Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Владимирский государственный университет им. Столетовых

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Основы сетевых технологии (90

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

15.11.2022

Размер:

940.54 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 43 4 > Следующая >>>

PН.ОТН	20 lg	U x
		Uвх — относительный уровень напряжения.
где

Из выражений (1.7) следует, что относительные уровни мощности и напряжения совпадают по величине только на одинаковых сопротивлениях нагрузки. Относительный уровень определяется разностью абсолютных уровней в данной точке и в начале канала:

pM.ОТН 10 lg	Px	p			pМ
pM.ОТН 10 lg	Pвх	p	М	Х	pМ	ВХ
			М			ВХ

		U x		0,775
p H.ОТН	20 lg			0,775	p Х	p H

		U	вх
		U	вх		H		ВХ
					H		ВХ
				0,775

Таким образом, относительный уровень показывает, на сколько абсолютный уровень в данной точке канала больше или меньше абсолютного уровня на его входе. Для упрощения расчетов значения абсолютных уров-ней сигналов и помех приводят к точке с нулевым относительным уров-нем.

Уровень мощности информационных сигналов, особенно речевых, изменяется во времени. Поэтому при расчетах в процессе проектирования и при измерениях систем передачи информации широко используется по-нятие измерительного уровня.

Измерительным уровнем называется значение абсолютного уровня синусоидального сигнала в данной точке канала при подключении к его входу (в точку с нулевым относительным уровнем) генератора синусоидального сигнала с выходным сопротивлением 600 Ом и э. д. с., равной 2х0,775 В. Такой генератор отдает в канал со входным сопротивлением 600 Ом мощность в 1 мВт (нулевой уровень мощности). По определению МККТТ, частота генератора может быть любой, но обычно ее принимают равной 800 Гц или оговаривают специальным условием.

Так как при определении измерительного уровня в точку с нулевым относительным уровнем подается сигнал с абсолютным нулевым уровнем, то значения измерительного и относительного уровней в канале ТЧ сов-падают.

Измерительный уровень является условным эквивалентом информационных сигналов, удобным для расчетов и измерений. Соответствие действительных и расчетных значений измерительных уровней, так же как соответствие установленным нормам других параметров каналов или групповых трактов, является гарантией требуемого качества передачи информационных сигналов.

Соотношение между измерительным уровнем и уровнем средней и максимальной мощности информационных сигналов в различных точках

=ZH,

канала или группового тракта может быть различным и определяется при расчетах.

2 Остаточное затухание

Остаточным затуханием (ОЗ) канала или группового тракта называ-ется разность между суммой затуханий и суммой усилений, вносимых

всеми его элементами:

n	m
a 0	a i	S j	(3.8)
1	1		(3.8)

Остаточное затухание с отрицательным знаком (преобладание суммы усилений) называется остаточным усилением (ОУ). В соответствии с рекомендациями МККТТ ОЗ (ОУ) определяется и измеряется как рабочее затухание (усиление).

где

— максимальная

мощность, которую

может отдать источник изме-

EГ

10lg

20lg

10lg

; S

10lg

Z Г

(3.9

рительного сигнала; ЕГ — э. д. с. источника сигнала;

p1 = pE/2 — уровень, соответствующий половине э. д. с.;

PН, UH и pH — соответственно мощность, напряжение и уровень напряжения сигнала в нагрузке;

ZГ и ZH — модули полных сопротивлений источника сигнала и наг-рузки.

Нормируется и измеряется ОЗ (ОУ) каналов и групповых трактов систем многоканальной связи при одинаковых активных оконечных нагрузках RГ = ZГ = RH равных номинальным" значениям входных и выходных сопротивлений Поэтому

a0=p1-pH и S0=pH-p1

где p1 = рЕ / 2 — уровень, соответствующий половине э. д. с. источника измерительного сигнала;

рH — уровень напряжения на нагрузке с номинальным сопротивле-нием.

3 Помехи нелинейного происхождения Нелинейные помехи возникают в нелинейных групповых устройствах, в

которых паразитные нелинейные продукты могут попадать из одних каналов в другие. При правильном расчете загрузки групповых устройств паразитная нелинейность их невелика. При большом числе таких устройств в групповом тракте на выходе каждого канала происходит накопление нелинейных помех, мощность которых может достигать значительной величины. В этом смысле особенно опасны нелинейные помехи, возникающие в групповых усилителях, число которых в линейном тракте может быть очень большим.

