Эта величина существенно больше, чем

Р_{ш. вых 1} + Р_{ш. вых 2.}=0,22 nВт+ 3,5× 10 ^-3 nВт.

 

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3

Тема: Коррекция искажений в линейных трактах

аналоговых систем передачи

Общие сведения:

Многоканальные аналоговые системы передачи (АСП) строятся преимущественно по технологии частотного разделения каналов (ЧРК).

Системы с ЧРК нуждаются в коррекции, так как в линейном тракте присутствуют частотные искажения, которые возникают из-за нелинейности АЧХ и ФЧХ тракта. В АСП наиболее сильное влияние на прохождение сигнала оказывают искажения АЧХ (рисунок 3.1).

 

 

Рисунок 3.1 - АЧХ идеального (а) и реального (б) тракта АСП

 

На этом рисунке К_Р - коэффициент передачи по мощности.

Для компенсации искажений АЧХ (их также называют линейными искажениями) применяют корректоры трех видов:

1) Плоский регулятор;

2) Наклонный регулятор;

3) Криволинейный регулятор.

Характеристики этих регуляторов приведены на рисунке 3.2.

 

Рисунок 3.2 - Затухания вносимые в тракт АСП плоским (1),

наклонным (2) и криволинейным (3) корректорами

Основные способы включены амплитудных корректоров АЧХ (рисунок 3.3) на входе усилителя (а) и в цепи отрицательной обратной связи (б) и их комбинация.

 

 

 

Рисунок 3.3 - Способы включения корректоров

 

В первой схеме ухудшается защищенность системы по отношению к помехам. Во второй наличие частотно-зависимой обратной связи может привести к самовозбуждению, поэтому перепад затухания (усиления) в корректоре не должен превышать 15-20 дБ.

Одной из важнейших характеристик АСП является их защищенность от шумов:

,

где Р_СИГ, Р_ПОМ – средняя мощность сигнала и помехи, а р_С и р_П – их уровни.

Включение корректоров влияет на защищенность АСП, поэтому целью данного практического занятия является исследование АЗС с различными способами включения корректоров.

 

Задачи:

 

Задача1. Сравнить по защищенности усилительные участки АСП на базе коаксиальной кабельной цепи с корректором на входе и с корректором в цепи обратной связи, если заданы следующие параметры:

Длина участка L = 8 км,

Частотный диапазон: f₁= 0,8 МГц, f₂= 1,6 МГц,

Коэффициент шума усилителя N = 10,

Коэффициент затухания линии на частоте 1 МГц a = 4 дБ,

Затухание корректора на частоте f₂ A_K (f₂) = -2 дБ,

Уровень сигнала на входе линии р_вх=0 дБмО.

Примечание: при выполнении задания считать:

- затухание в линии рассчитывается по формуле:

А_л = a_a L(км);

- уровень сигнала на входе и выходе участка АСП должны быть одинаковы.

Решение:

1.Схема с корректором на входе:

1.1. Рассчитываем остаточное затухание на выходе линии на крайних частотах диапазона:

Коэффициент затухания

a(f₁) = a₁ = 3,58 дБ/км,

a(f₂) = a₂ = 5,06 дБ/км,

А_л (f₁)= a(f₁)·L = 28,6дБ,

А_л (f₂)= a(f₂)·L = 40,5дБ.

Таким образом, если учесть, что в точке относительного нулевого уровня р=0 дБмо, уровни сигнала на входе корректора будут:

р_{к вх} (f₁) = р_вх – А_л (f₁) = 0 – 28,6 дБ = -28,6 дБмо,

р_{к вх} (f₂) = -40,5 дБмо.

1.2. Уровень сигнала на выходе корректора:

р_{к вых} (f₂) = р_{к вх} (f₂)+ А_к (f₂) =-42,5 дБмо.

Для соблюдения условий коррекции уровни сигнала на всех частотах должны быть одинаковыми. Поэтому:

р_{к вых} (f₁) = р_{к вых} (f₂) = - 42,5 дБмо.

1.3. Рассчитываем мощность шумов на входе корректора, считая линию пассивным элементом. В этом случае шумы будут только тепловыми:

Р_{ш кор} = кТD f = 1,38 ·10^-23 · 300 град К · 0,8 · 10⁶ Гц = 3,31· 10^-15 Вт.

Уровень шумов:

р_{ш кор} = 10 lg р_{ш кор} = - 144,7 дБ = - 114,7 дБмО.

