Раздел: Документация
0 ... 31 32 33 34 35 36 37 ... 82 Определив квадрат модуля АЧХ (4-40), мы теперь можем найти дисперсию выходного сигнала усилителя МДМ. Для дисперсии, обусловленной белым шумом, получим D6=jS0lG0(co)Pdco=l.(4-43) о£1 Сравнивая полученный результат с (4-29), видим, что действие белого шума приводит к появлению одинаковых по дисперсии выходных сигналов как в обычном усилителе постоянного тока, так и в усилителе с модуляцией-демодуляцией сигнала при условии равенства постоянных времени ТВ = Т. За счет преобразования шума а демодуляторе происходит перенос полосы про-  Рис. 4-23. Амплитудно-частотная характеристика для шума усилителя в структуре МДМ пускания для шума в области, примыкающие к а = л/Тк, со = = ЗлуТк и т. д., но эквивалентная ширина полосы пропускания для белого шума остается постоянной. Формула (4-40) определяет АЧХ для случая, когда выходной сигнал усилителя МДМ контролируется в моменты, соответствующие концам полупериодов коммутации. Поэтому, в частности, исходя из (4-40), получим G0 (со) 1==0 при со = 0. Поскольку усилитель МДМ применяется в основном для усиления сигналов низких и инфранизких частот, то имеет смысл рассматривать не значения его выходного сигнала, соответствующие определенным точкам внутри периода коммутации, а средний за период коммутации выходной сигнал. АЧХ усилителя МДМ для шума, среднего за период выходного сигнала, описывается выражением Т2Т ]KUx(t)dt+ fu,(t)dt G(co) 1 2ТК где U\(t) и U2(t)—выходные сигналы усилителя МДМ в течение первого и второго полупериодов коммутации при воздействии на вход усилителя У (рис. 4-22) комплексного гармопи- ческого колебания. Нетрудно показать, что для первого (0<г< <ГК) и второго (TK<t<C.2TK) полупериодов коммутации эти значения будут . -/<°гк -TJT i/1(r) = /C 1 — L ОшГ + Г) {{+е dx U2(t) = -K 1 — е -/шГ — Г /Г (/шГ-f- 1) (1 + е-/ИГк,-ГкГ) •X X е 7\Р т t—1 т dx Выполнив соответствующие преобразования, получим G(co) = К{1 — е" K)2[l + е" " ке к" —/ЧоГе "" KU- 2мГк (1 + /соГ) (l + в Гк/Г е /<йГк (4-44) Кривая, описываемая зависимостью (4-44), близка к кривой, показанной на рис. 4-23, и отличается от последней практически только тем, что равна нулю при со=0. Если находить выходную дисперсию /Зф, обусловленную входным фликкер-шумом, исходя из АЧХ (4-44), то оказывается, что при Гк/ГО, 1 основная часть этой дисперсии обусловлена подъемом АЧХ на частотах, близких к со=я/7,к (рис. 4-23), и равна Вл 4S0 со0Тк К2 (4-45) Полученная формула (4-45) позволяет заключить, что, выбирая достаточно малое отношение Тк/Т, т. е. повышая частоту коммутации усилителя МДМ, можно существенным образом уменьшить дисперсию от фликкер-шума на выходе усилителя. Используя (4-43) и (4-45), найдем отношение •Оф 8ы0Тк Df, из которого следует, что приГк<я3/(8со0)дисперсия, обусловленная фликкер-шумом, будет меньше дисперсии от белого шума. Ориентируясь на типичное значение частоты сопряжения белого шума и фликкер-шума /о=соо/(2я) =0,5-т-1,5 кГц, приходим к выводу, что достаточно установить частоту коммутации модулятора и демодулятора fv=i/(2TK) большей 0,4—1,2 кГц для того, чтобы можно было в первом приближении не учитывать влияния фликкер-шума в МДМ-усилителе. В большинстве применяемых в настоящее время усилителей МДМ частота коммутации выбирается равной 1—2 кГц, что как раз и соответствует условию подавления фликкер-шума. Как мы выше упоминали, процесс модуляции-демодуляции можно рассматривать как процесс коррекции начального уровня выходного сигнала усилителя, проводимой без отключения усилителя от источника полезного сигнала. Проводя такую коррекцию достаточно часто, мы снижаем дисперсию от фликкер-шума. Дисперсия же белого шума определяется верхней границей полосы пропускания усилителя, и ее уменьшение структурными методами не представляется возможным. Шумы двухканальных усилителей. Рассмотрим двухканаль-ный усилитель, выполненный по структуре рис. 4-10, а. Будем считать, что передаточные характеристики усилителей низкой и высокой частот (УНЧ и УВЧ), а также выходного широкополосного усилителя (УШП) описываются простыми соотношениями, характерными для динамических звеньев первого порядка (рис. 4-24). На входах этих усилителей действуют эквивалентные источники шумовых напряжений Um\, t7m2, (Уш3. Анализ шумов двухканального усилителя сопровождается довольно громоздкими формулами. Для того чтобы их упростить и сделать результаты анализа более наглядными, примем исходно, что одинаковы постоянные времени, определяющие верхнюю границу частоты пропускания низкочастотного канала и нижнюю границу высокочастотного канала, Г1 = Г2=7". Естественно, что постоянная времени широкополосного усилителя Т3 много меньше Т. Исходя из структуры рис. 4-24, нетрудно получить выражение, определяющее шумовой сигнал на выходе усилителя ш- вых " где (Тр + 1) (Т,р + 1) (Тр + 1) (Т3р + 1) Т3р + 1 Г Т3р + 1 \ Тр + 1 Тр + 1 ) Приведем полученное выражение к виду UUmiKiKa+UwtKsK»Tp + ЦШ,К3 (Тр+1) (Тр 4- 1) (ТзР +1)4- Щ3 (TpKt + Кг) Представляя знаменатель правой части последнего равенства в риде произведения двух сомножителей, при условии р/С3>1 ЮЗ 0 ... 31 32 33 34 35 36 37 ... 82
|
