Канал тональной частоты реферат

Обновлено: 02.07.2024

Измерение эксплуатационных характеристик низкоскоростных каналов и оценка их качества.

Сержант Воробьёв А.В

Содержание

1. Общая характеристика канала тональной частоты………………………..3-4

2. Основные электрические характеристики канала ТЧ и порядок их измерения…………………………………………………………………. 5-8

3. Основные электрические параметры канала ТЧ…………………………….9

4. Измерение остаточного затухания канала ТЧ…………………………..10-11

5. Оценка качества канала ТЧ…………………………………………………..12

6. Список используемой литературы. ……………..13

Общая характеристика канала тональной частоты

Каналы тональной частоты (ТЧ) многоканальных систем передачи используются для передачи сигналов информации различного вида: телефонной (речи), тонального телеграфа, фототелеграфа, передачи данных и др.

Основные требования к каналу ТЧ:

— полоса эффективно передаваемых частот ЭППЧ при максимальной дальности связи должна быть 300—3400 Гц;

— вход и выход канала должны быть трансформаторными с номинальным сопротивлением 600 Ом (коэффициент отражения по отношению к номиналу не более 10%).

Каналы ТЧ могут быть простыми и составными.

Простой канал ТЧ—это такой канал, который на всей протяженности не имеет транзитов по ТЧ (в полосе частот 0,3— 3,4 кГц). В этом случае каналообразующая аппаратура имеется только в пунктах окончания канала, в промежуточных пунктах могут быть транзиты по высокой частоте (по групповым трактам).

Составной канал ТЧ — это канал, имеющий транзиты по ТЧ, т. е. состоящий из нескольких каскадно соединенных простых каналов ТЧ.

Транзитом называется взаимное соединение простых каналов. Различают транзиты отдельных каналов тональной частоты — транзиты по ТЧ и транзиты по групповым трактам (по высокой частоте) — транзиты по ВЧ.

Основными электрическими параметрами канала ТЧ являются:

1. Остаточное затухание.

2. Частотная характеристика остаточного затухания.

3. Уровень невзвешенных (интегральных) шумов в канале.

4. Защищенность от внятных переходных колебаний.

Остаточное затухание- один из основных параметров, обеспечивающих качество передачи сигналов.
Снижение уровня принимаемого сигнала ухудшает слышимость телефонной передачи, в сочетании с другими мешающими факторами может вызвать ошибки в приеме сигналов тонального телеграфа, передаче данных, а при значительных снижениях уровня (ниже порога чувствительности приемных устройств) - прием дискретной информации становится невозможным.
Канал считается в норме, если не более 5% измерений отклоняется от номинальных значений остаточного затухания.

У остаточного затухания есть частотная характеристика - это его зависимость от частоты: ar = ФИ (f) при Р1 - const.
Этот параметр определяет амплитудно-частотные искажения сигнала, передаваемого по каналу; которые обусловлены главным образом количеством и качеством полосовых фильтров в аппаратуре канального преобразования оконечных пунктов и пунктов транзита.

Основные электрические характеристики канала ТЧ и порядок их измерения.

Структурная схема канала ТЧ аналоговой системы передачи без преобразовательного и линейного оборудования приведена на рисунке 1, где показаны основные узлы аппаратуры канального преобразования (индивидуального оборудования) оконечных станций.

В тракте передачи: удлинитель (Уд.) для регулировки (обычно с помощью перепаек) выходного относительного уровня по каждому каналу, модулятор (М) и фильтр канала (ФК) для преобразования входного сигнала в полосу предгрупового (12…24 кГц) или первичного группового (60…108 кГц) тракта. На входе канала ТЧ современных систем передачи включается также ограничитель амплитуд (ОА) для ограничения пиковых значений входного сигнала.

В тракте приема: фильтр канала (ФК) для выделения полосы данного канала из группового сигнала, демодулятор (ДМ) и фильтр нижних частот (ФНЧ) для преобразования в исходный сигнал (0,3…3,4 кГц), регулятор усиления (РУ) для плавной регулировки уровня на выходе усилителя тональной частоты (УТЧ), то есть для установки требуемого остаточного затухания в канале ТЧ.

Рис. 1. Структурная схема канала ТЧ аналоговой системы передачи.

Как видно из рисунка 1, канал ТЧ электрически представляет собой четырехполюсник. Обобщенная структурная схема канала ТЧ показана на рисунке 2.

Рис. 2. Обобщенная структурная схема канала ТЧ.

В зависимости от схемы окончания канал ТЧ может быть в одном из четырех режимов.

1. Схема 4-х проводного окончания (режим 4Пр) – это основной режим канала (рис. 2). Он используется для работы 4-х проводных оконечных устройств: аппаратура засекречивания, аппаратура передачи данных, аппаратура тонального телеграфирования и др. Номинальный уровень:

- входного сигнала (гнезда Пер) Р_вх= - 13 дБ;

- выходного сигнала (гнезда Пр) P_вых= 4 дБ.

2. Схема 4-х проводного транзита (режим 4ПрТр). Для получения этого режима на вход канала (рис. 2) (гнезда Пер), включается удлинитель с затуханием 17 дБ. В этом случае входной и выходной уровни одинаковы Pвх= Pвых= 4 дБ. Этот режим предназначен для транзитного соединения каналов ТЧ.

3. Схема 2-х проводного окончания (режим 2ПрОк), образуется с помощью дифференциальной системы (ДС) для организации телефонного канала электросвязи (рис. 3). Режим 2ПрОк применяется при подключении к каналу ТЧ абонентских телефонных аппаратов непосредственно или через коммутатор (АТС). В этом случае номинальные уровни имеют значения Pвх= 0 дБ, Pвых= 7 дБ.

В настоящее время электрические параметры канала ТЧ подразделяются на следующие виды (группы):

- общие параметры, которые не подлежат настройке и контролю в процессе эксплуатации;

- основные параметры (подлежат настройке и эксплуатационному контролю);

- дополнительные параметры канала ТЧ, представляемого во вторичные сети для передачи данных, факсимильной передачи, тонального телеграфирования и т.п. (подлежат настройке и эксплуатационному контролю). Для обеспечения норм на эти параметры допускается подбор каналов ТЧ.

Имеется также ряд дополнительных параметров, характерных только для телефонных каналов электросвязи.

Каналы ТЧ независимо от системы передачи (АСП или ЦСП), используемой среды распространения (проводные, радиосистемы), протяженности и структуры (число транзитов по ТЧ и ГТ), должны обеспечивать общие электрические параметры, приведенные в таблице № 1.

3. Основные электрические параметры канала ТЧ.Таблица № 1

№ п/п	Электрический параметр	Нормированные значения
1.	Полоса эффективно передаваемых частот, Гц	300…3400
2.	Номинальные относительные уровни в основном режиме работы (4Пр) на частоте 1020 Гц, дБ: - на передаче; - на приеме	-13 +4
3.	Номинальное значение остаточного затухания канала: - на частоте 1020 Гц, дБ; - с точностью установки, дБ	-17 ± 0,5
4.	Номинальные значение входного и выходного сопротивлений, Ом
5.	Число участков транзита по ТЧ в канале ТЧ должно быть не более: а) на участке канала магистральной сети; б) на участке канала внутризоновой и местной сети; в) общее число с учетом магистральной, внутризоновых и местных сетей

Измерение остаточного затухания производится с помощью встроенных приборов многоканальных систем передачи или измерительных комплектов П-321, П-322, П-326.

Для измерения встроенными приборами необходимо:

1. Установить служебную связь со станцией Б (А) по КСС или одному из каналов ТЧ.

3. Соединить 4-проводным шнуром гнезда КАН.ПР – ПЕР.ПВУ с гнездами КАН.ПР-ПЕР. ЩКНЧ измеряемого канала (колодки шнура должны быть установлены цветной меткой вправо).

4. Установить ключ ИЗМ.СЛ-ИЗМ.КАН. в положение ИЗМ.КАН. (при этом переговорные устройства отключаются от канала ТЧ, на вход канала подключается измерительный генератор, а к выходу канала – измеритель уровня).

5. Произвести отсчет уровня приема сигнала пор шкале измерителя уровня и, если необходимо, установить с помощью регулятора РУ тракта приема измеряемого канала уровень p2 = 0,5 Нп (-4 дБ).

При использовании ГС-300 и СИУ-300 выход ГС-300 соединяется с гнездами КАН.ПЕР, а вход СИУ-300 – с гнездами КАН.ПР измеряемого канала на ЩКНЧ (RгГС-300 и RвхСИУ-300 равны 600 Ом).

Данные измерений докладываются старшей станции и по ее команде записываются в аппаратный журнал.

Измерение остаточного затухания канала ТЧ.

Измерение остаточного затухания канала ТЧ производится по командам старшей станции (станции А) после остаточного затухания. Для этого необходимо:

1. Подготовить измерительные приборы и измерительные шнуры.

2. Установить режим каналов ТЧ в положение 4 ПР.ОК.

3. Установить служебную связь со станцией Б (А) по КСС или одному из каналов ТЧ.

4. Собрать схему измерения.

5. Измерить остаточное затухание на частотах, указанных на схеме измерения.

Значения Dar(f) отсчитываются по шкале измерителя уровня как разность между уровнем р2 на частоте 800 Гц и уровнем р2 на измеряемой частоте. Результаты сравниваются с соответствующим значением таблицы или графика.

Измерение Dar(f) может производиться раздельно или одновременно в обоих направлениях. Данные измерения докладываются старшей станции и по ее команде записываются в аппаратный (технический) журнал.

