9.5.7. Оценка мощности интермодуляционных продуктов с использованием точки пересечения

Точку пересечения определяют, используя два испытательных сигнала одинакового уровня. Поэтому, естественно, что точка пересечения позволяет определить уровни интермодуляционных продуктов, когда мощности мешающих сигналов на входе прибора одинаковые. Так, из рис. 9.21 можно найти, что уровень ИМП N-го порядка PIM_No на выходе прибора при мощностях входных сигналов P_i равен

PIM_No = P_i + G – (N –1), (9.41)

где  = IPN_i – P_i .

Подставив  в (9.41), запишем мощность ИМП на выходе прибора в виде

PIM_No = P_i + G – (N –1)(IPN_i – P_i) = P_i + G – (N –1)IPN_i + (N –1)P_i =

=NP_i – (N –1)IPN_i +G= N(P_i + G) – (N–1)(IPN_i + G) = NP_io – (N –1)IPN_o. (9.42)

Из (9.42) мощность ИМП N-го порядка, приведенная к входу прибора, определяется согласно выражению

PIM_Ni = PIM_No – G = NP_i – (N – 1)IPN_i (9.43)

На практике сигналы, образующие интермодуляционный продукт, имеют разную мощность. Один из способов вычисления мощности интермодуляционных продуктов порядкаN=n+m на частотах интермодуляции

f_им=| nf₁  mf₂ |,

порождаемых сигналами с мощностью P₁ на частоте f₁ и с мощностью P₂ на частоте f₂, состоит в замене разных мощностей сигналов на одинаковые мощности, вычисляемые согласно выражению [15]:

. (9.44)

Подставив (9.44) в (9.43) или (9.42) (в последнем случае все мощности, входящие в (9.44), рассматриваются на выходе соответствующего прибора), получим формулу для вычисления мощности ИМП, когда исходные сигналы имеют разную мощность

PIM_N = nP₁ + mP₂  (n + m – 1)IPN. (9.45)

Выражение (9.45) может быть использовано, как для вычислений мощности ИМП, приведенных к входу электронного прибора, так и на его выходе, поэтому в формуле не указано, где берутся мощности сигналов и точка пересечения. В первом случае используются значения мощностей взаимодействующих сигналов на входе прибора и точка пересечения, приведенная к входу. Во втором случае мощности берутся на выходе прибора, а точка пересечения, приведенная к выходу.

6. Перекрестные искажения

Перекрестные искажения в РПУ – это изменение спектрального состава полезного сигнала на выходе радиоприемного устройства при наличии на его входе модулированной радиопомехи, частота которой не лежит в полосе пропускания основного или побочных каналов приема РПУ. Перекрестные искажения обусловлены изменением коэффициента передачи каскадов в линейной части приемника при больших уровнях помехи. 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 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 перекрестных искажений, уровень восприимчивости к перекрестным искажениям и динамический диапазон по перекрестным искажениям. Кроме того, радиоприемное устройство может быть описано характеристикой частотной избирательности по перекрестным искажениям.

Коэффициент перекрестных искажений – это отношение уровня спектральных составляющих на выходе РПУ, возникших в результате перекрестных искажений, к уровню сигнала на выходе РПУ при заданных параметрах радиопомехи и сигнала.

,

где k_пер – коэффициент перекрестных искажений; – уровень спектральных составляющих на выходе РПУ, возникших в результате перекрестных искажений;U_п1, …, U_пn – амплитуды составляющих спектра на низкочастотном выходе РПУ, образовавшиеся в результате перекрестной модуляции; n – число составляющих спектра помехи; U_с – амплитуда полезного сигнала на том же выходе.

Уровень восприимчивости к перекрестным искажениям – это минимальный уровень радиопомехи на входе РПУ, при котором коэффициент перекрестных искажений равен заданному значению [2]. Зависит от расстройки мешающего сигнала относительно частоты настройки приемника.

Динамический диапазон по перекрестным искажениям определяется как отношение уровня восприимчивости к перекрестным искажениям к чувствительности радиоприемного устройства.

Характеристика частотной избирательности по перекрестным искажениям – это зависимость уровня восприимчивости к перекрестным искажениям от частоты испытательного сигнала [2]. Измеряют эту характеристику двухсигнальным методом по схеме, изображенной на рис. 9.5. Один из генераторов является генератором полезного сигнала, а другой – генератором мешающего сигнала. Первоначально с генератора подают модулированный полезный сигнал и измеряют его уровень на выходе приемника. Далее модуляцию полезного сигнала снимают и на вход приемника помимо немодулированной несущей полезного сигнала подают модулированную помеху, частота которой находится вне полосы приемника. Изменяя уровень помехи на входе приемника, добиваются, чтобы сигнал на выходе приемника, возникший в результате перекрестных искажений, соответствовал заданному коэффициенту перекрестных искажений. Измеряют уровень мешающего сигнала на входе приемника. Этот уровень определяет восприимчивость приемника к перекрестным искажениям при выбранной расстройке помехи относительно частоты настройки приемника. Меняя значение расстройки помехи, снимают характеристику частотной избирательности по перекрестным искажениям, которая в общем случае имеет вид аналогичный рис. 9.4 и параметром которой является коэффициент перекрестных искажений k_пер. Можно изменить масштаб переменной по оси ординат характеристики частотной избирательности, отложив на ней отношение восприимчивости приемника к перекрестным искажениям к чувствительности приемника, и получить характеристику изменения динамического диапазона по перекрестным искажениям от расстройки модулированной радиопомехи.