Детектор FM (приём слабых сигналов)

Возникли вопросы в области теории частотных дискриминаторов и улучшения FT897 в режиме FM.

Имеется специализированная ИМС ТА31136, или любая другая типа МС3362.
В дискриминаторе которой используется или LC цепь или кварцевый или керамический резонатор на 455кГц.

В FT897/857 изначально имеется 2 ширины полосы пропускания по ПРИЁМУ: FM 15кГц и FMN 9кГц, которые выбраны с помощью ПКФ ALFYM455Е-К и ALFYM455G-K.
Полоса FM-детектора фиксирована кварцем и резистором (на рисунке) и используется одна на 2 режима.
Резистор вкл параллельно кварцу уменьшает добротность и расширяет полосу ЛИНЕЙНОГО детектирования.
В FM на 144МГц полоса трансивера излишне широка даже в режиме FMN.

Вопросы: Увеличение крутизны дискриминатора-сужение полосы пропускания даст ли улучшение по приему слабых сигналов??
1. Сузить полосу дискриминатора, точнее увеличить крутизну х-ки дискриминатора, то есть необходимо увеличить номинал резистора. Резистор на плате доступен для замены
2. Замена кварца LC контуром даст ли дополнительный эффект?

PS. Почему возникла такая проблема:
Много эксперементов сравнения. вот один из них наглядный:
Стоит на столе 2 станции 144 МГц. FT897 и FT2200 (или другие FM на 144). Одна антенна. Включен или выключен МШУ . Шум эфира выше чувствительности аппаратов и достаточный для приема + замешан сигнал в нем. FT2200 разбирает, FT897 нет.

Из теории радиоприёмных устройств известно, что
- Чем Уже реальная полоса пропускания радиоприёмника - тем выше его чувствительность.
Именно поэтому применение радостанций с узкополосной ЧМ - предпочтительнее.
Вояки же используют девиацию в 25кГц только из-за помехозащищённости позволяющей снизить чувствительность RX за счёт приличной амплитуды с такой девиацией в дикриминаторе, пониженным требованиям к нестабильности частоты и точности настройки.

На этом замечательном свойстве уже давно исправно работает любительская система цифровой передачи данных PSK, что позволяет при малых мощностях покорять эфир за счёт сужения программным способом полосы приёма до десятков Герц.

Цитата:

---

Сообщение от Professor

FT2200 разбирает, FT897 нет.

---

Когда-то проводил эксперименты со служебными УКВ. Выводил ПЧ до усилителя -ограничителя на смесительный SSВ-детектор.Так как это был только эксперимент, автоподстройку гетеродина детектора не делал,и баз того приём работал нормально за счёт незначительного разбега частот принимаемых сигналов от разных радиостанций радиосети. На родной ЧМ-детектор р.ст индицирует слабый сигнал только едва уловимым снижением шума. На SSВ-детектор информация рарбирается. Естественно, для чистоты эксперемента,использовалась одна и та-же антенна и сигнал, в одно и то-же время. Но это справедливо для ФАЗОВОЙ {не путать ФМ и FM} модуляции. FM или по руссски ЧМ не являются фазовой, поскольку имеют индекс модуляции более единицы.<<F>> латинским шрифтом многие ошибочно ассоциируют с русской<< Ф>>.Формула фазовой модуляции умещается не пол.строчки, а формула частотной модуляции - на пол.страницы. Чтобы меня не заподозрили в плагиате ---- идея была обнародована в каком-то старом журнале <<Радио>>. автор предложил испытать это радиолюбителям {но автор сам в железе это не пробовал}, что я и сделал. Правда при этом спектральная чистота несущей должна быть не слишком плохой. В настоящее время радиолюбители работают с индексом модуляции гораздо более единицы, а если-бы использовали эту идею,то результаты соревнований были-бы несравненно солиднее. Для профессиональной связи это не совсем удобно - проблемы с шумоподавлением,а радиолюбителям для приёма очень слабого сигнала, это не помеха.

Здрастwуйте Борис.Сообсчите сwой номер телефона ,я хотел бы с wами догоwорится о проwедении wидеосwязи..Мой номер сотоwого 0049 157 76 09 41 46 ДЛ3УФ.Стуттгарт.73.

Здравствуйте, Владимир!
Мой номер сотового телефона: +7 701 717 65 78.

SSB детектор чувствительнее FM.
Пример: FT897. 435МГц. Спутник АО-51 FM. 30м кабеля без МШУ.
В режиме FM слышно присутствие станции. Срабатывает шумоподавитель. Сигнал абсолютно не разборчив. В режиме SSB cлышна несущая и слабая разборчивая речь.

О ФМ детекторах ориентировочно в 84году в Радио писал Поляков.

Была когда-то в "Радио" описана идея детектирования FM петлей ФАПЧ, когда частота гетеродина синхронизируется с мгновенной частототй сигнала, который перед детектором проходит через узкополосный фильтр. Управляющее гетеродином напряжение есть продетектированный сигнал. Идея многообещающая в смысле улучшения приема FM, но все равно до эффективности CW\SSB ей не дотянуться.

Можно и так избавиться от <<примусного>> шума, только принять меры к не очень широкому диапазону амплитуд сигнала,приходящему на детектор.Прямой захват частоты.

То же интересовался когда-то идеей синхронного ФМ-приема. Очень интересная тема. Кстати говоря не так уж сильно отстает от SSB. Все по тем же статьям Полякова возможно "детектирование" сигнала, лежащего НИЖЕ уровня шумов. За то какая простая может быть аппаратура! По крайне мере предающая - никаких формирователей SSB для передатчика.

Цитата:

---

Сообщение от I love radio

возможно "детектирование" сигнала, лежащего НИЖЕ уровня шумов.

---

И не только идея, пробовал в железе. А так-же на этом принципе делал у-во для замера частоты радиостанций с АМ-модуляцией более 30 процентов непосредственно с эфира в условиях помех и слабого сигнала.{При модУляции более30-процентов инструментальный контроль возможен только в паузах,когда нет модуляции.При глубокой модуляции частотомер показывает всё,что ему взбредёт в голову}. С устройством точность показаний определялась только тех.возможностями частотомера и от истинной частоты отлличалось только сдвигом фазы в 90-градусов, что для такого случая не имеет значения.Замерялись удалённые приводные радиостанции у которых АМ-модуляция 100-процентов, в условиях федингов и сильных помех. Индикация сохранялась даже когда слуховой конроль уже терялся в шумах.

Вот график из книги Полякова, показывающий зависимость отношения сигнал/шум на выходе детектора от соотношения сигнал/шум на входе детектора. При этом для ЧМ и ФМ предполагается использование простых дискриминаторов. Даже из этого графика видно, что SSB превосходит узкополосную ФМ только при самых маленьких соотношениях сигнал/шум на входе детектора ("детектор" SSB все таки линеен и выдает сигнал даже при любых отрицательных значениях сигнал/шум для входного сигнала) . Здесь конечно нужно учитывать, что сигнал узкополосной ФМ все-таки пошире чем SSB и должен составлять 4,5-6 кГц.
Однако если с узкополосной ФМ использовать не простой дискриминатор, а синхронный детектор с маленькой частотой среза ФНЧ в петле ФАПЧ, то сигнал будет детектироваться и в том случае, если уровень входного сигнала будет лежать ниже уровня шума, иначе говоря, когда его уже не будет слышно. Поэтому получается, что эффективность узкополосной ФМ ниже чем SSB только лишь за счет вдвое большей полосы пропускания тракта ПЧ - не в пример простой распространенной ЧМ. Как совершенно правильно написал RA6HM и писал в своих публикациях В. Поляков, если бы вместо ЧМ радиолюбители использовали ФМ с маленикм индеком модуляции, то иной раз можно было бы не переключаться на SSB, а на популярной двойке "ЧМ" связи были бы куда более дальнобойны.
SSB правда имеет и энергетическое преимущество, но в данном случае вывод о сравнении ЧМ и ФМ на мой взгляд однозначен.

Возник похожий вопрос с резистором в дискриминаторе приемника Motorola GM-CM на SA616.
Пытаюсь разобраться в дискриминаторах. Судя по таблице и схемам на стр 44-45-46 http://hamradio.online.ru/ftp/p05e9.pdf
дискриминаторы выпускаются к конкретной IC и прилагается схема включения.
Для обсуждаемых выше ТА31136 рекомендуется дискриминатор с резистором 1.5к, а для "моторольной" SA616 другой дискриминатор с резистором 2.2к. Тут еще один PDF но нигде не указано на какую полосу этим резистором настроено. В FT897 -1.5к как видим и оставили, а в моторолах вместо рекомендуемого 2.2к установили 1.2к(причем 1.2к стоит даже в некоторых моделях 200 и 700MHz с одной полосой 9кГц). Не могу понять по какой причине понадобилось на столько расширять линейный участок, если по паспорту дискриминатор и так слишком широкий fn±13.0kHzmin? И логично было бы резистор наоборот увеличить сузив полосу. Может кто подсказать увеличение его сопротивления увеличит только крутизну и громкость или и чувствительность? Есть смысл увеличивать?
И еще по замене фильтров. Не понятно зачем впихнули такие широкие 20кГц(D)
Поэтому для дальних связей пригодна только узкополосная ЧМ. Напротив, при девиации менее 3 кГц уменьшается амплитуда сигнала на выходе детектора, а напряжение шумов остается прежним, поскольку полосу пропускания приемника нельзя сделать меньше 6 кГц (иначе будут ослаблены верхние частоты звукового спектра). Следовательно, уменьшение девиации ниже 3 кГц также приводит к уменьшению дальности связи. Таким образом, максимальная девиация частоты должна равняться 3 кГц, что соответствует индексу модуляции для наивысшей модулирующей частоты m = 1 и спектру излучения, показанному на рис. 2, а.
Полоса приемника для неискаженного воспроизведения узкополосного ЧМ сигнала должна равняться ширине излучаемого спектра, т.е. 12 кГц. Однако на практике полезно сделать полосу уже, отфильтровав боковые частоты второго порядка, имеющие относительную амплитуду 0,11. Это приведет к потере всего 2,5% мощности сигнала, зато позволит вдвое уменьшить мощность шума на входе детектора. Таким образом, полоса пропускания приемника для получения максимальной дальности связи должна составлять 6 кГц (± 3 кГц, считая от нуля дискриминационной характеристики детектора).
Из этих же соображений и при больших индексах модуляции полосу пропускания приемника выбирают равной 2∆fmax или на 1 – 2 кГц шире (поскольку гетеродины имеют некоторую нестабильность).
Искажения, возникающие из-за отфильтровывания боковых частот высоких порядков, носят характер небольшого клиппирования пиков сигнала при высоких частотах модуляции. Они никак не сказываются на разборчивости и почти незаметны на слух.
Если дальность связи не является лимитирующим фактором, можно увеличить ∆fmax до 5 – 6 кГц, соответственно расширив полосу пропускания приемника до 10 – 15 кГц. Это увеличивает отношение сигнал/шум на выходе приемника и повышает качество связи при работе выше порога, когда отношение сигнал/шум на входе детектора превышает 5 – 10 дБ. Такие параметры обычно выбирают для служебной мобильной связи или для связи через ретрансляторы.
Если правильно понимаю при девиации+-5кГц (межканальный шаг 25кГц) если в приоритете слабые сигналы на уровне шума для достижения максимальной чувствительности, оптимальным будет замена фильтров в второй ПЧ в Motorola GM-CM 20кГц(D) на 12кГц(F).