Способ освобождения от помех

Способ освобождения от помех

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСЯНИЕ способа освобождения ст помех.

K авторскому свидетельству М. Е. Старика, заявленному 13 июля

1935 года (спр. о перв. " и 172873).

О выдаче авторского свидетельства оиубликовано 29 февраля 1!33 1 ода.

Наиболее важным и распространенным способом освобождения от помех является метод частотной селекции.

Однако, повышение селекции имеет, как известно, принципиальное ограничение, вытекающее из того обстоятельства, что любая передача занимает не одну частоту, а более или менее широкую полосу частот. В силу этого, во избежание ослабления и искажения принимаемых сигналов полоса пропускания приемного устройства не может быть сделана меньше, чем полоса частот, занимаемая данным родом связи. Как бы ни были совершенны современные технические средства частотной селекции, она не может дать освобождения от помех, частоты которых лежат внутри данного канала связи и в лучшем случае может лишь обеспечить полное исключение помех, лежащих вне полосы частот данного канала.

Таким образом, для исключения помех, частоты которых лежат в полосе данного канала связи, предлагалось уже использовать другой признак, кроме частоты, для различения полезного и мешающего сигналов, а именно применять расположение спектра частот сигнала и помехи относительно несущей частоты сигнала.

С этой последней точки зрения помехи можно разделить на два класса:

1. Помехи, слагающие частоты которых расположены несимметрично по отношению к несущей частоте сигнала.

Сюда относятся главным образом помехи от других передатчиков, за исключением лишь случая, когда несущая частота помехи точно совпадает с часто; той принимаемой станции, и некоторые, другие виды помех.

2. Помехи, слагающие частоты которых расположены симметрично относительно несущей частоты сигнала. Сюда относятся разного рода апериодические (атмосферные, индустриальные и др.) помехи, частотный спектр которых может быть принять сплошным и в пределах некоторой полосы постоянным по интенсивности. Сюда же относится упомянутый случай совпадения частоты мешающей станции с частотой принимаемой.

Что касается спектра полезного сигнала, то в применяемых обычно системах он совершенно симметричен относительно несущей частоты.

Это различие между полезным сигналом и помехами первого класса и используется для выделения первого.

Настоящее изобретение касается способа освобождения от помех, основанного на указанного вида отличии, и состоит в том, что с помощью фильтров отделяют боковые частоты принимае1 мого сигнала и затем, продетектировав их раздельно, комбинируют полученные при этом токи соответствующим образом.

Схема применяемого для этого устройства изображена на фиг. 1 прилагаемого чертежа, где фиг. 2а — 2ж представляют графическое пояснение принципа действия этой схемы.

Принимаемые сигналы, воспринимаемые антенной А, усиливаются усилителем высокой частоты и затем подаются на три фильтра Ф„Ф, и Ф„имеющие соответственно полосы пропускания:

e1 — от fp до о + Fmax

Фр от fp Fmax до (О

Ԅ— от fp — Fmax до /,+Р„„,„, где f,— несущая частота и Fm;„— высшая частота модуляции принимаемой станции. Выходные напряжения от фильтров подаются соответственно на детекторы,4 „Д„Л,.

Спектр э.д.с., подводимых к фильтрам, представлен на фиг. 2а, причем предположено, что, кроме желательных сигналов с несущей частотой f,, модулированной непрерывным спектром частот от Р;„до Fm„„, на приемник воздействует мешающая передача с частотой fa, модулированная одной частотой F, благодаря чему получа1отся боковые -;астоты

fa= f,, — F u f =f,+Г.

На фиг. 2б показаны кривые пропускания трех фильтров, а на фиг. 28, 2г и 2е — спектры колебаний после прохождения через соответственные фильтры Ф, (фиг. 28), Ф, (фиг. 2г) и Ф, (фиг. 2е) и последующего выпрямления детекторами Д,, Д2 и Я, соответственно.

После усиления усилителями У, и У, выпрямленные напряжения от детекторов Д1 и Д, с помощью трансформаторов Т, и T воздействуют на контур К„ причем направление включения обмоток трансформаторов и величина усиления усилителей У, и У, подбирается так, чтобы напряжения полезного сигнала взаимно уничтожались. При этом действующая в контуре э.д.с. имеет спектр по фиг. 2д, где сохраняются лишь напряжения помехи (последние не уничтожаются взаимно,.так как вследствие несимметрии помехи слагающие частот ее в выходе детекторов Д, и Д, различны, как видно из фиг.:26 и 2г). Контур К, с помощью трансформатора Т, связан с контуром К„которыи с другои стороны трансформатором Т., связан с выходом детектора Я,.

Надлежащим подбором направления включения трансформаторов Т, и Т, и величины подаваемых ими напряжений можно получить взаимное уничтожение слагающих помехи, содержащихся в спектрах фиг. 2д и 2е. Таким образом получаем чистый спектр полезного сигнала (фиг. 2ж), воздействующий на громкоговоритель Г»„ или телефон 11.

Телефон l; служит для контроля уравновешивания напряжений в контуре К,.

При указанных выше графических построениях все процессы упрощены.

Для выяснения количественной величины освобождения от помех может быть сделан следующий расчет, причем для упрощения предположено, что как принимаемая станция, так и помеха модулированы каждая своей единственной частотой.