При использовании квазилинейного участка амплитудной характеристики усилителя с глубокой отрицательной обратной связью эта характеристика может быть аппроксимирована полиномом третьей степени:

b u

b u2

b u3

(3.10)

вых

вх

где

b3<<b2<< b1

Если

на

вход

такого

усилителя

подать

гармоническое

напряжение

uвх

Uвх cos

t ,

то

выражение

для напряжения на его выходе после

проведенных преобразований примет вид

(bU

b U 3

)cos

b U

cos 2

b U

cos 3

вых

вх

2 вх

4 3

вх

или, поскольку b3<< b1,

b U

cos

b U 2 cos 2

b U 3 cos 3

вых

вх

cos

U 2

cos 2

cos 3

где

— амплитуда полезного сигнала на выходе;

b U 2

вх

2 вх

b U 3

— соответственно .амплитуды второй и третьей гармоник сигнала

3Г

вх

на выходе. Поскольку

Uвх

U1Г / b1 , то

1 b2

1 b3

U 3

2Г

3Г

2 b

вх

4 b

вх

В технике передачи многоканальной информации для оценки нелинейных искажений пользуются понятием затухания нелинейности по гармоникам (в децибелах). Затухание нелинейности по второй гармонике равно


а2		р1	р2		20lg	U1	Г		(3.11)
						U2
	Г	Г		Г
								Г
Затухание нелинейности по третьей гармонике равно
а3Г		р1Г	р3Г		20 lg	U1	Г		(3.12)

U3Г

где р1Г =рпер — уровень колебания основной частоты на выходе усилителя;

р2Г и р3Г — соответственно уровни

второй

;и третьей

гармоник основной

частоты.

Подставив значения амплитуд напряжений U2

и U3

получим

а2

20 lg

2b2

а3

20 lg

4b3

b2U1Г

b3U1Г

Из полученных выражений видно, что затухания нелинейности по гармоникам зависят от напряжения (или уровня) колебаний основной частоты на выходе усилителя. Преобразуем выражения для а2 Г :

U1Д

а2

20 lg

2b2

20 lg

2b2

а2 ( 0 )

рпер (3.13)

20 lg

b2U ЭТ

U ЭТ

2U1ГД

При рпер

=0, т. е.

U1Д =

UЭТ ,

получим,

что а2 Г =

а2Г (0) .

Величина а2Г (0)

определяется только характеристикой усилителя и является •одним из его параметров.

.Аналогично преобразуем выражение для а3Г :

	2b3		2b3	U1Д
а3Г	20 lg b U 2		20 lg b U 2	2		а3Г ( 0) 2 рпер	(3.14)
а3Г	20 lg b U 2		20 lg b U 2	20 lg U 2		а3Г ( 0) 2 рпер	(3.14)
	1		1
	3 1	Д	3 ЭТ		ЭТ

Величина а3Г ( 0) также определяется только характеристикой усилителя.

Отрицательный знак в этих выражениях показывает, что при увеличении уровня входного сигнала, а следовательно, и уровня выходного сигнала затухание нелинейности по гармоникам уменьшается :на соответствующую величину.

Выражения (3.2), (3.2'), (3.3) и (3.3') справедливы только при малой нелинейности усилителей. За порогом перегрузки усилителей перестает выполняться условие bi+1<< bi выведенные соотношения нарушаются и затухания нелинейности резко уменьшаются. На рис.3.1 показана зависимость затухания 'нелинейности по гармоникам от изменения уровня полезного сигнала на выходе усилителя.

В реальных условиях на вход групповых усилителен .поступает грунтовой сигнал, который можно рассматривать как нормальный •стационарный случайный процесс. Энергетический спектр группового сиг-

Рис.3.1-Зависимости а2 Г и а3Г от рпер

нала на входе группового усилителя в простейшем случае (если в аппаратуре не предусмотрено предыскажения уровней передачи и если корректировка амплитудно-частотных искажений производится выравнивателем на входе усилителя) может быть определен выражением

G( f ) G0 const	при	fн	f	fв	(3.15)
G( f ) 0	при	f	fн и f	f
					в
Поскольку групповой сигнал на выходе безынерционного группового
усилителя G( f ) вых также	является		нормальным стационарным случайным

процессом, то его энергетический спектр можио найти .из зависимостей, связывающих энергетический спектр (спектральную плотность) случайного 'процесса и его корреляционную функцию. Для нахождения корреляционной функции случайного .процесса на выходе усилителя используется математический аппарат теории случайных процессов. Выводы эти достаточно сложны и .поэтому здесь не приводятся. Пользуясь этими выводами, можно получить общее выражение для энергетического спектра сигнала и нелинейных помех на выходе усилителя.