Полученные значения Dar(f) на всех частотах одного и другого направлений передачи сравниваются с нормами (табл. 1). Если хотя бы на одной частоте D a2(t) выходит за пределы нормы, измерения прекращаются, а канал ТЧ считается непригодным к эксплуатации, о чем делается отметка на шильдике ЩКНЧ и запись в аппаратном журнале. Приведение Dar(f) к норме производится перепайкой корректирующих контуров на лицевой панели блока МД-3 (под крышкой) упаковки ИПП-12.

Нормы задаются на неравномерность частотной характеристики остаточного затухания при p0 = const для простого и составного каналов ТЧ максимальной протяженности в эффективно передаваемой полосе частот 0.3¸3.4 кГц. Норма на частотную характеристику канала ТЧ Dar(f) = ar(f) - ar(800 Гц) и зависит от числа n транзитов по ТЧ. Эта зависимость может быть представлена таблицей или графиком (табл. 2, рис. 2).

Полоса частот, кГц	Ед. изм.	Допустимое превышение	Допустимое снижение
Число транзитов по ТЧ, n	Число транзитов по ТЧ, n
0.3¸0.4	ДБ (Нп)	3.5 (0,4)	5,2 (0,6)	6,8 (0,78)	7,8 (0,9)	8,7 (1,0)
0.4¸0.6	ДБ (Нп)	1,8 (0,21)	2,6 (0,3)	3,5 (0,4)	4,0 (0,46)	4,3 (0,5)	0,9	1,3	1,5	1,9	2,2
0.6¸2.4	ДБ (Нп)	0,9 (0,1)	1,3 (0,15)	1,5 (0,17)	1,9 (0,22)	2,1 (0,25)	(0,1)	(0,17)	(0,17)	(0,22)	(0,25)
2.4¸3.0	ДБ (Нп)	1,8 (0,25)	2,6 (0,3)	3,5 (0,4)	4,0 (0,46)	4,3 (0,5)
3.0¸3.4	ДБ (Нп)	3,5 (0,4)	5,2 (0,6)	6,8 (0,78)	7,8 (0,9)	8,7 (1,0)

Оценка качества канала ТЧ

Каналы тональной частоты изначально проектировались и предназначались для передачи речи, т.е. телефонных разговоров. Что представляет телефонный канал мы определили, рассматривая системы многоканальной связи. Именно с позиций обеспечения требуемого качества передачи разговоров и нормировался ряд характеристических каналов. В настоящее время каналы ТЧ используют не только для передачи речи, но и для передачи данных. Нас будет интересовать, насколько приспособлен канал ТЧ для передачи данных, как его можно описать математически, какие внешние его характеристики с позиций передачи данных необходимо нормировать.

В первом приближении канал ТЧ можно задать как линейный четырехполюсник, и, следовательно, исчерпывающими характеристиками будут АЧХ и ФЧХ.

1. АЧХ это зависимость коэффициента усиления по гармоникам , либо в других единицах измерения это остаточное затухание - это зависимость относительно уровня на выходе канала от частоты гармонического входа сигнала

Чтобы контролировать форму АЧХ используют шаблон отклонений остаточного затухания от номинального (на частоте 800 Гц равного 17 дБ). Форма шаблона для максимального числа транзитов (переприемов) равного 12 приведена на рисунке.

Чтобы выполнить эту норму, частотная характеристика отклонений остаточного затухания простого канала ТЧ (1 ПРП 2500 км) должна укладываться в пределы, приведенные в таблице 1.

0,3-0,4	0,4-0,6	0,6-2,4	2,4-3,0	3,0-3,4
1,4	0,72	0,6	0,72	1,4
Табл. 1

2. Фазочастотные искажения мало влияют на качество передачи речи, поэтому ФЧХ с позиций телефонной связи не нормировалась. Для передачи данных наоборот большие фазочастотные искажения недопустимы. Хотелось бы иметь для системы передачи данных отклонение ГВЗ от его значения на частоте 1900 Гц на одном транзитном участке, таким как в таблице 2. При n транзитах отклонения увеличиваются в n раз. Чтобы получить необходимую скорость передачи в модемах приходится предусматривать корректоры.

Частота, кГц	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,4	1,6	2,2	2,4	2,8	3,0	3,2	3,3	3,4
Отклонение ГВЗ относительно его значения на f=1900Гц МС	3,5	2,4	1,5	1,1	0,6	0,4	0,15	0,1	0,1	0,15	0,45	0,75	1,35	1,9	3,5
сигнал вызова – набора в полосе ТЧ
4,0	2,7	1,8	1,3	0,8	0,55	0,2	0,15	0,15	0,2	0,55	0,85	1,5	2,3	4,0
с вынесенным сигнальным каналом
Табл. 2

Теоретикам для задания канала этих двух характеристик АЧХ и ФЧХ, т.е. достаточно. При техническом подходе инженеру надо знать еще ряд внешних характеристик канала, которые могут в свою очередь быть нормированными или нет в зависимости от назначения канала.

4. Номинальный уровень сигнала на входе по мощности , на выходе . В абсолютных единицах это означает, что входной сигнал должен быть не более 50 мкВт.

5. Номинальное остаточное затухание составляет , т.е. канал усиливает. Частота измерительного сигнала принимается равной 800 Гц.

Почему ограничивается мощность входного сигнала сверху? Потому что групповой сигнал в системе уплотнения рассчитан на некоторую среднюю нагрузку многих независимых абонентов. При превышении входным сигналом некоторого порога групповые усилители работают в режиме насыщения (на нелинейном участке), резко возрастает уровень переходных помех из-за появления кратных и комбинационных гармоник.

6. Эффективно передаваемой полосой частот канала ТЧ называется полоса, на крайних частотах которой остаточное затухание на 8,7 дБ превышает величину остаточного затухания на частоте 800 Гц. Для ТЧ канала , .

7. Амплитудная характеристика нормируется следующим образом: остаточное затухание канала на одном переприеме (ПРП) должно оставаться постоянным с точностью при изменении уровня измерительного сигнала от –17,5 дБ до +3,5 дБ на любой частоте в пределах полосы. При входном сигнале от 3,5 до 8,7 и далее до 20 дБ остаточное затухание должно увеличиваться не менее чем на 1,75 и 7,8 дБ соответственно. О мере нелинейных искажений по АХ можно судить лишь приближенно. Более точно нелинейные искажения задаются через коэффициент нелинейного искажения по гармоникам. На одном ПРП должен быть

; ( по третьей гармонике).

8. Предельно допустимая мощность помех при максимальной дальности связи (12 ПРП) должна быть не более 87000 пВт. На один переприем задается уровень –5,3 Нп (-4,6 дБ). Для n переприемов ( ).

9. Поскольку передача по ТЛФ каналу обычно ведется с подавленной несущей возможно изменение частоты передаваемого сигнала. Оно не должно быть более 1,5 Гц на 1 переприеме (15 Гц на максимальной дальности).

Название работы: Каналы передачи данных

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Эти 4 группы относятся к многоканальным каналам. Затухания для канала связи изменяется в Децибелах. Для простого канала тональной частоты величина среднего отклонения во времени остаточного затухания от его среднего значения на частоте 800 Гц должно быть не более 1дБ. Характеристика которая описывает эту зависимость амплитудночастотная характеристика канала.

Дата добавления: 2013-11-17

Размер файла: 308.5 KB

Работу скачали: 27 чел.

Каналы передачи данных.

Существуют следующие группы каналов передачи данных:

Канал тональной частоты;
Широкополосный канал;
Транзитное соединение;
Канал звукового вещания.

Эти 4 группы относятся к многоканальным каналам.

При создании каналов применяются специальные методы для уменьшения искажения сигнала и помех. Для любого из каналов существует свой тип затухания, который накладывает ограничения на максимальное расстояние передачи данных без транзитных соединений.

При рассмотрении характеристик искажения и помех учитывается протяженность сегментов и наличие транзитных соединений.

Канал тональной частоты.

Одной из основных характеристик является остаточное затухание, которое не является постоянным, а меняется. Поэтому на частоте 800 Гц нормируется величина допустимой нестабильности.

Затухания для канала связи изменяется в Децибелах. Для простого канала тональной частоты величина среднего отклонения во времени остаточного затухания от его среднего значения на частоте 800 Гц должно быть не более 1дБ. При этом продолжительность линии равна 2,5 тыс.км.

Разность между средней и номинальной величинами остаточного затухания не должна превышать 0,5дБ.

Максимальноеотклонение5 остаточного затухания за 1 час от его номинального значения не должна быть больше или равна 2,2дБ с вероятностью 0,95.

Остаточное затухание на канале тональной частоты зависит собственно от частоты сигнала.

Характеристика, которая описывает эту зависимость амплитудно-частотная характеристика канала.

Диапазон частот 0,3 ÷ 3,4 кГц. В этих частотах, если значение характеристики будет const , то амплитудно-частотные искажения будут отсутствовать.

Построить в полосе частот канала тональной частоты частотно-независимую характеристику невозможно, этому мешают: трансформаторы, фильтры, усилители и т.д. поэтому величина остаточного затухания на разных частотах различна.

В зависимости от числа последовательно соединенных каналов тональной частоты допустимые величины превышения и понижения остаточного затухания изменяются.

Данная характеристика для одного канала.

Частотная зависимость отклонения остаточного затухания реального канала тональной частоты должно монотонно изменяться на выходя за нормированные пределы.

