23. Перекручення в системах із чпк і причини їхньої появи

У багатоканальних системах із ЧПК можливі два види перекручувань переданих повідомлень: 1) незалежні перекручення, що з'являються через внутрішній флуктуаційних шумів; 2) залежні перекручення, що з'являються через не ідеальність характеристик загального тракту системи. У літературі по багатоканальним системах зв'язку загальний тракт системи часто називають трактом групового чи сигналу груповим трактом.

Неідеальність характеристик приводить до появи так званих перехресних перешкод, тому залежні перекручення в системах ЧПК називають перехресними. Основна причина їхньої появи — не ідеальність амплітудної, частотної і фазової характеристик загального тракту системи з ЧПК

Через дію флуктуаційних і перехресних перешкод форма прийнятого багатоканального повідомлення відрізняється від форми переданого, тобто прийняте повідомлення буде перекручено. Представимо умовне повідомлення на виході тракту у виді суми двох коливань:

де — неспотворене повідомлення; — напруга перешкоди, обумовлена усіма видами перешкод і перекручувань у тракті. Якби характеристики загального тракту були ідеальними, то коливання було обумовлено тільки дією флуктуаційних шумів.

Як відомо , умова неспотвореного проходження коливання через тракт-лінійність амплітудної і фазової характеристик і рівномірність частотної характеристики тракту. Ця умова означає, що коефіцієнт постійний для всіх можливих миттєвих значень коливання , а час запізнювання постійно для всіх частот спектра цього коливання.

У реальних пристроях одержати ідеальні характеристики неможливо з ряду причин, зокрема: 1) прагнення до максимального використання потужності передавача для підвищення завадостійкості системи приводить до необхідності більш повного використання його модуляційної характеристики, при цьому починають помітно позначатися нелінійності електронних приладів і амплітудна характеристика тракту стає нелінійною; 2) реактивні властивості індуктивностей і ємностей, що входять до складу пристроїв тракту, приводять до того, що частотна і фазова характеристики тракту відрізняються від ідеальних. Отже, умови неспотвореного проходження коливання через реальний тракт не можуть бути виконані. Тому напруга перешкоди складається зі складових, обумовлених флуктуаційними шумами і перехресними перешкодами.

Оскільки в тракті маються нелінійності, ці складові не можна вважати незалежними, і строгий розгляд перекручувань, викликаних шумами і недосконалістю характеристик тракту, повинне проводитися одночасно з обліком обох факторів. Однак, виходячи з практичних вимог малості перекручувань, можна допустити наближений розгляд і проводити аналіз роздільно, тобто при розгляді впливу флуктуаційних шумів вважати характеристики тракту ідеальними, а при розгляді впливу перехресних перешкод враховувати тільки реальні характеристики, вважаючи шуми відсутніми. Зроблене допущення істотне полегшує оцінку окремих складових помилки і не приводить до грубих погрішностей.

де - напруга помилки, обумовленої перехресними перешкодами.

Якщо характеристики реального загального тракту системи ЧПК відомі, то величину перехресних перешкод на виході тракту, у принципі, можна знайти. Однак практично навіть і ця, уже спрощена задача виявляється настільки складної, що одержати зручні для розрахунків формули неможливо. Тому при оцінці перехресних перешкод у багатоканальних системах приходиться йти на подальші спрощення і надходити в такий спосіб: 1) знайти перекручення, що вносять окремі блоки загального тракту, розглядаючи їхній незалежно (при розгляді даного блоку всі інші блоки вважаються що не спотворюють); 2) визначити повну величину перекручувань. Помітимо, що зазначена методика — загальноприйнята при розрахунку перекручувань у складних пристроях, наприклад у багатокаскадних підсилювачах і т.п.

Перш ніж переходити до рішення цих задач, розглянемо питання про роль окремих блоків у створенні перехресних перекручувань. При передачі багатоканального повідомлення перекручення вносять усі частини загального тракту системи. Ці перекручення створюються в модуляторі, передавачі, у просторі, у високочастотному тракті приймача й у загальному демодуляторі.

Звичайно перекручення в загальному тракті прийнято розділяти: на перекручення в низькочастотній частині тракту, до якої відносять модулятор і демодулятор; на перекручення у високочастотній частині тракту, до якої відносять радіотракти передавального і прийомного пристроїв, і на перекручення в просторі через зміну умов поширення радіохвиль.

У залежності від того, який вид модуляції застосовується в другій ступіні, вплив амплітудної, частотної і фазової характеристик низькочастотної і високочастотної частин тракту в створенні перехресних перекручувань виявляється різним.

Розглянемо це питання більш докладно. Будемо вважати, що спектр сигналу проходить через смугу пропущення високочастотної частини тракту симетрично, тобто приймач набудований точно на частоту несучої, а частотна характеристика приймача симетрична. Така умова практично майже завжди виконується. Тоді, при AM у другій ступіні причиною перекручувань, що приводять до появи паразитних складових у спектрі вихідної напруги, буде тільки нелінійність амплітудних характеристик низькочастотної і високочастотної частин загального тракту. Частотні і фазові характеристики у випадку AM не приведуть до нелінійних перекручувань і , отже, не впливають на величину перехресних перешкод. Це справедливо тільки при набудованому приймачі. Якщо приймач не набудований точно на частоту несучої сигналу, нелінійні перекручення можуть виникнути також і за рахунок частотної і фазової характеристик.

При частотній модуляції в другій ступіні вплив характеристик загального тракту виявляється по-іншому. Нелінійні перекручення в модуляторі і демодуляторі в тім чи іншому ступені виникають при будь-якому виді модуляції, тому нелінійність амплітудної характеристики низькочастотної частини тракту є причиною перехресних перешкод при ЧМ так само, як і при AM. Однак вплив характеристик високочастотної частини тракту на ЧМ сигнали буде зовсім іншим, чим на AM сигнали. Як відомо, нелінійність амплітудної і нерівномірність частотної характеристик тракту, через який проходить ЧМ сигнал, практично не викликає перекручувань, тому що паразитні зміни амплітуди ЧМ сигналу через ці характеристики усуваються обмежником, що коштує перед частотним детектором. Це — дуже істотна позитивна властивість систем із ЧМ у другій ступіні. У таких системах відпадають труднощі, зв'язані зі зменшенням нелінійних перекручувань через нелінійностей електронні прилади, застосовуваних у високочастотній частині тракту і, у першу чергу, у передавачі.