2.6.3 Разработка блока корректировки усиления
Блок коррекции амплитуды сигнала предназначен для снижения амплитуды сигнала, прошедшего через усилительный тракт до амплитуды входного сигнала. Это необходимо для корректной работы блока коррекции ошибки.
Математически работа блока выглядит следующим образом:
– модуль
комплексного входного сигнала;
– модуль
комплексного сигнала обратной связи.
Среди
каждого вычисляется максимальное
значение, то есть получаем
и
,
после чего находим их отношение:
. (73)
Результатом
работы блока является сигнал, амплитуда
которого равна отношению амплитуды
сигнала
и коэффициента K:
. (74)
Структурная схема полученного блока коррекции усиления представлена рисунке 45.
Рис. 45 Структура блока коррекции ошибки
На рисунке 46 представлена модель блока автоматической корректировки усиления в Matlab/Simulink.
Рис. 46 Модель блока автоматической корректировки усиления
2.6.4 Разработка модели генератора входного сигнала
В главе 1 говорилось, что для исследования нелинейности используется двухтональный комплексный сигнал. Поэтому будем считать, что на вход схемы линеаризации поступает сигнал однополосной модуляции, с полосой 3,1кГц.
Для упрощения расчетов в модели исключим гетеродинирование и все преобразования, происходящие с сигналом рассмотрим на нулевой частоте.
Вся суть состоит в выделении верхней полосы и смещении на другую частоту, последнее в модели не выполняется.
На рисунке 47 представлена модель в Matlab/Simulink и на рисунке 48 показан спектр сигнала.
Рис. 47 Модель модулятора с верхней боковой полосой
Рис. 48 Спектр модели источника сигнала
На рисунке 28 ωд=7680Гц, ω0=1800Гц, ω1=1920Гц.
2.6.5 Общая модель схемы линеаризации
После разработки всех составных частей полученная структурная схема линеаризатора будет иметь вид как на рисунке 49.
Рис. 49 Структурная схема линеаризатора
Блок линеаризатора состоит из блока АРУ, блока коррекции фазы сигнала обратной связи и блока коррекции ошибки сигнала. Вычисленная ошибка сигнала суммируется с передаваемым сигналом в качестве поправки.
При появлении искажений сигнала на выходе передатчика линеаризатор вырабатывает сигнал адаптивных предискажений в блоке АРУ для компенсации возникших искажений. В блоке коррекции фазы вычисляется разность фаз сигнала поступающего на линеаризатор и сигнала, прошедшего передающий тракт, если полученная величина угла отлична от нуля, то производится поворот сигнала снимаемого с выхода усилителя и преобразованного АЦП, на данный угол. Эта поправка обеспечивает регулирование петли. В блоке коррекции ошибки вычисляется отличие сигнала прошедшего передающий тракт от сигнала, поступающего на линеаризатор, и данная поправка добавляется к исходному сигналу.
Модель схемы линеаризации представлена на рисунке 50. По функциональному назначению он полностью идентична структурной схеме приведенной на рисунке 49.
Рис. 50 Модель схемы линеаризации
Внутренняя структура блоков была рассмотрена выше. Генератор формирует комплексный сигнал для моделирования воздействия на усилитель, однако все блоки работают с действительными числами, поэтому для осуществления преобразования из комплексного сигнала в действительный и наоборот применены блоки Complex to IQ и IQ to Complex. Вид их модели представлен на рисунках 51 и 52.
Рис. 51 Преобразование сигнала из комплексного вида в действительный
Рис. 52 Преобразование сигнала из действительного вида в комплексный
Также в схеме присутствует два усилителя, один для моделирования усиления сигнала без коррекции (Amplifier with no correction), другой для моделирования усиления с коррекцией (Amplifier correct). Они изображены соответственно на рисунках 53 и 54.
Рис. 53 Усилитель сигнала без коррекции
Рис. 54 Усилитель сигнала с коррекцией
Блок коррекции ошибки находится в блоке Amplifier correct для более наглядной схемы введения предискажений, полученных от цепи ОС.
В качестве съема точек контроля выбираем два спектроанализотора. На рисунке 50 с помощью спектроанализатора «Output» получаем спектр сигнала без схемы линеаризации, а с помощью спектроанализатора «Output1» получаем спектр сигнала с введенной схемой линеаризации.