Интермодуляция


Интермодуляция — это процесс взаимодействия нескольких различных сигналов в нелинейных каскадах радиоприёмного тракта. В результате возникают новые составляющие спектра, зашумляющие принимаемый сигнал (либо проявляющиеся в качестве зеркального сигнала).

Интермодуляция возникает, когда на входе приёмника, кроме полезного сигнала, действуют по крайней мере два помеховых сигнала. Характеристика приёмника, показывающая его способность противостоять воздействию таких помех — динамический диапазон по интермодуляции (Dynamic Range), зависит как от шумовых и нелинейных свойств каскадов приёмника, так и от фильтров, имеющихся в приёмном тракте.

Интермодуляционные искажения (ИМИ) — подвид нелинейных искажений, создаваемых усилительными схемами. В частотном спектре двухтонального сигнала с интермодуляционными искажениями содержатся комбинационные составляющие с частотами, являющимися суммой и разностью основных и гармонических частот входных сигналов. Например, при подаче на усилитель смеси сигналов 1 кГц и 5 кГц возникают интермодуляционные искажения: 6 кГц (сумма 1 кГц и 5 кГц) и 4 кГц (разность между 1 кГц и 5 кГц). Эти продукты интермодуляционных искажений взаимодействуют друг с другом, создавая практически бесконечный ряд частотных составляющих.

ИМИ также называют разностными — по одноименному методу их измерения, пришедшему из радиотехники, где эффект появления разностной составляющей на нелинейном элементе дает возможность создавать преобразователи частот. В радиотехнике ИМИ создают паразитные (побочные) каналы приема, например, широко известный «зеркальный канал». Еще одно название ИМИ – динамические (TIM — Transient Intermodulation). Такое название используется из-за того, что подобные искажения проявляются во время резкого изменения сигнала при недостаточной скорости нарастания сигнала в усилителе.

ИМИ в звукотехнике, по оценке экспертов, проявляются так называемой «мыльностью звучания», «размазанной звуковой картиной», «зажатостью звука в высокочастотном спектре».

Эффект снижения нелинейных искажений при введении ООС объясняется снижением уровня сигнала подаваемого на вход усилителя за счет вычитания из входного сигнала уменьшенного выходного сигнала, несущего информацию о нелинейности усилительных каскадов, инвертированную к входу усилителя. Таким образом, во входной сигнал вносятся предыскажения, маскирующие нелинейность усилителя. Так как вычитание сигнала ООС из входного происходит во входном каскаде к нему предъявляются повышенные требования к перегрузочной способности. Инвертирующая схема усилителя в этом отношении находится в более выгодном положении, так как вычитание происходит суммированием до входа усилителя. То есть на входной каскад инвертирующего усилителя поступает значительно меньший уровень сигнала, не вызывающий перегрузки и соответствующий значительно меньшим нелинейным искажениям.