Второй вид искажений фазовый сдвиг. Зависимость фазового сдвига, вносимого каналом, от частоты ФЧХ. Возникают фазо-частотные искажения.

Они оцениваются величиной группового времени прохождения в полосе частот канала тональной частоты.

Фазо-частотные искажения оказывают наибольшее влияние на передачу дискретной информации, увеличивая вероятность ошибки => смещение отдельных компонент при передаче данных. Например, задержка звука.

Поэтому существует нормирование дополнительного группового времени прохождения в канале тональной частоты.

Нормирование происходит в тех же пределах.

Для расстояния 2,5км тыс.км 0 задержка.

Свыше 2,5 тыс.км. могут использоваться фазо-корректирующее устройство.

Для канала тональной частоты также существует ограничение по времени передачи. Максимальная величина между наиболее удаленными узлами магистральной сети по времени передачи не должно быть больше 90мс.

При использовании средних каналов времени прохождения не должно быть больше 390 мс.

Третий вид искажений нелинейные. Из-за наличия в канале нелинейных устройств.

Нелинейные искажения влияют на форму передаваемого сигнала.

Степень нелинейности канала в первом приближении оценивается его амплитудной характеристикой. Представляет зависимость остаточного затухания канала от уровней его на входе при определенной частоте.

При 0,3 ÷ 3,4 кГц остаточное затухание должно быть постоянным с точностью 0,3дБ.

При возрастании входных уровней затухание должно увеличиться от 1,7 до 8 дБ.

Для обеспечения характеристик на уровнях выше 3,5 на входе канала включаются специальные устройства ограничители больших амплитуд.

Уровень, начиная с которого ограничитель больших амплитуд вносит в тракт большое затухание, называется пороговым.

Для обеспечения устройств увеличивается загрузка канала.

Наиболее эффективно нелинейные искажения оцениваются коэффициентом нелинейных искажений:

Либо затухания нелинейности:

U 1 амплитуда U основной частоты;

U 2 ,…, U n амплитуда U соответствующих гармоник 2,3,…, n .

При преобладании одной из гармоник нелинейных искажений оценивается коэффициентом гармоник:

Коэффициент нелинейных искажений канала тональной частоты должно быть менее 1,5%, в том числе менее 1% по третьей гармонике для частоты 800 Гц.

Широкополосные каналы.

К широкополосным каналам относится первичный, вторичный и третичный.

Широкополоснцые каналы это каналы, которые объединяются с помощью каналов тональной частоты нижнего уровня методом создания группового тракта.

Широкополосный канал формируется по трехзвенному уровню:

Широкополосный канал;
Сетевой тракт;
Групповой тракт.

Групповой тракт формируется с помощью типовой аппаратуры преобразования с применением различных видов модуляции. Простейшим видом группового тракта служит устройство операторов, доставляющих связь (модемные пулы). Количество каналов ограниченно до 60.

Сетевой тракт организуется с помощью устройств ввода и подавления групповых каналов и вспомогательных частот коррекции АЧХ.

Для получения широкополосного канала к сетевому тракту подключают аппаратуру формирования широкополосного канала:

режекторные фильтры;
фильтры, формирующие полосу широкополосного сигнала;
магистральный фазовый корректор;
корректор повышения точности для коррекции амплитуды и фазы.

Для защиты каналов от перегрузки включаются ограничители по средней и пиковой мощностям.

Схема формирования широкополосного канала.

1 аппаратура формирования широкополосного канала;

2 аппаратура образования сетевого тракта;

3 типовая преобразовательная аппаратура;

4 аппаратура сопряжения;

5 оконечная аппаратура линейного тракта.

В зависимости от вида канала (первичный, вторичный или третичный) определена различная номинальная рабочая полоса частот:

первичный канал 65 ÷ 103 кГц

вторичный канал 330 ÷ 530 кГц

третичный канал 900 ÷ 1900 кГц

Транзитные соединения канала.

Под транзитным соединением каналов понимается последовательное соединение двух или более каналов для обеспечения обмена информацией между пунктами, не имеющих прямой связи.

При ограничении транзитных соединений необходимо обеспечить равенство входящих сопротивлений на каналах и равенство измерительных уровней в точках соединения канала.

Транзитные соединения подразделяются на:

транзитное соединение отдельных каналов (переприем по тональной частоте). Выполняется в спектре 0,3 ÷ 3,4 кГц по двух- или трехпроводной схеме. Этот вид низкочастотный (индивидуальный). Обеспечивается без дополнительных устройств и осуществляется в точках с относительным уровнем 3,5дБ. Данные транзитные соединения ухудшают качество при каждом новом соединении. Соответственно, уменьшается устойчивость, увеличиваются искажения. Поэтому применяется четырехпроводное соединение.
транзитные соединения групп каналов. Осуществляется в спектрах частот стандартных групп. Данный вид соединения называется высокочастотным транзитором. Его особенностью является, что при этом виде соединения отпадает необходимость использования индивидуального оборудования. Соответственно, сокращается число ступеней преобразования в пункте транзитного соединения, уменьшаются шумы, уменьшаются амплитудно-частотные искажения в сравнении с индивидуальным транзитным соединением.