Пусть p)p = 2-, fp — несущая частота принимаемой станции р, = — 2-F, — частота модуляции ее

F„— амплитуда несущей частоты принимаемой станции и,=2-. f„= — а,+Ь вЂ” несущая частота помехи р, = 2-. F — частота модуляции ее

S — амплитуда несущей частоты по мехи, Тогда напряжение на выходе усилителя УВЧ будет иметь форму:

Ео sin а, t+ - sin (mp+p,) t+

+-- — s»1n n(>>p — Р ) +

+s sin (esp+ü) t+ sin (и,+

lг S

+ +р ) +,1 Я1п (mp+Ь вЂ” р,)) 1 (1

Положим для определенности, что оо+Ь+ р, (о, (что не нарушает общности выводов).

Тогда после фильтра Ф, напряжение будет иметь форму:

Ep sin о о t+ 2 sin (о о+Р ) +

+S siil(6)0+ d) +

+ 2 sin(î+ +Рг) t . (2)

Аналогично после фильтра Ф,,:

Esin

+ „Siii (<"о+ Рг) . (З)

После же фильтра Ф, получим напряжение вида (1) без изменения. Предполагая квадратичное детектирование, можем найти слагающие звуковой частоты на выходе детекторов.

После детектора Д,:

m Ео - cos р, г+ Ео S cos b г+

+, cos (Ь+рг) 1+ г - о

+ — — - — cos (Ь вЂ” р,) 1+

km 5Е<

+ —, — " соз (Ь + рг — р,) 1 -,— д г

+ — — cos p. t

После детектора Д:

m L0 kЕS —,, - cospi t+ - cos(p, — Ь) t —

4 cos(Рг Pi Ь) г .. (5) +, соз(Ь р,) t+

+ сов(Ь+рг+р,) t+

nikSEо

+ cos(p,— р — b) t+

И S -

k S, совр 1+ cos2p t .. (6) После вычитания (5) из (4) получим спектр, не содержащий полезной частоты р

Еф cos Ы+,, cos (Ь+рг) t+ г о

+ сов(Л р,) t+ cos(p — pi — ) + г -о

+,, cosp, t — —;,:о- cus(p — Л) t—

/г т. Ео соя(рг. — — р, — Ь) t.

Вычитая последнее выражение из (6), получим окончательный спектр выходного сигнала:

Е,, - cosp, t+ пS cos(p.— Ь) t+ —, — сов 2р, (—, " о — cos (Ь вЂ” р,) t —, + 4 (- Р1 ) + cos (р — р, — Ь) t+

2 S - И S"+ cosp„1+ cos 2p t.

После детектора Я,: т Е, совр, 1+ Ео S cos Ы+

+ соз(Ь+р)г+

+ соя(Ь вЂ” р.,) 1+ cos 2р, t+

kSE гггг Еог

+ — cos (Ь вЂ” pi) t+

+ — - cos (Ь+р., — р,) +

+ — cos (p — p1 — b) t—

Отношение мощности помех к мощности полезного сигнала выразится через

/г- $.-

iii з)п !ig—

/ 1

lг - 5

1 16 ь

/г = 0,3 — 9,5 db при m.=

/г — 0,7 — 3,8 db

k =0,3 — 7,3 db.

m=0,3

m=0,7

При обычной системе выходное напряжение имело бы спектр (6). Относительная мощность помех выразится в этом случае в виде:

Выгода, даваемая предлагаемой системой, определяется отношением —.,—. Это отношение зависит от коэфициентов модуляции k и m, выраженное в db равнс:

Описанный метод освобождения от помех применим в тех случаях, когда уровень атмосферных помех не очень высок, взаимные же помехи станций и гетеродинная интерференция между ними сильны, например, в радиовещательном диапазоне.

Некоторое усложнение приемного устройства вполне оправдывается получаемым выигрышем в свободе от помех в 4 — 9,5 db, по крайней мере для более ответственных приемных станций, например, ретрансляционных.

Однако, в других случаях, например, на более длинных волнах глазную роль играют атмосферные помехи, отнесенные ко второму классу. В этих случаях предложенный метод неприменим, так как и помеха и сигнал имеют симметричные спектры. Для возможности разли(чения помехи и сигнала частотный (спектр сигнала должен быть сделан несимметричным непосредственно на передающей станции. Это может быть достигнуто, например, изменением фазы одной из боковых частот па обратную, т. е. передачей, имеющей форму:

В приемном устройстве . ри этом достаточно иметь лишь два фильтра Ф1 и Ф» с соответствующими детекторами

Д, и Л. Из предыдущего рассмотрения ясно, что в телефоне 1, будет слышна только полезная передача, помеха же будет в значительной степени ослаблена, Аналогичный расчет показывает, что выигрыш предлагаемой системы будет

,составлять 26db при т = 0,1 и 9db ! при т=08.

При практическом выполнении предлагаемых устройств рационально использовать принцип супергетеродина с тем, чтобы фильтры Ф„Ф и Ф, работали ( всегда на одной и той же частоте. (Предмет изобретения

1. Способ освобождения от помех с использованием симметрии и асимметрии сигнала и помех относительно несущей частоты, отличающийся тем, что фильтрами отделяют боковые частоты принимаемого сигнала, раздельно их детектируют и затем комбинируют полученные токи между собой и с током, полученным от выпрямления неразделенного сигнала.

2. Применение способа по п 1 для приема передачи с боковыми частотами, имеющими противоположные фазы.

3. При способе по п. 1 применение супергетеродинного приемника.

В авторскому свидетельству M. K. Старика ¹ 45963

Ф иг. 3А сл„, 1

Ц /, Г j

Ф.гl„ йййИИ1Ж ь

T»:-:. „Печ1тнь.1 Труд . Зак. 3397 — 700