Главная Контакт Ссылки
Погрешности вычисления огибающей в САДП и их последствия Версия для печати
Написал Э. Семенов   
понедельник, 29 Сентябрь 2003

Аналоговая магнитная запись по-прежнему остается доминирующим способом записи аналоговых фонограмм, поэтому развитие ее техники является актуальным. В ряде работ показано, что адаптивное изменение тока подмагничивания в соответствии с записываемым сигналом способно значительно улучшить модуляционные характеристики ленты [1-2]. Предложенный критерий [1] регулировки (постоянство взвешенной суммы токов записи и подмагничивания) также выглядит убедительно. Однако, в той же работе [1] отмечено: «В связи с тем, что подмагничивающий эффект пропорционален именно амплитуде (а не, скажем, сред невыпрямленному значению) сигнала подмагничивания, в качестве UZ необходимо применять детектор пиковых или квазипиковых значений». И вот тут мы приходим к классическому вопросу: что такое амплитуда (огибающая) [3]? Однозначного ответа на этот вопрос нет в силу его некорректности: кривую амплитуды можно построить не единственным способом. Таким образом, критерий регулировки [1] также не является однозначным.

Проблема в этой связи состоит в том, что если принять конкретный способ определения огибающей (скажем «пиковое детектирование»), то практически можно получить лишь некоторое приближение к нему («квазипиковое детектирование»). Для монохроматического сигнала и пиковые (с нулевым углом отсечки детектора) и квазипиковые (с конечным углом отсечки) характеристики линейно зависят от амплитуды сигнала, могут быть пересчитаны друг в друга и в этом смысле эквивалентны. Настоящая статья посвящена исследованию влияния конечного угла отсечки детектора на характеристики системы адаптивного динамического подмагничивания (САДП), где входной сигнал детектора является смесью как минимум двух частот (подмагничивания и собственно сигнала).

Рис. 1

Рис. 1

Рассмотрим для определенности схему детектора рис. 11. Пусть на входе детектора присутствует синусоидальное напряжение частотой f1 (напряжение подмагничивания). В установившемся режиме средний заряд конденсатора С неизменен, поэтому при ненулевом разряде конденсатора по цепи C-R2-R1 оказывается необходимой его подзарядка через диод VD по цепи VD-R2-C в течение угла отсечки Q (рис.2,а), а установившееся напряжение на конденсаторе Uвых обеспечивает равенство заряда и разряда конденсатора: (сопротивление в открытом состоянии, напряжение насыщения и обратный ток диода для наглядности полагаются равными нулю).

Появление меньшего по амплитуде и более низкочастотного сигнала частотой f2 (составляющие сигнала записи) приводит к тому (рис.2,б), что рост заряда, сообщаемого конденсатору на максимуме сигнала f2, частично компенсируется снижением заряда, сообщаемого на минимуме сигнала f2, и условие баланса (1) почти не нарушается. На рис.2,а,б штрих-пунктирной линией приведено выходное напряжение Uвых детектора, полученное в результате численного решения (1) при следующих условиях: R1+R2/R2 = 11 (что соответствует параметрам детектора рис.6 [1]); f1 /f2 = 5 ( f2 соответствует 20 кГц, если f1 =100 кГц); отношение амплитуд сигналов u( f2)/u( f1)=0,3. Можно видеть, что Uвых увеличилось гораздо меньше, чем общая амплитуда двучастотного сигнала.

Рис. 2,а Рис. 2,б
Рис. 2,а Рис. 2,б

На рис.3,а приведена зависимость выходного напряжения детектора от относительной величины сигнала f2, вычисленная решением (1). На рис.3,б приведены результаты экспериментального измерения выходного напряжения детектора рис. 1 при u(f1) =1,5 В. Качественное совпадение функциональных зависимостей подтверждает правильность предыдущих рассуждений. На основе анализа приведенных графиков можно сделать следующие выводы.

Рис. 3,а Рис. 3,б
Рис. 3,а Рис. 3,б

1. Ход зависимости более медленный, чем при прямой пропорциональности общей амплитуде двучастотного сигнала. Это может быть скомпенсировано соответствующим увеличением коэффициента К (по терминологии [1]).

2. Характер зависимости нелинейный. Следовательно, выставив по рекомендации [1] некоторое значение К для уровня -10 дБ, будем иметь пониженную чувствительность детектора и системы в целом к сигналам более низкого уровня и/или частоты.

Для уменьшения описанных эффектов можно порекомендовать уменьшить сопротивление резистора заряда R2 (~ до 1 кОм) и увеличить резистор разряда R1 (-до 500 кОм). Тем не менее, эти меры являются компромиссными и не позволяют нивелировать описанный эффект полностью.

1 Детектор с интегратором на операционном усилителе по схеме рис.6 [1] функционирует аналогично, но неразрывно связано петлей авторегулирования, что делает менее наглядным его анализ.

ЛИТЕРАТУРА.

  1. Сухов Н.Е. Адаптивное динамическое подмагничивание Радиоежегодник-91. -с.7-30. М.. Патриот, 1991.
  2. Сухов Н.Е. СДП-2 Радио, - 1987.-№1.-с.39-42.
  3. Золотарёв И.Д. Новая модель комплексного сигнала в решении проблемы "Амплитуда, фаза, частота» широкополосных сигналов в спутниковых системах связи и навигации Спутниковые системы связи и навигации. Труды международной конференции. Красноярск, 30 сентября - 3 октября 1997. -Т. 3. - Красноярск, 1997.

РадиоХобби № 4 1999г.

< Пред.   След. >
up Главная | Новости | Усилители мощности | Предусилители | Акустика | Источники сигнала | FAQ | Форум | Карта сайта up
 

Mambo is Free Software released under the GNU/GPL License.