Для реализации высокочастотного транзита из одной системы передачи в другую применяется специальное высокочастотное оборудование. Оно предназначено для согласования уровней в точках транзита, подавления токов соседних групп каналов, подавления токов контрольных частот и коррекции амплитудно-частотной характеристики.

Групповое транзитное соединение бывает двух видов:

Кроме того, транзитные соединения делятся по количествугрупповых каналов: 12 ти и 60 ти канальные группы.

Канал звукового вещания.

Каналы звукового вещания бывают трех видов:

высшего; первого; второго

По каналам высшего класса осуществляется передача сигналов звукового сопровождения телевизионных программ.

По каналам первого класса передача программ центрального вещания в республиканские областные центры, а также передача международных программ.

По каналам второго класса межобластная, внутриобластная и внутрирайонная передача.

Для каждого класса каналов определены допустимые пределы остаточного затухания для эталонной цепи. При этом линия, равная 200 км, с тремя переприемниками.

При этом характеристика для этих каналов

Канал вещания высшего класса организуется в линейном спектре систем передачи. Преобразованный сигнал подается на вход оконечной аппаратуры линейного тракта и совместно с другими сигналами передается на оконечную приемную станцию. Данный метод организации звукового канала имеет недостаток, который заключается в том, что в различных системах передачи выделяют разные полосы частот. Соответственно, отсутствует возможность унификации оборудования. Достоинством звуковых каналов является возможность создания звукового канала с относите6льно широкой полосой частот (15 ÷ 17 кГц).

Каналы звукового вещания первого и второго классов организуются взамен нескольких каналов тональной частоты.

С этой целью объединяются спектры двух или трех каналов тональной частоты для обеспечения широкой полосы частот.

Данный способ организации канала является пригодным для любой системы передачи.

Каналы первого класса 84 ÷ 96 кГц;

Каналы второго класса 88 ÷ 96 кГц.

Кроме этого передача сигналов звукового вещания может быть организована в исходной полосе частот по специальным симметричным экранированным параметрам.

Кроме этого, существует способ организации канала звукового вещания с применением специальных корректоров, которые позволяют улучшить состояние кабеля для более качественной передачи.

В этом случае канал ограничивается частотой 8 кГц и позволяет выделить канал звукового вещания в любом промежуточном пункте. Недостатком в этом случае является дорогая стоимость => практически на используется.

1. Получить навыки анализа методов и средств измерений в телекоммуникационных системах.

2. Научиться читать и синтезировать схемы средств измерений

1. Электрические характеристика канала ТЧ

2. Измерение остаточного затухания КТЧ

3. ФЧХ канала и ее измерение

4. АХ КТЧ и ее измерение

Основная рекомендуемая литература

Бакланов И.Г. Технологии измерений первичной сети. Части 1 и 2 . − М.: Эко-трендз, 2000.
Бакланов И.Г. Методы измерений в системах связи. М.: Госкомсвязь России, 1999.
Хромой Б.Н. Метрологическое обеспечение систем передачи. Учебное пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1991.
Об утверждении норм на электрические параметры КТЧ магистральных и внутризоновых сетей /Приказ МС-РВ № 43 от 15.04.96.
Метрология и измерительная техника в связи. − № 1. − 1999; − №2. − 2000.

Дата выдачи задания: 20 апреля 2012 года

Задание принял к исполнению:___________________

Руководитель: доцент А.А. Сляднев

Тема: Электрические характеристики канала ТЧ и порядок их измерений

1. Электрические характеристика канала ТЧ

При развертывании многоканальных систем передачи, далеко не всегда известно для какого вида связи будет использован тот или иной канал, поэтому необходимо обеспечить высокое качество всех каналов, чтобы каждый был пригоден для передачи любого вида информации.

С этой целью качество каналов определяется совокупностью частотных электрических параметров, каждый из которых можно объективно оценить, пользуясь соответствующими измерительными приборами. Кроме того, обнаружив уход того или иного параметра за пределы норм, можно найти устройство, группу узлов, нуждающихся в регулировке или замене, так, как в большинстве случаев известно, каким образом то или иное устройство или узел каналообразующего оборудования или линейного тракта оказывает влияние на каждый из параметров.

Перечень электрических параметров достаточно велик. Так в каналах тональной частоты в групповых трактах систем передачи с частотным разделением каналов оцениваются следующие параметры:

1. остаточное затухание (усиление) и его стабильность;

2. частотная характеристика остаточного затухания;

3. фазовая характеристика канала или частотная характеристика группового времени прохождения;

4. амплитудная характеристика;

5. коэффициент нелинейных искажений;

6. изменение частоты сигнала, передаваемого по каналу;

7. величина взвешенного (псофометрического) и невзвешенной мощности (напряжения) шума на выходе канала или шумовая защищенность;

8. защищенность от внятных переходных помех;

9. защищенность от внятных переходных помех между разными направлениями передачи канала.

Приведенные параметры обеспечивают объективную оценку канала ТЧ. Однако для измерения всех параметров с помощью существующей измерительной техники требуется значительные затраты времени, которым не всегда можно располагать в процессе эксплуатации полевых многоканальных систем передачи.

Многочисленные наблюдения показали, что в процессе эксплуатации наиболее часто выходят за пределы допустимых норм следующие параметры:

1. Величина остаточного затухания;

2. Частотная характеристика остаточного затухания;

3. Амплитудная характеристика остаточного затухания;

4. Напряжение шума на выходе канала;

5. Защищенность между направлениями передачи и приема канала в однокабельных системах передачи.

В оконечных пунктах, где каналы связи сдаются потребителям, перечень подлежащих изменению параметров сокращается с учетом свойств оконечной аппаратуры, для которой предназначен данный канал.

В процессе оценки качества канала обычно достаточно измерить:

1. величину остаточного затухания

2. частотную характеристику

3. амплитудную характеристику

2. Измерение остаточного затухания КТЧ

Остаточным затуханием канала называется разность между уровнями сигнала частотой 800 Гц на входе и выходе канала при согласованных включениях генератора и указателя уровня.

Остаточное затухание и особенно его стабильность во времени является одним из основных параметров, обеспечивающих качество передачи сигналов.

Снижение уровня принимаемого сигнала ухудшает слышимость телефонной передачи, в сочетании с другими мешающими факторами может вызвать ошибки в приеме сигналов тонального телеграфа, передачи данных, а при значительных снижениях уровня (ниже порога чувствительности приемных устройств) прием дискретной информации становиться невозможным.

Номинальные значения уровней и остаточного затухания нормируются для различных режимов канала на частоте 800 Гц, ЭППЧ 0,3-3,4 КГц которые были приняты МККТТ в 1946 г.

1. подать на вход канала в точку номинального относительного уровня -13дБ(-1.5 Нп) от измерительного генератора ИГ с выходным сопротивлением z = 600 Ом ток частотой 800 Гц с измерительным уровнем = -23 дБ (-2.5 Нп), т.е. на 10 дБ (1Нп) ниже номинального.

2. на противоположной станции подключить к выходу канала в точке номинального относительного уровня +4дБ (+0.5 Нп) измеритель уровня ИУ с входным сопротивлением Z=600 Ом. Установить регулятором канала (регулировкой усиления на выходе канала) уровень = -6 дБ (-0.5 Нп)

3. определить остаточное затухание по формуле аr = Pвх - Pвых или остаточное затухание Sr = Pвх - Pвых

4. произвести измерение и установку остаточного затухания (усиления) канала ТЧ в обратном направлении передачи.

Остаточное затухание считается в норме, если его значение равно номинальному с точностью 0.5 дБ (0.05 Нп) на протяжении всего канала.

3. ФЧХ канала и ее измерение

Частотной характеристикой остаточного затухания канала ТЧ называется зависимость остаточного затухания от частоты при постоянном уровне передачи на входе канала. Этот параметр определяет амплитудно-частотные искажения сигнала передаваемого по каналу.

Амплитудно-частотные искажения в канале отрицательно сказываются на качестве передачи сигналов любого вида связи, но особенно существенно влияют на передачу дискретной информации (сигналов передачи данных, тонального телеграфирования и т.п.).

Нелинейные искажения в каналах ТЧ возникают из-за наличия в его составе нелинейных устройств. Они проявляются в искажении формы передаваемого сигнала, а со спектральной точки зрения в появлении новых частотных составляющих, отсутствующих в исходном сигнале.

АЧИ обусловлены главным образом количеством и качеством полосовых фильтров в аппаратуре канального преобразования оконечных пунктов и пунктов транзита по ТЧ. Поскольку каждый транзит по ТЧ увеличивает количество каскадно-включенных в канал полосовых канальных фильтров, очевидно, что с увеличением числа транзитов по ТЧ ухудшается частотная характеристика остаточного затухания (увеличиваются амплитудно-частотные искажения сигнала, особенно на краях ЭППЧ канала).

Для корректирования частотной характеристики остаточного затухания канала ТЧ в аппаратуре имеются амплитудно-частотные корректоры (в усилителях ТЧ приемной части аппаратуры канального преобразования), которые позволяют с необходимой точностью устранять амплитудно-частотные искажения.

Если АЧХ в ЭППЧ будет постоянной, то в канале будут отсутствовать АЧИ. Выполнять в полосе частот канала ТЧ частотно независимую характеристику невозможно. Этому мешают многие факторы и в первую очередь реальные АЧХ усилителей, трансформаторов, фильтров (особенно канальных) и т.д. Поэтому величина остаточного затухания на разных частотах различна. Следовательно, имеется необходимость задать рекомендуемую АЧХ канала ТЧ с тем, чтобы АЧИ в нем были не более допустимых. АЧИ отдельных простых каналов в составном канале суммируются.

Частотная характеристика остаточного затухания нормируется в эффективно передаваемой полосе частот канала (ЭППЧ), одновременно эта характеристика и определяет ее.

Нормы на частотную характеристику канала задаются в виде отклонения между остаточным затуханием на данной частоте и остаточным затуханием на частоте 800 ГЦ:

Таблицы настроечных норм для конкретных стационарных и полевых систем передачи приводятся в соответствующих технических описаниях, а эксплуатационные нормы приводятся в специальном сборнике для полевых систем передачи или разрабатываются и утверждаются для конкретных систем передачи и узлов связи в установленном порядке.

Для удобства пользования на узлах связи по таблицам строятся графики-шаблоны для различной структуры канала (количества простых каналов). Если измеренная характеристика не выходим за пределы заштрихованной части, то канал по данному параметру находимся в норме.

Нижняя граница выбрана из условия, чтобы при организации двухстороннего канала ни на одной из передаваемых частот не могла возникнуть генерация. Ступенчатая верхняя граница получена в результате исследований допустимых АЧИ при передаче по каналу телефонных сигналов.

Измерение частотной характеристики остаточного затухания (усиления) производится с помощью встроенных приборов, а также с использованием измерительных приборов (панорамных или с фиксированными частотами) ИП ТЧ, П-321, П-322, П-326.

Измерение частотной характеристики при использовании измерительных приборов с фиксированными частотами проводиться в следующем порядке.

1. установить номинальное остаточное затухание канала ТЧ на частоте 800 Ом.

2. подать поочередно на вход канала от измерительного генератора с 600 Ом выходом токи частот 300, 400, 600, 1200, 1400, 1600, 2000, 2400, 3000, 3400 Гц с постоянным измерительным уровнем -23 дБ (-2,5 Нп).

3. измерить уровень этих частот на выходе тракта приема канала ТЧ измерителем уровня с 600 Ом входом.

4. вычислить неравномерность остаточного затухания по формуле:

аr=Pвых 0.8 - Рвых f, где

o Рвых f - выходной уровень сигнала канала на измеряемой частоте;

o Pвых 0.8 - уровень сигнала на частоте 800 Гц.

5. аналогично произвести измерения в обратном направлении передачи. Если неравномерность частотной характеристики канала превышает допустимые значения или выходит за пределы графика-шаблона, необходимо произвести ее коррекцию путем перепайки корректирующих контуров в цепи обратной связи усилителя тональной частоты тракта приема канала.

4. АХ КТЧ и ее измерение

Амплитудной характеристикой называется зависимость остаточного затухания от уровня на входе канала при подаче сигнала 800 Гц.

АХ качественно характеризует нелинейные искажения сигналов в канале ТЧ возникающие за счет перегрузки группового и линейного оборудования систем передачи.

Нелинейные искажения в канале ТЧ незначительно влияют на передачу речи, но заметно сказываются на качестве работы аппаратуры тонального телеграфирования. Аппаратура передачи данных менее критична к искажению амплитудной характеристики.

Во избежание перегрузки канала ТЧ и групповых устройств в современной аппаратуре многоканальной электросвязи с частотным разделением каналов на входе каждого канала ТЧ включают специальные устройства ограничители амплитуд.

В большинстве станционной и полевой аппаратуры прежних выпусков ограничитель амплитуд включается только в 2ПР режиме канала ТЧ, а при 4 проводном окончании канала ОА отсутствует или выключается. В этом случае линейность канала должна сохраняться при большом диапазоне изменения входного уровня сигнала.

ОА реализованы таким образом, что при уровнях на входе канала выше на 3,5 дБ от номинального вносимое ими затухание было мало, а выше - значительно. Уровень, начиная с которого ОА вносит в тракт передачи большое затухание, называется пороговым.

До порога ограничения АХ должна быть линейной, т.е. остаточное затухание не должно изменятся при увеличении уровня на входе канала. Отклонение АХ от постоянного значения на этом участке объясняется главным образом нарушением режимов в узлах аппаратуры канального преобразования (модуляторы, усилители тональной частоты) и нарушением режимов работы групповых устройств (групповых модуляторов, групповые и линейные усилители). Это приводит к росту нелинейных искажений в данном канале или во всех каналах при нарушении режимов в групповых устройствах.

Читайте также: