Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции по цифровым системам передачи - файл Лекция №10.doc


Лекции по цифровым системам передачи
скачать (1463.8 kb.)

Доступные файлы (19):

Лекция №10.doc247kb.05.05.2008 09:03скачать
Лекция №11.doc186kb.02.05.2008 03:14скачать
Лекция №12.doc874kb.07.05.2008 10:19скачать
Лекция №13.doc605kb.04.05.2008 08:42скачать
Лекция№14.docx298kb.05.05.2008 18:12скачать
Лекция№15.docx110kb.05.05.2008 02:00скачать
Лекция№16.docx166kb.05.05.2008 02:22скачать
Лекция№17.docx24kb.05.05.2008 02:52скачать
Лекция№18.doc139kb.05.05.2008 02:36скачать
Лекция №1.doc369kb.04.05.2008 23:21скачать
Лекция №2.doc140kb.04.05.2008 23:40скачать
Лекция №3.doc143kb.04.05.2008 23:55скачать
Лекция №4.doc213kb.04.05.2008 23:26скачать
Лекция №5.doc96kb.04.05.2008 23:27скачать
Лекция №6.doc159kb.28.05.2009 09:11скачать
Лекция №7.doc184kb.05.05.2008 09:03скачать
Лекция №8.doc162kb.05.05.2008 09:03скачать
Лекция №9.doc111kb.05.05.2008 09:03скачать
Содержание.doc25kb.04.05.2008 23:22скачать

содержание
Загрузка...

Лекция №10.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...






Лекция № 10.

Усилительные устройства (УУ).
Усилители – неотъемлемая часть оконечных и промежуточных станций.




- усилитель одностороннего действия.
Признаки УУ:

  1. по элементной базе:

а) электронные лампы;

б) транзисторы (сейчас в основном используются);

в) аналоговые интегральные микросхемы;

2) индивидуальные или групповые.

Индивидуальные – в индивидуальном оборудовании ПЕР и ПР.

Групповые усиливают сигналы первичных, вторичных групп.

ЛУС – линейный усилитель, усиливает многоканальный сигнал в линейном спектре аппаратуры.

ЛУСы используются в промежуточных пунктах, на ПЕР и ПР.
i1 Zвх Zвых

Z1

i2

U1 U2 Z2





источник питания
источник

сигнала нагрузка
Рис. 10.1
Потоком энергии от источника сигнала в нагрузку управляет относительно маломощный источник питания.
Параметры усилителя:

  1. Zвх – входное сопротивление




В большинстве случаев должны выполняться условия согласования:
;


- коэффициент несогласованности – показывает, какая часть энергии отражается от усилителя.

Иногда берут вместо Z1, Z2 Rнормир. = R0.




  1. Коэффициент усиления по ЭДС или сквозное усиление

или - коэффициент усиления по напряжению (если числа действительные).

- коэффициент передачи по напряжению.

k(f) – АЧХ; φ(f) – фазовая характеристика.

- АЧИ на нижних частотах.

k
k0

fH fB f

полоса пропускания

Рис. 10.2
; .


  1. Коэффициент усиления по мощности:



Рвых – мощность, отдаваемая в нагрузку.



  1. Амплитудная характеристика:



Uвых макс, при котором РН – неискаженная мощность усилителя.

Uвых




Uвх

помеха
Рис.10.3

n – номер гармоники;

- коэффициент гармоник (искаженных).

Затухание по n-ой гармонике:


- нелинейные искажения определены при нулевом выходном уровне:






5)

помеха

помеха




Р собств. помехи вых.

kМ
Рис. 10.4
На входе – только сопротивление.

Слева ЭДС (источник шума).

Коэффициент шума:

РСПвых.ид.ус. – в нем нет внутренних источников помех.

- шум-фактор.

(4÷6) дБ – малошумящий; 25 дБ – много шума.

показывает, на сколько уменьшается защищенность от собственных шумов после прохождения сигнала через усилитель. Для улучшения параметров (для увеличения затухания нелинейности в первую очередь) используется глубокая общая ОС:



D - цепь
U3 i4

1 3 4 2

U1 U2

1 3 4 2




β - цепь



Рис. 10.5
Коэффициенты:
(проводимость)




- коэффициент напряжения по петле.
Возвратная разность:

Возможны 4 варианта:

1) - отрицательная ОС;

2) - положительная ОС;

3) - отсутствие обратной связи;

4) - вырожденная (критическая) ОС, генерация усилителя.


Влияние ОС на параметры усилителя.
1.