Обычно при расчете нелинейных помех .пользуются следующими упрощающими предположениями : групповые усилители обладают слабой нелинейностью и поэтому определению подлежат только мощности нелинейных продуктов второго и третьего порядков; энергетический спектр сигнала на входе усилителя имеет равномерный характер. Если принять эти упрощающие предположения, то можно с некоторым приближением заменить групповой сигнал суммой m колебаний с дискретными частотами; тогда для определения мощности нелинейных помех можно использовать более простой математический аппарат.

Представим напряжение сигнала, воздействующего на групповой усилитель — четырехполюсник со слабой нелинейностью, в виде

m
uвх	Uвх(1) cos( k t	k )	(3.16)
k 1
где U вх(1) = Uвх1 =	Uвх2 =…=	U вх m	— амплитуда напряжения одной из

составляющих сложного колебания. В этом случае напряжение полезного сигнала на выходе нелинейного четырехполюсника с амплитудной характеристикой, аппроксимируемой полиномом N-й степени, может быть определено как

		m
uвых	b1	Uвх(1) cos(	k t	k )		(3.17)
		k 1
Паразитные	составляющие		напряжения		на	выходе	нелинейного
четырехполюсника		представляют		собой	как	гармоники	частотных

составляющих входного сигнала, так и различные комбинационные составляющие. В общем виде выражение для частоты любого нелинейного

продукта		нп	можно записать следующим образом:
		нп
нп	с1 1		с2	2	... сm 1m
где	с1 , с2 ,...сm				положительныелые	числа или	нули.	Порядок		продукта
нелинейности				определяется суммой		абсолютных	значений		коэффициентов
с1 с2 ,...			сm и не может быть выше степени аппроксимирующего полинома.
Если	алгебраическая сумма коэффициентов						с1	с2	... сm	1 то

соответствующий продукт нелинейности: относят к продуктам первого рода, если же с1 с2 ... сm 1 то его относят к продуктам второго рода.

Для групповых усилителей продукты нелинейности являются продуктами второго и третьего порядков. В общем виде их можно записать следующим

образам:	2	x , (	x	y )	—	продукты	второго	порядка;
3 x , (2 x	y ),( x		y		z ) — продукты третьего порядка. Как следует из
определения,	к	продуктам		первого рода		из всех	перечисленных	продуктов

относятся только продукты третьего порядка вида (2 x	y ) и ( x	y	z )
Таким образом, можно написать, что
uвых=
Произведя	выражения		для

определения напряжений всех частотных составляющих полезного сигнала и паразитных продуктов нелинейности на выходе четырехполюсника. Амплитуды напряжений этих составляющих. приведены в табл. 3.1,

Количество составляющих напряжения каждого, вида определяется в соответствии с формулами теории соединений. Например число вторых или третьих гармоник основных составляющих (исходных колебаний) равно числу колебаний m; число комбинаций второго порядка определяется выражением

2С n	С 2	m(m 1) и т. д.
m	m

Мощность основных составляющих сигнала, выделяемых на активном сопротивлении нагрузки (в групповых усилителях сопротивление нагрузки обычно не зависит от частоты) усилителя R, может быть выражена как

ТАБЛИЦА 3.1

Составляющие	Амплитуда составляющих	Количество
вида	напряжения на выходе	составляющих
		напряжения на выходе

b1U в х

2fx

U 2

2 Г

вх

1Г

3fx

U 3

3Г

1Г

вх

fx±fy

b U

m(m-1)

f x

f y

вх(1)

2fx±fy

b U

2m(m-1). 2m2

2 f x

f y

3Г

вх(1)

fx±fy±fz

U f x f y

b3Uвх3

6U3Г

m(m-1).

