Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Рутледж Д. -> "Энциклопедия практической электроники" -> 130

Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.

Рутледж Д. Энциклопедия практической электроники — M.: ДМК Пресс, 2002. — 528 c.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка): enciklopediya2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 124 125 126 127 128 129 < 130 > 131 132 133 134 135 136 .. 193 >> Следующая

Нанесите метки на панель возле ручки настройки перестраиваемого генератора, соответствующие частотам 7000, 7010,7020,7030 и 7040 кГц. Эти метки потребуются при выполнении задачи № 35, когда надо будет устанавливать частоты для передатчика и приемника.
14. ШУМЫ И ИНТЕРМОДУЛЯЦИЯ
Чувствительность приемника ограничена шумом, который «заглушает» полезный сигнал. На работу приемника также негативно влияет нелинейность больших сигналов, что приводит к образованию интермодуляционных составляющих, блокирующих прием. Шумы - это произвольные напряжения или токи, которые возникают вне зависимости от наличия или отсутствия сигнала. Надо различать шумы и интерференционные помехи (нежелательные сигналы, поступившие в схему), а также шумы и замирание (изменение уровня сигнала, которое вызвано взаимодействием радиоволн, поступающих по двум различным направлениям). Существует множество различных источников шума. Отдельные виды шума могут быть вызваны токами смещения. В диодах из-за произвольного движения электронов возникает тепловой шум. Еще один вид шума, вызванного током, - это шум 1 / f, где энергия изменяется обратно пропорционально частоте. Он появляется в контактах и связан с энергетическими уровнями на поверхностях-ловушках. Как правило, шум 1 / f можно уменьшить путем более тщательной обработки сигнала. Но даже при отсутствии токов смещения возникает шум, связанный с резисторами, который называется шумом Джонсона (по имени Джона Джонсона (John Johnson) из компании Bell Telephone Laboratories, впервые измерившего его).
14.1. Шумы
На экране осциллографа шум проявляется в виде полосы, напоминающей траву. Его ,можно представить в виде функции U(t), но при этом нельзя предсказать значение амплитуды в последующие моменты времени. Предположим, что среднее значение шума по времени равняется нулю, потому что в одни моменты напряжение будет положительным, в другие - отрицательным, и эти периоды в целом компенсируют друг друга. Однако среднее значение функции U2(t) не будет нулевым, поскольку значения U2(t) всегда положительны. Отсюда следует, что
14.1. ШУМЫ І323
шум имеет среднеквадратическое значение U0115, которое рассчитывается по следующей формуле:
Urms=ix!u2(t)dt (14Л)
где t - время усреднения. Среднее значение мощности шум составляет:
Pn = UL/R (14.2)
где R - сопротивление нагрузки.
Выходной сигнал приемника характеризуется отношением сигнал/шум (С/Ш), которое определяется как
С / Ш = P / Pn (14.3)
где P - мощность выходного сигнала. В различных устройствах для нормальной работы требуются разные значения отношения сигнал/шум, но есть универсальная характеристика - величина входной мощности, которая необходима, чтобы обеспечить на выходе отношение сигнал/шум 1:1. Эту мощность называют минимально различимым сигналом (МРС). Для радиостанции NorCal 4OA величина MPC является достаточной, поскольку соответствует отношению сигнал/шум, которое используется при приеме информации с помощью азбуки Морзе. Минимально различимый сигнал можно вычислить, разделив мощность шума на выходе на коэффициент усиления всей цепи:
MPC = Pn/G (14.4)
Существует еще один способ оценки выходного шума - измерение в отсутствие сигнала. В этом случае MPC будет определяться как входной сигнал, при котором выходная мощность удваивается. Например, если мы вместо мощности измерим напряжение, тогда входной сигнал будет определяться как сигнал, при котором выходное напряжение увеличивается в раза. Для обычных приемников величина MPC меньше фемтоватта. Намного проще задать относительные мощности в децибелах, тогда 10 аВт будут записаны как -140 дБм, где буква «м» означает, что за относительную единицу принят один милливатт.
Шум не появляется лишь на одной частоте; мощность шума распределяется по всему спектру частот. Значит, надо рассматривать удельную мощность шума на конкретной частоте, а не мощность шума вообще. Определим удельную мощность шума Nкак мощность шума на единицу ширины полосы частот. Единицей измерения удельной мощности шума является ватт на герц (Вт/Гц). Если величина N постоянна при изменении частоты, можно записать:
Pn = NB (14.5)
где В - ширина полосы частот. Если N изменяется вместе с частотой, необходимо проинтегрировать N по всему интересующему нас диапазону частот, чтобы найти Pn. Ширина полосы частот приемника в первую очередь определяется шириной полосы пропускания фильтров промежуточной частоты. На практике
и*
[324І 14. ШУМЫ И ИНТЕРМОДУЛЯЦИЯ
используются самые разные значения этого параметра. Во многих приемниках есть возможность выбирать между узко- и широкополосными фильтрами. Узкополосные фильтры позволяют уменьшить шум, а использование широкополосных облегчает обнаружение сигнала.
Минимально различимый сигнал зависит от ширины полосы, поскольку мощность шума обычно ей пропорциональна. Имеет смысл ввести оценочный критерий, не зависящий от ширины полосы, потому что она, как правило, задается фильтрами, вклад которых в шум приемника невелик. В большей степени шум связан с преобразователями частоты и усилителями. Эквивалентная мощность шума (ЭМШ) зависит от N так же, как MPC от Pn. Запишем:
Предыдущая << 1 .. 124 125 126 127 128 129 < 130 > 131 132 133 134 135 136 .. 193 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed