Zniekształcenia w torze w.cz. odbiornika

1. Skutki nieliniowości elementów wzmacniających i mieszaczy

Bezpośrednimi skutkami nieliniowości elementów wzmacniających (także mieszaczy) są bardzo często występujące zniekształcenia, które głównie biorą swój początek w nieliniowych elementach obwodów wejściowych odbiornika (elementy wzmacniające i mieszacze). Wpływ nieliniowości charakterystyki elementów może zostać odzwierciedlony przez następujące rodzaje zniekształceń: modulację skrośną oraz intermodulację

1. Zniekształcenia sygnału niemodulowanego na nieliniowym elemencie wzmacniającym

W przypadku braku zniekształceń sygnału mamy do czynienia z liniowym przebiegiem charakterystyki dynamicznej wzmacniacza (zależność prądu wyjściowego I_mwy lub napięcia U_mwy od amplitudy napięcia sygnału wejściowego). W praktyce przebieg tej charakterystyki jest prostoliniowy tylko dla małych amplitud napięcia U_ms, a dla większych wartości występuje zakrzywienie charakterystyki (jest nieliniowa): I_mwy=g_m.U_ms+1/8g^’’_mU³_ms+... –składnik mający wpływ na nieliniowość charakterystyki, pozostałe pomijamy

1. Zniekształcenia modulacji AM na nieliniowym elemencie wzmacniającym

Ponieważ ucho ludzkie jest bardzo wrażliwe na tzw. tony kombinowane (sumaryczna i różnicowa częstotliwość toru modulującego i jego harmonicznych) –należy odpowiednio ograniczyć współczynnik zawartości harmonicznych, gdyż wtedy poziom tonów harmonicznych radykalnie spada. Na podstawie wzoru: h_m.+(3/16)*m.*(g’’_m/g_m.)*U²_ms możemy obliczyć dopuszczalną wartość amplitudy napięcia wejściowego U_msmax, dla której współczynnik zawartości harmonicznych nie przekracza określonej wartości: U_msmax=SQRT[(16*h_m.*g_m.)/(3*m.*g^’’_m.)]=2.3*SQRT[(h_m.*g_m.)/(m.*g^’’_m.)]. Ponieważ wypadkowa zawartość harmonicznych na wyjściu odbiornika nie powinna przekraczać 10% dlatego wzmacniacz w.cz. lub p. cz. nie powinien wprowadzać więcej niż 1-2% harmonicznych, aby spełnic ten warunek , należy zastosować elementy wzmacniające o odpowiednim przebiegu charakterystyki przy odpowiednim ograniczeniu amplitud. Także zjawisko detekcji przyczynia się do występowania składowych małej częstotliwości na wyjściu, jest to zjawisko silnie nie pożądane, gdyż wytworzone w ten sposób napięcie na elementach RC może przeniknąć do innych stopni powodując dodatkowe zniekształcenie.

1. Modulacja skrośna w obwodach wzmacniacza w.cz. i mieszacza –przyczyny występowania, skutki

Jeżeli do wejścia odbiornika przenika sygnał niepożądany, który nie został stłumiony pomimo dość znacznych różnic częstotliwości pomiędzy jego falą a falą nośną sygnału niepożądanego. Zjawisko to spowodowane jest krzywoliniową charakterystyką wzmacniacza w.cz. oraz dość wysokim poziomem sygnału niepożądanego. Skutkuje to przenoszeniem do dalszych obwodów odbiornika sygnału niepożądanego za pośrednictwem fali nośnej sygnału pożądanego (jednoczesny odbiór 2 sygnałów pożądanego i niepożądanego)

1. Podać przykładową częstotliwość sygnału, który z dużym prawdopodobieństwem wywoła efekt modulacji skrośnej w odbiorniku AM dostrojonym do 10 MHz

10MHz ± 72 MHz = 9.28 MHz lub 10.72 MHz

1. Intermodulacja przy wielkiej częstotliwości w obwodach wzmacniacza w.cz. i mieszacza –przyczyny występowania, skutki

Przyczyny: przenikanie do obwodów wejściowych 2 dostatecznie silnych sygnałów niepożądanych, których suma lub różnica jest równa częstotliwości sygnału pożądanego. Przenikanie wynika z nieliniowości charakterystyki elementu wzmacniającego;

Skutek: przy braku sygnału pożądanego na wyjściu mogą wystąpić obydwa sygnały niepożądane, a w obecności sygnału pożądanego wystąpi dodatkowo zjawisko gwizdów interferencyjnych

1. Jakiego typu zakłócenia intermodulacyjne stanowią potencjalnie najistotniejsze zagrożenie dla odbioru radiowego. Dlaczego?

Zakłócenia intermodulacyjne nie są wywołane tylko przez sygnał kombinowany powstający przy sumie i różnicy sygnałów niepożądanych, lecz także jeden sygnał może spowodować zakłócenia intermodulacyjne wtedy gdy którakolwiek z jego harmonicznych na częstotliwość równą częstotliwości dostrojenia odbiornika. Źródłem zakłóceń intermodulacyjnych są wzmacniacze w. cz. Polega to na tym, że w pierwszym elemencie wzmacniającym odbiornika w skutek nieliniowości jego charakterystyki powstaje przemiana częstotliwości (sumacyjna), w wyniku której wytwarzają się częstotliwości, na które może reagować odbiornik. Najprostszym przypadek: gdy suma lub różnica częstotliwości sygnałów niepożądanych jest równa częstotliwości dostrojenia odbiornika. Do zmniejszenia zakłóceń powodowanych intermodulacją stosuje się tłumienie sygnału niepożądanego w obwodzie w. cz. (obwód o dużej dobroci) oraz przez zastosowanie pierwszego elementu wzmacniającego o charakterystyce zbliżonej do prostoliniowej z punktem pracy znajdującym się na najbardziej liniowym odcinku.

1. Podać częstotliwość f_z2 sygnału, która wywoła wraz z sygnałem f_z1=10020 kHz, zakłócenie intermodulacyjne trzeciego rzędu w odbiorniku dostrojonym do f_d=10000kHz

f_d=f_z2-2f_z1 lub f_d=2f_z2-f_z1; f_d=10000kHz; f_z1=10020kHz więc

f_z2=f_d+2f_z1=30040kHz oraz f_z2=0.5*(f_d+f_z1)=10010kHz

1. Blokowanie silnym sygnałem zakłócającym –przyczyny występowania, skutki

Blokowanie silnym sygnałem zakłócającym jest to efekt „zatkania” odbiornika na skutek detekcji sygnału w. cz. na nieliniowości stopni wejściowych odbiornika. Następuje zmniejszenie głośności lub utrata głośności stacji. Zazwyczaj efekt występuje w pobliżu nadajników.

1. Warunek występowania gwizdu interferencyjnego w odbiorniku radiofonicznym z przemianą częstotliwości

Przyczyną występowania gwizdów interferencyjnych: a) nieliniowość charakterystyk mieszaczy, b) niedostateczna selektywność obwodów w. cz. przed mieszaczem, c) szkodliwe sprzężenie między różnymi obwodami. Zjawisko przemiany częstotliwości i sprzężenia szkodliwe są przyczynami występowania gwizdów, w skutkach interferowania ze sobą różnych składowych tych napięć. Im więcej harmonicznych tym silniej występują gwizdy: