Comportamento dei correlatori digitali ai minimi livelli dei segnali ed alle interferenze

Esame di un correlatore ai minimi livelli

Il comportamento del correlatore ai minimi livelli dei segnali, che indichiamo con $(si)$, può essere illustrato con un esempio :

Consideriamo un correlatore digitale con due rumori scorrelati, all'ingresso dei limitatori:

$ni1\ e\ ni2$ di uguale ampiezza $ni$

all'uscita del traslatore di livello avremo una componente continua nulla attorno alla quale sarà piazzata la varianza $Nux,$ il cui picco è ipotizzato in questo esempio dell'ordine di :

$\pm (1/200)$ di $Val.$

se supponiamo il valore di $Val.=5\ Vcc$ il valore picco picco della varianza sarà :

$\pm (1/200)\cdot 5\ V=\pm 25\ mV.$

Un dispositivo con queste caratteristiche consentirebbe di rivelare la presenza di due segnali correlati $si1\ e\ si2$ , di uguale ampiezza $si$, in mezzo al rumore, che provocassero una $Sux$ tale da farla emergere dai picchi negativi della varianza.

Una $Sux$ con questo livello dovrebbe essere almeno di $60\ mVcc,$ sì da superare nettamente i picchi negativi della varianza di $-25\ mVcc,$ evidenziando sempre la sua presenza sui picchi del rumore d'uscita.

Richiamando ora le formule 3a) della lezione precedente possiamo scrivere:

$Sux=(Val/\pi )\cdot \arcsin \left[{\frac {1}{1+(ni/si)^{2}}}\right]\ \ \$ .

che risolta per determinare $si/ni$ in dB diventa :

$(si/ni)dB=20\cdot log\ \left\{{\frac {1}{\sqrt {\left[{\frac {1}{\sin \ (\pi \cdot Sux/Val.)}}-1\right]}}}\right\}$

se in essa sostituiamo i valori numerici sopra determinati si ha:

$(si/ni)dB=20\cdot log\ \left\{{\frac {1}{\sqrt {\left[{\frac {1}{\sin \ (\pi \cdot 0.06\ V/5\ V)}}-1\right]}}}\right\}={-}14\ dB$

Risulta pertanto che il correlatore digitale, in questo esempio, consente di rivelare segnali $si$ tra loro interdipendenti a $-14/dB$ sotto il livello dei rumori scorrelati $ni1\ e\ ni2.$

Questa caratteristica del correlatore è tra le più importanti che il dispositivo sia in grado di offrire.

Se il correlatore non è messo a punto correttamente la possibilità di discriminare il segnale sarà tanto minore quanto più sarà elevato il fuori zero del traslatore di livello del correlatore stesso, o di quant'altro provochi irregolari fuori zero.

Comportamento di un correlatore alle interferenze

Abbiamo ora esaminato il comportamento del correlatore digitale nei casi classici di funzionamento, la pratica però porta di sovente a delle condizioni diverse che alterano i risultati finali; infatti i segnali $si$ sono applicati al correlatore tramite dei circuiti di limitazione e la presenza di questi è fonte di interferenze indotte a causa degli elevati guadagni degli stadi di limitazione stessi.

Purtroppo le interferenze sono dovute, il più delle volte, ad un unico segnale che si accoppia con gli ingressi dei limitatori producendo segnali correlati e correlabili su tutta la banda a cui rispondono tanto i limitatori che gli EXCLUSIVE-NOR finali indipendentemente dalla larghezza di banda dei segnali che è fisicamente piazzata nei circuiti che precedono i limitatori.

Questo tipo di interferenza indotta fa sì che anche con $si=0,$ in presenza di soli disturbi scorrelati $ni$ d'ingresso, si abbia una componente continua spuria di $Sux$, la cui ampiezza segue le stesse leggi in precedenza descritte e che compare come un segnale d'uscita, non desiderato, la cui ampiezza dipende dal rapporto tra $ni$ (definito nella banda tra $F1\ e\ F2)$ e l'interferenza definita in una banda molto più ampia.

Si vede perciò all'uscita del correlatore uno pseudo-segnale $Sux$ che a volte può mascherare il segnale vero quando quest'ultimo è dovuto ad un valore di $si$ molto piccolo.

E' possibile stabilire se un correlatore lavora in condizioni di interferenze interne nel seguente modo:

• Si applicano ai limitatori i soli disturbi scorrelati $ni1\ e\ ni2$

• Si regolano le ampiezze di $ni1\ e\ ni2$ al minimo livello possibile conpatibilmente con il regolare impegno dei limitatori.

• Si dispone in uscita del correlatore, nell'integratore, un gruppo $RC$ calcolato per avere una varianza di ampiezza $1/10$ rispetto al minimo segnale $Sux$ vero che si desidera discriminare in funzionamento normale.

• Si controlla l'accurata taratura del traslatore di livello.

• Si misura la tensione di uscita su $RC;$ il valore non deve scostarsi da zero più di $1/10$ della tensione di $Sux$ (vero).

Se il valore misurato è diverso da quanto stabilito significa che è presente una interferenza che deve essere individuata e successivamente eliminata.