14.3. Амплитудно-частотная и амплитудная характеристики

Амплитудно-частотной характеристикой (А ЧХ) канала или тракта называется зависимость остаточного затухания а₀ или ос­таточного усиления S₀ от частоты синусоидального сигнала <з₀ = ф(/), 5₀ = ф(/). В идеальном случае все частотные составляющие сигна­ла должны проводить по каналу с одинаковым затуханием или уси­лением, т.е. идеальная А ЧХ представляет собой прямую линию.

Основными источниками амплитудно-частотных искажений в каналах ТЧ являются элементы тракта с частотно-зависимыми ха­рактеристиками. Это прежде всего фильтры, усилители и транс­форматоры. В цифровых системах передачи таких элементов по 2 в каждом канале. В передающей части ФНЧ ограничивает спектр сигнала перед дискретизацией. На приеме ФНЧ выделяет исход­ный сигнал тональной частоты из спектра АИМ-сити&лъ, получае­мого после декодирования. Усилители У1 и У2 не оказывают влия­ния на АЧХ.

Сравнение ч{исла элементов с частотно-зависимыми характери­стиками в ЦСШ я в аналоговых системах передачи с частотным разделением каналов убедительно доказывает преимущество ЦСП в равномерности А ЧХи независимости ее от протяженности ли­нейного тракта!. Как отмечалось выше, в простом канале односто­роннего действйя будет включено 2 фильтра — в оборудовании тракта передачи и траста приема. При организации одного транзита по тональной частоте количество фильтров увеличивается на два. Та­ким образом, при увеличении числа транзитов неравномерность А ЧХ канала будет возрастать.

Нормирование А ЧХ осуществляется в пределах полосы эффек­тивно передаваемых частот. Она является важнейшим параметром любой систем^ передачи. Под полосой эффективно передаваемых частот понимается та область частот, на границах которой ОЗ уве­личивается относительно значения на средней частоте на допусти­мую заданную величину, равную 8,7 дБ (1,0 Нп). Для стандартных каналов ТЧ полоса эффективно передаваемых частот должна со­ставлять 300-3:400 Гц.

Нормируется А ЧХ допустимым отклонением при различных ча­стотах величины 03 (Аа₀) или 0У(Д5_О) от его фактического значе­ния при средней частоте. Для канала ТЧ допустимые отклонения ОЗ или 0Упри/_ср =1020 Гц будут определяться

Да₀ = я₀ - Й₀ (1020)' ⁼ (1020)-

Нормы допустимого отклонения А ЧХ для канала ТЧ с четы- рехпроводным окончанием AS₀ = ср(/). Представлены на рис. 14.3. Как видно из него, более жесткие нормы на допустимое уменьше­ние ОУ установлены для средней части полосы передаваемых час­тот. Это объясняется их большим влиянием на разборчивость и натуральность воспроизведения принимаемых сигналов. Если фак­тическая кривая А ЧХ, представленная пунктирной линией, не вы­ходит за пределы допустимых отклонений, то амплитуд но-частот­ные искажения в канале не будут превосходить норму и разборчи­вость и натуральность воспроизведения будет высокой.

Прямая ограничивающая линия показывает допустимые преде­лы увеличения ОУ на одном переприемном участке по ТЧ. Увели­чение 0 У происходит вследствие увеличения усиления элементов

канала. В используемой полосе частот оно может привести к до­полнительным искажениям за счет обратной связи и к самовозбуж­дению (генерации) канала. Генерация на любой частоте является аварийным режимом канала. Поэтому предельно допустимое уве­личение О У установлено одинаковым во всем диапазоне частот.

Ломаные ограничивающие линии, которые ограничивают изме­ренную А ЧХ (см. рис. 14.3), называются шаблонами. Если для за­данного числа переприемных участков фактическая А ЧХ канала не выходит за пределы шаблона, то считается, что амплитудно-час­тотные искажения в канале находятся в норме.

Амплитудной характеристикой (АХ) канала называется зави­симость остаточного затухания (усиления) канала от уровня сину­соидального сигнала с постоянной частотой на входе: я₀= у(р_вх) или £₀ = у0?_вх) при/ = const.

В процессе эксплуатации АX удобно нормировать величинами допустимого отклонения значений затухания Да₀ (или усиления Д5₀). Они определяются как разность затухания или усиления при раз­личных входных уровнях я_{0(р вх)}, S_{0( вх}) от затухания или усиления при уровне на входе р_ш = -10 дБ:

Аа₀ - я_{0(р вх)} а_{0(р вх =} _!0дБ)

или

Л5₀ - 5_{0(р вх)} - »S_{()(p вх =}. юль)-

Независимо;от вида представления АХ, в идеальном случае она должна быть прямолинейной.

Линейность (амплитудной характеристики каналов ТЧ, образо­ванных в системах передачи с ИКМ, обеспечивается высокой точ­ностью формирования эталонных сигналов в кодере и декодере. Кодовые комбинации, соответствующие с точностью до половины интервала квантования амплитудам импульсов АИМ-сшпълоъ, пе­редаются на приемную станцию, где из них формируется АИМ- сигнал приема. Возникающие при этом ошибки существенно меньше допустимых норм отклонения АХ. Их называют искажениями кван­тования и оценивают специальным параметром, нормируемым для систем передачи с ИКМ, — отношением сигнал/искажения кванто­вания (иногда этот параметр называют защищенностью от шумов квантования). !

Динамический диапазон, в котором АХ линейна, ограничен сверху порогом ограничения кодера. Максимальная кодовая комбинация вида «11111111» соответствует наибольшей амплитуде АИМ-сш- нала на входе кодера U_Q - U_BX = 1 Bi При этом мощность испыта­тельного сигнала на входе канала в точке с относительным нуле­вым уровнем равна 3 дБ. При дальнейшем увеличении амплитуды входного сигнала все импульсы А ИМ-сигнала, превышающие £7₀, будут передаваться той же максимальной кодовой комбинацией, и, следовательно, в принимаемом сигнале будут наблюдаться иска­жения, связанные с ограничением.

Порог ограничения кодера, выбранный в системах передачи с ИКМ, обеспечивает пренебрежимо малое искажение ограничения.

Нижний порог динамического диапазона связан с разрешающей способностью амплитудной характеристики квантования кодера (минимальный интервал квантования) и находится в области очень низких уровней сигнала (-65 -н -70 дБ).

Таким образом, амплитудная характеристика каналов ТЧ, орга­низованных в системах передачи с ИКМ, зависит от характеристик кодера и декодера оконечных станций и линейна в значительно более широком диапазоне, чем в системах с ЧРК.

При нормировании АХ допустимое отклонение амплитудной характеристики канала (Д5₀, Да₀) должно быть в пределах от -3 до +3 дБ при изменении уровня на входе канала от| -55 до -50дБ; в пределах от-1 до +1 дБ при изменении уровня на входе канала от -50 до -40 дБ; в пределах от -0,5 до +0,5 дБ при изменении уровня на входе канала от -40 до +3 дБ (рис. 14.4). При увеличении уров­ня на входе канала более чем на 3 дБ кодер начинает работать в режиме ограничения.

В процессе эксплуатации аппаратуры^Хобычно контролирует­ся только в области ограничения. ■ . j .