CC BY
28
Рисунок 2. Схема весов электрическая принципиальная
Список литературы
1. Пахомов, А.Н. Типы кинетических кривых, получаемых при сушке капель жидких дисперсных продуктов/ А.Н. Пахомов, Ю.В. Пахомова // Химическая технология. 2014. № 10. С. 620-623.
2. Нечаев, В.М. Автоматические весы для записи кривой сушки/, В.М. Нечаев, В.И. Коновалов, А.П.
Пасько// Труды МИХМа, вып. 51. -М. :МИХМ, 1974.-с.15-18
3. Кацнельсон, О.Г. Автоматические измерительные приборы с магнитной подвеской/ О.Г. Кацнельсон, А.С. Эдельштейн // М.,Энергия,1970, 320с.
4. Гумеля, Е. Качество и схемотехника УМНЧ// Радио.- 1985.- N9.- с.-31-35
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТОТНЫХ ДЕТЕКТОРОВ
Плаксиенко Владимир Сергеевич
Докт. техн. наук, профессор кафедры радиоприемных устройств, г. Таганрог
Плаксиенко Нина Евгеньевна Канд. техн. наук, доцент кафедры радиоприемных устройств, г. Таганрог
Сиденков Александр Сергеевич
Аспирант кафедры радиоприемных устройств, г. Таганрог, Институт радиотехнических систем и управления, Инженерно-технологической академии, Южного федерального университета, г. Таганрог
В реальных условиях радиоприема вследствие различных дестабилизирующих факторов значения частоты сигнала, частоты гетеродина и промежуточной частоты могут изменяться во времени и значительно отличаться от расчетных значений, определяемых при проектировании радиоприемных устройств. Если расстройки частот от их номинальных значений весьма велики, то значительная часть боковой полосы спектра сигнала оказывается вне
полосы пропускания усилителя промежуточной частоты (УПЧ) и это приводит к линейным искажениям принятого информационного сообщения. Для устранения этого эффекта на практике применяют системы автоматического регулирования (САР), называемые системами автоподстройки частоты (АПЧ) [1].
В состав системы АПЧ обязательно входит измерительный элемент, который осуществляет сравнение частот
гетеродина и опорного, обычно кварцевого, генератора. В роли измерительного элемента может выступать частотный детектор (ЧД), либо фазовый (ФД). На практике нашли применение балансные на расстроенных контурах, в том числе с взаимными обратными связями, дробные, квадратурные и частотные детекторы с использованием системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), которые называют ЧД ФАП.
В пакете схемотехнического моделирования Micro -cap исследованы некоторые из перечисленных схем. Для получения характеристик частотного детектирования на макрос генератора VCO (Х16) подан специально сформированный пилообразный сигнал заданной длительностью т=20 мс, амплитудой ±10В, т.е. на выходе VCO формируется линейно частотно -модулированный (ЛЧМ) сигнал (рис. 1).
Рисунок 1. Генератор ЛЧМ сигнала
Исследования проведены на стандартной промежуточной частоте 465 кГц. При подаче на вход ЧД линейно частотно-модулированного колебания - на выходе формируется дискриминационная характеристика.
Эпюры напряжений и модули спектров формируемых сигналов показаны на рис. 2 (пилообразное напряжение, собственно ЛЧМ сигнал и модуль спектра) для значений для девиации частоты 12кГц (рис. 2,а), и 8 кГц (рис.
2,б) соответственно, при средней частоте генератора VCO - 465 кГц. Полученные эпюры хорошо согласуются с теорией.
На рис. 3, 5, 9 приведены принципиальные схемы, а на рис. 7 - функциональная схема различных типов частотных детекторов, на рис. 4, 6, 8 и 10 - их дискриминационные характеристики.
б)
Рисунок 2. Эпюры напряжений формируемых сигналов
Принципиальная схема дробного детектора (детектора отношений) представлена на рис. 3, где D1, D2 - диоды типа Ш318А, а его дискриминационная характеристика приведена - на рис. 4. Известно, что главное
достоинство дробного детектора - нечувствительность к паразитной амплитудной модуляции, имеющей место при приеме ЧМ-сигналов.
0000т 2,000т 4.000т 6.000т 8.000т 10.000т 12.000т 14.000т 16.000т Рисунок 4. Дискриминационная характеристика дробного ЧД
Принципиальная схема балансного частотного детектора приведена на рис. 5, а его дискриминационная характеристика - на рис. 6.
Рисунок 5. Схема балансного ЧД
| Micro-Cap 9,0,7.0 - [Анализ переходных процессов Transient analysis]
[Ц Файл Редакт
Окна Опции Анализ переходных процессов Transient Область графиков Scope Монте-Карло Пor
D^H^ea--1 .• F >. HI
--r. -IK ft- m -
вшйпшв p g "й¡¡ait- .1.iw
- у ф# ы ir л «Гт в ► ,■■- / ни />j sIиf— 4- a v -л -vж mу
УЯ^К^- от
3: I » - I Ш IP1 ЩВI e. F
и
465 f
Рисунок 6. Дискриминационная характеристика балансного ЧД Функциональная схема балансного частотного детектора с обратными связями (ЧДОС) представлена на рис. 7,а
[2], где
Ф1 Р1 и(1) , и m1 Д1 ФНЧ1
0 ир1=ит1
б)
Рисунок 7. Схема ЧДОС (а), характеристика регуляторов Р (б) Ф - фильтры; Р - регуляторы уровня проходящих сигналов, регулировочная характеристики которых в соответствии с обозначениями, принятыми на рис. 7,а - представлены на рис. 7,б; Д - разнополярные детекторы огибающей; ФНЧ - фильтры нижних частот; УУ - управляемые усилители; С - сумматор.
