9.5.2 Предыскажения и их коррекция в приемнике

Анализ влияния радиопомех при приеме частотно-модулированных сигналов показывает, что отношение сигнал-помеха на выходе приемника улучшается при увеличении частотного отклонения сигнала и уменьшении максимальной частоты полосы пропус­кания низкочастотного тракта. Чтобы уменьшить эффектив­ную полосу пропускания низкочастотного тракта без искажения приема сообщений, в радиопередатчике можно ввести предвари­тельное искажение (предыскажение) спектра модулирующих коле­баний. Между микрофоном и частотным модулятором передатчика включают устройст­во, обеспечивающее рост частотного отклонения с увеличением частоты модуляции (рис.9.48): , где - частотное отклонение на низких частотах модуляции.

Рис.9.48

В приемнике для коррекции предыскажений между детектором ЧМС и УМЧ (рис.9.49) необходимо включить электрическую цепь с характеристикой коэффициента передачи, изменяющейся по об­ратному закону, чтобы скомпенсировать введенные искаже­ния:

. (9.124)

Такой цепью может служить простое интегрирующее RC-звено с постоянной времени τ.

Включение интегрирующей RC-цепи уменьшает эффективную полосу пропускания тракта приемника, следующего за детекто­ром (рис.9.50), поэтому уменьшается , определяющая выигрыш, соглас­но соотношению (9.123).

Рис.9.49

В радиовещательной системе ЧМ вещания принята τ = 50 мкс. При такой τ полоса пропускания тракта модулирующих частот приемника на уровне 3 дБ будет 3,2 кГц.

Рис.9.50

9.5.3 Пороговые свойства приемников чмс и методы снижения «порога»

Желательно сохранить преимущества, даваемые ЧМ с большим индек­сом модуляции, и уменьшить пороговый уровень U_c.min до значения соответствующего уз­кополосной ЧМ. Снижение порога достигается за счет уменьшения уровня помехи в высокочастотном тракте РПрУ до детектора. Уменьшение же уровня помехи возможно за счет сужения полосы пропускания высокочастотного тракта. Для этой используется так называемый следящий фильтр, настройка которого сле­дит за мгновенным значением частоты входного ЧМ колеба­ния. Структурная схема приемника ЧМ сигналов со следящим фильтром, настроен­ного на промежуточную часто­ту, изображена на рис.9.51. В тракт промежуточной часто­ты супергетеродинного прием­ника ЧМ сигналов вводится узкополосный фильтр. Частота на­стройки этого фильтра управляется напряжением, полученным на выходе частотного детектора (ЧД).

При изменении частоты входного сигнала преобразователя на изменится также преобразованная частота; в результате на выходе ЧД появится управляющее напряжение. Это напряжение изменит частоту настройки фильтра промежуточной частоты так, чтобы его настройка совпала с преобразованной частотой входно­го сигнала. В результате полосу пропускания следящего фильт­ра можно сделать много меньше частотного отклонения.

Рис.9.51

При этом напряжение гладкой радиопомехи, подводимое к час­тотному детектору будет меньше, что приве­дет к соответствующему снижению порогового напряжения .

Изменение частоты настройки узкополосного следящего фильт­ра связано с определенными техническими трудностями. Практиче­ски проще реализовать следящий прием, изменяя частоту гетеро­дина в преобразователе частоты так, чтобы преобразованная час­тота при широкополосной модуляции сигнала оставалась в полосе пропускания узкополосного фильтра с фиксированной настройкой, включенного на выходе ПЧ (рис.9.52).

Рис.9.52

В этой системе осуществляется отри­цательная обратная связь по частоте. Структурная схема такого приемника соответствует структуре приемника с петлей ЧАПЧ. Частотное отклонение сигнала в тракте промежуточной часто­ты уменьшается подобно тому, как это происходит в системе АПЧ. Остаточное частотное отклонение преобразованного сигнала:

,

где S_p, S_y - крутизна характеристики соответственно различителя и управителя;

К_с - коэффициент передачи усилителя сигнала слежения.

Уменьшение частотного отклонения приводит к такому же уменьшению индекса модуляции. Таким образом, фильтр оказыва­ется под действием сигнала с малым индексом модуляции:

.

При получаем . В этом случае, как показано ранее, ширина спектра частотно-модулированного сигнала равна удвоенной частоте модуляции. Таким образом, минимальная ширина полосы тракта УПЧ составляет 2F_max. Это умень­шение полосы пропускания тракта определяет соответствующее снижение порогового уровня приемника.