Исследование эффекта блокирования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

(ТУСУР)

Кафедра сверхвысокочастотной и квантовой радиотехники

(СВЧиКР)

 

"УТВЕРЖДАЮ"

Зав. каф. СВЧиКР

________ Шарангович С.Н.

"___"___________2018г

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА БЛОКИРОВАНИЯ

ИНТЕРМОДУЛИЦИОННЫХ И ПЕРЕКРЁСТНЫХ ИСКАЖЕНИЙ В РАДИОПРИЁМНОМ УСТРОЙСТВЕ

Руководство к лабораторным работам для подготовки магистров по направлению 11.04.02 “Инфокоммуникационные технологии и системы связи”

 

Разработчик

студент гр.146-М3

      Д.С.Соболев

Доцент кафедры СВЧиКР

      А.Ю.Попков

 

 

Томск 2018

Содержание

1 ВВЕДЕНИЕ. 4

2 ТЕОРИЯ.. 5

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА БЛОКИРОВАНИЯ РАДИОПРИЁМНОГОУСТРОЙСТВА.. 12

3.1 Цельработы.. 12

3.2 Краткие теоретическиесведения. 12

3.3 Описание лабораторной установки. 13

3.5 Домашнеезадание. 20

3.6 Контрольные вопросы.. 22

3.7 Списоклитературы.. 22

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫХ ИСКАЖЕНИЙ РАДИОПРИЁМНОГОУСТРОЙСТВА.. 23

4.1 Цельработы.. 23

4.2 Краткие теоретическиесведения. 23

4.3 Описание лабораторнойустановки. 24

4.4 Порядок выполненияработы.. 25

4.5 Домашнее задание: 30

4.6 Контрольные вопросы: 31

4.7 Список литературы.. 32

5 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА ПЕРЕКРЁСТНЫХ ИСКАЖЕНИЙ В РАДИОПРИЁМНОМ УСТРОЙСТВЕ. 33

5.1 Краткие теоретические сведения и основные расчетные соотношен. 33

5.2 Описание лабораторнойустановки. 34

5.3Порядок выполненияработы.. 36

5.4 Требования котчёту. 42

5.5 Домашнеезадание. 43

5.6Контрольныевопросы.. 43

5.7 Списоклитературы.. 43

6 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА БЛОКИРОВАНИЯВ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ.. 44

6.1 Цель работы.. 44

6.2 Краткие теоретические сведения. 44

6.3 Описание лабораторной установки. 45

6.4 Порядок выполнения работы.. 46

6.5 Домашнее задание. 49

6.6 Контрольные вопросы.. 50

6.7 Списоклитературы.. 50

 

ВВЕДЕНИЕ

Широкое внедрение радиоэлектронных средств (РЭС) приводит к тому, что при одновременной работе они начинают оказывать воздействие друг на друга. Поэтому при проектировании РЭС необходимо учитывать условия их эксплуатации, включая электромагнитную обстановку, в которой надлежит работать РЭС. Электромагнитная обстановка (ЭМО) ­– это совокупность электромагнитных излучений в точке или районе, где размещается (или предполагается разместить) РЭС. Электромагнитные излучения могут нарушить качество работы РЭС, вплоть до полной невозможности выполнения им своей основной функции. Появление нового РЭС изменяет ЭМО в точках, где уже расположены работающие средства. Это изменение может ухудшить качество функционирования некоторых из них. Решение задач обеспечения удовлетворительного функционирования РЭС в окружающей ЭМО, не оказывая недопустимого воздействия на нее и другие средства, составляет сущность проблемы электромагнитной совместимости(ЭМС).

Восприимчивость радиоприемного устройства – это свойство устройства реагировать на радиопомехи, воздействующие через антенну и помимо нее, в том числе через экран, по цепям питания, управления и коммутации [1].

К параметрам, определяющим восприимчивость радиоприемного устройства, относят чувствительность основного и побочного каналов приема, избирательность, нелинейные эффекты блокирования, перекрестных искажений и интермодуляции, а также коэффициенты сетевыхрадиопомех,электрическойиндукции.

 

ТЕОРИЯ

Воздействие интенсивной помехи, значительно превышающей по уровню полезный сигнал, возможно помимо основного и побочного каналов приема. При этом влияние помехи, проявляется в виде нелинейных эффектов: блокирования или интермодуляции или одновременного возникновения указанных эффектов.

