4.2. Переходные шумы, вызываемые нелинейными передаточными характеристиками и АХ

Реальные модемы, в отличие от идеальных, имеют нелинейные ПХ и АХ устройств (см. рис. 4.1). Кроме того, крутизна ПХ ЧД зависит от амплитуды ВЧ сигнала на его входе. Влияние этих факторов рассмотрим раздельно.
Нелинейную характеристику можно представить в виде полинома по степеням входного воздействия. Для нелинейной ПХ ЧД вместо (3.6) можно записать

, (4.8)

где a_Д, b_Д, c_Д –коэффициенты аппроксимации, причём a_Д=k_Д. Подставляя в (3.12) k_Д из (3.7) и D w (t) из (3.8), получаем

или
, (4.9)

где .

Видим, что на выходе ЧД кроме u(t) появились продукты его нелинейного преобразования e _Г(t) — напряжение переходных шумов. Аналогичным образом можно пояснить воздействие нелинейности ПХ модуляторов и АХ ГУ. Устройства, через которые в РРЛ проходит сигнал на частотах линейного (группового) спектра, образуют групповой тракт РРЛ (Гр. Т). Шумы, возникающие в ТФ канале из-за нелинейности передаточных характеристик. ЧМД, ЧД и АХ ГУ, называют переходными шумами группового тракта.

Переходные шумы из-за паразитной AM. Положим, что ПХ ЧД идеальна, но огибающая ЧМ сигнала на входе ЧД меняется из-за паразитной AM. Последняя всегда имеет место в АРРС. Источники паразитной AM; неравномерность АЧХ ВЧТ, несогласованность АФТ с антенной и аппаратурой (см. рис. 4.3,г), тепловые шумы на входе приемника и др.

Полагая, что паразитная AM происходит по закону u(t), представим огибающую ЧМ сигнала на выходе УПЧ в виде:

где m_ам — индекс паразитной AM, Для подавления паразитной AM между УПЧ и ЧД ставят АО, который уменьшает глубину паразитной AM. Качество АО оценивают с помощью коэффициента подавления

или (4.10)

где m_вх и m_вых — индексы паразитной AM на входе и выходе АО, причем m_вх=m_АМ. Поэтому огибающая сигнала на входе ЧД

, где

Крутизна передаточной характеристики реального ЧД пропорциональна амплитуде ВЧ сигнала на его входе. Поэтому вместо (4.3) запишем для реального ЧД крутизну его передаточной характеристики в виде

(3.15)

Находим напряжение на выходе реального ЧД

, где

Откуда следует, что появилось напряжение нелинейных шумов e _АМ(t). Такие шумы называют переходными шумами из-за паразитной AM и неидеальности АО. Для идеального АО g =0 e _АМ(t)=0.

В заключение отметим, что ПШ в ТФ канале классифицируют в зависимости от источников искажений сигналов (источников помех). С этих позиций РРЛ разделяют на АФТ, ВЧТ и ГрТ (рис.4.4). В кружках показаны устройства, применяемые для снижения влияния искажений. Различают два основных механизма воздействия помехи на ЧМ сигнал: возникновение паразитной ФМ (ПФМ) и паразитной AM (ПАМ). При этом искажения сигнала возникают до ЧД. Устройства Гр Т искажают непосредственно ГС (после ЧД). Все искажения проявляются в виде ПШ на выходе ЧД.