1.3. Основні якісні характеристики ктч. Одиниці вимірювання

При розгортанні польових багатоканальних систем передачі, далеко не завжди відомо для якого виду зв'язку буде використаний той або інший канал, тому необхідно забезпечити високу якість всіх каналів, щоб кожний був придатний для передачі будь-якого виду інформації.

Із цією метою якість каналів визначається сукупністю частотних електричних параметрів, кожний з яких можна об'єктивно оцінити, користуючись відповідними вимірювальними приладами. Крім того, виявивши відхід того або іншого параметра за межі норм, можна знайти пристрій, групу вузлів, що потребують у регулюванні або заміні, так, як у більшості випадків відомо, яким чином той або інший пристрій або вузол каналоутворюючого обладнання або лінійного тракту впливає на кожний з параметрів.

Перелік електричних параметрів досить великий. Так у каналах тональної частоти в групових трактах систем передачі із частотним поділом каналів оцінюються наступні параметри:

1. залишкове загасання (посилення) і його стабільність;

2. частотна характеристика залишкового загасання;

3. фазова характеристика каналу або частотна характеристика групового часу проходження;

4. амплітудна характеристика;

5. коефіцієнт нелінійних викривлень;

6. зміна частоти сигналу, переданого по каналі;

7. величина зваженого (псофометричного) і незваженої потужності (напруги) шуму на виході каналу або шумова захищеність;

8. захищеність від внятних перехідних перешкод;

9. захищеність від внятних перехідних перешкод між різними напрямками передачі каналу;

10. ефективно передана смуга частот.

ЕПСЧ – ефективно передана смуга частот, залишкове загасання на крайніх частотах якої відрізняється від залишкового загасання на частоті 800 Гц не більше ніж на 1 Нп при максимальній дальності зв'язку, властивій даній системі.

Ширина ЕПСЧ визначає якість телефонної передачі і можливості використання ТФ каналу для передачі інших видів зв'язку. Відповідно до міжнародного стандарту для телефонних каналів багатоканальної апаратури встановлена ЕПСЧ від 300 до 3400 Гц. При такій смузі забезпечується високий ступінь розбірливості мови, гарна природність її звучання й створюються більші можливості для вторинного ущільнення телефонних каналів.

Наведені параметри забезпечують об'єктивну оцінку каналу ТЧ. Однак для виміру всіх параметрів за допомогою існуючої вимірювальної техніки потрібно значні витрати часу, яким не завжди можна розташовувати в процесі експлуатації польових багатоканальних систем передачі.

Численні спостереження показали, що в процесі експлуатації найбільше часто виходять за межі припустимих норм наступні параметри:

1. Величина залишкового загасання;

2. Частотна характеристика залишкового загасання;

3. Амплітудна характеристика залишкового загасання;

4. Рівень шумів на виході каналу;

5. Захищеність між напрямками передачі й прийому каналу в однокабельних системах передачі.

В кінцевих пунктах, де канали зв'язки здаються споживачам, перелік підлягаючих зміні параметрів скорочується з урахуванням властивостей кінцевої апаратури, для якої призначений даний канал.

У процесі оцінки якості каналу звичайно досить виміряти:

1. величину залишкового загасання

2. частотну характеристику

3. амплітудну характеристику

4. рівень шумів на виході каналу

Залишкове загасання

Залишковим загасанням каналу називається різниця між рівнями сигналу частотою 800 Гц на вході й виході каналу при погоджених включеннях генератора й покажчика рівня. Залишкове загасання і особливо його стабільність у часі є одним з основних параметрів, що забезпечують якість передачі сигналів. Зниження рівня прийнятого сигналу погіршує чутність телефонної передачі, у сполученні з іншими факторами, що заважають, може викликати помилки в прийомі сигналів тонального телеграфу, передачі даних, а при значних зниженнях рівня (нижче порога чутливості прийомних пристроїв) прийом дискретної інформації стає неможливим.

