Нелинейные помехи

Помехи нелинейного происхождения (нелинейные помехи) возникают в групповых устройствах, содержащих нелинейные элементы – диоды, транзисторы, катушки индуктивности с ферромагнитными сердечниками и др. Основными источниками нелинейных помех являются усилители линейного тракта, так как их число обычно весьма велико. При поступлении на вход нелинейного четырёхполюсника группового сигнала, содержащего ряд гармонических составляющих, на выходе этого четырехполюсника появляются колебания с новыми частотами – продуктами нелинейности, которых не было на входе. Частоты этих продуктов могут совпадать с частотами полезных сигналов. В соответствующих каналах в данном случае появляются посторонние колебания – нелинейные помехи.

Частоты продуктов нелинейности на выходе уселителя являются либо гармониками частотных составляющих входного группового сигнала, либо комбинационными частотами вида (mf_x±nf_y±qf_z±…), где f_x, f_y, f_z … - частоты составляющих входного группового сигнала; m,n,q,… - целые числа (0,1,2,…). Величина (m+n+q+…) указывает порядок продукта нелинейности. Если m±n±q±…=1, то такой продукт нелинейности называется продуктом нелинейности первого рада, если ≠1, то продукты нелинейности второго рода.

Например: 3f_x-f_y, 3+1=4, 3-1=2≠1, значит это продукт нелинейности четвертого порядка второго рода.

Мешающее действие нелинейных помех определяется мощностью и спектральным распределением продуктов нелинейности.

Амплитудная характеристика (АХ) усилителя в идеальном случае должна быть прямолинейна, реально же она квазилинейна (рисунок 17) и может быть аппроксимирована. Хорошую аппроксимацию дает степенной полином. Для квазилинейного участка достаточно трех членов полинома.

Рисунок 17 - Амплитудная характеристика усилителя

U_вых = а_1× Uвх + а_2× U_вх² + а_3× U_вх³,

где U_вх = Uо × cosω_оt, т.е. на входе гармонический сигнал.

Тогда U_вых = а₁ Uо × cosω_оt + 1/2 а₂ Uо² × cos2ω_оt + 1/4 а₃ Uо³ ×cos3ω_оt...= U_1г × cosω_оt + U_2г × cos2ω_оt + U_3г ×cos 3ω_оt...

где U_1г - амплитуда полезного сигнала;

U_2г,U_3г - амплитуды второй и третьей гармоники сигнала, чем они меньше, тем лучше.

Нелинейные помехи принято оценивать затуханием нелинейности, которое определяется следующим образом:

А_2г = р_1г - р_2г = 20 lg (U_2г / U_1г),

А_3г = р_1г - р_3г = 20 lg (U_3г / U_1г).

При нулевом уровне передачи затухание нелинейности равно А_2г0 и А_3г0, тогда: А_2г = А_2г0 - р_пер, А_3г = А_3г0 - 2р_пер. Таким образом, при увеличении уровня передачи затухание нелинейности уменьшается.

Дата добавления: 2014-12-16