Коррекция линейных искажений в системах связи с частотным разделением каналов

Вся система ЧРК нуждается в коррекции, так как в реальном линейном тракте присутствуют частотные искажения, которые появляются из-за неравномерности АЧХ и ФЧХ.

На рисунке 3.11, а показаны АЧХ и ФЧХ идеального тракта. Реально же в тракте (рисунок 3.11, б) происходит затухание сигнала, зависящее от частоты. Чтобы это преодолеть, нужно затухание a компенсировать усилением K с такой же частотной зависимостью. Эта процедура называется частотной коррекцией.

Рисунок. 3.11 – частотные характеристики: а) идеального тракта;

б) реального тракта

Существуют следующие виды искажений частотных характеристик:

- основные (заранее известные отклонения АЧХ и ФЧХ от идеальных);

- регулярные (возникают из-за неидеальности коррекции, и они накапливаются от участка к участку);

- случайные – возникают непредсказуемо, из-за неоднородности участков линий связи (волновое сопротивление), из-за изменения параметров аппаратуры (старение, изменение температуры) и изменения параметров кабельных линий (изменение температуры и влажности).

Для компенсации искажений существуют следующие виды корректоров:

- постоянный корректор (его параметры не меняются);

- переменный корректор (регулирует оставшиеся частотные искажения).

Переменный корректор бывает трех видов (по типу компенсации):

1. Плоский регулятор (РП).

2. Наклонный регулятор (РН).

3. Криволинейный регулятор (РК).

Рисунок 3.12 – характеристики корректоров:

а) плоский регулятор;

б) наклонный регулятор;

в) криволинейный регулятор;

t_n – параметр (температура и т.п.)

На рисунке 3.12 показаны характеристики корректоров. В зависимости от уровня сигнала в канале РП вносит дополнительное затухание (постоянное по всей полосе частот). РН вносит дополнительное затухание, линейно зависящее от частоты. РК компенсирует нелинейные искажения частотной зависимости затухания.

Теперь рассмотрим место включения корректора:

1. На выходе усилителя. Недостаток этого метода – падение мощности сигнала за счет затухания в корректоре. Для компенсации этого падения необходимо увеличивать коэффициент усиления К и мощность источника питания.

Рисунок 3.13 – Корректор на выходе усилителя

2. На входе усилителя. Недостаток этого метода – защищенность сигнала хуже, поскольку входной сигнал ослабляется корректором, а собственные шумы усилителя остаются неизменными.

Рисунок 3.14 – Корректор на входе усилителя

3. В цепи отрицательной обратной связи. Здесь недостатки первых двух методов устраняются, но в системе возможно самовозбуждение. Дело в том, что разность затухания в тракте на частотах f_min,max может достигать 60 Дб. Такую же частотную неравномерность должен иметь и корректор (рисунок 3.15).

Рисунок 3.15 – Амплитудная и фазовая неравномерности

корректора

Увеличение амплитудной неравномерности вызывает значительную фазочастотную неравномерность. Разность фаз на границах частотного диапазона может достигать 180°. Поэтому отрицательная обратная связь, необходимая для устойчивой работы корректора, может превратиться в положительную. Поэтому корректоры с обратной связью с запасом по устойчивости компенсируют амплитудно-частотные искажения с перепадами не более 25–30 Дб.

Рисунок 3.16 – Корректор в цепи ОС

4. Комбинированный метод с двумя корректорами (недостатков меньше и защищенность сигнала лучше, чем во втором способе). Этот метод является самым распространенным на практике.

Рисунок 3.17 – Комбинированный метод с двумя

корректорами

5. Комбинированный метод с повторным усилением (требует большего числа усилителей и поэтому используется редко).

Рисунок 3.18 – Комбинированный метод с повторным

усилением