Назад

Содержание

Вперед

Работа 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КАНАЛОВ ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ

1. Цель работы

Изучить определения, нормы и методику измерения основных параметров каналов тональной частоты (ТЧ); изучить порядок оценки полученных результатов; получить практические навыки в измерении основных параметров каналов ТЧ.

2. Задание на лабораторную работу

2.1. Задание по теоретической части

Изучить основные параметры каналов ТЧ, измеряемые в ходе развертывания и эксплуатации линий связи.

2.2. Задание по практической части

1. Измерить и отрегулировать остаточное затухание канала ТЧ.

2. Измерить частотную характеристику остаточного затухания канала ТЧ.

3. Измерить амплитудную характеристику канала ТЧ.

4. Измерить напряжение или уровень шума в канале ТЧ.

5. Измерить защищенность между направлениями передачи и приема канала ТЧ.

3. Описание лабораторной установки

В состав лабораторной установки входят многоканальная аппаратура с ЧРК, измерительные приборы П-321, П-322, П-323ИШ, магазины затуханий МЗ-600, комплект измерительных шнуров.

4. Методические указания к выполнению работы

4.1. Методические указания к изучению теоретической части

Остаточным затуханием канала ТЧ arназывается его рабочее затухание на частоте 1020 (800) Гц при номинальных нагрузках 600 Ом.

ar = p1 – p2,

здесь p1 – уровень сигнала измерительного генератора на входе канала; p2 – уровень сигнала на выходе канала.

Иными словами, остаточное затухание – это разность между уровнями сигнала частотой 1020 (800) Гц на входе и выходе канала при согласованных включениях генератора и указателя уровня (Zг  = Zвх , Zуу = Zвых , Zвх= Zвых 600 Ом) .

Остаточное затухание (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, передаче данных, а при значительных снижениях уровня (ниже порога чувствительности приемных устройств) прием дискретной информации становится невозможным.

Номинальное значение уровней и остаточного затухания нормируются для различных режимов работы канала ТЧ на частоте 1020 (800) Гц (см. табл. 2.1).

Таблица 2.1

Режим канала ТЧ

Относительные уровни, дБ (Нп)

Остаточное затухание, дБ (Нп)

передачи

приема

4-проводный оконечный

–13 (–1,5)

+4 (+0,5)

–17 (–2)

4-проводный транзит

+4 (+0,5)

+4 (+0,5)

0

2-проводный оконечный

0

–7 (–0,8)

+7 (+0,8)

2-проводный транзит

–3,5 (–0,4)

–3,5 (0,4)

0

Частотной характеристикой остаточного затухания называется зависимость остаточного затухания от частоты

ar = j (f)

при p= const.

Этот параметр определяет амплитудно-частотные искажения сигнала, передаваемого по каналу. Они 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 (увеличиваются амплитудно-частотные искажения сигнала, особенно на краях эффективно передаваемой полосы частот (ЭППЧ) канала).

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.).

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

Частотная характеристика остаточного затухания нормируется в ЭППЧ, одновременно эта характеристика и определяет ее. ЭППЧ – это такая полоса частот канала, в пределах которой при максимальной дальности связи остаточное затухание превышает свое значение на частоте 1020 (800) Гц не более чем на 8,7 дБ (1 Нп).

Нормы на характеристику задаются в виде зависимости Dar = j (f), т. е. отклонения между остаточным затуханием на данной частоте и остаточным затуханием на частоте 1020 (800) Гц.

Dar = arf  – ar0,8 .

Норма на частотную характеристику канала ТЧ зависит от числа транзитов п по ТЧ. Эта зависимость может быть представлена таблицей (табл. 2.2).

Аналогичные таблицы настроечных норм для конкретных систем передачи приводятся в соответствующих технических описаниях.

Если неравномерность частотной характеристики канала превышает допустимые значения, необходимо произвести ее коррекцию путем перепайки корректирующих контуров в цепи обратной связи усилителя тональной частоты тракта приема канала.

Таблица 2.2

Полоса частот, кГц

Ед. изм.

