 3 (чтобы не прошла 3-я и более высокие гармоники). Имеются трехканальные системы, передающие полосу от 200 до 3000 гц (200-500, 500-1200, 1200-3000 гц). В любительском варианте можно ограничиться двумя каналами (400-1000, 1000-2500 гц). В каждом из каналов сиг- нал проходит последовательно через фильтр высших частот, двусторонний амплитудный ограничитель и фильтр нижних частот. При этом срезание низших частот производится до ограничителя, а гармоник и высших частот - после него. Затем оба канала вновь объединяются в один (рис. 151). В предельно ограниченном сигнале (содержащем очень большое число составляющих) эти составляк!щие сфазиро-ваны таким образом, что их сумма равна некоторой постоянной величине (уровню ограничения). При прохождении ограниченного сигнала через фильтр происходит изменение относительного фазового сдвига спектральных составляющих.
Рис. 151. Блок-схема двухканальной системы с ограничением сигнала и удалением нечетных гармоник особенно расположенных на скате характеристики фильтра, а часть составляющих вообще исчезает. То и другое приводит к некоторому увеличению пикфактора. Если при ограничении 25 дб пикфактор речи составляет 1 дб (без фильтрации), то при частоте среза фильтра 4 кгц пикфактор увеличивается только до 2 дб. Если же сделать частоту среза равной 3 кгц, пикфактор достигнет 4,8 дб. Это уже заметно снижает энергетический эффект ограничения. Пикфактор получается еще больше в многоканальной системе с удалением нечетных гармоник. Поэтому в AM передатчиках для сохранения выигрыша по мощности, с одной стороны, и предотвращения значительного расширения спектра радиотелефонного сигнала с другой частоту среза ФНЧ следует делать равной 4 кгц с крутым скатом. Поскольку огибающая AM сигнала повторяет форму модулирующего напряжения, при модуляции ограниченнььм сигналом AM передатчик во время положительных полупериодов модулирующего напряжения работает в режиме, близ-ко.м к максимальному (телеграфному). Выигрыш в помехоустойчивости благодаря ограничению в AM передатчике достигает 6 дб (4 раза по мощности). Перейдем теперь к вопросу эффективности ограничения НЧ сигнала в модуляторах однополосных передатчиков. Прежде всего связная однополосная аппаратура рассчитана, как правило, для полосы не шире 3 кгц. Такую полосу имеют ме- 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
|