Материал: Радиоприемные устройства учебник.

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

+ «

к0 — ^ w (еунч) ^8унч 1"»

—оо

-f-oo

\е У11Ч ^ ( е УНч) ^ е УНЧ

-{-ос

 

 

k2 ~ ВэффУНЧ 1 (—-

l) w (еунч) °^еУИЧ ~

(11.137)

-ос V 8*ФФ УНЧ

/

 

—ос

—ооЬУНЧ

4-ос

ч - $ t У11 ч

а'(еУНч)1^еУНЧ“= М,;

dp —

Ш(еУНч) =Mt.

УНЧ ~~

Здесь М 3 и М 4 — соответственно третий и четвертый моменты случай­ ной величины еунчИх можно определить по выборочным значениям еУНч, полученным, например, из осциллограмм с записями реализаций флюктуаций еунч (O’-

М ,

еУНЧ1+еУНЧ2+ ••■еУНЧл М 4 = еУНЧ1 + 8УНЧ2 +

УНЧл

 

п

 

где п — достаточно большое число выборок еунч-

Величина еЭффУнч рассчитывается по (11.128) или находится экспе­ риментально.

Подставив (11.136) и (11.137) в (11.133) и обозначив р^АПАэффунч;

р2 =

(Af4/е|ффунч) —

3, получим окончательную запись для прибли­

женного выражения плотности вероятности флюктуаций еунч (0:

 

 

гг,(еу н ч ) ~

 

 

 

 

ехр

8УНЧ

Pi

 

ГУН

®УНЧ

/

2еэффУН Ч.

6 L' £зффУнч/

+

2яб;)ффунч

ьаффУНЧ/

 

 

 

 

,

- ) 1

 

i l l 3 - 6

8 УНЧ

ЕУИЧ

У

(11.138)

 

24

8эффунч

вффУНЧ/

 

Отметим, что множители рх и р2 носят название коэффициентов асим­ метрии н эксцесса соответственно.

Полученную запись для щ(еУнч) можно рассматривать следующим образом. Будем считать, что исходным распределением в (11.138) яв­ ляется нормальное (множитель перед фигурными скобками). Тогда члены в (11.138), содержащие коэффициенты асимметрии и эксцесса, следует расценивать как поправочные, причем коэффициент асиммет­ рии учитывает сдвиг вершины кривой реального распределения т>(еуцц) относительно среднего значения, а коэффициент эксцесса вносит по­ правку на степень отличия «сглаженности» вершины распределения ву(еунч) по отношению к гауссовой кривой.

428

11.9.Действие сигнала и шума в стробируемом

>НЧ тракте импульсного приемника

Проведем анализ одного из вариантов структурной схемы НЧ тракта им­ пульсного приемника, состоящей из стробируемого видеоусилителя ВУ, безынер­ ционного нормирующего каскада НК и накопителя Н (рис. 11.32). Рассмотрение этого варианта следует расценивать не только как пример практического исполь­ зования результатов, полученных при общем изучении статистических характе­ ристик случайных процессов в приемнике, но также как иллюстрацию обычно применяемых допущений и идеализаций, существенно облегчающих исследова­ ния такого рода без особого ущерба в точности расчетов. В качестве исходных примем следующие условия. Предположим, что сигнал на входе линейного де­

тектора Д

представляет ограниченную

 

во времени Т последовательность п им­

 

пульсов с фиксированными

пиковыми

 

значениями

U. Известными

являются

 

и остальные параметры сигнала: период

 

повторения

Тп импульсов и их длитель­

 

ность ти. Ожидаемый момент прихода

 

сигнала также известен точно, и задана

Рис. 11.32

априорная

вероятность Р (С)

того,

что

в этот момент сигнал поступит на

вход

 

приемника. Одновременно с сигналом на входе детектора действует квазигармонический шум с эффективным напряжением (УшНеобходимо определить ошибку при обнаружении сигнала на интервале наблюдения Т.

Колебание, действующее на входе стробируемого видеоусилителя ВУ, поступает с выхода линейного детектора Д радиоимпульсов через разделитель­

ную /?рСр-цепь. Опишем свойства напряжения

на выходе разделительной ДрСр-

цепи, считая,

что

на частотах

0 потери

в ней отсутствуют. Как правило,

период повторения

Тп сигнальных импульсов много больше их длительности ти.

Например, в

радиолокации величины Ти и тп находятся в соотношении

Тп ^

« 1000 т„.

 

приращением

постоянной

составляющей на выходе

детек­

Следовательно,

тора за счет действия сигнала можно пренебречь и считать, что случайное на­ пряжение е (0 на выходе /?рСр-цепи центрировано около среднего значения 1=, выпрямленного напряжения £ (/), обусловленного действием только шума. Таким образом, процесс е (/) в паузах между импульсами сигнала представляет собой флюктуации 8 (/). Плотность вероятности мгновенных значений флюктуа­ ций 8 (t) определяется законом Релея, формулу (11.65) для которого мы пере­ пишем так:

W ( е ) =

еЧ-Е-

Г (£±Ы !"

(11.139)

К М

ехрг

2дЩ2о J’ е > —

 

 

где

 

—1 / и /2 Кд Uui.

 

В приемниках, предназначенных для обнаружения сигнала, полоса про­ пускания ВЧ тракта Пвч и длительность импульса сигнала связаны соотноше­ нием (см. гл. 13) ти л 1/Пвч. Примерно в таком же отношении находится поло­ са пропускания Пвч многокаскадных ВЧ трактов и время корреляции для оги­ бающей. Пользуясь этим обстоятельством, можно пренебречь изменением оги­ бающей в пределах длительности ти и рассматривать импульсы сигнала на вы­ ходе детектора как выборки мгновенных значений демодулированного случай­ ного напряжения при одновременном действии на входе детектора шума и немодулированного сигнала с амплитудой U. Следовательно, импульсы сигнала на выходе ДрСр-цепи можно характеризовать случайными значениями 11а, плот-

429

ность вероятности которых описывается законом Райса (11.91) с учетом цен­ трирования около величины

 

 

w (Uu) =

и и+ £ -

(^11 +ьн) U 1 X

 

 

 

 

 

Кд Uni

Л д

ЬШ

J

 

 

 

 

(Un + 5 = У ~Ь К д U"

и и> - \

(11.140)

 

X ехр

Щ

и*ш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примерный

вид

реализации

процесса

е (t) показан

на рис. 11.33.

 

на

Одна из возможных схем стробирования

видеоусилителя показана

рис. 11.34

и ее

работа поясняется

временной

диаграммой на рис.

11.35,

где

график ia = I («с) анодно-сеточной характеристики лампы каскада видеоусили­ теля аппроксимирован линейно-ломаной кривой. Выбранный режим стробиро­

вания описывается соотношением Uc и = — Uо> гДе ^си -1- пиковое напря­ жение стробимпульса; U3 — запирающее напряжение, определяемое делителем

R1R2; Uo — напряжение отсечки анодно-сеточной характеристики лампы.

Такой режим используется наиболее часто, так как позволяет исключить ■прохождение стробимпульсов на выход видеоусилителя. Величина (Ус и выбирает­ ся из условия, что вероятность прохождения флюктуаций в (t) на выход видео­ усилителя в отсутствие стробимпульса должна быть пренебрежимо малой. Обычно Uc а > (2-т- 3)/СдУш. Поскольку момент ожидаемого прихода сигнала по условиям задачи известен точно, то временные интервалы, в пределах которых могут действовать импульсы сигнала, также известны. Это позволяет выбрать длительность тси стробимпульса равной или несколько меньшей длительности импульса сигнала ти.

430

Стробируемый каскад работает как усилитель лишь во время действия стробнмпульса. Рассмотрим вначале работу этого каскада только в режиме усиле­ ния, предположив, что стробирование отсутствует, но смещение на сетке лампы такое же, как во время действия стробимпульса. При этом, как это следует из рис. 11.35, положение рабочей точки на ламповой характеристике должно сов­ падать с напряжением отсечки Un. В таком режиме видеоусилитель работает как ограничитель, способный усиливать только положительные флюктуации шума и положительные импульсы сигнала. Очевидно, что плотности вероятно­ стей флюктуаций w ( е В ы х ) и пиковых напряжений сигнала w (Н111!ЫХ) па выходе видеоусилителя должны содержать дискретные составляющие, соответствующие

UfthlX ~

w (И)ых):

Е' В Ы X ~ Ь ^ -г

- ■схр

 

 

к 2 к и л ,

 

 

 

+ w

б (E r i .tx

0 ),

^ (U„ них) :

^ 1 1

В Ы Х

К Ь , =

/о

 

к1 к2uh

(Uu nux + K l ^ f + K l K 2 U2

X ехр

2Д'д К 2 Urn

у

( Р 1!Ы Х +

— ) 2

■Ф-

 

2К2 К\ Uш

 

 

 

е ц ы Х >

0;

 

(П.141)

(^И ВЫХ~1~ ^ |^ ) U

 

К ь К и т2

 

 

Ц^(б/ц ВЫХ 0),

U n вь)х > о,

 

 

 

(11.142)

где б (г — 0) — дельта-функция.

Выражения (11.141) и (11.142) получены из (11.139) и (11.140), как это дела­ лось и рапсе, путем введения масштабного множителя К — коэффициента уси­ ления видеоусилителя.

Дискретные составляющие

и wn и определяются и з очевидных равенств

о

 

о

И'дь~ \ №(!■.) <1'г,

а д „ =

§ w { U a) d U a ,

- S -

“

6-

где w (е) и w (Uu) описываются выражениями (11.139) и (11.140) соответственно.

Примерный вид функций w (еВЫх) 11

(^и вых) показан

на рис. 11.36.

Пунктиром отмечены отсеченные части кривых распределений,

площади иод ко­

торыми определяют дискретные составляющие. Процесс стробирования можно

рассматривать как выборку мгновенных значений случайных

функций еВЫх (0

и Un (t), так как длительность

тсп стробимпульса соизмерима со

временем

корреляции тк огибающей.

Па

выходе видеоусилителя образуются импульсы

длительностью тс „, пиковые

значения которых случайны и

статистически не

связаны между собой, так

как стробирование производится через интервалы

Тн, существенно превосходящие время корреляции тк. На рис. 11.37

показана

431

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/155587