текст лекций / 33. Подавление шумов приёмника

Подавление шумов приёмника

Тракт УПЧ приемника авиационной связи имеет полосу пропускания, значительно превышающую полосу сигнала. Например, приемный тракт УКВ радиостанции типа “Щегол” содержит УПЧ с полосой пропускания ±20 кГц, тогда как полоса сигнала в телефонном режиме составляет только ±3 кГц. Это позволяет вести беспоисковую и бесподстроечную связь, несмотря на нестабильность частот сигнала передатчика и гетеродинов приемника.

Однако наряду с сигналом через УПЧ проходит шум приемника. На выходе детектора (рис 4) выделяется телефонный сигнал с полосой от 300 кГц до 3 кГц и шум, занимающий полосу частот от 0 до 20 кГц. Распределение энергии шумов в этой полосе можно считать постоянным. Поэтому шумы в спектре сигнала адекватны шумам за его пределами.

Фильтр верхних частот (ФВЧ) позволяет выделить шум, исключая сигнал. Для этого частота верхнего среза фильтра выбирается выше верхней граничной частоты спектра сигнала.

В указанной радиостанции полоса пропускания ФВЧ простирается от 12 кГц и выше. Шум поступает через усилитель и детектор шума на схему сравнения. Туда же попадается сигнал, выделенный из тракта УПЧ с помощью специального детектора, полоса пропускания которого ограничена частотой верхнего среза 1-1.5 кГц, так как в ней сосредоточена основная энергия сигнала.

При одновременном детектировании напряжений сигнала и шума уровень напряжения на выходе схемы сравнения определяется отношением сигнал/шум. Если это отношение оказывается меньше трёх, то триггер подавителя шума переводится в такое состояние, когда полупроводниковый диод, включенный между детектором приемника и УНЧ, запирается напряжением, снимаемым с нагрузки триггера.

Рис 5(б) Форма огибающей сигнала изменяется. В ней появляется вторая гармоника, отсутствующая в модулирующем сигнале. Следовательно, возникают нелинейные искажения, ухудшающие разборчивость речи при телефонной связи.

В случае полного замирания несущей частоты рис 5(в) в сигнале на выходе детектора остаются только четные гармоники основного тона. Модулирующее колебание в нем отсутствует и воспринимаемая речь становится неразборчивой.

Селективные замирания одной боковой составляющей спектра амплитудно-модулированного сигнала сопровождаются поворотом её фазы. В неблагоприятном случае фазы верхней и нижней составляющих могут оказаться противоположными и низкочастотный сигнал, получаемый при их суммировании в детекторе, равным нулю. Если учесть, что обе боковые полосы амплитудно-модулированного телефонного сигнала содержат большое число спектральных составляющих и что они при селективных замираниях приобретают разную степень уменьшения амплитуды и различные фазовые сдвиги, то процесс детектирования приближается к суммированию случайных колебаний типа флуктуационных шумов. В этом случае среднеквадратическое напряжение на выходе детектора в раз превосходит уровень одной боковой полосы.

Для сравнения заметим, что детектирование сигнала при отсутсвии селективных замираний с синфазными боковыми составляющими спектра увеличивает уровень выходного напряжения в 2 раза относительно уровня одной боковой составляющей. Из этого следует, что напряжение сигнала на выходе приемника при отсутствии селективных замираний в , а мощность в 2 раза больше, чем при их воздействии.