Некоторе время назад поднимал этот вопрос в разделе "RF and microwave design", но полной ясности добиться не удалось. Возможно, в этом разделе больше людей, сведующих в ньюансах измерений спектральных харектеристик радиопередатчиков.

Разрабатываю передатчик с АМ, назначение - тональная телеграфия, несущая 75 МГц. Имеет несколько режимов с разными модулирующими частотами и последовательностями манипуляции "точка-тире".
Для ясности возьмем режим с модулирующей частотой 3 кГц, манипуляция последовательностью тире. Согласно требованиям ГКРЧ получается, что необходимая полоса в этом режиме равна 6033 Гц,
а контрольная - 6045 Гц. Правильно ли я понимаю, что любой спектральный максимум за пределами полосы 6045 Гц считается внеполосным излучением и не должен превышать 40 дБ? Относится ли это требование к гармоникам модулирующей частоты (6, 9, 12 кГц)?
Если да, то расскажите, как добиваются выполнения? Понятно, что можно установить сколь угодно хороший фильтр перед модулятором и практически полностью подавить гармоники НЧ на его входе. Но за модулятором располагается услитель ВЧ, который имеет собственную нелинейность. Она влияет не только на ВЧ, но также искажает огибающую. Причем искажает так, что уровень 2-й и 3-й гармоник НЧ оказывается выше - 40 дБ.
Гармоники ВЧ отфильтровать несложно, но не бывает фильтров с такой избирательностью, чтобы пропустить 75003000 Гц, а 75006000 Гц задержать. Как выкручиваться?

По своему опыту:
-по ГОСТ В24918-81 выбирается тип передатчика (всего их порядка 20 - по мощности, назначению ...)
-здесь же, по выбраному типу передатчика и виду модуляции, определяется так называемая "ограничительная линия" - зависимость уровня сигнала от частоты. Контрольная полоса находится на этой линии и соответствует уровню сигнала минус 30 дБ. Ограничительная линия дается для уровней минус 30, 40, 50 и 60 дБ.
Скорее всего у Вас со спектром все нормально. Может только придется побороться не с гармониками модулирующего сигнала, а с так называемыми "щелчками" от того что, огибающая ваших 3 кГц скорее всего прямоугольная. Хорошо бы ее сгладить - трапеция ..., с фронтом примерно 5 мс.

А мне перед началом работы выдали указания руководствоваться нормами ГКРЧ 19-02. Все выше приведенные рассуждения сделаны, исходя из их требований. Вы ими не пользовались в своей работе? Сейчас пытаюсь найти указанный Вами ГОСТ и сравнить.

Относительно нарастания нагибающей - вот это мы как раз учли, в любом случае спасибо, что подсказали!

Сообщение отредактировал Anton75 - Oct 15 2013, 07:15

Нормами не пользовался, но их смысл в чем то подобен ГОСТ. Если бегло, то для вашего случая, по нормам, для тональной телеграфии ограничительная линия определяется по двум значениям - это -30 дБ(контрольная полоса) и -40 дБ. Модулирующая частота у вас 3 кГц. Необходимо знать максимальную частоту телеграфирования. Пусть она равна 1000 Бод. Тогда по формулам Норм контрольная полоса Вк = 2*3+6,8*1 = 12,8 кГц. Полоса на уровне минус 40 дБ В-40 = 2*3 + 13*1 = 19 кГц.
При измерениях передатчмк должен быть в режиме телеграфирования, т. е. излучать ваши точки, тире.

В моем случае скорость телеграфирования низкая, это классический телеграф, предназначенный для приема на слух, таковы консервативные требования авиационных стандартов. В указанном режиме, например, передается 6 точек в секунду. Получается, что

Вк=2*3+6.8*0.006=6.041 кГц.
В-40=2*3+13*0.006=6.078 кГц.

С практической точки зрения можно считать, что Bк=B-40=6 кГц.
Соответственно, вопрос - или я что-то не так понимаю, или куда девать гармоники?

