Общие сведения о фазовом корректировании

3. Общие сведения о фазовом корректировании

 

Фазовое корректирование при необходимости осуществляется лишь на втором этапе, Т.е. после амплитудного корректирования. В его задачу входит уменьшение криво линейности фазовой характеристики канала, что обычно достигается путем каскадно-согласованного или каскадно-развязанного включения в канал связи специальных устройств, которые называют фазовыми корректорами (ФК) или фазовыравнивающими четырехполюсниками.

ФК разделяют на индивидуальные, стандартные и переменные.

Индивидуальные ФК предназначены для корректирования некоммутируемых каналов тональной частоты стационарных магистральных линий связи. Они обеспечивают максимальную точность корректирования ФЧХ (3-6)⁰ .

Стандартные ФК применяются для корректирования характеристик различных каналов, коммутируемых в процессе эксплуатации, на одном переприемном участке. Они обычно обеспечивают точность корректирования(15-20)⁰ .

Переменные ФК используются для более точной коррекции ФЧХ на коммутируемых каналах связи.

ФК обычно реализуются на основе фазовых звеньев.

Под фазовым звеном принято понимать линейный четырех полюсник с частотно-независимым затуханием и частотно-зависимой фазовой характеристикой. ОПФ такого четырехполюсника имеет следующий вид:

где V_n(p)- полином Гурвица n^-й степени, V_n(-p)- полином, получаемый из V_n(p) путем замены оператора р-на (-р).

В зависимости от порядка V_n(p) фазовые звенья делятся на простые (п=1.2) и сложные (n ³ 3).

После включения в канал связи ФК общую рабочую фазу можно определить суммой

 

b_общ(ω)=b_кан(ω)+b_кф (ω)

Изменяя b_кор(w), можем добиться того, что суммарная ФЧХ в рабочем диапазоне частот будет с требуемой точностью линейной функций . На рис. 6 показаны примерные графики корректируемого канала связи

Рисунок 6.

Фазовые звенья ФК принято классифицировать в соответствии с порядком их ОПФ. Так ,фазовые звенья 1-го порядка имеют ОПФ

А 2-го порядка

Звенья 1-го и 2-го порядков имеют наибольшую практическую значимость , поскольку именно из них обычно и конструируется ФК .

При решении задачи аппроксимации по вполне очевидным причинам естественным будет выбор чебышевского критерия близости, котороый в данном случае имеет вид:

,

где a_i - коэффициенты полинома V_n(jω) Гурвица, t₀- время, определяемое из условий допустимой задержки сигнала.

С алгоритмом и программой решения этой задачи можно ознакомиться в технической литературе.

Найденную Т(р) представляют в виде функции - сомножителей первого и второго порядка, необходимую для каскадной реализации ФК.

Схемы и характеристики фазовых звеньев.

Пассивные фазовые звенья обычно реализуются в виде мостовых или Т-образных перекрытых четырехполюсников. Если в результате аппроксимации определена Т(р) фазового корректора, то сопротивление двухполюсников и мостовой схемы весьма просто найти по ранее полученным формулам при .

Осуществим реализацию звена 1-го порядка, для которого

Нетрудно определить (путем замены Р= jw), что Z_a(jω) представляет собой индуктивность L_a=R₀/a₁ , а Z_b(jω) - емкость C_b=1/R₀a₁ .

Затухание такого звена

,

а рабочая фаза

.

Мостовая схема и график b(w) показана на рисунке 7.

Рисунок 7.

В связи с известными недостатками мостовой реализации, на практике используют четырехполюсники эквивалентные мостовым. Одной из таких схем может быть схема с идеальным трансформатором (рисунок 8а.)

 

а) б)

Рисунок 8.

Таким образом, для фазового звена 1-го порядка получается схема, представленная на рис.8.б.

Действуя аналогичным образом, можно получить схемы фазовых звеньев 2-го порядка.

Для мостовой схемы:

Видно, что Z_a(p) представляет собой параллельное, а -последовательное соединение элементов L и C.

При этом

Соответствующая мостовая схема и график b(w) показаны на рисунке 9 а) и б).

а) б)

Рисунок 9.

На практике чаще используются неуравновешенные схемы, показанные на рисунке 10, соответствующие различным соотношениям между коэффициентами a₁ и a₂ полином Гурвица.

Рисунок 10.

Заключение

В последнее время в связи с широким внедрением микроэлектроники в технику связи предпринимаются попытки построения безиндуктивных корректоров. В частности , разработано большое количество схем звеньев 1-го и 2-го порядков на операционных усилителях , дающих возможность на основе каскадно-развязанного соединения реализовать сложные функции .

Следует также упомянуть, что в аппаратуре дальней связи помимо выше рассмотренных находят широкое применение настраиваемых вручную или автоматически , так называемые косинусные и гармонические корректоры , детальное ознакомление с которыми предлагается изучить курсантами самостоятельно.