Блокированием называется изменение уровня сигнала или отношения сигнал-шум на выходе радиоприемника при действии радиопомехи, частота которой не совпадает с частотами основного и побочных каналов приема радиоприемника[2]. Это явление проявляется в уменьшении усиления приемника в присутствии интенсивной помехи. Полоса частот, в которой имеетместоблокирование,называетсяполосойблокирования В бл

Воздействие интенсивных помех на вход радиоприемника оказывает влияние на прием полезного сигнала даже в том случае, если помехи не попадают в основной и побочные каналы приема, вследствие возникновения нелинейных эффектов в тракте приемника. Одним из таких эффектов является блокирование, приводящее к уменьшению отношения сигнал/шум на выходе радиоприемника и, следовательно, к ухудшению его чувствительности. Блокирование обычно рассматривается в рамках проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС) радиоэлектронных средств [3]. Поскольку чувствительность является одной из основных характеристик радиоприемника, то эффект блокирования необходимо учитывать и оценивать при проектировании и эксплуатации радиоприемных устройств (РПУ), предназначенных для функционирования в условиях сложной электромагнитной обстановки. Между тем, оценки влияния блокирования на чувствительность радиоприёмного устройства (РПУ) встречают принципиальные трудности, связанные с оценкой мощности шума на выходе приемника, находящегося под действием помех. Часто блокированиеопределяетсякакизменениеуровнясигналанавыходерадио

приемника под действием внеполосных помех. Однако, под действием внеполосных помех происходит также изменение мощности шума на выходе приемника. В связи с этим существует другое определение блокирования [5], охватывающее оба эти эффекта, как изменения уровня сигнала или отношения сигнал/шум на выходе радиоприемника под действием внеполосной помехи. Блокирование, определяемое по уровню сигнала, часто называют блокированием по усилению, а блокирование по отношению сигнал/шум — блокированием по шумам [2]. Если блокирование по усилению характеризуется изменением коэффициента усиления, то блокирование по шумам — изменением коэффициента шума радиоприемника (или каскада). Таким образом, блокирование по шумам радиоприемника количественно эквивалентно изменению его чувствительности. Блокирование радиоприемника по шумам складывается из двух эффектов: изменения коэффициента усиления и изменения уровня шумов на выходе под действием помехи. При оценке изменения чувствительности РПУ вследствие блокирования изменение уровня выходных шумов зачастую рассматривается только как следствие изменения коэффициента усиления приемника и его отдельных каскадов. Собственные шумы каскадов, подвергающихся воздействию помех, считаются неизменными и равными линейным, имеющим место в отсутствие помех [2]. Между тем, в ряде работ [3] на примере усилителей радиочастоты (УРЧ) различных типов показано, что уровень собственных шумов также изменяется под действием помех, при чем этот эффект дает вклад в общее изменение выходных шумов, сравнимый по величине с результатом изменения усиления входных шумов, так что при оценке чувствительности РПУ требуется рассматривать совместно оба эти эффекта. Необходимо сделать замечание об использовании термина «чувствительность» применительно к РПУ, находящемуся под воздействием помех. Воздействие интенсивных помех на вход радиоприемника оказывает влияние на при ем полезного сигнала даже в том случае, если помехи не попадают в основнойи