Не совсем понятна структурная схема передатчика. Если в нем есть блок формирования видов работ, то он обычно работает на низкой ПЧ, в нем много фильтров с хорошей селекцией и проблемы с фильтрацией гармоник модулирующей частоты 3 кГц нет ( возбудитель "Лазурь"). Если же АМ модуляция осуществляется непосредственно на рабочей частоте, то ваша проблема действительно существует. В какой то мере ее поможет решить применение квадратурного модулятора типа ADL5385, ну или - уже совсем экзотический способ - фильтрации рабочего сигнала (в малосигнальном тракте) фильтром типа M70ABC

А почему ТС исходит из характеристик сигнала, а не из существующего распределения частот и полос?
Я 75 МГц плохо знаю, но на УКВ вам дают частоты из сетки 25 или 12,5 кГц. В первом случае допустимая полоса излучения составляет 16 кГц (точно не помню), вписывайтесь в нее своими тире-точками.

Частота передачи фиксированная. Модулированный сигнал непосредственно на рабочей частоте формируется цифровым апконвертором на AD9856, затем фильтр с частотой среза 78 МГц, предусилитель на высокочастотном ОУ, модуль усилителя мощности РЧ (один из популярных модулей от Мицубиси) и выходной фильтр гармоник.



Дело в том, что в малосигнальном тракте как раз всё в порядке. AD9856 обладает высокой линейностью, предусилитель тоже. На его выходе уровень гармоник огибающей ниже -60 дБ. Проблемы начинаются после УМ - появляется 2-я гармоника НЧ с уровнем -36 дБн (данный УМ работает в классе А). Собственно вопрос в том, действительно ли это проблемы, или я борюсь с ветряными мельницами.



Где про это можно почитать? Для телефонии с ЧМ это действительно так, как вы пишете, но у меня АМ и телеграфия, да еще и для целей радионавигации.
На фирме не осталось никого с опытом разработки радиосредств этого диапазона и назначения, сам занимаюсь этим впервые, спросить просто не у кого, даже самые простые вещи.

Сообщение отредактировал Anton75 - Oct 16 2013, 06:51

Для усилителя, то что вы считаете 2 гармоникой НЧ, на самом деле нелинейные комбинационные искажения. Их уровень для среднего качества УМ предназначенного для усиления АМК (амплитудно-модулированного колебания) порядка минус 30-36 Дб. Этот коэффициент для этого типа усилителей присутствует в характеристиках усилителя. При измерениях внеполосных искажений для тональной телеграфии, по Нормам, за нуль принимается уровень немодулированной несущей, т. е. сигнал в отсутствии 3 кГц. Когда вы сделаете "нажатие", т.е. промодулируете несущую и получите 100% модуляцию, уровень несущей упадет относительно зафиксированного нуля на 6 дБ, уровень составляющих 3 кГц, при 100% модуляции равен минус 6дБ относительно несущей и соответственно минус 12 дБ относительно нуля. Уровень комбинационных составляющих 6 кГц, при КНКИ (коэфф. комбинационных нелинейных искажений) минус 30 дБ, составит минус 42 дБ, что удовлетворяет нормам. Если это не соответствует, разбирайтесь более внимательно с усилителем, не все они предназначены для линейного усиления, не перегружен ли он входным сигналом, соответствует ли напряжение питания, если, как вы пишите используется класс А, остается ли неизменным потребляемый ток, нет ли самовозбуждения на частотах вплоть до 800 МГц и т. д.

Погуглите про "распределение радиочастот"
Для начала посмотрите тут: http://grfc.ru/grfc/sprav_info/tools_1/005081 .
Дело в том, что если на выбранных вами частотах не предусмотрены АМ и телеграфия, то получится радиохулиганство. Как наказывается - это уже второй юридический вопрос. Единственно, военным в нашей стране радиохулиганство иногда позволяется.
Походите также по ссылкам отсюда: http://www.grfc.ru/grfc/mezhd/links/index.htm , т.к. распределение частот - это прежде всего международная юрисдикция.

