Искажения обусловленные

При передаче по каналам связи сигналы претерпевают линейные и нелинейные искажения. Линейные искажения обусловлены линейными частотно-зависимыми звеньями канала передачи. В результате линейных искажений изменяются соотношения между фазами (фа-зочастотные искажения) и амплитудами (амплитудно-частотные искажения) спектральных компонент передаваемого сигнала, что вызывает искажения формы сигнала и соответственно изображения. Например, если высокочастотные компоненты спектра сигнала изображения передаются по каналу связи с более высоким затуханием, чем низкочастотные, то при этом понижается четкость изображения.

Нелинейные искажения обусловлены нелинейностью тех или иных звеньев канала. При использовании линейных (AM и ее варианты) видов модуляции на них влияет нелинейность амплитудной характеристики звена, при нелинейных видах (ЧМ и ФМ) — нелинейность амплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) характеристик звеньев. Нелинейные искажения проявляются в искажениях передачи градаций яркости, а также в появлении в принятом сообщении (и соответственно изображении) новых компонент, которые отсутствовали в исходном сообщении. Эти компоненты называются продуктами или помехами нелинейного происхождения, они возникают при передаче многоканального сигнала по каналу связи, например при совместной передаче сигналов яркости U y(t), цветности Uai(t) и сигнала звукового сопровождения на поднесущей частоте U.,(/).

В аппаратуре приемного тракта имеют место частотные, фазовые и нелинейные искажения. Частотные искажения обусловлены неравномерностью усиления приемника в пределах полосы пропускания. Обычно задают коэффициент частотных искажений на верхней и нижней частотах спектра сообщения. Фазовые искажения возникают из-за нелинейности фазовой характеристики тракта. Они оказывают существенное явление при приеме телевизионных и фототелеграфных сигналов.

Линейные искажения обусловлены зависимостью коэффициента усиления от'частоты и не связаны с амплитудой сигнала и нелинейностью вольт-амперной характеристики. Появление этих искажений обусловлено наличием реактивных элементов в схеме усилителя.

Трапецеидальные искажения обусловлены зависимостью коэффициента отклонения пластин вертикального отклонения от напряжения на горизонтально отклоняющих пластинах. Симметричное питание пластин, при котором средний :потенциал их всегда равен потенциалу второго анода, уменьшает эту ЗаВИСИ-МОСТЬ.

При модуляции могут возникать частотные и нелинейные искажения. Частотные искажения обусловлены непостоянством амплитудно-частотной и нелинейностью фазочастотной характеристик фильтра в диапазоне частот, занимаемом AM колебаниями. Анализ частотных искажений осуществляется методами, изложенными в гл. 5. Нелинейные искажения, возникающие при модуляции, рассмотрены ниже.

При преобразовании частоты могут возникать частотные и нелинейные искажения. Частотные искажения обусловлены неравномерностью частотной характеристики преобразователя в диапазоне частот, занимаемом спектром преобразованного сигнала. Для их устранения необходимо, чтобы фильтр УПЧ имел постоянный коэффициент усиления в диапазоне частот, занимаемом спектром преобразованного сигнала.

ходит разряд конденсатора С через сопротивление R. Таким образом, на участке б — в напряжение ывых является экспонентой. Получается нелинейное искажение сигнала. Так как эти искажения обусловлены тесным взаимодействием нелинейного элемента (диод) с линейной системой (R, С), степень нелинейных искажений зависит не только от параметров системы и от глубины модуляции, но также от частоты модуляции. Эти искажения возрастают с повышением частоты, а также глубины модуляции входной э. д. с. Для устранения рассматриваемых искажений необходимо, чтобы

стоянная времени цепи нагрузки была мала по сравнению с периодом модуляции. В противном случае изменение выпрямленного напряжения на нагрузке может отставать от изменения огибающей входной э. д. с. Подобный режим представлен на 8.33, б. На участке а — б из-за чрезмерно большой инерционности /?С-цепи напряжение «вых отстает в своем росте от огибающей э. д. с. В точке б, где «вых и амплитуда модулированной э. д. с. уравниваются, ток через диод и рост «вых прекращаются. На участке б —в источник э. д. с. и диод не оказывают никакого влияния на нагрузочную цепь и в последней происходит разряд конденсатора С через резистор R. Таким образом, на участке б — в напряжение является экспо-нентой. Получается нелинейное искажение сигнала. Так как эти искажения обусловлены тесным взаимодействием нелинейного элемента (диод) с линейной цепью (RC), степень нелинейных искажений зависит не только от параметров цепи и глубины модуляции, но также и от частоты модуляции. Эти искажения возрастают с повыше-308

Искажения подразделяются на линейные и нелинейные. Линейные искажения обусловлены влиянием присутствующих в усилителе реактивных элементов и в наиболее чистом виде проявляются при усилении слабых сигналов, когда можно не считаться с нелинейностью динамической характеристики ( 2.2). Известны три вида линейных искажений: частотные, фазовые и переходные.

В процессе перемещения информативного заряда происходит его искажение (шумы), что ограничивает максимальное время хранения заряда. Искажения обусловлены процессами термогенерации неосновных носителей в обедненной области, термогенерацией носителей на поверхности, диффузией неосновных носителей из объема полупроводника. Как следует из § 1.10 и 3.1, плотность тока термогенерации в обедненной области jo^riid/Xp (d — ширина области объемного заряда);

Если изменения входного напряжения и„х, базового i Б~ и коллекторного IK ~ токов укладываются в линейные участки входной и передаточной характеристик, то форма выходного напряжения будет соответствовать форме входного напряжения ( 2.2). При больших входных сигналах, при которых базовые и коллекторные токи выходят за пределы линейного участка ab передаточной характеристики, форма выходного напряжения значительно искажается. Эти искажения, обусловленные нелинейностью вольт-амперных характеристик, называют нелинейными.

При больших входных напряжениях переменные составляющие токов выходят за пределы линейных участков входной и переходной характеристик, в результате чего форма кривой выходного напряжения претерпевает значительные искажения. Эти искажения, обусловленные нелинейностью указанных характеристик, называют нелинейными. На 5.5, а—в показаны временные зависимости тока базы /б, тока коллектора {к и выходного напряжения «вых уси-

Выходные колебания этих фильтров порознь детектируются, в результате чего на выходах детекторов имеются колебания, соответствующие передаваемым параметрам (при этом неизбежны искажения, обусловленные помехами в радиолинии).

Глубокая обратная связь по току приводит к увеличению выходного сопротивления каскада, что в ряде случаев может оказаться полезным. Обратная связь по току способствует уменьшению выходной емкости каскада и тем самым снижению уровня линейных искажений в области малых времен. Уменьшаются также искажения, обусловленные рекомбинацией в базе транзистора.

Рассмотрим теперь некоторые искажения, обусловленные схемой осциллографа и неправильностью ее функционирования.

Различают два способа реализации дисперсионно-временного метода. Первый из них применяется для анализа спектров радиоимпульсов с большой скважностью. В этом случае исследуемый .импульс без предварительного преобразования проходит через ДЛЗ. Развертка осциллографа работает в ждущем режиме и запускается исследуемым импульсом. На экране осциллографа получается огибающая отклика, соответствующая форме спектра. Чтобы огибающая без искажений передавала форму спектра входного сигнала, необходимо выполнить условие Т2и/4а<с1. В противном случае будут иметь место искажения, обусловленные 'нелинейностью ФЧХ, возникающие при прохождении радиоимпульса через ДЛЗ.

Тракты передачи или усиления сигналов могут вносить линейные и нелинейные искажения. В линейной системе с постоянными параметрами возникают только линейные искажения, обусловленные ее амплитудно-частотными и фазочастотными характеристиками. Выходное колебание содержит только те спектральные составляющие, которые имеются во входном колебании, хотя формы входного и выходного колебания могут быть различны. Однако соотношение между амплитудными или любыми другими значениями входного и выходного колебания и форма выходного колебания не зависят от амплитуды входного колебания.

при выводе которой не учитывались искажения, обусловленные влиянием паразитных емкостей, так как в пропускном направлении постоянная заряда

Частотными называются искажения, обусловленные изменением величины коэффициента усиления на различных частотах. Причиной частотнБ1х искажений является присутствие в схеме усилителя реактивных элементов — конденсаторов, катушек индуктивности, междуэлектродных емкостей усилительных элементов, емкости монтажа и т. д. Зависимость величины реактивного сопротивления от частоты не позволяет получить постоянный коэффициент усиления в широкой полосе частот.

Для измерения тока на пластины осциллографа подается падение напряжения на известном сопротивлении —* шунте, включенном последовательно в цепь источника тока. Весь процесс осциллогра-фирования производится так же, как и при измерении напряжения. Значения тока подсчитываются. При осциллографировании быстро меняющихся токов необходимо учитывать влияние индуктивности шунта. Искажения, обусловленные индуктивностью шунта, можно скорректировать, изготовив контрольный шунт той же конфигурации, что и измерительный, но из материала с предельно низким сопротивлением. Тогда активным сопротивлением контрольного шунта можно пренебречь и считать, что осциллограмма, снятая с его помощью, позволяет внести поправку на искажения, создаваемые индуктивностью шунта. Обычно эта поправка вносится графически путем вычитания по точкам двух осциллограмм — снятой с контрольным шунтом и снятой с измерительным шунтом.

39 Нелинейные искажения сигнала искажения в усилителе, обусловленные нелинейностью вольт-амперной характеристики активного элемента в окрестности выбранной начальной рабочей точки (характеризуются коэффициентом нелинейных искажений)