Приём сигналов с частотной модуляцией

При многопутном распространении ЧМ сигналов и при прохождении ЧМ сигналов через частотно-селективные тракты приёмника в ЧМ колебании появляется сопутствующая ПАМ. Но амплитуда ЧМ колебания не несёт полезной информации, поэтому одна из основных особенностей приёмников с ЧМ является отсутствие системы АРУ. Её роль выполняет амплитудный ограничитель.

Простой некогерентный приёмник ЧМ сигналов. Нарисовать схему. Не забыть про ЧАПЧ. Рассказать про современные фишки типа активных RC фильтров в усилителе ограничителе и ЧД.

Анализ показывает для гармонических помех в ЧД:

F_Б – частота биений равная f₀-f_П.

DF_M – девиация частоты сигнала.

Для широкополосной флюктуационной помехи (шум):

- спектральная плотность шума.

Эти формулы показывают, что для ЧМ, как и для АМ действие помехи можно ослабить увеличив глубину модуляции, но для АМ глубина модуляции не может быть более 1, в то время как девиация частоты ЧМ колебания теоретически может быть любой. Поэтому ЧМ, особенно широкополосная обладает большей помехозащищённостью чем АМ.

Фактически в приёмнике ЧМ организована схема ШОУ, поэтому она обеспечивает большее подавление импульсных помех, чем, например, АМ.

Особенность ЧМ состоит в разной степени искажающего действия помех на разных частотах принимаемого сообщения.

Уровень помех понижается в области низких частот, и максимален в области верхних.

Чтобы обеспечить примерно равную помехозащищённость во всей полосе частот применяют частотные предискажения на передающей стороне, которые компенсируются на приёмной (подъём и спад АЧХ усилителей). При этом девиация частоты возрастает пропорционально частоте модуляции, следовательно, индекс частотной модуляции остаётся примерно постоянным. В сущности, это означает, что модуляция в данном случае не частотная, а фазовая.

Из-за наличия в тракте ЧМ приёмника помех, амплитуда которых сравнима с амплитудой принимаемого сигнала могут появиться резкие фазовые сдвиги, превышающие 90⁰, что приведёт к появлению на выходе ЧД импульса, представляющего собой помеху. Следовательно, при угловой модуляции проявление помехи имеет отчётливо выраженный пороговый характер. Высокая помехоустойчивость сохраняется только в пределах условия U_П<U_C.

Для уменьшения пороговых эффектов и повышения помехоустойчивости применяют различные устройства.

1. Схема Виницкого со следящим фильтром. Уровень шума снижается за счёт уменьшения полосы пропусканя для шума следящего фильтра в УПЧ.

2. АПЧ с малой постоянной времени, которая в ПЧ снижает глубину модуляции, что даёт возможность применить узкополосные фильтры в УПЧ. Наличие в цепи ОС двух узкополосных фильтров (второй - ФНЧ) позволяет снизить уровень шума.

3. Приёмник с фазовой АПЧ. Использование второго гетеродина и ФД для демодуляции ЧМ. Порог понижается благодаря узкой полосе ФНЧ, и соответственно понижению уровня шума.