Номінальні значення рівнів і залишкового загасання нормуються для різних режимів каналу на частоті 800 Гц, ЕПСЧ 0,3-3,4 кГц, які були прийняті МККТТ в 1946 р. Залишкове загасання вважається в нормі, якщо його значення дорівнює номінальному з точністю 0.5 дБ (0,05 Нп) протягом усього каналу.

Частотна характеристика залишкового загасання.

Частотною характеристикою залишкового загасання каналу ТЧ називається залежність залишкового загасання від частоти при постійному рівні передачі на вході каналу. Цей параметр визначає амплітудно-частотні викривлення сигналу переданого по каналу. Амплітудно-частотні викривлення в каналі негативно позначаються на якості передачі сигналів будь-якого виду зв'язку, але особливо істотно впливають на передачу дискретної інформації (сигналів передачі даних, тонального телеграфування й т.п.). Нелінійні викривлення в каналах ТЧ виникають через наявність у його складі нелінійних пристроїв. Вони проявляються в викривленні форми переданого сигналу, а зі спектральної точки зору в появі нових частотних складових, відсутніх у вихідному сигналі. АЧВ обумовлені головним чином кількістю і якістю смугових фільтрів в апаратурі канального викривлення кінцевих пунктів і пунктів транзиту по ТЧ. Оскільки кожний транзит по ТЧ збільшує кількість каскадно-включенних в канал смугових канальних фільтрів, мабуть, що зі збільшенням числа транзитів по ТЧ погіршується частотна характеристика залишкового загасання (збільшуються амплітудно-частотні викривлення сигналу, особливо на краях ЕПСЧ каналу). Для коректування частотної характеристики залишкового загасання каналу ТЧ в апаратурах є амплітудно-частотні коректори (у підсилювачах ТЧ прийомної частини апаратури канального перетворення), які дозволяють із необхідною точністю усувати амплітудно-частотні викривлення. Якщо АЧХ в ЕПСЧ буде постійної, то в каналі будуть відсутні АЧВ. Виконувати в смузі частот каналу ТЧ частотно незалежну характеристику неможливо. Цьому заважають багато факторів і в першу чергу реальні АЧХ підсилювачів, трансформаторів, фільтрів (особливо канальних) і т.д. Тому величина залишкового загасання на різних частотах різна. Отже, є необхідність задати що рекомендує АЧХ каналу ТЧ для того, щоб АЧВ в ньому були не більше припустимих. АЧВ окремих простих каналів у складеному каналі складуються. Частотна характеристика залишкового загасання нормується в ефективно переданій смузі частот каналу (ЕПСЧ), одночасно ця характеристика й визначає її. Норми на частотну характеристику каналу задаються у вигляді відхилення між залишковим загасанням на даній частоті й залишковому загасанні на частоті 800 Гц:

Аr = Аrf - Аr0,

Таблиці настроюванних норм для конкретних стаціонарних і польових систем передачі приводяться у відповідних технічних описах, а експлуатаційні норми приводяться в спеціальному збірнику для польових систем передачі або розробляються й затверджуються для конкретних систем передачі й вузлів зв'язку у встановленому порядку. Для зручності користування на вузлах зв'язку по таблицях будуються графіки-шаблони для різної структури каналу (кількості простих каналів). Якщо обмірювана характеристика не виходить за межі заштрихованої частини, то канал по даному параметру перебуває в нормі. Нижня границя обрана з умови, щоб при організації двостороннього каналу на жодній з переданих частот не могла виникнути генерація. Східчаста верхня границя отримана в результаті досліджень припустимих АЧВ при передачі по каналі телефонних сигналів.

3. Амплітудна характеристика

Амплітудною характеристикою називається залежність залишкового загасання від рівня на вході каналу при подачі сигналу 800 Гц. АХ якісно характеризує нелінійні викривлення сигналів у каналі ТЧ; виникає за рахунок перевантаження групового й лінійного обладнання систем передачі. Нелінійні викривлення в каналі ТЧ незначно впливають на передачу мови, але помітно позначаються на якості роботи апаратури тонального телеграфування. Апаратура передачі даних менш критична до викривлень амплітудної характеристики. Щоб уникнути перевантаження каналу ТЧ і групових пристроїв в сучасній апаратурі багатоканального електрозв'язку із частотним поділом каналів на вході кожного каналу ТЧ включають спеціальні пристрої обмежувачі амплітуди. У більшості станційної й польової апаратури колишніх випусків, обмежувач амплітуд включається тільки в 2-провідному режимі каналу ТЧ, а при 4-провідному закінченні каналу ОА відсутній або вимикається. У цьому випадку лінійність каналу повинна зберігатися при великому діапазоні зміни вхідного рівня сигналу. ОА реалізовані таким чином, що при рівнях на вході каналу вище на 3,5 дБ від номінального внесене ними загасання було малим, а вище – значно більшим. Рівень, починаючи з якого ОА вносить у тракт передачі велике загасання, називається граничним. До порога обмеження АХ повинна бути лінійною, тобто залишкове загасання не повинне змінюватись при збільшенні рівня на вході каналу. Відхилення АХ від постійного значення на цій ділянці пояснюється головним чином порушенням режимів у вузлах апаратури канального перетворення (модулятори, підсилювачі тональної частоти) і порушенням режимів роботи групових пристроїв (групових модуляторів, групові і лінійні підсилювачі). Це приводить до росту нелінійних викривлень у даному каналі або у всіх каналах при порушенні режимів у групових пристроях. При подальшому збільшенню рівня на вході позначається обмежуюча дія обмежувача амплітуд і нелінійність АХ різко зростає.

Норми на амплітудну характеристику задаються для простого каналу:

• при підвищенні рівня на вході каналу від номінального на 3,5 дБ (0,4 Нп) залишкове загасання може збільшитися (а посилення зменшитися) не більше ніж на 0,3 дБ (0,035 Нп);

• при підвищенні рівня на вході каналу стосовно номінального на 10 дБ (1,15 Нп) і 20дБ (2,3 Нп) залишкове загасання повинне збільшитися не менш чим на 2 дБ (0,23 Нп) і 8 дБ (0,9 Нп) відповідно. Всі три нормовані точки зміни залишкового загасання показані на графіках. Для каналу ТЧ без ОА нормується тільки одна точка: при підвищенні рівня на вході каналу щодо номінального на 7дБ (0,8 Нп) залишкове загасання може збільшитися (посилення зменшитися) не більше ніж на 0,3 дБ (0,035 Нп).

Перша точка всіх графіків АХ оцінює лінійність каналу, а останні дві точки графіка характеризують якість роботи ОА.

Рівень шумів на виході каналу

Власні шуми – виникають за рахунок нерівномірності потоку електронів, проходячих через переходи, в електронних лампах – за рахунок нерівномірності виліту з катоду і за рахунок дробового ефекту. Якщо виміряти окремо теплові шуми резисторів і власні шуми транзисторів, діодів неможливо, то вводиться загальне поняття власних шумів.

Внутрішні шуми – спектр паразитних продуктів нелінійності, утворений загальним багатоканальним сигналом системи, залежить від спектру самого сигналу. Тому потужність утворених ним нелінійних шумів розподілу по спектру – нерівномірна і залежить від його розміщення в лінійному спектрі частоти системи.

Зовнішні шуми – джерелами є різноманітні атмосферні явища (гроза, магнітні, піщані та снігові бурі), при яких на повітряне коло потрапляють електричні розряди; електромагнітні поля утворені системами передачі, працюючі на паралельних колах, а також радіо передавальні пристрої і лінії електропередачі, акустичні шуми в приміщеннях та музика різних напрямків (в діапазоні частот вище 0,8-1 кГц).

Псофометричні шуми – можливість оцінки шуму при організації зв’язку не по сумарній потужності шумів в усій смузі каналу, а по потужності складових, яку сприймає слуховий апарат людини.

Не зважений шум – шум, вимірюваний звичайним електронним вольтметром.

Зважений або псофометричний шум – шум, який вимірюється псофометром.