побочные каналы приема, вследствие возникновения нелинейных эффектов в тракте приемника. Одним из таких эффектов является блокирование, приводящее к уменьшению отношения сигнал/шум на выходе радиоприемника и, следовательно, к ухудшению его чувствительности. Блокирование обычно рассматривается в рамках проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС) радиоэлектронных средств [1]. Поскольку чувствительность является одной из основных характеристик радиоприемника, то эффект блокирования необходимо учитывать и оценивать при проектировании и эксплуатации радиоприемных устройств (РПУ), предназначенных для функционирования в условиях сложной электромагнитной обстановки. Между тем, оценки влияния блокирования на чувствительность РПУ встречают принципиальные трудности, связанные с оценкой мощности шума на выходе приемника, находящегося под действием помех. Часто блокирование определяется как изменение уровня сигнала на выходе радиоприемника под действием внеполосных помех. Однако, под действием внеполосных помех происходит также изменение мощности шума на выходе приемника. В связи с этим существует другое определение блокирования [4], охватывающее оба эти эффекта, как изменения уровня сигнала или отношения сигнал/шум на выходе радиоприемника под действием внеполосной помехи. Блокирование, определяемое по уровню сигнала, часто называют блокированием по усилению, а блокирование по отношению сигнал/шум – блокированием по шумам [5]. Если блокирование по усилению характеризуется изменением коэффициента усиления, то блокирование по шумам – изменением коэффициента шума радиоприемника (или каскада). Таким образом, блокирование по шумам радиоприемника количественно эквивалентно изменению его чувствительности. Блокирование радиоприемника по шумам складывается из двух эффектов: изменения коэффициента усиления и изменения уровня шумов на выходе под действием помехи. При оценке изменения чувствительности РПУ вследствие блокирования изменение уровня только как следствие изменения коэффициента усиления приемника и его отдельных каскадов. Собственные шумы каскадов, подвергающихся воздействию помех, считаются неизменными и равными линейным, имеющим место в отсутствие помех. Между тем, в ряде работ на примере усилителей радиочастоты (УРЧ) различных типов показано, что уровень собственных шумов также изменяется под действием помех, причем этот эффект дает вклад в общее изменение выходных шумов, сравнимый по величине с результатом изменения усиления входных шумов, так что при оценке чувствительности РПУ требуется рассматривать совместно оба эти эффекта. Необходимо сделать замечание об использовании термина

«чувствительность» применительно к РПУ, находящемуся под воздействием помех [1].

В качестве рецептора помех РЭС рассмотрим радиоприемное устройство, которое выделяет полезную информацию, адресованную определенному корреспонденту. Эта информация выделяется из совокупности сигнала и помех, воздействующих на антенну. В общем случае ЭМС совокупности источников и рецепторов ЭМП определяется не только электромагнитной обстановкой в точке размещения чувствительных элементов рецепторов помех, но и восприимчивостью этих рецепторов к действующемуполю.

На рис. 2.1 приведена упрощенная структурная схема супергетеродинного радиоприемника. Способность приемника выделить полезный сигнал из совокупности составляющих напряженности электромагнитного поля, в котором находится антенна, называют избирательностью.

Рисунок 2.1. – Структурная схема главного тракта приемника

Различают несколько видов избирательности: пространственную, поляризационную, временную, амплитудную, фазовую и частотную. Частотная избирательность имеет особое значение. В отличие от других видов избирательности она присуща каждому супергетеродинному приемнику. Характеристика частотной избирательности  зависимость уровня сигнала на входе радиоприемного устройства от частоты этого сигнала при заданном отношении сигнал-шум или уровне сигнала на выходе радиоприемника [1]. Измерение характеристики частотной избирательности проводится односигнальным или многосигнальным методами.

На рис. 2.2 представлена типовая характеристика частотной избирательности приемника, измеренная односигнальным методом. Она описывает избирательные свойства приемника в линейном или близком к линейному режимах работы, когда на входе приемника отсутствует помеха. На характеристике выделяют основной и побочные каналы приема.

Рисунок 2.2. – Характеристика односигнальной частотной избирательности супергетеродинного приемника:

Основным каналом приема радиоприемника называют полосу частот, находящуюся в полосе пропускания радиоприемника и предназначенную для приема сигнала [1]. На рис. полоса частот основного канала обозначена BR. Ее определяют на уровне 3 дБ по отношению к значению частотной характеристики на частоте настройки приемника f 0 R. В идеальном случае ширина полосы основного канала приемногоустройства должна быть равна необходимой полосе частот полезного сигнала B R = B н. Поскольку излучение передающих устройств является несовершенным, а селектирующие цепи приемных устройств не являются идеальными и частота гетеродина f г характеризуется определенной нестабильностью, приходится принимать В R>В н

    Другой характеристикой основного канала является коэффициент прямоугольностиП а частотной характеристики. Коэффициентом прямоугольности по уровню α, дБ, называют отношение полосы частот на уровне α,дБ,кполосенауровне3дБ,т.е.П α = В  α/ВR. Обычнопринимают α равным 30 или 60 дБ. Считают, что приемник имеет хороший коэффициент прямоугольности, если П60 = 2,5÷4, и низкий, если П60 ≥ 8. Из-за существенного отличия характеристики частотной избирательности от прямоугольной возможен прием помех с частотами, примыкающими к основному канала приема. Следует отметить, что помеха может проникать в радиоприемник и по основному каналу, если ее спектр полностью или частично лежит в полосе пропускания В R. Это называется прямым прохождениипомехи.

