Sb96264

УДК 621.396.6(07) ББК З841-017я7?

В49

Виноградов Е. М.

В49 Электромагнитная совместимость РЭС: учеб.-метод. пособие. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2018. 32 с.

ISBN 978-5-7629-2187-9

Содержит описания лабораторных работ по измерениям параметров и характеристик электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, а также работ, связанных с задачами частотно-территориального планирования.

Предназначено для магистров по направлению 11.04.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», также может быть полезно инже- нерно-техническим работникам этой области знаний.

УДК 621.396.6(07) ББК З841-017я7

Рецензент: канд. техн. наук., доц. Б. М. Антипин (СПбГУТ им. проф. М. А. Бонч-Бруевича).

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве учебно-методического пособия

3

РАБОТА № 1. ОЦЕНКА ВОСПРИИМЧИВОСТИ РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ ПО ПОБОЧНЫМ КАНАЛАМ ПРИЕМА

Цель работы: измерить восприимчивость радиоприемного устройства по побочным каналам приема и построить математическую модель восприимчивости приемника по побочным каналам приема.

1.1. Общие указания

Побочными каналами приема называются полосы частот, лежащие вне полосы частот основного канала приема, по которым сигналы могут проходить на выход радиоприемного устройства (РПУ). Побочные каналы приема (ПКП) образуются в смесителях РПУ и характерны для супергетеродинных приемников. К побочным каналам приема РПУ относятся каналы, включающие промежуточную, зеркальную и комбинационные частоты, в том числе частоты на субгармониках основного и зеркального каналов приема.

Побочные каналы приема являются нежелательными. Поэтому приемник строят таким образом, чтобы максимально подавить сигналы, поступающие по этим каналам. Характеристикой, показывающей степень подавления сигналов по ПКП, является восприимчивость приемника по ПКП. Под

восприимчивостью приемника по ПКП понимают уровень сигнала, который необходимо подать на вход приемника на частоте ПКП, чтобы на выходе РПУ получить такой же уровень сигнала, какой получается, когда на вход приемника на частоте его настройки подан сигнал, равный чувствительности приемника. Обычно восприимчивость приемника по ПКП выражают в децибелах относительно чувствительности приемника.

На практике восприимчивость РПУ по ПКП колеблется в некоторых пределах даже для однотипных приемников. Поэтому в задачах, связанных с оценкой электромагнитной совместимости (ЭМС), часто целесообразно использовать математическую модель восприимчивости приемников по ПКП, построенную по результатам измерений восприимчивости на некотором множестве приемников.

В данной работе такая модель строится на основе измерений, выполненных на одном РПУ. Поскольку оценка ЭМС обычно выполняется на энергетическом уровне, то используемая модель имеет вид

1.2. Описание лабораторной установки

Структурная схема лабораторной установки представлена на рисунке.

ГСС ЭА РПУ ЛВ

ЧТМ

Использованы следующие обозначения: ГСС – генератор стандартных сигналов; ЭА – эквивалент антенны; РПУ – радиоприемное устройство; ЛВ – ламповый вольтметр; ЧТМ – частотомер.

1.3.Порядок выполнения лабораторной работы

1.Собрать установку согласно приведенному выше рисунку.

2.Подготовить к работе ГСС. Включить генератор и установить тумблер «Внеш. – Внутр.» в положение «Внутр.». Переключателем и ручкой регулировки «Глубина модуляции» установить глубину модуляции 30 %. Переключатель «Установка частоты, МГц» установить в положение, соответствующее рабочему диапазону частот приемника. С помощью ручек грубой и плавной установки уровня выходного напряжения установить напряжение на выходе генератора близкое к чувствительности приемника.

3.Включить приемник, ламповый вольтметр, частотомер и выполнить следующие операции:

а) настроить ГСС на частоту настройки приемника по максимуму выходного напряжения, наблюдаемого на ЛВ;

б) установить максимальное усиление в приемнике и записать амплитуду сигнала, наблюдаемую на ЛВ;

в) измерить с помощью ЧТМ частоту сигнала, подаваемого на вход РПУ, и записать ее.

4.Расстроить ГСС не менее чем на 10 кГц выше частоты настройки приемника.

5.Установить выходное напряжение генератора 1В.

6.Перестраивая частоту генератора выше частоты настройки приемника, фиксировать частоты, на которых появляется сигнал. Число измеренных частот N должно быть не менее 5.

6

7.На каждой частоте, изменяя уровень сигнала, подаваемого с ГСС, добиться на выходе приемника уровня сигнала, записанного на частоте настройки преемника в п. 3б.

8.Занести в таблицу значения частот побочных каналов приема fпкп и амплитуд сигнала, полученных в п. 7.

9.Расстроить ГСС не менее чем на 10 кГц ниже частоты настройки приемника.

10.Повторить п. 5.

11.Перестраивая частоту генератора ниже частоты настройки приемника, фиксировать частоты, на которых появляется сигнал. Число измеренных частот N должно быть не менее 5.

12.Повторить пп. 7, 8.

13.Построить график, отображающий результаты измерений восприимчивости ПКП РПУ.

14.Используя (1.2)…(1.4), найти коэффициенты I и J для модели (1.1).

15.Построить график модели (1.1).

1.4. Содержание отчета

1.Цель работы.

2.Описание и структурная схема лабораторной установки.

3.Результаты выполненных измерений.

4.Модель восприимчивости ПКП для измеренного приемника.

5.Выводы из проделанной работы.

1.5.Контрольные вопросы

1.Что такое побочный канал приема радиоприемного устройства?

2.Что такое восприимчивость РПУ по ПКП?

3.Какие каскады приемника являются источниками ПКП?

4.Существуют ли приемники, у которых нет ПКП?

7

РАБОТА № 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧАСТОТНОЙ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ РАДИОПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА

ПО ПЕРЕКРЕСТНЫМ ИСКАЖЕНИЯМ

Цель работы: измерить характеристику частотной избирательности радиоприемного устройства по перекрестным искажениям и оценить динамический диапазон приемника по перекрестным искажениям.

2.1. Общие указания

Перекрестные искажения в радиоприемном устройстве (РПУ) – это изменение спектрального состава полезного сигнала на выходе РПУ при наличии на его входе модулированной радиопомехи, частота которой не лежит в полосе пропускания основного или побочных каналов приема. Перекрестные искажения происходят обычно в высокочастотной части (преселекторе) приемника. Наличие амплитудной модуляции у мешающего сигнала приводит к изменению коэффициента передачи каскадов РПУ в соответствии с законом модуляции помехи. Если изменяется модуль коэффициента передачи, то имеет место перекрестная амплитудная модуляция, если изменяется аргумент коэффициента передачи, происходит амплитудно-фазовая конверсия. В данной лабораторной работе рассматривается явление перекрестной амплитудной модуляции. В результате перекрестных искажений составляющие спектра помехи, которые находятся вне полосы пропускания приемника, переносятся на полезный сигнал. Различимость полезного сигнала падает, и при больших уровнях перекрестных искажений прием полезного сигнала с требуемым качеством становится невозможным.

Параметрами перекрестных искажений являются коэффициент пере-

крестных искажений, уровень восприимчивости к перекрестным искажениям и динамический диапазон по перекрестным искажениям. Кроме того, ра-

диоприемное устройство может быть описано характеристикой частотной избирательности по перекрестным искажениям.

Коэффициент перекрестных искажений – это отношение уровня спек-

тральных составляющих на выходе РПУ, возникших в результате перекрестных искажений, к уровню сигнала на выходе РПУ при заданных параметрах радиопомехи и сигнала.

Уровень восприимчивости к перекрестным искажениям – это мини-

мальный уровень радиопомехи на входе РПУ, при котором коэффициент пе-

8

рекрестных искажений равен заданному значению. Зависит от расстройки мешающего сигнала относительно частоты настройки приемника.

Характеристика частотной избирательности по перекрестным иска-

жениям – это зависимость уровня восприимчивости к перекрестным искажениям от частоты испытательного сигнала.

Динамический диапазон по перекрестным искажениям определяется как отношение уровня восприимчивости к перекрестным искажениям к чувствительности радиоприемного устройства. Поскольку восприимчивость к перекрестным помехам зависит от расстройки мешающего сигнала относительно частоты настройки приемника, то эта зависимость свойственна и динамическому диапазону по перекрестным искажениям.

Динамический диапазон обычно выражают в децибелах. Если обозначить уровень восприимчивости приемника к перекрестным искажениям при отстройке f через Uп( f), а чувствительность приемника uс, то динамиче-

2.2. Описание лабораторной установки

Структурная схема лабораторной установки представлена на рисунке.

ГСС-1 ЭА РПУ ЛВ

ГСС-2 ЧТМ

Использованы следующие обозначения: ГСС-1, ГСС-2 – генераторы стандартных сигналов, полезного и мешающего; ЭА – эквивалент антенны; РПУ – радиоприемное устройство; ЛВ – ламповый вольтметр; ЧТМ – частотомер.

При подключении ГСС-1 к эквиваленту антенны следует использовать микроволновый выход генератора. При подключении к эквиваленту антенны ГСС-2 следует использовать выход генератора, обеспечивающий на выходе напряжение до 1 В.

2.3.Порядок выполнения лабораторной работы

1.Собрать установку согласно приведенному рисунку.

9

2.Считая ГСС-1 генератором полезного сигнала, выполнить следующие операции:

а) включить ГСС-1, приемник, ламповый вольтметр; б) установить на ГСС-1 диапазон частот, содержащий рабочую часто-

ту приемника; в) установить на ГСС-1 амплитудную модуляцию сигнала с глубиной

модуляции 30 %; г) с помощью ручек аттенюатора установить на выходе ГСС-1 напря-

жение, близкое к чувствительности приемника; д) настроить ГСС-1 на частоту настройки приемника по максимуму

выходного напряжения на ЛВ; е) ручкой «Усиление» («Громкость») на приемнике установить на ЛВ

напряжение 0 дБ по шкале, измеряющей уровень напряжения в децибелах; ж) записать уровень сигнала, подаваемый с ГСС-1 на ЭА; з) измерить частоту сигнала, подаваемого с ГСС-1, для чего выход

ГСС-1, обеспечивающий подачу сигнала с уровнем 1 В, соединить с входом ЧТМ. Снять амплитудную модуляцию сигнала, и записать значение частоты, измеренное ЧТМ, как значение частоты настройки приемника;

и) отключить выход 1В ГСС-1 от ЧТМ, включить на генераторе амплитудную модуляцию и убедиться, что уровень сигнала, подаваемый на ЭА

сГСС-1, соответствует значению, записанному в п. 2ж, имеет глубину модуляции 30 %, а напряжение на ЛВ составляет 0 дБ. Если это не так, подстроить уровень на 0 дБ ручкой усиления приемника по низкой частоте;

к) отключить амплитудную модуляцию сигнала.

3.Считая ГСС-2 генератором мешающего сигнала, включить и подготовить генератор к работе, для чего:

а) установить на ГСС-2 диапазон частот, содержащий рабочую частоту приемника;

б) установить на ГСС-2 частоту примерно на 1МГц ниже частоты настройки приемника;

в) установить глубину модуляции мешающего сигнала 30 %.

4.При измерении характеристики частотной избирательности по перекрестным искажениям в данной работе коэффициент перекрестных искажений принят равным –20 дБ, т. е. сигнал, возникающий в результате перекрестной модуляции, должен быть на 20 дБ ниже уровня полезного сигнала, зафиксированного при настройке ГСС-1 на частоту приемника в п. 2д. Чтобы

10