Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про избирательность радиоприемного устройства по соседнему каналу , и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое избирательность радиоприемного устройства по соседнему каналу , по побочным каналам приема многосигнальная избирательность , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов.

Избирательностью называют способность радиоприемного устройства выделять полезный сигнал и ослаблять действие мешающих сигналов (помех) с помощью различных способов избирательности: частотной, временной, пространственной, поляризационной и др.

Временная избирательность применяется в основном при приеме импульсных сигналов, когда момент появления их известен достаточно точно. При этом используется метод стробирования, когда приемник открывается только на время ожидаемого прихода импульсного сигнала. Остальное время приемник закрыт, что уменьшает воздействие помех.

Пространственная избирательность осуществляется с помощью остронаправленных приемных антенн, а в настоящее время и путем управления фазированными антенными решетками (ФАР). Если источники сигнала и помехи разнесены по угловым направлениям, то можно существенно ослабить уровень внешней помехи на входе приемника, формируя в направлении на источник сигнала максимум диаграммы направленности приемной антенны, а в направлении источника помехи нули (провалы) в диаграмме направленности.

Поляризационная избирательность имеет основное значение. Это объясняется тем, что в радиовещании и в основных системах радиосвязи сигналы отличаются по частоте и их разделение наиболее просто можно осуществить с помощью резонансных цепей и фильтров

В отличие от чувствительности избирательность (селективность) нельзя оценить одним числом, т.к. из-за наличия электронных приборов с нелинейными характеристиками эффекты, вызванные одновременным прохождением сигналов и помех, могут отличаться от тех, какие имели бы место при раздельном их приеме. Поэтому для оценки избирательности пользуются различными способами оценки избирательности. К ним относятся оценка односигнальной избирательности и оценка эффективной (многосигнальной) избирательности.

а) Односигнальная избирательность.

При простейшем односигнальном методе оценки селективность описывается частотной характеристикой приемника при подаче на его вход одного гармонического сигнала малого уровня, не вызывающего нелинейных эффектов. Коэффициент усиления тракта радиочастоты Кзависит от частоты f и при . достигает максимального значения. Величина характеризует ослабление помехи. Зависимость представляет собой характеристику селективности.

Pисунок 3.4.

На графике по оси абсцисс откладывают частоту f или расстройку, а по оси ординат в относительных единицах или в децибелах

Избирательность количественно оценивают ослаблением при некоторой расстройке в обе стороны относительно .

Так, при испытаниях вещательных приемников диапазонов НЧ- ВЧ часто принимают =9 кГц, что соответствует ширине выделяемого частотного канала. Тогда частоты 9 кГц будут несущими частотами соседних каналов, а соответствующие им значения будут характеризовать селективность по соседнему каналу кГц.

Для супергетеродинного приемника селективность по зеркальному каналу оценивается ослаблением при .

Иногда избирательность оценивают степенью близости реальной характеристики к идеальной. Идеальной с точки зрения селективности является прямоугольная характеристика , для которой =0 в пределах полосы пропускания и за ее пределами.

Pисунок 3.5.

Степень близости реальной характеристики к идеальной характеризуют коэффициентом прямоугольности характеристики

,где - полоса пропускания на уровне 3 дБ ( =0,7);

- полоса пропускания на уровне дБ.

б) Эффективная (многосигнальная) избирательность учитывает нелинейные эффекты при одновременном действии сигнала и интенсивных помех.

Различают несколько типов многосигнальной селективности; основные из них двух- и трехсигнальная селективность.

Нелинейные эффекты в усилительных и преобразовательных каскадах, обусловленные в основном нелинейной вольт-амперной характеристикой активных приборов при больших уровнях сигнала или помех могут вызвать следующие явления.

Сжатие амплитуды радиосигнала, т.е. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . нарушение линейной зависимости между амплитудами сигнала на выходе и входе каскада. Это явление происходит в режиме большого полезного сигнала и количественно характеризуется коэффициентом сжатия

,

где - изменение средней крутизны за период входного сигнала;

- крутизна в рабочей точке ВАХ электронного прибора.

Сжатие амплитуды сигнала в последовательно соединенных nкаскадах равно алгебраической сумме коэффициентов сжатия каждого каскада.

Блокирование полезного сигнала, выражающееся в изменении коэффициента передачи приемного тракта при действии мешающих сигналов, частоты которых отличаются от частот основного и побочного каналов приема. Чаще всего коэффициент передачи уменьшается, что приводит к уменьшению отношения сигнал/шум на выходе приемника или снижению его чувствительности. Количественно это явление оценивают коэффициентом блокирования

,

где - амплитуда составляющей сигнала, обусловленной воздействием помех;

- амплитуда составляющей сигнала в отсутствие помех.

