1.1 Параллельная работа фильтров

Для параллельной работы фильтров необходимо согласующее устройство (СУ). Рассмотрим на примере ФВЧ (аналогично для остальных).

Рисунок 1.9 – Параллельная работа фильтров.

Необходимость СУ обусловлена тем, что внутреннее сопротивление фильтра в ПП является активным, а вне ПП носит реактивный характер, соответственно без СУ рассогласованная работа фильтров. Таким образом согласование необходимо для того, чтобы сопротивление близ лежащего фильтра не влияло на работу соседнего фильтра. В качестве СУ может выступать активное сопротивление, электрическая дифференциальная цепь.

Преобразователи частот

Линейные электрические элементы имеют линейную вольт амперную характеристику (ВАХ).Зависимость тока от напряжения линейна и выражается

,

где а – коэффициент пропорциональности, равный . ВАХ данного элемента приведена ниже.

Рисунок– ВАХ линейного элемента.

Нелинейные электрические элементы (НЭ) имеют нелинейную ВАХ. Зависимость тока от напряжения выражается нелинейным образом

.

ВАХ данного элемента приведена ниже.

Рисунок– ВАХ нелинейного элемента.

Принцип работы преобразователей частот основан на использовании НЭ. Преобразователи частот представляют частотную систему, в состав которой входят НЭ. Частотная система – система, оперирующая с гармоническими сигналами.

Р ассмотрим простейшую схему преобразователя частоты, где в качестве НЭ используется диод.

Дано:

U(t)=U_mcos(t)

i(t)=a₀+a₁u+a₂u²

Запишем функцию тока как i(t)=a₀+a₁·U_m·cos(t)+a₂·(U_m·cos(t))²=

С помощью фильтра мы можем выделить вторую гармонику, тогда частота на выходе получим удвоенную частоту. При выделении второй гармоники напряжение на входе будет представлено как сумма двух составляющих.

U(t)=U₁(t)+U₂(t)

U₁(t)=U_1mcos(₁t)

U₂(t)=U_2mcos(t)

i(t)=a₀+a₁u+a₂u²

Произведение 2a₂U₁(t)· U₂(t) дает нам перемножитель частот. Таким образом на выходе мы получаем сигнал с удвоенной частотой.

Рассмотрим использование такого преобразователя.

1. Такой частотный преобразователь может использоваться и как делитель и как перемножитель.

Электрическая схема данного перемножителя приведена ниже.

Пусть выходной сигнал имеет частоты: (n,m)=n₁m, n=0…5, m=0…5.

2. Балансный преобразователь.

Электрическая схема данного преобразователя приведена ниже.

Выходной сигнал имеет частоты: (n,m)=n₁m, n=0,5; m=0,1,3,5,7. m0, соответственно нет входной составляющей (U₁ отсутствует).

Кольцевой преобразователь:

w (n, m) = nm ± mΩ

n = 1,3,5,7

m = 1,3,5,7

Все многоканальные системы классифицируются по виду преобразования параметров несущего сигнала. S(t) –несущий сигнал.



+

-



S(t)

Амплитудная модуляция — перемножение частот.

Если - сложный спектр, имеет диапазон частот от ₁ до ₂, то имеем:

НБП

ВБП

-2 -1  +2 +1

S(t)



ВБП (верхняя боковая полоса) практически полностью характеризует спектр преобразованных сообщений. НБП — в неинвертированнм виде по частоте.

Если рассматривать энергетическую сторону процесса

Качество однополосных систем хуже, чем двухполосных.

Достоинства систем с частотным разделением:

• являются самыми узкополосными;

• довольно простые.

Недостатки систем с частотным разделением:

• высокая степень перекрестных помех (малоканальные системы);

• высокая стоимость.

Источниками помех являются:

• неидеальность электрических фильтров;

• нелинейность группового тракта передачи.

Нельзя делать сигналы больше допустимых.

Выбор несущих частот отдельных каналов некратный целому числу, так чтобы числу.