5.2.2. СДВИГИ ЧАСТОТЫ

Сдвиг частоты появляется при передаче сигналов данных по ВЧ системам телефонной сети (см. разд. 3.2.2.6). Он играет существенную роль при выборе параметров приемников, которые работают с использованием синхронной демодуляции. Как уже было описано в разд. 4.4.2, тактовую частоту местного генератора в приемнике необходимо регулировать в соответствии с сигналом данных или же с передаваемым вместе с ним пилот-сигналом. Эта регулировка осуществляется так, что влияние сдвига частоты на вероятность ошибки практически больше уже не играет роли.

В случае передачи с варьируемой скоростью при использовании частотной модуляции сдвиги частоты оказывают свое действие на краевые искажения, а также, конечно, и на вероятность ошибки, если девиация частоты невелика по сравнению с ожидаемым сдвигом частоты. Это, например, имеет место в некоторых видах аппаратуры низкоскоростных сетей передачи данных, системах тонального телеграфирования (см. том 2, разд. 7.4.4.2), а также в модемах для низких скоростей передачи (см. том 2, разд. 7.2.1).

Из-за сдвига частоты сдвигается и спектр принятого сигнала, т. е. мгновенная частота уже не соответствует требуемому значению. На рис. 5.9 показан вид демодулированного сигнала данных (первичного сигнала) без сдвига частоты и при его наличии (для наглядности сильно преувеличено).

Сдвиг частоты приводит к тому, что спектр принимаемого сигнала отличается от спектра переданного сигнала. Появляющееся при этом краевое искажение было бы недопустимым, если бы, как в случае систем тонального телеграфа, много участков канала

с такими сдвигами было бы последовательно включено друг за другом (см. том 2, разд. 9.3.1.1 и 11. 1). В случае использования модемов (только один участок передачи от абонента к абоненту) оно не играет такой серьезной роли (см. том 2, разд. 7.2).

Рис. 5.9. Влияние сдвига частоты на частотномодулированный сигнал: кривая 1 - сигнал без сдвига частоты; кривая 2 — сигнал со сдвигом частоты —

Как ясно из рис. 5.9, для обработки сигнала данных мгновенная частота должна быть преобразована в величину, допускающую прямое электрическое измерение, например в напряжение. Легко заметить, что если в качестве порогового принят нулевой уровень, то для сигнала, искаженного вследствие сдвига частоты, среднее значение, полученное после выпрямления, смещается. Также изменяется разность между пороговыми уровнями и значениями сигнала в точках отсчета. Таким образом, имеется возможность в значительной степени скомпенсировать краевое искажение, обусловленное сдвигом частоты, путем такой регулировки, при которой получаются нулевое среднее значение выпрямленного тока или соответственно одинаковые значения отсчетов.

Величину краевого искажения которое возникает при определенном сдвиге частоты характеризует наклон, с которым временная диаграмма сигнала пересекает пороговый уровень. Для импульса, приблизительно удовлетворяющего второму уровню Найквиста, при малом сдвиге частоты и нормированной (приведенной к единице) амплитуде или соответственно частоте этот наклон составляет около 45° (см. разд. 4.1.4). В остальных случаях он обратно пропорционален ширине полосы частот В. Таким образом, для краевого искажения возникающего вследствие сдвига частоты, при частотной манипуляции со скоростью и с девиацией частоты приближенно справедливо

Конечно, со сдвигом частоты возрастает и чувствительность к помехам, так как спектр принимаемого сигнала смещается по

отношению к постоянной передаточной функции фильтров приемника. Это обстоятельство отнюдь не способствует установке на нуль среднего значения выпрямленного тока для демодулированного сигнала данных. Напротив, принимаемый сигнал перед ограничением полосы должен быть перенесен в другую область частот и частота «преобразователя должна быть отрегулирована в зависимости от среднего значения выпрямленного тока или от (измененной) частоты пилот-сигнала таким образом, чтобы спектр принимаемого сигнала всегда располагался оптимальным Образом в полосе частот, задаваемой фильтрами приемника.

Один специальный пример влияния сдвига частоты, существенно обусловленного свойствами системы, на принимаемый сигнал при частотной модуляции будет рассмотрен в разд. 7.2.1, том 2.