Побочный канал приема составляют полосы частот, находящиеся за пределами основного канала приема радиоприемника, в которых сигналпроходит на выход приемника. К побочным каналам относятся каналы, включающие промежуточную, зеркальную, комбинационные частоты и субгармоники частоты настройки радиоприемника [1].

Побочные каналы приема образуются в смесителях.Ониопределяютсянедостаточной избирательностью предшествующих каскадов и арактеристикой нелинейности смесителя. Предполагается, что при переносе спектра в смесителе искажения отсутствуют. В этомсмысле операция преобразования частоты – линейная. Составной частью преобразователя частоты является перемножитель напряжений. Но даже в идеальном перемножителе обязательно есть побочный канал, называемый зеркальным, частота которого

f з = f г + f п.ч                                              (2.1)

где f п.ч – промежуточная частота.

Отличительная особенность этого канала состоит в том, что он имеет одинаковую чувствительность с основным каналом приема, если измерять ее с входапреобразователя.

В реальных преобразователях частоты идеального перемножения поступающих сигналов не происходит. Преобразователи работают по принципу косвенного перемножения, осуществляемого с помощью нелинейного элемента. Это приводит к появлению новых побочных каналов.Частота побочного канала f п.к в общем случае удовлетворяет равенству

m·f п.к + п· f г = f п.ч

(2.2)

Где m,n–целые числа, положительные и отрицательные, включая нуль. Величина N= называется порядком комбинационного канала. Соотношение (2.2) определяет частоты побочных каналов в самом общем виде. Воздействие интенсивной помехи, значительно превышающей по уровню полезный сигнал, возможно помимо основного и побочного каналов приема. При этом влияние помехи, проявляется в виде нелинейных эффектов: блокирования или перекрестной модуляции или одновременно возникновенияэффектов[1]

Цельработы

Целью данной работы является исследование эффекта блокирования происходящее на выходе РПУ

 

Порядок выполнения работы

1) Ознакомиться с программой моделирования процессов SystemVue.

2)Изучить функциональную схему устройства лабораторнойработы

3)Собрать лабораторный макет согласно блок схеме рис.3.4.1

4)Снять значения эпюр напряжений, с анализатора сигнала на выходе РПУ, зафиксировать значения U_{Σ вых}.

5)Рассчитать коэффициент блокирования по формуле(3.2.1).

6)Построить графики зависимость амплитудной характеристики РПУ по блокированиюК_бл= φ (U _пвх)

7)Построить график зависимости амплитуды выходного сигнала от частоты помехи U_{Σ вых}= φ (f _пвх)

 

 

 

Рисунок 3.4.1 - Лабораторная установка собранная в SystemVue

1–Генератор информационного амплитудногосигнала, 2-Генератор немодулированной, синусоидальнойпомехи,3- Сумматор сигналов,

4– Супергетеродинный приёмник, 5- Демодулятор, 6-Анализатор сигналов выходе приёмника.

Собрать метасистему информационно амплитудно-модулированного сигнала можно по следующей схеме (рис. А 3.4.2):

 

Рисунок 3.4.2 – Блок схема генератора информационного амплитудного сигнала.

1– Источник модулирующего сигнала,2–Источник несущего сигнала,

3– Сумматор,4– Умножитель, 5,6 – Выход метасистемы.

 

Входное напряжение сигнала принять равной U _cвх=0.3 В. Частоту сигнала f _с=25 кГц. Для этого, дважды щелкнув левой клавишей мышки по функциональному блоку, имитирующему генератор информационного сигнала.На рабочем поле программы откроется окно «Источник сигнала» рисунок 3.4.3:

 

Рисунок 3.4.3 – Выбор типа источника сигнала

 

 

 

Рисунок 3.4.4–Выбор параметров источника сигнала

В поле «Amplitude [ v ]» выставляется желаемая амплитуда несущего сигнала, в поле «Frequency [ Hz ]» - его частота, в поле «PHASE (deg)» - начальная фаза. Несущий сигнал генерируется синусоидальным источником. Несущий сигнал перемножается с модулирующей  в перемножителе.