и(1)
Семейство дискриминационных характеристик ЧДОС при различных значениях коэффициентов взаимных обратных связей К, определяемых знвчением управляющего напряжения иупр (рис. 7,а) представлено на рис. 8.
При значении К=0 реализуется обычный балансный дискриминатор характеристика которого (рис. 8) имеет минимальную крутизну, определяемую АЧХ фильтров. Она аналогична характеристике представленной на
рис. 6. При значениях К>1 - характеристика гистерезис-ного типа, (рис. 8) реализуется «жесткий» режим работы ЧДОС [2] и наконец при 0<К<1 (рис. 8) реализуется «мягкий» режим работы ЧДОС. При установке значения К в пределах 0<К<1 схемой ЧДОС может быть сформирована любая зависимость между кривой соответствующей обычному дискриминатору (К=0) и гистерезисной кривой (К=1), с переходной частотой совпадающей с переходной частотой обычного балансного дискриминатора (465 кГц в нашем рассмотрении).
Рисунок 8. Дискриминационные характеристики ЧДОС при различных К Принципиальная схема квадратурного ЧД представлена на рис. 9, а его дискриминационная характеристика - на рис. 10.
Рисунок 9. Схема квадратурного ЧД
Рисунок 10. Дискриминационная характеристика квадратурного ЧД
Рассмотрение результатов исследований подтверждает работоспособность моделей для исследования ЧД и не противоречат теоретическому анализу, проведенному в [1,2].
Выводы
Применение ЧДОС, построенных на основе балансных ЧД, в устройствах приема сигналов, манипулирован-ных по частоте, разработанных авторами, позволяет реализовать сравнительно простыми техническими средствами регулировку крутизны среднего участка дискриминационной характеристики, повысить соотношение сигнал/шум и тем самым повысить помехоустойчивость устройств и систем обработки сигналов, манипулирован-ных по частоте [3,4].
Различным аспектам применения дискриминаторов с обратными связями посвящен ряд работ, опубликованных в отечественной и зарубежной периодической печати [5-7].
Список литературы 1. Гайдук А.Р., Беляев В.Е., Пьявченко Т.А. Теория автоматического управления в задачах и примерах с решениями в МА^АВ. Изд-во СПб: Лань, 2011.466 с.
2. Плаксиенко В.С. Уровневая статистическая обработка дискретных сигналов. М.: Учебно-методический и издательский центр «Учебная литература», 2006. - 274 с.
3. Плаксиенко В.С., Плаксиенко Н.Е. и др. А.С. А.С. Устройство для выделения частотно-модулированных радиоимпульсов на фоне шумов №1022314, Б.И. № 21, 1983.
4. Плаксиенко В.С., Плаксиенко Д.В. Устройство для детектирования сигналов многопозиционной частотной телеграфии. Патент на изобретение №2187900 по заявке №2001106937 от 14.03.2001. Б.И. №23 от 20.08.2002.
5. Плаксиенко В.С., Бондарь П.А. Балансные дискриминаторы с управляемой характеристикой. Изв. ВУЗОВ России №3, 2009. С. 12-14.
6. Плаксиенко В.С., Плаксиенко Н.Е., Сиденков А.С. Особенности линейно-логической обработки сигналов. Ежемесячный научный журнал"Pшspeш"№ 1; 2014. С. 108-113.
7. Плаксиенко В.С. Плотности распределения вероятностей в дискриминаторе с обратными связями. Известия академии инженерных наук им. А.М. Прохорова. НТ журнал, Юбилейный том, посв. 20-летию Академии инженерных наук РФ. Москва-Н. Новгород 2011. С. 155-163.
ЯВЛЕНИЕ ЧЕТЫРЕХВОЛНОВОГО СМЕШЕНИЯ В СИСТЕМАХ DWDM
Полякова Марина Николаевна
магистрант 2 год обучения СибГУТИ, г. Новосибирск
Нелинейные эффекты в оптическом волокне (далее ОВ) изучались давно. Серьезное внимание им начали уделять с того момента, когда стали увеличиваться протяженности ВОЛС, информационные скорости в ОВ, число длин волн, передаваемых по одному волокну, а также уровни оптической мощности. Раньше решались проблемы ВОЛС, связанные с погонными оптическими потерями и волоконно-оптической дисперсией, но сейчас на первое место стали выходить проблемы нелинейных эффектов, которые особенно остро проявляются в системах DWDM при передаче высокоскоростной цифровой информации.
Нелинейные эффекты в волоконной оптике подобны нелинейным эффектам в других физических системах (механических или электронных). Они порождают генерацию паразитных гармоник на частотах равных сумме или разности основных частот системы. Эти дополнительные сигналы приводят к непредсказуемым явлениям потерь в оптических сетях связи.
Нелинейность волокна не является дефектом производства или конструкции волокна. Это неотъемлемое
свойство материальной среды при распространении в ней любой электромагнитной энергии. Как разработчикам, так и операторам волоконно-оптических сетей связи следует учитывать нелинейные эффекты из-за высокой когерентности используемого лазерного излучения. При заданном уровне передаваемой мощности напряженность электрического поля возрастет с увеличением степени когерентности излучаемых волн. Таким образом, в системах WDM c высокой степенью когерентности оптические сигналы даже умеренной мощности могут приводить к нелинейным явлениям.
Нелинейность волокна становится ощутимой, когда интенсивность лазерного излучения (мощность на единицу поперечного сечения) достигает порогового значения. Кроме того, влияние нелинейностей обнаруживается после прохождения сигналом некоторого пути по волокну в зависимости от параметров, конструкции волокна и условий его работы Г2, с. 661. Рисунок 1 показывает, как проявляется нелинейность при высоком уровне мощности.
Мощность на входе
Рисунок 1. Нелинейность проявляется при высоком уровне мощности
