Динамический диапазон приемника по интермодуляции, определение которого дано раннее, является важным параметром радиоприемного устройства. Его значение связано со значением точки пересечения. Зная точку пересечения N-го порядка, приведенную к входу, можно рассчитать динамический диапазон по интермодуляции N-го порядка. Для получения нужных соотношений обратимся к рис. 9.20, где представлены графики уровней сигналов на основных частотах и интермодуляционного продукта N-го порядка.
П
усть fим = | nf1 mf2 | и N = n + m. Обозначим уровень полезного сигнала на входе приемника, от которого ведется отсчет динамического диапазона приемника по интермодуляции Ps вх = MDS. На выходе РПУ
Ps вых = MDS + G, где G – коэффициент усиления приемника, дБ. Верхняя граница динамического диапазона приемника по интермодуляции N-го порядка равна восприимчивости РПУ к интермодуляции N-го порядка. Для приемников гражданского применения восприимчивость приемника к интермодуляции определяется уровнем испытательных сигналов при kим = 1. Это означает, что на выходе приемника уровень интермодуляционного продукта N-го порядка также равен Ps вых. Как следует из определения динамического диапазона по интермодуляции и как видно из рис. 9.20, уровень испытательных сигналов на входе РПУ в этом случае составляет Pi вх = MDS + + Dим N , где Dим N – динамический диапазон приемника по интермодуляции N-го порядка, дБ.
Рассмотрим на рис. 9.20 два треугольника: ABC и DBC. Из ABC найдем, что
BC = AC = IPNi– MDS.
С другой стороны, из DBC следует, что
BC = DС N = N(IPNi– Dим N– MDS).
Следовательно,
N(IPNi– Dим N– MDS) = IPNi– MDS,
откуда можно получить, что
 . (9.33)
Несколько слов о нижней границе динамического диапазона, обозначенной MDS. При оценке динамического диапазона по интермодуляции в большинстве зарубежных радиоприемных устройств под MDS понимают минимальный обнаруживаемый сигнал, дБм. В качестве такого сигнала для связных РПУ выбирают сигнал, равный уровню собственного шума приемника. В этом случае
MDS = –174 + 10 lg BR + NF,
где BR – полоса пропускания приемника, Гц; NF – коэффициент шума приемника, дБ.
При расчетах динамического диапазона отечественных РПУ по формуле (9.33) принимают MDS = PR, где PR – чувствительность РПУ, дБм.
Чтобы оценить связи между параметрами, связанными с нелинейными эффектами, обратимся к выражению (9.22) и найдем амплитуду испытательных сигналов, соответствующих точке пересечения наиболее опасного 3-го порядка интермодуляции. Поскольку при измерениях, связанных с определением точки пересечения, амплитуды входных сигналов устанавливают одинаковыми, то, полагая U1 = U2 = U и N = 3 (при этом k может быть 1 или 2), найдем
 (9.34)
В точке пересечения 3-го порядка имеем
Uим 3 = UIP3o = a1UIP3i (9.35)
и U = UIP3i . (9.36)
Здесь a1 – коэффициент линейного члена полинома, соответствующий коэффициенту усиления в линейном режиме. Подставив (9.35) и (9.36) в (9.34), получим
 ,
откуда
 . (9.37)
Сравнив (9.12), (9.16) и (9.37) и переходя к децибелам, найдем
P1 дБ, in = IP3i – 9.6, (9.38)
P1 дБ, in, бл = IP3i – 12.6. (9.39)
Выражения (9.38) и (9.39) определяют связи, существующие между параметрами, характеризующими разные виды нелинейных эффектов, которые могут происходить в электронных приборах, в том числе и в РПУ. Однако к этим соотношениям нужно относиться с определенной осторожностью, поскольку они получены в предположении, что передаточная функция мгновенных значений сигнала рассматриваемого электронного прибора является полиномом третьей степени. В общем случае, исходя из практического опыта, обычно отмечается, что связь между точкой компрессии 1 дБ и точкой пересечения 3-го порядка, приведенной к входу, имеет вид
IP3i = P1 дБ, in + (10…15), (9.40)
хотя встречаются случаи, когда отличие точки пересечения 3-го порядка IP3i от точки компрессии 1 дБ, P1 дБ, in, может составлять и более 15 дБ.
|
Скачать 3.78 Mb.