Частота помехи отличается от частоты сигнала. Параметры источника помехи изменяются так же, как и у источника сигнала. Помеха не модулирована.Увеличивая входное напряжение помехи, будем следить за изменением суммарного (сигнал и помеха) напряжения на выходе РПУ

В качестве РПУ выберем супергетеродинный приемник, реализованный по схеме (рисунок 3.4.5).

6

Рисунок 3.4.5– Блок-схема супергетеродинный приёмник

1 – Усилитель, 2 – Смеситель,3–Полосовой фильтр,4–Усилитель,

5– Пиковый детектор, 6 –ФНЧ, 7 – Гетеродин.

Демодулятор приёмника представлен на рис. 3.4.6

Рисунок 3.4.6 – Блок – схема демодулятора приёмника

1– Вход метасистемы,2– Пиковый детектор, 3 –ФНЧ,

4 – Выход метасистемы

После запуска системы (нажатие кнопки), необходимо нажать на кнопку «Analysis Window».

 

 

Получить эпюры, дающие наглядное представление о характере сигналов и их проходимости через тракт РПУ. Значение амплитуды можно узнать, наведя курсор мыши на эпюру. Величина отображается в верхнем правом углу окна «SystemVue Analysis».

Данные измерений занесены в табл.3.4.1.

При незначительных напряжениях  выходной сигнал  изменяется слабо и не имеет искажений, а при дальнейшем увеличений  , сигнал на выходе сначала искажается, а затем начинается уменьшаться по амплитуде. 

Рассчитать коэффициент блокирования по формуле:

(3.4.1)

     Полученные значения  занести таблицу 3.4.1.

Продолжение таблицы 3.4.1:

 

№
1
2
3
4
5

 

Построить график блокирования РПУ в виде зависимости  = φ(

при = const.

Оставляя частоту и амплитуду входного сигнала постоянной, необходимо увеличивать частоту помехи в пределах полосы пропускания РПУ при постепенном повышении U_пвх. с шагом в 100мВ. Шаг перестройки, частоты помехи, принять равным 0,04 кГц.. Данные измерений записать в таблицу3.4.2.

 

Таблица3.4.2

 

№	f пвх, МГц	U Σ вых
1
2
3
4
5

 

Построить график зависимости  = φ(  при = const.

3.5 Домашнеезадание

Изучение теоретического материала по блокированию сигнала и процессу построения радиоприемного тракта на гетеродинной основе.

Требование к отчету:

По результатам лабораторной работы каждому студенту необходимо составить индивидуальный отчет, обязательно содержащий:

     1. Краткие теоретические сведения.

     2. Функциональную схему установки для исследования эффекта блокирования в РПУ

     3. Формула расчета К_бл.

     4. Заполнение таблицы со снятыми и рассчитанными значениями.

5. Иллюстративный материал зависимостей К_{бл =} φ(U_пвх), = φ(f_пвх).

6. Выводы по работе

Примечание:

В качестве источника помехи допускается использование функции косинуса. Возможные варианты, исследования эффекта блокирования для студентов отображены в таблице 3.5.1.

 

 

Таблица 3.5.1

 

№	f c, кГц	f п, кГц	U cвх,В	U пвх,В
1	25	25,025	1	0,5
2	25	25,017	0,9	0,5
3	25	25,022	0,96	0,55
4	25	25,031	1,1	0,57
5	25	25,015	0,9	0,5
6	25	25,032	1,2	0,75
7	25	25,022	0,96	0,55
8	25	25,026	1	0,5
9	25	25,037	1,2	0,6
10	25	25,023	0,97	0,56
11	25	25,034	1,1	0,59
12	25	24,022	0,96	0,55

3.6 Контрольные вопросы

1. Что такое восприимчивость радиоприёмногоустройства?

2. Что означает термин основной канал приёмарадиоприёмника?

3. Поясните эффект блокирования радиоприемного устройства помехой.

4. Что такое коэффициент блокированияРПУ?

5. Что является критерием качественного показателя при блокировании РПУпомехой?

6. В каких пределах и единицах измеряетсяК_бл?

Списоклитературы

1. Ефанов В. И., Тихомиров А. А. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем: учебное пособие / Ефанов В. И., Тихомиров А. А. — ТУСУР,2012.

2. Уайт Д. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи: Пер. с англ. Вып. 1 / Под ред. А. И. Сапгира.  М.: Сов. радио, 1977. 348с

3. Емельянов В.Е., Солозобов М.Е. Теория и методы оценки электромагнитного взаимодействия РЭО: пособие по выполнению лабораторных работ / Емельянов В.Е., Солозобов М.Е. — МГТУ ГА,2014.

4. ЗлатинИ.В. SystemVue 6.0 (SystemVue). Системное проектирование радиоэлектронных устройств. / Agilent Technologies – Москва2006г.

Цельработы

Целью данной работы является исследование эффекта интермодуляционных искажений в РПУ.

Порядок выполненияработы

1) Ознакомиться с программой моделирования процессов SystemVue.

2) Изучить функциональную схему устройства лабораторнойработы

3) Собрать лабораторный макет согласно блок схеме изображенной на рис.4.4.1

4) Снять значения эпюр напряжений, с анализатора сигнала на выходе РПУ, зафиксировать значения U_{Σ вы х} .

5) Рассчитать коэффициент интермодуляции по формуле(4.1).

6) Построить графики зависимостьамплитудной характеристики РПУ Кинт= φ (U пвх).

Блок-схема лабораторной установки, представлена на рис. 4.4.1:

Рисунок 4.4.1 - Лабораторная установка собранная в SystemVue

1 – Генератор информационного амплитудного сигнала; 2,3,4 – Сумматоры сигналов;5– Супергетеродинныйприёмник;6– Анализатор сигнала на выходеРПУ;7,8,9 – Генераторы амплитудно-модулированных помех;

10 - Анализатор сигналов на выходе информационного амплитудного сигнала;11,12,13 - Анализаторы сигналов на выходе сумматоров;

14,15,16 - Анализаторы сигналов на выходе генераторов помех.

 

Собрать метасистему информационно амплитудно-модулированного сигнала можно по следующей схеме рис. 4.4.2.

Рисунок 4.4.2 – Блок схема генератора амплитудно-модулированного сигнала:

1– Источник модулирующего сигнала, 2– Генератор помехи,

3 – Генератор помехи, 4–Сумматор, 5–Усилитель.

Входное напряжение сигнала принять равной U _cвх=1 В. Частоту сигнала f _с=25,02 кГц. Для этого, дважды щелкнув левой клавишей мышки по функциональному блоку, имитирующему генератор информационного сигнала. На рабочем поле программы раскроется окно «Источник сигнала»

Рисунок 4.4.3 – Выбор типа источника сигнала

 

Рисунок 4.4.4 – Выбор параметров источника сигнала

В поле «Amplitude [ v ]» выставляется желаемая амплитуда несущего сигнала, в поле «Frequency [ Hz ]» - его частота, в поле «PHASE (deg)» - начальная фаза. После чего нажать кнопку «ОК». На рис 4.4 в окне показана схема формирования амплитудно-модулированного сигнала. Несущий сигнал генерируется синусоидальным источником. Несущий сигнал перемножается с модулирующим в перемножителе. Источником модулирующего напряжения является сумма сигнала источника синусоидального напряжения и ступенчатой функции. Параметры модулирующего сигнала приведены установить согласно варианту из таб. 4.5.1.

Частоты помех отличаются от частоты сигнала, но находится внутри полосы пропускания приемника. Параметры источников помехи изменяются так же, как и у источника сигнала. Помехами является модулированный синусоидальный сигнал, образованный по аналогии с блок схемой генератора информационного амплитудного сигнала (рис. 4.4.2). Количество генераторов созданных помех выбрать произвольно(2–3).

Увеличивая входное напряжение помехи, будем следить за изменением суммарного (сигнал и помеха) напряжения на выходе РПУ

В качестве РПУ выберем супергетеродинный приемник, реализованный по схеме (рисунок 4.4.5).

6

Рисунок 4.4.5 – Блок-схема супергетеродинный приёмник

1 – Усилитель, 2 – Смеситель,3–Полосовой фильтр,4–Усилитель,

5– Пиковый детектор, 6 –ФНЧ, 7 – Гетеродин.

 

 

Демодулятор приёмника представлен на рис. 4.4.6.

Рисунок 4.4.6 – Блок – схема демодулятора приёмника

1– Вход метасистемы,2– Пиковый детектор, 3 –ФНЧ,4 – Выход метасистемы

После запуска системы (нажатие кнопки), необходимо нажать на кнопку «Analysis Window».Получить эпюры, дающие наглядное представление о характере сигналов и их проходимости через тракт РПУ. Значение амплитуды можно узнать, наведя курсор мыши на эпюру. Величина отображается в верхнем правом углу окна «SystemVue Analysis».Данные измерений занести в табл. 4.4.1При незначительных напряжениях  выходной сигнал  изменяется слабо и не имеет искажений, а при дальнейшем увеличений  , сигнал на выходе сначала искажается, а затем начинается уменьшаться по амплитуде. 

Оставляя частоту и амплитуду входного сигнала постоянной, необходимо увеличивать частоту помехи в пределах полосы пропускания РПУ при постепенном повышении U _пвх. с шагом в 100мВ. Шаг перестройки, частоты помехи, принять равным 0,04 кГц. Данные измерений записывать в таблицу 4.4.1.

Рассчитать коэффициент интермодуляции по формуле:

=                              (4.4.1)

Полученные значения К_инт так же занести в таблицу А 4.4.1. Построить график амплитудной зависимости характеристики интермодуляции РПУ в виде зависимости К_инт=φ(U_пвх) при U_свых = const.

Таблица А 4.4.1

№	Uвых(Uс+ΣUпi),В	Uвых (Uc),В	Кинт	Uпвх, В
1
2
3
4
5

 

4.5 Домашнее задание:

Изучение теоретического материала по интермодуляции сигналов в радиоприёмном устройстве и его реализацию на гетеродинной основе.

Требование к отчету:

По результатам лабораторной работы каждому студенту необходимо составить индивидуальный отчет, содержащий:

1. Краткие теоретические сведения.

2. Функциональную схему установки для исследования эффекта интермодуляции в РПУ.

3. Формулу расчета K_инт

4. Заполненные таблицы со снятыми и рассчитанными значениями.

5. Иллюстративный материал зависимостей K_инт= φ(U_пвх)

6. Выводы по работе.

Примечание:

В качестве источника помехи допускается использование функции косинуса. Возможные варианты, исследования эффекта интермодуляции для студентов отображены в таблице А 4.5.1.

Таблица А 4.5.1

 

№	f c ,кГц	f п ,кГц	U cвх ,В	U пвх ,В
1	25	25,025	1	0,5
2	25	25,017	0,9	0,5
3	25	25,022	0,96	0,55
4	25	25,031	1,1	0,57
5	25	25,015	0,9	0,5
6	25	25,032	1,2	0,75
7	25	25,022	0,96	0,55
8	25	25,026	1	0,5
9	25	25,037	1,2	0,6
10	25	25,023	0,97	0,56
11	25	25,034	1,1	0,59
12	25	24,022	0,96	0,55

 

4.6 Контрольные вопросы:

1. Что такое восприимчивость радиоприёмногоустройства?

2. Что такое характеристика частотнойизбирательности?

3. Объясните влияние нелинейных эффектов на избирательностьРПУ.

4. Поясните эффект интермодуляции радиоприемногоустройства.

5. Что такое коэффициент интермодуляцииРПУ?

6. В каких пределах и единицах измеряется К_инт?

Список литературы

1. Ефанов В. И., Тихомиров А. А. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем: учебное пособие / Ефанов В. И., Тихомиров А. А. — ТУСУР,2012.

2. Уайт Д. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи: Пер. с англ. Вып. 1 / Под ред. А. И. Сапгира. - М.: Сов. радио, 1977. 348с

3. Емельянов В.Е., Солозобов М.Е. Теория и методы оценки электромагнитного взаимодействия РЭО: пособие по выполнению лабораторных работ / Емельянов В.Е., Солозобов М.Е. — МГТУ ГА, 2014.

4. ЗлатинИ.В. SystemVue 6.0 (SystemVue). Системное проектирование радиоэлектронных устройств. / Agilent Technologies – Москва2006г.

5. Ремб