(m-1)

f z

(1)

Р	U 2	/ R	b2U 2	/ 2R , а их уровень в дБ:
(1)	(1)		1 вх(1)
				р(1)	10lg	Р(1)	20lg	b1Uвх(1)		.
						РЭТ

									2R

Используя выражения (3.2') и (3.3'), можно написать выражения для уровней вторых и третьих гармоник основных составляющих:

р2Г (1)

2 рпер

а2Г (0) ;

р3Г (1)

3 рпер а3Г (0) .

Отсюда их мощности могут быть выражены как

Р2

0, 2 рпер

0,1а2 Г

( 0 )

;

(3.18)

(1)

100,3 рпер 100,1а3Г ( 0 ) ;

(3.19)

3Г

(1)

где а2

( 0 ) , а3

( 0 ) , рпер

выражены в дБ.

Согласно табл.1 мощности комбинационных продуктов могут быть

выражены через мощности соответствующих гармоник:

Р f x

f y

4Р2 Г (1) ;

Р2 f x

f y

9Р3Г (1) ;

Р f x f y f z

36Р3Г (1) ;

(3.20)

Общую мощность нелинейных продуктов любого порядка можно

определить,

зная

приведенное

табл.1

количество

продуктов

•соответствующего вида; например, общая мощность продуктов второго порядка определится выражением

2 нп

mР

Г (1)

m(m

1)4Р

(1)

4m2

Г (1)

;

(3.21)

2 Г

а общая мощность продуктов третьего порядка выражением

mР

2m(m

1)9Р

2)(m

1)m36Р

3нп

3Г (1)

(3.22)

24m3 Р

Г (1)

Задание на выполнение работы

Номер варианта задания берѐтся в соответствии с ―номером подгруппы/номером по списку‖ по нижеприведѐнной таблице. Обозначения в ней соответствуют обозначениям, принятом в программе модели группового усилителя.

подгруппа					С1	С2	С3	b1	b2	b3
номер по списку					С1	С2	С3	b1	b2	b3
номер по списку

1					1	1	1	1.0	0.08	0.008
1

1

1					2	1	1	1.0	0.09	0.009
1

2

1					1	2	1	1.0	0.10	0.010
1
				3

1					1	1	2	1.0	0.11	0.011
1

4

1					2	2	1	1.0	0.12	0.012
1

5

		1			3	2	1	1.0	0.08	0.008
		1
6

1					2	1	3	1.0	0.09	0.009
1

7

1					1	2	3	1.0	0.10	0.010
1

8

			1		1	1	3	1.0	0.11	0.011
			1
9

	1				3	1	1	1.0	0.12	0.012
	1
1 0

1					2	2	2	1.0	0.08	0.008
1

1 1

		1			2	3	4	1.0	0.09	0.009
		1
12

1					4	1	1	1.0	0.10	0.010
1

13

1					1	4	1	1.0	0.11	0.011
1

14

		1			1	1	4	1.0	0.12	0.012
		1
15

1					3	4	1	1.0	0.08	0.008
1

16

1					1	4	3	1.0	0.09	0.009
1

17

			2		4	3	1	1.0	0.10	0.010
			2
1

2					2	3	4	1.0	0.11	0.011
2

2

2					4	1	1	1.0	0.12	0.012
2

3

			2		1	4	1	2.0	0.08	0.008
			2
4

2					1	1	4	2.0	0.09	0.009
2

5

2					3	4	1	2.0	0.10	0.010
2

5

			2		1	4	3	2.0	0.11	0.011
			2
7

		2	4	3	1	2.0	0.12	0.012
		2
8

2			2	3	4	2.0	0.08	0.008
2

9

2			4	1	1	2.0	0.09	0.009
2

10

		2	1	4	1	2.0	0.10	0.010
		2
1 1

2			1	1	4	2.0	0.11	0.011
2

12

2			3	4	1	2.0	0.12	0.012
2

13

	2		1	4	3	1.3	0.08	0.008
	2
14

2			4	3	1	1.3	0.09	0.009
2

15

2			2	3	4	1.3	0.10	0.010
2

16

	2		4	1	1	1.3	0.11	0.011
	2
17

2			1	4	1	1.3	0.12	0.012
2

18

<<< < Предыдущая 1 23 / 43 4 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]