ЗЫ. Увидел, что по первой ссылке частота 75 МГц закреплена за маркерными радиомаяками. Наверняка по ним есть свои требования по полосе, которые исходят не из параметров вашего конкретного передатчика (проекта), а из чего-то более общего.

tsww, Ваши рассуждения верны в том случае, если уровень немодулированной несущей принимается равным уровню в максимуме огибающей (т.е. модуляция производится только "вниз" от уровня несущей).
Но обычно считают, что уровень немодулированной несущей равен половине от уровня в максимуме огибающей (при 100% АМ). Во всяком случае, так рассматривают АМ в учебниках. И мощность модулированного сигнала получается в 1.5 раза больше, чем немодулированного, за счет появления боковых составляющих. Сейчас проверил на своем передатчике, уровень несущей остается одинаковым при включении и выключении модуляции, лишь появляются или исчезают боковые полосы.

V_G, к сожалению, никаких сведений об особых, по сравнению с общими, требованиях к маркерным радиомаякам у меня нет. Насколько я понимаю, всё, что излучает сигналы в эфир, подчиняется требованиям ГКРЧ. Поправьте, если ошибаюсь.

С передатчиками где мощность АМ сигнала в 1.5 раза больше чем мощность несущей не знаком. Разработчик имеет право на различные решения, лишь бы они достигали своей цели. В вашем же случае, если судить формально по вашей же информации - искажения в возбудителе, предварительном усилителе малы, в УМ значительны, мощность УМ в режиме АМ значительно превышает мощность несущей - следует что УМ, в режиме усиления АМ, перегружен, работает в нелинейном режиме, что приводит к росту интермодуляционных искажений, которые в данном случае и есть внеполосные. Скорее всего в вашем передатчике отсутствует АРМ (автоматмческая регулировка мощности), ALC, следящие за уровнем огибающей, или они неверно отрегулированы. Как пример возможности линейного использования - усилитель 1094 BBM2E3KKO. Это 100 Вт УМ, имеет P1dB = 60Вт, т.е. при линейном усилении получить от него более 60Вт не удастся. И это УМ цена которого далеко за 100 000 рублей.

Но при 100% АМ (так задано в ТЗ) это действительно так, согласно теории. http://radio-1895.ru/konik06a-14.html

И ГОСТ, опять же.

Не сомневаюсь в выкладках и выводах этого исторического документа, только какое значение это имеет к вашей проблеме? У вас эта проблема линейности УМ, у авторов описание АМ модуляции применительно к эпохе 40-50 годов, когда о Шокли еще не слышали, когда модуляция была анодной (т.е. напряжение на аноде определялось не только источником питания , но и модулятором), когда фактором ограничивающим мощность был ток эмиссии катода и т.д. Выводы авторов - увеличение тока и как следствие того увеличение мощности - в неявной форме подразумевают соответствующее увеличение напряжения питания (ведь сопротивление нагрузки остается и при АМ и при одной несущей одним и тем же).
Ну а из ГОСТ следует если размах напряжения один и тот же, то амплитуда несущей при отсутствии модуляции на 6 дБ превышает амплитуду несущей при АМ, на что и указывалось выше. АРМ (ALC) в УМ и должен поддерживать этот размах одинаковым. Кажется, мы уже пошли чуть ли не по третьему кругу. Пожалуй, мне уже нового и сказать то больше нечего.

Я благодарен вам за разъяснения относительно нелинейностей УМ и комбинационных искажений. Особенно второе, это очень важный момент, о котором я не знал.
Почему я так прицепился к вопросу определения уровня несущей? Потому что от этого завист точка отсчета - уровень 0 дБ, относительно которого будут измеряться внеполосные излучения. Если несущая в режиме без модуляции действительно на 6 дБ выше, чем в режиме с модуляцией, то моя проблема исчезает сама собой за счет выигрыша этих 6 дБ.
Вот 2 картинки, которые изображают ситуацию "сначала модуляция была, потом закончилась". На какой из них немодулированная несущая изображена правильно?