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

Лекции по цифровым системам передачи
скачать (1463.8 kb.)

Доступные файлы (19):

Лекция №10.doc	247kb.	05.05.2008 09:03	скачать
Лекция №11.doc	186kb.	02.05.2008 03:14	скачать
Лекция №12.doc	874kb.	07.05.2008 10:19	скачать
Лекция №13.doc	605kb.	04.05.2008 08:42	скачать
Лекция№14.docx	298kb.	05.05.2008 18:12	скачать
Лекция№15.docx	110kb.	05.05.2008 02:00	скачать
Лекция№16.docx	166kb.	05.05.2008 02:22	скачать
Лекция№17.docx	24kb.	05.05.2008 02:52	скачать
Лекция№18.doc	139kb.	05.05.2008 02:36	скачать
Лекция №1.doc	369kb.	04.05.2008 23:21	скачать
Лекция №2.doc	140kb.	04.05.2008 23:40	скачать
Лекция №3.doc	143kb.	04.05.2008 23:55	скачать
Лекция №4.doc	213kb.	04.05.2008 23:26	скачать
Лекция №5.doc	96kb.	04.05.2008 23:27	скачать
Лекция №6.doc	159kb.	28.05.2009 09:11	скачать
Лекция №7.doc	184kb.	05.05.2008 09:03	скачать
Лекция №8.doc	162kb.	05.05.2008 09:03	скачать
Лекция №9.doc	111kb.	05.05.2008 09:03	скачать
Содержание.doc	25kb.	04.05.2008 23:22	скачать

содержание

---

Смотрите также:
• по радиорелейным системам передачи [ лекция ]
• по многоканальным системам передачи [ лекция ]
• по направляющим системам [ лекция ]
• Направляющие системы электросвязи [ лекция ]
• по ЛП СВЧ [ лекция ]
• Детали машин и основы конструирования [ документ ]
• Гауэр Дж. Оптические системы связи [ документ ]
• Исследование систем передачи информации [ курсовая работа ]
• Детали машин и основы конструирования [ документ ]
• по деталям машин [ документ ]
• по информатике [ лекция ]
• Учебное пособие Основы передачи дискретных сообщений [ лекция ]

Лекция №10.doc

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 Z_вх Z_вых

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. 
   Z_вх – входное сопротивление
   

В большинстве случаев должны выполняться условия согласования:
;


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

Иногда берут вместо Z₁, Z₂ R_{нормир.} = R₀.

2. 
   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

f_H f_B f

полоса пропускания

Рис. 10.2
; .

3. 
   Коэффициент усиления по мощности:
   

Р_вых – мощность, отдаваемая в нагрузку.

4. 
   Амплитудная характеристика:
   

U_{вых макс}, при котором Р_Н – неискаженная мощность усилителя.

U_вых




U_вх

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.

k_М
Рис. 10.4
На входе – только сопротивление.

Слева ЭДС (источник шума).

Коэффициент шума:

Р_{СПвых.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

Р_пер ∆S₃

зима
Р_пр лето

∆S_Л 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 k_c


ГКЧ

ПКК
p_кч


АК










Рис. 10.9
k_c – 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 f_кч определяется типом системы передачи: так системы, работающие на симметричном кабеле, имеют достаточно сложную зависимость затухания линии от f и t^о_гр => три f_кч. Плоскую f_кч и наклонную f_кч располагают на границах спектра, а криволинейную в середине. В коаксиальных кабелях более простая зависимость и применяют 1 f_кч в верхней части спектра.

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

а_уч

t_cp S
t_min а_уч

f_H f_B f f_H f_B f

а) б)



а_уч

3 1 - плоская

2 2 - наклонная

3 – криволинейная

1
f_H f_B 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, а_r (остаточное затухание каналов) уменьшается до минимума, каналы самовозбуждаются, усилители перегрузятся, подача k_c 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.

2. 
   В зависимости от формы помехи:
   

- непрерывные, характеризующиеся неравенством:
;

- импульсные:
,

где - максимальное напряжение, - напряжение сигналов помехи.

3. 
   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.

4. 
   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
   

;

.

2. 
   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.
Р_пер а_лин


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 р_пор 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:  

---