ООС уменьшает усиление (k);

ПОС увеличивает усиление (k↑).

2. Если ОС глубокая, то , тогда

Т.е. зависит только от пассивных элементов.

При глубокой ОС влияние наименее стабильного параметра ^ D сводится почти на нет. Поэтому k независим от D. Усилитель становится гораздо стабильнее.

При глубокой ООС можно обеспечить такие условия, при которых входное и выходное сопротивления усилителя будут равные пассивному входному и выходному сопротивлениям и не будут зависеть от параметров активной D –цепи. С этой целью входные и выходные устройства усилителя выполняются в виде сбалансированных мостов. В таких схемах при ГООС глубина ее практически не зависит от сопротивления нагрузки, которое может меняться. В пассивную часть этой схемы вводят постоянные и переменные корректоры 4х-полюсники, которые позволяют осуществить регулировку усиления и требуемую частотную характеристику его.

Однако, очень сложной задачей является обеспечении устойчивости таких усилителей, т.к. в нерабочем диапазоне частот ООС может стать положительно, что приведет к самовозбуждению. Для обеспечения устойчивости усилителя применяют специальные элементы и контуры ВЧ обхода.

К групповым усилителям предъявляются жесткие требования с точки зрения стабильности параметров. Выполнить их можно только в усилителях с глубокой общей обратной связью. Стабильность усилителя оценивают относительной нестабильностью.

При наличии ОС: уменьшается в ^ F раз. Амплитудно-частотные искажения (АЧИ) тоже уменьшаются в F раз. Нелинейные искажения тоже уменьшаются в F раз, т.е. затухание нелинейности уменьшается в F раз.

3. ОС на защищенность от собственных помех не влияет.

Недостатки наличия ОС:

  1. потеря усиления;

  2. склонность усилителя к самовозбуждению.



Автоматическая регулировка уровня (АРУ).
АРУ предназначена для поддержания уровня передачи на выходе ЛУС неизменным при изменении окружающих усилительный участок условий.



потери ПЗ от нелинейных помех

РперS3

зима
Рпр лето

SЛ потери помехозащищенности

от собственных помех
Рис. 10.6
Чтобы избежать S, надо регулировать усиление в процессе работы, автоматически.
^ 2 способа регулирования:

1) Регулирование по контрольному сигналу – АРУ по КЧ.

2) Регулирование по температуре грунта ТАРУ.



терморезистор, меняет сопротивление

в зависимости от температуры грунта
Рис. 10.7

АК – амплитудный корректор, включен в цепь ОС.




Термодатчик надо выносить, он

зашунтируется тогда емкостью

кабеля – это сложно

Рис. 10.8
Вынесение датчика связано с техническими трудностями. Кабель шунтирует датчик, вносит погрешности.

ТАРУ – малая энергоемкость.

Недостаток: термодатчик не полностью отражает ситуацию с температурой.

АРУ по КЧ.
основной сигнал

ЛУС




РУ kc


ГКЧ

ПКК
pкч


АК










Рис. 10.9
kc – контрольный сигнал.

РУ – регулятор уровня.

ПКК – приемник контрольного канала.

В зависимости от того, в какую сторону ( в “+” или “-“) изменятся контрольный сигнал, происходит регулировка с помощью РУ.

В линейных усилителях на НУП, ОУП, ОП контрольные колебания выделяются ПКК, обрабатываются и управляют соответствующими регуляторами (плоским, наклонным или криволинейным). Количество fкч определяется типом системы передачи: так системы, работающие на симметричном кабеле, имеют достаточно сложную зависимость затухания линии от f и tогр => три fкч. Плоскую fкч и наклонную fкч располагают на границах спектра, а криволинейную в середине. В коаксиальных кабелях более простая зависимость и применяют 1 fкч в верхней части спектра.

Контрольные частоты выбирают вне линейного спектра частот, чтобы избежать помех на КЧ на каналы.
ауч tmax S

ауч

tcp S
tmin ауч

fH fB f fH fB f

а) б)



ауч

3 1 - плоская

2 2 - наклонная

3 – криволинейная

1
fH fB f

в)

Рис. 10.10
Обычно на трассе каждый усилитель снабжают ТАРУ, а через 5-6 усилителей ставят АРУ по КЧ, которые увеличивают точность регулировки.
АРУ по КЧ: требует блокировки регуляторов при пропадании контрольного сигнала. В противном случае усиление усилителей увеличивается до предела, аr (остаточное затухание каналов) уменьшается до минимума, каналы самовозбуждаются, усилители перегрузятся, подача kc станет невозможной.