Число транзитов по ТЧ, n

Допустимое превышение

Допустимое снижение

0

1

2

3

4

0

1

2

3

4

0,3-0,4

дБ

3,5

5,2

6,8

7,8

8,7

 

 

 

 

 

Нп

0,4

0,6

0,78

0,9

1,0

 

 

 

 

 

0,4-0,6

дБ

1,8

2,6

3,5

4,0

4,3

 

 

 

 

 

Нп

0,21

0,3

0,4

0,46

0,5

0,9

1.3

1.5

1,9

2,2

0,6-2,4

дБ

0,9

1,3

1,5

1,9

2,1

0,1

0,17

0,17

0,22

0,25

Нп

0,1

0,15

0,17

0,22

0,25

 

 

 

 

 

2,4-3,0

дБ

1,8

2,6

3,5

4,0

4,3

 

 

 

 

 

Нп

0,25

0,3

0,4

0,46

0,5

 

 

 

 

 

3,0-3,4

дБ

3,5

5,2

6,8

7,8

8,7

 

 

 

 

 

Нп

0,4

0,6

0,78

0,9

1,0

 

 

 

 

 

Амплитудной характеристикой канала ТЧ называется зависимость его остаточного затухания от уровня сигнала на входе канала, измеренного на частоте 1020 (800) Гц, т. е. ar = j (рвх).

Номинальный уровень сигнала зависит от режима работы канала, поэтому на практике амплитудную характеристику определяют как зависимость относительного изменения остаточного затухания D ar от изменения уровня на входе канала D рвх. По амплитудной характеристике можно судить о динамическом диапазоне канала и косвенно – о его нелинейных искажениях. В современных системах передачи на входах каналов ТЧ постоянно включены ограничители амплитуд, препятствующие перегрузке линейного тракта при случайных совпадениях пиковых напряжений отдельных каналов.

Нормы на амплитудную характеристику простого канала ТЧ без ограничителя амплитуды с 4-проводным окончанием представлены на рис. 2.1: при повышении уровня на входе канала на 7 дБ (0,8 Нп) остаточное затухание может увеличиться (а усиление – уменьшиться) не более чем на 0,3 дБ (0,035 Нп).

При наличии N простых каналов нормы увеличиваются в N раз.

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.

Шумы в каналах ТЧ многоканальных систем передачи являются основной причиной, которая отрицательно сказывается на качестве передачи любых видов сигналов.

Для передачи сигналов различных оконечных устройств требуется обеспечить необходимое превышение сигнала относительно шума (защищенность сигнала от шума), поэтому при нормировании мощности, напряжения или уровня шума всегда указываются эти значения для конкретной точки относительного уровня сигнала в канале. Чаще указывают точку с нулевым относительным уровнем или выход канала с относительным уровнем приема +4 дБ (+0,5 Нп).

При телефонной передаче мешающее действие отдельных составляющих шума неодинаково, поэтому оценка шума производится взвешенными единицами измерения, которые получили название псофометрических (псофометрическая мощность, псофометрическое напряжение). Псофометрическим (взвешенным) напряжением шума (Uшпс) на выходе канала ТЧ называют действующее значение напряжения шума, измеренное с учетом частотной зависимости чувствительности уха и телефона.

Для оценки влияния шума на качество передачи других видов информации необходимо знать среднее значение невзвешенных уровня, напряжения или мощности. Такие единицы называются интегральными.

Невзвешенным (интегральным) напряжением шума на выходе канала ТЧ называют действующее значение напряжения шума в полосе канала 0,3–3,4 кГц.

Общая псофометрическая мощность в точке нулевого относительного уровня канала ТЧ должна быть не более величины, определяемой по формуле

Ршпс0= 3L + 500(n + 1) + 333m, пВт0пс,

где L – протяженность канала ТЧ, км;

n – число транзитов по ТЧ;

m – число транзитов по групповым трактам.

Измерители шума позволяют измерить напряжение или уровень напряжения. Измерения проводятся на выходе канала с 4-проводным окончанием, т. е. в точке с относительным уровнем +4дБ (+0,5 Нп). Тогда, псофометрическое напряжение в точке с относительным уровнем +4дБ (+0,5 Нп) должно быть не более величины, определяемой по формуле

Ршпс(+4) = 3,9 ґ 10–2 ґ Ршпс00,5, пВт.

С учетом псофометрического коэффициента напряжения, равного 0,75, получим

Ршинт(+4) = 5,2 ґ Ч10 -2 ґ Ршпс0 0,5, пВт.

Норма псофометрического напряжения:

Uшпс(+4) = (Ршпс(+4) ґ 600 ґ 10–6)0,5, мВ.

Если при измерении шумы превышают допустимые нормы, то необходимо уточнить настройку линейного тракта ПКЛ.

Защищенностью между направлениями передачи и приема в канале ТЧ называется разность между относительным уровнем сигнала и абсолютным уровнем помехи на выходе канала ТЧ, обусловленной влиянием передающего тракта на приемный:

азпп =  рс – рп.

Причинами влияния одного направления передачи канала ТЧ на обратное являются монтажные переходы в аппаратуре, а для однокабельных систем основной причиной таких помех является переходное влияние на ближнем конце кабельных усилительных участков.

При использовании канала ТЧ для телефонной связи переход энергии с передачи на прием своего же канала проявляется в виде местного эффекта и на качество связи практически не влияет.

При использовании канала ТЧ для передачи данных и тонального телеграфирования переход энергии с передачи на прием оказывает влияние на достоверность передаваемой информации.

Эксплуатационная норма защищенности между направлениями передачи и приема канала для однокабельной однополосной системы передачи при максимальной дальности связи должна быть не менее 26 дБ (3 Нп).

Если длина линии отличается от L , то норма защищенности между направлениями передачи и приема в канале ТЧ определяется по формулам:

азl = азL + 10lg L/l = 26 + 10lg1000 / l, дБ,

азl = азL + 0,5ln L/l = 3 + 0,5ln1000 / l, Нп,

где:

азl – норма защищенности в канале ТЧ протяженностью l км;

азL – норма защищенности максимальной протяженности L км;

L– максимальная дальность действия канала.

Защищенность может быть доведена до нормы путем применения муфт скрещивания или замены нескольких близлежащих к оконечной станции (двух–трех) строительных длин кабеля на другие, имеющие наибольшее значение переходного затухания на ближнем конце А0.

4.2. Методические указания к выполнению практической части

1. Проверить оборудование рабочего места и ознакомиться с мерами безопасности при выполнении работ на аппаратуре.

2. Настроить ПКЛ, состоящую из двух оконечных станций.

3. Включить для прогрева измерительные приборы и подготовить их к работе в соответствии с инструкцией по эксплуатации (см. приложение).

4. Измерение остаточного затухания проводить с помощью встроенных приборов многоканальных систем передачи или измерительных комплектов П-321, П-322, П-326. Для измерения встроенными приборами необходимо:

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 (Rвых ГС-300 и RвхСИУ-300 равны 600 Ом).

5. Измерение частотной характеристики остаточного затухания канала ТЧ проводить по командам старшей станции после регулировки остаточного затухания. Для этого необходимо:

Измерение частотной характеристики остаточного затухания может проводиться раздельно или одновременно в обоих направлениях. Значения D ar(f) отсчитываются по шкале измерителя уровня как разность между уровнем приема на частоте 800 Гц и уровнем на измеряемой частоте. Результаты сравниваются с соответствующим значением таблицы. Если хотя бы на одной частоте D ar(f) выходит за пределы нормы, измерения прекращаются, а канал ТЧ считается непригодным к эксплуатации.

6. Схема измерения амплитудной характеристики канала ТЧ в 4-проводном режиме представлена на рис. 2.2.

Измерение АХ проводить по командам старшей станции. Для этого необходимо:

D ar = D aмз-1 D aмз-2 ,

где

D aмз-1 величина уменьшения затухания МЗ-1;

D aмз-2 величина увеличения затухания МЗ-2.

Измерение D ar может проводиться раздельно или одновременно в обоих направлениях.

7. Измерение уровня или напряжения шума проводить прибором  П-323ИШ. Уровень интегрального шума может быть измерен и приборами П-321, СИУ-300.

В ходе подготовительных работ на станции А (Б) необходимо:

Измерение напряжения (уровня) шума проводить по командам старшей станции. Для этого необходимо:

8. Измерение защищенности между направлениями передачи и приема канала ТЧ проводить приборами ГС-300 и СИУ-300 из комплекта П-322 или приборами П-320М, П-321. Схема измерения защищенности канала ТЧ в режиме 4 ПР.ОК представлена на рис. 2.3.

В ходе подготовительных работ необходимо:

Измерение защищенности между направлениями передачи и приема в канале ТЧ проводить по командам старшей станции. Для этого нужно:

Отчет по работе должен содержать:

Результаты измерений параметров каналов ТЧ с выводами о соответствии параметров установленным нормам.

Контрольные вопросы

  • Основные параметры каналов ТЧ и их определение.
  • Какие характеристики каналов ТЧ зависят от построения аппаратуры каналообразования систем передачи с ЧРК?
  • Влияние отклонения измеряемых параметров от установленных норм на качество передачи различных видов информации.
  • Способы доведения до требуемой величины измеренных электрических параметров.
  • Порядок выполнения измерения, оценки полученных результатов.
  • Назад

    Содержание

    Вперед