1. Визначення обмежувальної лінії позасмугового випромінення
Для заданого класу випромінення радіопередавача розрахувати необхідну смугу радіочастот і ширину контрольної смуги частот , а також розрахувати і побудувати обмежувальну лінію позасмугового випромінення, визначити закон її зміни на і
-тій дільниці апроксимації за наданими рівнями та , отримати математичну модель обмежувальної лінії, записати значення відносної потужності позасмугового випромінення для кожної з дільниць.
Пояснити, в яких випадках доцільна побудова обмежувальної лінії позасмугового випромінення і яку інформацію щодо випромінення можливо отримати порівнянням обвідної спектру потужності реального сигналу з обмежувальною лінією. Зробити висновки.
Згідно номеру залікової книжки:
– коефіцієнт
– коефіцієнт
Параметри для обчислення варіанту зазначено в табл. 1.
Таблиця 1. – Вхідні параметри
| N | Клас випромінення, ГОСТ 24375–80 |
Ширина необхідної смуги , кГц |
Ширина контрольної смуги , кГц |
Частота модуляції, кГц | Формули для розрахунку координат обмежувальної лінії | |
| По осі рівнів, дБ | По осі частот, кГц | |||||
| 6 | R3EGN |
|
||||
За даними табл. 1. визначаємо:
а) частоту модуляції ;
б) ширину необхідної смуги ;
в) ширину контрольної смуги ;
г) координати обмежувальної лінії за віссю ординат (рівнів) (дБ);
д) координати обмежувальної лінії за віссю абсцис (частот)
Результати представлені в табл. 2.
Таблиця 2 – Розраховані значення параметрів завдання
Ширина необхідної смуги , кГц |
Ширина контрольної смуги , кГц |
Частота модуляції, кГц |
Координати обмежувальної лінії | |
| По осі рівнів, дБ | По осі частот, кГц |
|||
| 6,7 | 7,705 | 6,7 |
|
= 8,04; = 9,38; = 16,08; = 29,48. |
Визначаємо границю першої дільниці апроксимації:
де – частота зламу характеристики.
Для спектральна щільність потужності незмінна, a дБ.
Для визначення координат точок, крізь які проводять апроксимовані прямі, обираємо сукупність точок і , і , де Точка перетинy цих прямих відповідає умові , де
Закон зміни спектру потужності в розстрочці визначаємо за виразом:
Вважаючи, що значення спектральної потужності в межах необхідної смуги є постійним, приймаємо дБ.
Для обчислення значень другої ділянки апроксимації визначимо скориставшись співвідношенням:
Інтенсивність зміни потужності спектру на третій ділянці апроксимації :
Отже:
Визначаємо значення рівня відносної потужності позасмугового випромінення для :
Отже, визначаємо як:
Для обчислення значень третьої ділянки апроксимації визначимо скориставшись співвідношенням:
Інтенсивність зміни потужності спектру на четвертій дільниці апроксимації :
Отже:
Визначаємо значення рівня відносної потужності позасмугового випромінення для :
Для обчислення значень четвертої ділянки апроксимації визначимо скориставшись співвідношенням:
Інтенсивність зміни потужності спектру на п’ятій дільниці апроксимації :
Визначаємо значення рівня відносної потужності позасмугового випромінення для
Отже, визначаємо як:
Таким чином, остаточна модель обвідної має вигляд:
За результатами розрахунків побудуємо обвідну потужності спектру сигналу.
Рисунок 1. – Обвідна потужності спектру сигналу
2. Визначення каналів, уражених інтермодуляційними завадами
В смузі частот МГц, яку надано радіослужбі, розміщені канали із частотним рознесенням =25 кГц. Відома присвоєна частота ,яка відповідає середині присвоєної смуги і визначає її положення на осі частот. Для роботи надається 11 частотних каналів в межах смуги. Робочі канали, в порядку їх зростання, відокремлені частотними проміжками , де .Клас випромінення R3EGN.
Необхідно:
– визначити порядкові номери конкретних 11-ти каналів, наданих в присвоєній смузі;
– на підставі попереднього частотного відбору визначити канали, що можуть бути уражені інтермодуляційним випромінення 3-го і 5-го порядків;
– на підставі енергетичного відбору виявити канали, фактично уражені інтермодуляційним випроміненням 3-го і 5-го порядків.
Знаходимо мінімальну та максимальну частоти, що обмежують присвоєну смугу:
Визначаємо центральну частоту першого каналу:
Послідовно визначаємо робочі частоти за формулою:
Визначаємо номери каналів, які відповідають робочим частотам за співвідношенням:
Відповідні частоти позначаємо як.
Визначити частоти каналів, в яких можлива поява ефекту інтермодуляції третього та п'ятого порядків можна за відповідними співвідношенням:
де – робочі частоти відповідних каналів , один з яких, наприклад, t
-й уражений інтермодуляційними випроміненнями.
Вираз для визначення частотних каналів, в яких можлива поява ефекту інтермодуляції третього та п'ятого порядків можливо замінити алгебраїчною комбінацією номерів робочих каналів :
.
В подальшому числами або можливо оперувати як відображеннями відповідних їм частот.
Для визначення номерів каналів, комбінація частот яких призводить до утворення ефекту інтермодуляції, необхідно скласти тривимірну таблицю, кожний осередок якої характеризується координатами або , а вміст осередку – відповідно сумою чисел:
, або
Результати зведені до табл. 2.1 типу діагональної матриці.
Таблиця складається з 11 підтаблиць. Перша з них має один стовпець, друга – два, -та складається з стовпців. Кількість рядків в підтаблицях формується за таким правилом: перша з них має рядків, в кожній наступній на один рядок менше, ніж в попередній. Остання -та підтаблиця має один рядок в кожному стовпці.
При обчисленні в стовпцях, позначених розміщують за зростанням номерів робочих каналів.
Якщо в заповненій таблиці знаходяться два (або більше) елемента з різними координатами та із однаковим вмістом , то будуть визначені канали, уражені інтермодуляційними спотвореннями загального виду.
Таким чином, про наявність інтермодуляційних спотворень третього порядку загального виду свідчать однакові числа в осередках одного стовпця загальної таблиці або однакові числа в межах однієї підтаблиці. Однакові числа в осередках з координатами, що не співпадають з свідчать про наявність спотворень п'ятого порядку загального виду.
Таблиця 2. – Визначення каналів, що можуть бути уражені інтермодуляційними спотвореннями на основі частотного критерію
| № підтаблиці | q
|
s
|
p
|
||||||||||
| 1
|
7
|
9
|
10
|
17
|
23
|
25
|
26
|
33
|
34
|
41
|
|||
| 1 | 1
|
1
|
3
|
||||||||||
| 7
|
9 | ||||||||||||
| 9
|
11 | ||||||||||||
| 10
|
12 | ||||||||||||
| 17
|
19 | ||||||||||||
| 23
|
25 | ||||||||||||
| 25
|
27 | ||||||||||||
| 26
|
28 | ||||||||||||
| 33
|
35 | ||||||||||||
| 34
|
36 | ||||||||||||
| 41
|
43 | ||||||||||||
| 2 | 7
|
7
|
15 | 21 | |||||||||
| 9
|
17 | 23 | |||||||||||
| 10
|
18 | 24 | |||||||||||
| 17
|
25 | 31 | |||||||||||
| 23
|
31 | 37 | |||||||||||
| 25
|
33 | 39 | |||||||||||
| 26
|
34 | 40 | |||||||||||
| 33
|
41 | 47 | |||||||||||
| 34
|
42 | 48 | |||||||||||
| 41
|
49 | 55 | |||||||||||
| 3 | 9
|
9
|
19 | 25 | 27 | ||||||||
| 10
|
20 | 26 | 28 | ||||||||||
| 17
|
27 | 33 | 35 | ||||||||||
| 23
|
33 | 39 | 41 | ||||||||||
| 25
|
35 | 41 | 43 | ||||||||||
| 26
|
36 | 42 | 44 | ||||||||||
| 33
|
43 | 49 | 51 | ||||||||||
| 34
|
44 | 50 | 52 | ||||||||||
| 41
|
51 | 57 | 59 | ||||||||||
Наявність випромінення передавачів, до яких відносять і інтермодуляційні випромінення, можна не враховувати, якщо їхня потужність на 40–60 дБ нижче потужності основного випромінення. Тому умову практично повної відсутності інтермодуляційного випромінення загального виду передавачем -го каналу можна записати, як
, або ,
де – ціле число, отримане заокругленням до найближчого більшого коефіцієнту, що залежить від класу випромінення ().
Для визначення каналів, уражених інтермодуляційними спотвореннями п'ятого порядку, випишемо рівняння типу та перевіримо умову. Наявність однакових чисел в комірках з координатами , які не співпадають з координатами – тобто всі числа різні – свідчить про наявність спотворень 3-го порядку загального вигляду у каналі, номер якого збігається з вмістом комірок. Результати представлені у вигляді табл. 3.
