"Юридический статус" гармоник НЧ-сигнала в передатчиках с АМ Опции

[Anton75]

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?

[Anton75]

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?

[tsww]

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

[Anton75]

Не совсем понятна структурная схема передатчика.

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.

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

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.

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.

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

[tsww]

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.

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.