1.4. Уровень шумов на выходе корректора будет увеличен за счет дробовых шумов усилителя. Эти шумы рассчитываются через коэффициент шума N:

р_{ш кор вых} = р _{ш кор вх} +10lg N= -114,7+10 = -107.7дбмО.

 

Защищенность сигнала:

на входе корректора

А_{зс к вх} = р_{к вх} (f₁) – р_{ш кор вх} = - 28,6 – (-114,7) = 86,1 дБ;

А_{зс к вх} (f₂) = - 40,5 – (-114,7) = 74,2 дБ;

на выходе корректора

А_{зс к вых} (f₁) = А_{зс к вых} (f₂) = р_{к вых}(f) – р_{ш к вых} (f)= -42,5 – (- 104,7)=62,2 дБ

д) Рассчитаем коэффициент усиления усилителя, учитывая, что сигнал на выходе линии должен быть равен сигналу на входе:

K(f₁,f₂) = р_вх – р_{к вых} = 0 – (- 42,5 дБмо) = 42,5 дБ,

усилитель будет частотнонезависимым.

1.6. Защищенность сигнала на выходе усилителя. Учтем, что шумы, приведенные ко входу усилителя, также усиливаются по мощности:

р_{ш вых} = р _{ш вых кор} + К = - 104,7 дБмо + 42,5 дБ = - 62,2 дБмо;

А_{зс вых} = 0 – (-62,2 дБмо) = 62,2 дБ.

Используя полученные результаты, построим диаграмму уровней (рисунок 3.4).

		Линия Корректор Усилитель

 

Рисунок 3.4 - Диаграмма уровней участка АСП с корректором на входе

Из диаграммы видно, что защищенность сигнала на входе корректора различна в частотном диапазоне. После корректора она выравнивается, но за счет ухудшения помехоустойчивости на нижних частотах. Усилитель понижает помехоустойчивость АСП на уровень коэффициента шума n.

1) Схема с корректором в цепи обратной связи.

а) Затухание, уровни на входе корректора и шумы рассчитываются аналогично п.п. 1.1., 1.2. и 1.3.

б) Поскольку в усилителе, в цепи обратной связи a(w) зависит от частоты

К(w) = ,

то и коэффициент передачи усилителя будет частотнозависимым. За счет этого и осуществляется коррекция. Найдем усиление, необходимое для реализации коррекции и восстановления уровня входного сигнала:

К(f₁) = р_вх – р_{к вх} (f₁) = 0 – (-28,6) = 28,6 дБ;

К(f₂) = 0 – (-40,5) = 40,5 дБ.

в) Проверим корректор на устойчивость:

DК = К(f₂) – K(f₁) = 11,9 дБ < 15 дБ.

АСП с корректором устойчива.

г) Защищенность сигнала на входе корректора (усилителя). Здесь помимо того, что затухание в линии зависит от частоты, надо учесть сразу коэффициент шума:

А_{зс кор вх} (f₁) = 86,1 – 10 = 76,1дБ;

А_{зс кор вх} (f₂) = 74,2 – 10 = 64,2 дБ.

д) При расчете защищенности сигнала на выходе усилителя в отличие от предыдущего случая надо учесть, что шумы усиливаются на разных частотах по-разному. Поэтому и защищенность на разных частотах будет различна.

А_{зс вых} (f₂) = 0 – (р_{ш вх} + n +K(f₁))=0- (- 114,7 +10 +40,5) = 64,2 дБ,

А_{зс вых} (f₁) = 0- (- 114,7 +10 +28,6) = 76,1 дБ.

е) Построим диаграмму уровней (рисунок 3.5):

 

 

 

Рисунок 3.5 - Диаграмма уровней для АСП с корректором

в цепи обратной связи

Основное отличие этой схемы от предыдущей состоит в том, что защищенность системы передачи зависит от частоты. На высоких частотах она меньше. Поэтому низкочастотные каналы защищены хуже.

 

 

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4

 

Тема: Сигналы линейного тракта ЦСП

Общие сведения:

 

В цифровых системах передачи (ЦСП) применяются однополярные или биполярные импульсные сигналы. Форма импульсов может быть различной и довольно сложной, но в качестве их модели часто используют прямоугольные импульсы (рисунок 4.1).

 

 

Рисунок 4.1 - Импульсные сигналы

Спектральные характеристики (спектры) сигналов находятся с помощью преобразований Фурье:

S(w) = (4.1)

для непериодических сигналов и

С_n = (4.2)

для периодических сигналов с периодом Т и w_n = n , n = 0, ±1, ±2,…

Модуль спектра одиночного прямоугольного импульса длительностью t_n есть

S (w) = S₀t_n , (4.3)

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: