3.3 Коррекция линейных искажений
Вся система ЧРК нуждается в коррекции, так как в реальном линейном тракте присутствуют частотные искажения, которые появляются из-за неравномерности АЧХ и ФЧХ.
На рисунке 3.11, а показаны АЧХ и ФЧХ идеального тракта. Реально же в тракте (рисунок 3.11, б) происходит затухание сигнала, зависящее от частоты. Чтобы это преодолеть, нужно затухание компенсировать усилением K с такой же частотной зависимостью. Эта процедура называется частотной коррекцией.
Рисунок. 3.11 – частотные характеристики: а) идеального тракта;
б) реального тракта
Существуют следующие виды искажений частотных характеристик:
основные (заранее известные отклонения АЧХ и ФЧХ от идеальных);
регулярные (возникают из-за неидеальности коррекции, и они накапливаются от участка к участку);
- случайные – возникают непредсказуемо, из-за неоднородности участков линий связи (волновое сопротивление), из-за изменения параметров аппаратуры (старение, изменение температуры) и изменения параметров кабельных линий (изменение температуры и влажности).
Для компенсации искажений существуют следующие виды корректоров:
постоянный корректор (его параметры не меняются);
переменный корректор (регулирует оставшиеся частотные искажения).
Переменный корректор бывает трех видов (по типу компенсации):
Плоский регулятор (РП).
Наклонный регулятор (РН).
Криволинейный регулятор (РК).
Рисунок 3.12 – характеристики корректоров:
а) плоский регулятор;
б) наклонный регулятор;
в) криволинейный регулятор;
tn – параметр (температура и т.п.)
На рисунке 3.12 показаны характеристики корректоров. В зависимости от уровня сигнала в канале РП вносит дополнительное затухание (постоянное по всей полосе частот). РН вносит дополнительное затухание, линейно зависящее от частоты. РК компенсирует нелинейные искажения частотной зависимости затухания.
Теперь рассмотрим место включения корректора:
На выходе усилителя. Недостаток этого метода – падение мощности сигнала за счет затухания в корректоре. Для компенсации этого падения необходимо увеличивать коэффициент усиления К и мощность источника питания.
Рисунок 3.13 – Корректор на выходе усилителя
На входе усилителя. Недостаток этого метода – защищенность сигнала хуже, поскольку входной сигнал ослабляется корректором, а собственные шумы усилителя остаются неизменными.
Рисунок 3.14 – Корректор на входе усилителя
В цепи отрицательной обратной связи. Здесь недостатки первых двух методов устраняются, но в системе возможно самовозбуждение. Дело в том, что разность затухания в тракте на частотах fmin,max может достигать 60 Дб. Такую же частотную неравномерность должен иметь и корректор (рисунок 3.15).
Рисунок 3.15 – Амплитудная и фазовая неравномерности
корректора
Увеличение амплитудной неравномерности вызывает значительную фазочастотную неравномерность. Разность фаз на границах частотного диапазона может достигать 180. Поэтому отрицательная обратная связь, необходимая для устойчивой работы корректора, может превратиться в положительную. Поэтому корректоры с обратной связью с запасом по устойчивости компенсируют амплитудно-частотные искажения с перепадами не более 25–30 Дб.
Рисунок 3.16 – Корректор в цепи ОС
Комбинированный метод с двумя корректорами (недостатков меньше и защищенность сигнала лучше, чем во втором способе). Этот метод является самым распространенным на практике.
Рисунок 3.17 – Комбинированный метод с двумя
корректорами
Комбинированный метод с повторным усилением (требует большего числа усилителей и поэтому используется редко).
Рисунок 3.18 – Комбинированный метод с повторным
усилением