Таблиця 3 – Визначення каналів, уражених інтермодуляційними спотвореннями п’ятого порядку на основі енергетичного критерію
| 41=23+17+1=25+9+7 | max|a-b|=24 | 65=33+23+9=41+17+7 | max|a-b|=34 |
| 42=23+10+9=34+7+1 | max|a-b|=33 | 65=33+25+7=41+23+1 | max|a-b|=40 |
| 43=25+17+1=26+10+7 | max|a-b|=25 | 66=26+23+17=34+25+7 | max|a-b|=27 |
| 43=26+10+7=33+9+1 | max|a-b|=32 | 66=33+23+10=34+25+7 | max|a-b|=27 |
| 44=25+10+9=26+17+1 | max|a-b|=25 | 66=33+26+7=34+23+9 | max|a-b|=27 |
| 49=23+17+9=41+7+1 | max|a-b|=40 | 67=33+25+9=34+23+10 | max|a-b|=25 |
| 49=25+23+1=33+9+7 | max|a-b|=32 | 67=33+25+9=34+26+7 | max|a-b|=27 |
| 50=23+17+10=34+9+7 | max|a-b|=27 | 67=34+23+10=41+17+9 | max|a-b|=32 |
| 50=26+23+1=33+10+7 | max|a-b|=32 | 67=34+23+10=41+25+1 | max|a-b|=40 |
| 50=26+23+1=34+9+7 | max|a-b|=33 | 67=34+26+7=41+17+9 | max|a-b|=34 |
| 51=25+17+9=34+10+7 | max|a-b|=27 | 67=34+26+7=41+25+1 | max|a-b|=40 |
| 51=33+17+1=34+10+7 | max|a-b|=33 | 68=26+25+17=34+33+1 | max|a-b|=33 |
| 51=34+10+7=41+9+1 | max|a-b|=40 | 68=33+25+10=41+26+1 | max|a-b|=40 |
| 52=26+17+9=41+10+1 | max|a-b|=40 | 68=33+26+9=41+17+10 | max|a-b|=32 |
| 52=26+25+1=33+10+9 | max|a-b|=32 | 68=34+25+9=41+17+10 | max|a-b|=32 |
Оскільки для всіх каналів виконується умова , каналів уражених інтермодуляційними спотвореннями п’ятого порядку немає.
Для визначення каналів, уражених інтермодуляційними спотвореннями третього порядку, випишемо рівняння типу та перевіримо дану умову. Якщо дві координати різних комірок з однаковими числами співпадають (наприклад, або , але не або ) і при цьому інші чотири координати різні, то це свідчить про наявність спотворень 5-го порядку загального вигляду у каналі, номер якого збігається з вмістом комірок. Результати представлені у вигляді табл. 4.
Таблиця 4 – Визначення каналів, уражених інтермодуляційними спотвореннями третього порядку на основі енергетичного критерію
|
|
|||
| 25=17+7+1=23+1+1 | max|a-b|=22 | 61=26+25+10=26+26+9 | max|a-b|=17 |
| 27=17+9+1=25+1+1 | max|a-b|=24 | 61=26+25+10=34+17+10 | max|a-b|=17 |
| 28=17+10+1=26+1+1 | max|a-b|=25 | 61=26+25+10=34+26+1 | max|a-b|=33 |
| 31=17+7+7=23+7+1 | max|a-b|=22 | 61=26+25+10=41+10+10 | max|a-b|=31 |
| 33=17+9+7=23+9+1 | max|a-b|=22 | 61=26+26+9=34+26+1 | max|a-b|=33 |
| 33=17+9+7=25+7+1 | max|a-b|=24 | 61=34+17+10=34+26+1 | max|a-b|=25 |
| 33=23+9+1=25+7+1 | max|a-b|=18 | 61=34+17+10=41+10+10 | max|a-b|=31 |
| 34=17+10+7=23+10+1 | max|a-b|=22 | 63=23+23+17=33+23+7 | max|a-b|=26 |
| 34=17+10+7=26+7+1 | max|a-b|=25 | 65=25+23+17=33+23+9 | max|a-b|=24 |
| 34=23+10+1=26+7+1 | max|a-b|=19 | 65=25+23+17=33+25+7 | max|a-b|=26 |
| 35=17+9+9=25+9+1 | max|a-b|=24 | 65=25+23+17=41+17+7 | max|a-b|=34 |
| 35=25+9+1=33+1+1 | max|a-b|=32 | 65=25+23+17=41+23+1 | max|a-b|=40 |
Оскільки для всіх каналів виконується умова , каналів уражених інтермодуляційним спотворенням третього порядку немає.
Список літератури
1. Уайт Д. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. Вып. 3. Пер. с англ. Под ред. А.Д. Князева. – М.: Сов. радио, 1979. – 464 с.
2. Иванов В.А., Ильницкий Л.Я., Фузик М.И. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. – Киев: Техника, 1983. – 120 с.
3. Седельников Ю.Е. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Учебное пособие. – Казань. ЗАО «Новое знание», 2006 – 304 с.
4. Виноградов Е.М., Винокуров В.И., Харченко И.П. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. – Л.: Судостроение, 1986. – 264 с.
5. Г.С. Векслер, В.С. Недочетов, В.В. Пилинский и др. Подавление электромагнитных помех в цепях электропитания. – К.: Техника, 1990. – 167 с.