Для многокаскадного устройства равен сумме подобных коэффициентов отдельных каскадов.

Перекрестные искажения радиосигналов, проявляющиеся в переносе модуляции с мешающего внеполосного сигнала на полезный. Это явление может возникнуть в случае, когда полезный сигнал проходит через параметрический каскад, комплексная передаточная функция которого изменяется во времени по закону сильного помехового внеполосного сигнала, находящегося по частоте на скатах АЧХ данного каскада. При изменении модуля передаточной функции в такт с изменением помехового сигнала возникает амплитудная перекрестная модуляция, а при изменении аргумента - угловая перекрестная модуляция.

Количественно искажения оцениваются коэффициентом перекрестных искажений

,

где - амплитуды спектральных составляющих, образовавшихся после детектирования вследствие перекрестной модуляции;

- амплитуда полезной составляющей после детектирования.

Взаимная модуляция (интермодуляция) между помеховыми внеполосными сигналами, а также между внеполосными сигналами и шумами.

Как уже отмечалось нами ранее (при рассмотрении супергетеродинного приемника) интермодуляция представляет собой процесс образования помех с комбинационными частотами, близкими к частоте сигнала, вследствие действия на нелинейный элемент двух или нескольких интенсивных помех с разными частотами.

Количественно интермодуляцию оценивают уровнем составляющих взаимной модуляции на выходе устройства по отношению к амплитуде одного из одинаковых взаимодействующих сигналов, который определяется как двухсигнальный коэффициент нелинейных искажений.

Избирательность приемника по соседнему каналу (односигнальная избирательность)

Избирательность по соседнему каналу — это способность приемника принимать полезный сигнал на заданной частоте канала с заданной вероятностью ошибки в присутствии мешающего сигнала по соседнему каналу. Обычно для задания избирательности по соседнему каналу предъявляются требования к глубине подавления частоты первого и второго соседних каналов. График, иллюстрирующий требования к приемнику по подавлению соседнего канала приведен на рисунке 1.

Рисунок 1. Избирательность приемника по соседнему каналу (односигнальная избирательность)

Подавление соседнего канала в этом случае определяется как отношение коэффициента передачи главного тракта приемника на рабочем канале к его коэффициенту передачи на соседнем канале:

Иногда кроме требований по подавлению соседнего канала к приемнику предъявляются требования по подавлению второго соседнего канала f2ск и более дальних каналов:

Обычно требования избирательности по соседнему каналу выполняются фильтром основной избирательности главного тракта приема. Часто требования к подавлению первого соседнего канала и к подавлению удаленных каналов различаются. В этом случае избирательность приемника задается маской, пример которой приведен на рисунке 2.

Рисунок 2. Маска избирательности приемника по соседнему каналу

Подавление сигнала соседнего канала в зависимости от назначения приемника и вида принимаемого сигнала может меняться и в настоящее время в связных приемниках может достигать 80 дБ.

Избирательность приемника по побочным каналам приема

В ряде схем приемников, таких как супергетеродин или супергетеродин с двойным преобразованием частоты, кроме основного канала приема присутствуют побочные каналы приема, такие как зеркальный канал первой и второй промежуточной частоты, прямое прохождение по каналу первой и второй промежуточной частоты. Эти каналы возникают в результате неидеальности главного тракта приема. Причины образования этих каналов приема мы рассмотрим подробнее в следующих главах.

При задании требований к радиоприемнику задаются параметры, определяющие подавление сигналов побочных каналов приема. Обычно требования по побочным каналам приема задаются не хуже подавления по соседнему каналу, а в ряде случаев значительно жестче. Подавление побочных каналов в современных аналоговых трактах приема составляет не менее 80 дБ.

Параметры, обусловленные нелинейностью тракта приема (Многосигнальная избирательность)

Интермодуляция

Интермодуляция (Intermodulation) — явление возникновения на выходе приемника помех при действии на его входе двух или более помех, частоты которых не совпадают с частотами основного и побочных каналов приема.

В результате взаимодействия помех с частотами f1 и f2 на нелинейных элементах приемного устройства возникают интермодуляционные продукты вида:

. (1)

При этом в приемном тракте может получаться сигнал интермодуляционной помехи с частотой, равной частоте полезного сигнала или попадающей в полосы каналов побочного приема приемника. Такие помехи обрабатываются в приемном устройстве совместно с полезным сигналом, ухудшая качество принимаемого сообщения. Механизм возникновения спектральных составляющих подробно рассмотрен в статье диодный смеситель и в литературе [3], а продукты нелинейного преобразования вплоть до третьего порядка приведены в той же статье на рисунке 3.

Рассмотрим механизм возникновения интермодуляционных искажений. Пусть на вход радиоприемного устройства воздейтвуют две помехи с частотами f1 и f2

Рисунок 1. Механизм возникновения интермодуляции

При измерении интермодуляционных помех на вход приемника подается два гармонических сигнала, настроенных на частоты второго и четвертого соседних каналов. Как это хорошо видно на спектре сигнала на выходе первого усилительного каскада, приведенном на рисунке 2, выше или ниже принимаемой частоты будут подаваться эти частоты, для возникновения интермодуляционной помехи на принимаемой частоте значения не имеет. Методика измерения интермодуляционных помех приведена в [4].

Рисунок 2. Спектр сигнала при подаче на вход приемника двух гармонических сигналов одинаковой амплитуды

Коэффициент интермодуляционных искажений второго порядка определяется как отношение амплитуды комбинационной составляющей f2 ± f1, к амплитуде одного из входных сигналов. Обычно этот коэффициент выражается в относительных едининицах (дБс) — децибеллах относительно несущей. Еслидиапазон принимаемых частот радиоприемного устройства достаточно узок, как это имеет место для систем УКВ мобильной связи или систем сотовой связи, то комбинационные частоты второго порядка образуются за диапазоном принимаемых частот и подавляются входным фильтром приемника.

На практике для количественной оценки интермодуляционных искажений (InterModulation Distortion, IMD) используют коэффициенты, вычисляемые при подаче на вход приемника двух внеполосных гармонических сигналов f1 и f2 с равными амплитудами:

коэффициент интермодуляционных искажений третьего порядка — отношение амплитуды комбинационной составляющей 2∙f2 – f1 (или 2∙f1 – f2) к амплитуде одного из этих сигналов на входе.

Продукты третьего и более высоких порядков, возникающие при смешивании двух интерферирующих радиосигналов могут создавать сигнал помехи в рабочем канале. Так как полоса обрабатываемых частот обычно ограничивается в преселекторе на входе приемника, то нелинейность измеряется путем подачи на вход приемного устройства двух сигналов равной амплитуды с частотами f1 и f2, достаточно близко расположенными к частоте настройки приемника. При этом измеряется уровень продуктов интермодуляции третьего порядка 2∙f1 – f2 и 2∙f2 – f1. Другие комбинационные продукты обычно находятся вне полосы рабочих частот приемника и подавляются фильтром основной избирательности.

Подавление эффекта интермодуляции (Intermodulation response rejection) — мера способности приемника приниматьтребуемый сигнал на частоте рабочего канала в присутствии двух или более сигналов помех, которые имеют определенное соотношение частот с требуемым сигналом.

Блокирование

Нелинейные искажения принимаемого сигнала в приемном устройстве могут возникать не только в том случае, если его уровень значителен, но и при воздействии сильной внеполосной помехи. Нелинейность приемного тракта приводит к тому, что при появлении помех, воздействующих на вход приемника на частотах, которые не совпадают с частотами основного и побочных каналов приема, происходит изменение уровня полезного сигнала или изменение отношения сигнал/шум на выходе приемника. Воздействие мощной помехи на вход приемника приводит к снижению коэффициента усиления устройства. Такое явление называется блокированием приемника (Blocking). Численно блокирование может быть оценено с помощью коэффициента блокирования:

где: Uвых — амплитуда сигнала на выходе приемника при отсутствии помехи на входе;
Uбл — амплитуда сигнала на выходе приемника при действии помехи на входе.

Таким образом, при отсутствии блокирования в приемнике Кбл = 0. Коэффициент блокирования тем сильнее, чем больше уровень помехи на входе и чем ближе частота помехи к частоте полезного сигнала. Это влияние определяетсяизбирательностью приемника по соседнему каналу.

Однодецибельная точка компрессии CP1

Еще одним параметром оценки линейности тракта радиоприемного устройства является однодецибельная точка компрессии, (1-dB compression point), определяемая как точка на амплитудной характеристике, в которой коэффициент усиления по мощности уменьшается на 1 дБ по сравнению с идеальным. Иллюстрация определения однодецибельной точки компрессии радиоприемного устройства приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Иллюстрация определения однодецибельной точки компрессии

Статью про избирательность радиоприемного устройства по соседнему каналу я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое избирательность радиоприемного устройства по соседнему каналу , по побочным каналам приема многосигнальная избирательность и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Устройства приема и обработки радиосигналов, Передача, прием и обработка сигналов