Помехи в трактах и каналах аналоговых систем передачи.
Помехой называется посторонние электрические колебания, мешающие нормальному приему сигналов.

В зависимости от характера воздействия помехи подразделяют на аддитивную и мультипликативную.

Аддитивная помеха – это случайный сигнал, который накладывается на полезные сигналы, передаваемые по каналам и трактам.

Действие аддитивной помехи описывают следующим образом


- суммарное напряжение выходе канала или тракта.
Мультипликативная помеха – обусловлена случайными изменениями коэффициента передачи канала или тракта в зависимости от времени.

- результирующее напряжение.
Кроме того помехи можно классифицировать следующим образом:

  1. В зависимости от места действия:

- внешние;

- внутренние.

Внутренние: возникающие в узлах аппаратуры: собственные помехи, помехи нелинейности, помехи из-за попутных потоков, плохих контактов в местах соединений и переключений каналов.

Внешние: обусловлены действием внешних источников: от линейных переходов с параллельно действующих цепей, железных дорог, промышленных устройств и т.д.


  1. В зависимости от формы помехи:

- непрерывные, характеризующиеся неравенством:
;

- импульсные:
,

где - максимальное напряжение, - напряжение сигналов помехи.


  1. В зависимости от спектра:

- сплошные: характеризуются распределением мощности по широкому спектру частот (например, белый шум);

- дискретные или селективные: ее мощность сосредоточена либо на одной частоте, либо в очень узкой полосе.


  1. По мешающему действию помехи подразделяются на шум и переходной разговор.

Шум маскирует сигнал, тем самым ↓ разборчивость.

Переходной разговор может быть внятным и невнятным.

Внятные мешает, нарушает секретность связи, а невнятный резко ↑ шум в канале.
Способы оценки действия помех.

  1. Защищенность


;

.


  1. Коэффициент шума



Физически эта величина показывает, во сколько раз уменьшается отношение мощности сигнала к мощности помехи при включении в тракт сигнала данного 4х-полюсника.
3) Оценка помех с помощью псофометрического напряжения производится при передаче речи по телефонному каналу и каналам радиовещания, т.к. чувствительность системы «телефон-ухо» неодинакова для разных частот. Максимальна от 800÷1000 Гц. Если в канале действует помеха, то ее частотные составляющие также по-разному будут восприниматься системой «телефон-ухо».

Псофометрическое напряжение (псофос-шум) помех – это такое напряжение с частотой 800 Гц, которое по своему мешающему воздействию эквивалентно реально действующей помехе => оно всегда меньше помехи.

Для канала ТЧ .

Нормирование помех.
С целью обеспечения высокого качества связи по рекомендациям МСЭСв. нормирование помех производится для каналов ТЧ эталонной цепи. Протяженность цепи для кабельной, воздушной и РРЛ составляет 2500 км.

Согласно нормам МСЭ, в ТНОУ на выходе канала ТЧ эталонной кабельной цепи мощность всех видов помех не должна превышать:

Из них:
- линейный тракт;

- преобразующее оборудование всех станций.
Т.е. на 1 км линейного тракта , а для современных систем эта норма 1пВт/км.

Собственные помехи.
Это шумы флюктуационного характера: тепловой, из-за дробового эффекта в транзисторах, лампах и п/п (дробовый шум – из-за случайного отклонения анодного тока).

Собственные помехи накапливаются вдоль тракта передачи сигнала.



Для борьбы с собственными помехами:

- используют малошумящие усилители;

- вводят предыскажения уровня передачи.
Рпер алин


f f

а) б)

Рис. 10.11

Помехи от линейных переходов.
Это электромагнитное влияние между парами кабеля. В симметричных кабелях.


на дальнем конце на ближнем

конце конце

(Это влияние хуже)
Рис. 10.12


Нелинейные помехи.
Возникают вследствие нелинейной характеристики нелинейных элементов узлов тракта.

В основном ЛУС: на выходе ЛУС появляются новые частотные составляющие. Эти составляющие могут вызвать нелинейные переходы и нелинейные шумы в каналах. Поэтому напряжение сигнала не должно превышать порог перегрузки усилителя. По нормам МСЭ порогом перегрузки называется уровень мощности рпор на выходе ЛУС, при котором увеличение уровня на входе ЛУС на 1 дБ приводит к увеличению уровня 3ей гармоники на выходе ЛУС на 20 дБ.


Скачать файл (1463.8 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru