1.5 Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Применяемые схемы.

3. Вывод.

1.6. Контрольные вопросы

1. Что называется колебательным контуром?

2. Изменение тока и напряжения в колебательном контуре.

3. Схема последовательного соединения колебательного контура.

4. Зависимость контурного тока от частоты.

5. Понятие электрического резонанса.

6. Свойства параллельного колебательного контура.

Лабораторная работа № 4

ИЗМЕРЕНИЕ ПОМЕХ

1.1 Цель работы : Изучить основные методы измерения помех в устройствах связи.

1.2 Краткие сведения из теории

Помехи и шумы. Помехами называют появляющиеся в каналах и трак­тах связи посторонние токи, частотный спектр которых совпадает со спектром передаваемых сигналов. Помехи, преобразованные вместе с полезным сигна­лом, на выходе канала ТЧ проявляются в виде шума, переходного разговора, гармонических тонов.

Отдельные составляющие помех, обусловленные различными ис­точниками, как правило, не коррелированны между собой. Поэтому общую интенсивность помех (шумов) определяют суммированием мощностей всех со­ставляющих.

Нормируемые и измеряемые составляющие помех. Для обеспечения необходимого качества связи в каналах и групповых трактах систем переда­чи нормируются предельно допустимые значения величин и, следовательно, должны измеряться:

мощность (уровень мощности) суммарных помех (шумов), а также от­дельных составляющих помех;

псофометрическая мощность и мощность не взвешенных шумов в кана­лах ТЧ и ГТ, усредняемые за определенный промежуток времени (5 с, 1 мин, 1ч).

уровень мощности селективных (гармонических) помех, обусловленных пульсациями питающих напряжений, токами вызывных и сигнальных частот, остатками токов несущих и контрольных частот;

защищенность от внятных переходных влияний;

защищенность от продуктов паразитной модуляции сигнала пуль­сациями питающих напряжений;

защищенность от сопровождающих помех в каналах ТЧ ЦСП.

Кроме того, в каналах, предназначенных для передачи дискретных сиг­налов, нормируют и измеряют относительное время действия импульсных по­мех, относительное время действия кратковременных прерываний сигнала, коэффициент ошибок.

Шумы, отдельные составляющие помех и защищенность от помех сле­дует измерять после установки номинального ОУ (03), при нагрузке изме­ряемых каналов и трактов на номинальные сопротивления, т. е. при выполне­нии условий:

(3.1)

Относительное время действия импульсных помех (ИП). Оно определяет­ся отношением суммарного времени действия ИП, t_∑ип, превышающих задан­ные уровень анализа (пороговый уровень) р_л и длительность t_w к времени на­блюдения Т_н: δt_un = t_∑ип / Т_н.

Относительное время действия кратковременных пропаданий сигнала (КП). Оно определяется отношением суммарного времени действия кратко­временных занижений уровня сигнала t_∑ип более заданного Δр_п продолжи­тельностью более t_п, к времени наблюдения Т_н:

В устройствах связи: р = - 15 дБмО; t_ИП ≥ 0,5 мс; Δр_п = 18- 20 дБ, и t_кn≥ 0,5 мс.

В схеме одного из приборов для измерения ИП и КП (рис. 4.1) входное устройство В У обеспечивает симметричное относительно земли входное со­противление 600 Ом.

Рисунок 4.1 - Схема измерителя импульсных помех и кратковременных прерываний сигнала

Делитель напряжения ДН с переключателем "Амплитуда" изменяет чувствительность прибора и определяет пороговый уровень, превышение ко­торого помехами фиксируется как ИП, а снижение уровня измерительного сигнала - как КП. Амплитудный дискриминатор АД с двухполупериодным выпрямителем В на входе формирует импульсы с постоянной амплитудой и длительностью, равной продолжительности превышения порогового уровня. В режиме измерения ИП на выходе АД включается инвертор И. Поэтому вре­менной дискриминатор ВД запускается фронтом импульса, соответствующим началу превышения помехой уровня анализа (рис. 4.2, а, б и в). В режиме из­мерения КП импульс на выходе АД не инвертируется, поэтому ВД запускается фронтом импульса, соответствующим началу снижения уровня сигнала ниже уровня анализа (рис. 4.3, а, б и в). При измерении КП частоту измери­тельного сигнала ƒс выбирают такой, чтобы порог временной дискриминации t_n был бы несколько больше половины периода сигнала ƒ_C > 1 / 2t_n

Рисунок 4.2 - Диаграммы, поясняющие принцип измерения импульсных помех

Рисунок 4.3 - Диаграммы, поясняющие принцип измерения кратковременных прерываний сигнала

Временной дискриминатор БД содержит коммутируемый переклю­чателем "Длительность" датчик длительности, определяющий порог времен­ной дискриминации t_n. Если в момент окончания выдержки времени датчика длительности импульс на входе БД не закончился (t_un>t_n или t_кn>t_n), то на вы­ходе БД формируется импульс, длительность которого равна разности t_m - t_n или t_кn — t_n. В противном случае датчик длительности возвращается в ис­ходное состояние (рис. 4.2, г и д и рис. 4.3, г и д). Фронтом импульса на вы­ходе БД (рис. 4.2, е и рис, 4.3, е) записывается единица в счетчик количества С К и в счетчик суммарной длительности С Д. Импульсом с выхода БД откры­вается электронный ключ ЭК и от генератора заполняющих импульсов ГЗИ на вход пересчетной декады ПД поступают импульсы (рис. 4.2, ж). Период этих импульсов Т₃ в 10 раз меньше заданного порога t_n и устанавливается одно­временно с установкой t_п переключателем "Длительность". Пересчетная де­када ПД имеет коэффициент деления 10. При поступлении десятого импульса от ГЗИ на ее выходе формируется короткий импульс (рис. 4.2, з). Этим им­пульсом по входу 2 число, записанное в СД по входу I, увеличивается на единицу.

Для исключения совпадений импульсов на входах 1 и 2 СД импульс с выхода ПД задерживается на 5 мкс (рис. 4.2, и). Пока длится импульс, на вы­ходе БД в СД будет записано число, кратное целому числу интервалов t_n. По окончании импульса на выходе БД закрывается ЭК и в ПД останется число, равное числу десятых долей временного порога t_n. При поступлении следую­щего импульса от БД процесс счета продолжается. К концу времени анализа в СК будет записано число зарегистрированных ИП или КП, отображаемое устройством цифровой индикации количества ИК. В СД будет записано число, отображающее суммарную длительность ИП или КП в значениях установ­ленного временного порога t_n. Это число выводится на цифровой индикатор длительности ИД. Емкости СК и СД соответственно 10⁵ и 10⁶ ед. Начало и конец анализа определяются переводом в соответствующее положение пере­ключателям "Пуск - стоп", которым разрешается или запрещается счет в СК и СД. Счетчики приводятся в первоначальное состояние кнопкой "Сброс".

В некоторых приборах длительность сеанса измерений задается встро­енным таймером. В приборах для измерения ИП и КП предусматривается сиг­нализация переполнения счетчиков, длительных снижений уровня сигнала, пропадания электропитания, при которых результаты измерения считаются недействительными.

Измерение изменения частоты передаваемых сигналов.

Изменение частоты сигналов (ИЧС), передаваемых по каналам аналого­вых систем передачи (АСП), происходит вследствие расхождения частот за­дающих генераторов (ЗГ) в передающей и приемной частях каналообразующе-го оборудования.

Независимо от типа АСП изменение частоты передаваемого сигнала на выходе канала

(4.2)

где f_c — частота передаваемого сигнала;

Δƒ_с — изменение частоты сигнала;

Δf₀ — разность частот ЗГ в приемной и передающих частях канало-образующей аппаратуры;

ƒ_вi — виртуальная несущая частота i-ro канала в линейном спектре;

ƒ_о — частота ЗГ в передающей части.

Из выражения (4.2) следует, что ИЧС возрастает с увеличением вирту­альной несущей частоты канала в линейном спектре. Измерение ИЧС можно выполнять тремя способами: специальными приборами, цифро­выми частотомерами или с помощью ЭЛО.

В специализированных приборах для измерения ИЧС в передающей части формируются два гармонических напряжения строго кратных час­тот ƒ₁ = 1020 Гц и ƒ₂ = 2040 Гц. В приемную часть поступают сигналы, сме­щенные на Δƒс. После разделения этих сигналов фильтрами частота ƒ₁ ум­ножается на 2п, а ƒ₂ — на п. Преобразователь частоты формирует колебания разностной частоты

Δ ƒ= 2π(1020± Δ ƒ_с) - п(2040± Δ ƒ_с) = пΔ ƒ_с.

Умножение частоты на п упрощает индикацию относительно низкой частоты Δ ƒ_с = (0… 5 10)Гц.

Для измерения ИЧС цифровыми частотомерами в канал передается сигнал с частотой ƒ_с, а на входе и нагруженном выходе канала параллельно подключают частотомеры. Изменение частоты сигнала опреде­ляется разностью показаний частотомеров ƒ_с — f_c,^` которые должны обеспе­чивать измерение частоты с погрешностью не более 0,1 Гц (время счета 10 с). Для ускорения процесса измерений целесообразно измерять длительность периода с последующим пересчетом в частоту с необходимой точностью. Для измерения частоты с разрешением 0,1 Гц длительность периода следует измерять с разрешением 0,1 мкс. При этом время счета 1 — 100 мс в зависи­мости от типа частотомера.

При измерении ИЧС с помощью ЭЛО гармонический сигнал с частотой f_c от одного генератора передается по двум крайним каналам группы (системы) с виртуальными несущими в линейном спектре fв₁ и fв₂ . Сигналы с нагруженных выходов каналов подаются на Y и Х-входы ЭЛО. На экране получается изображение медленно вращающегося эллипса. Часто­та вращения эллипса N (об/с) равна разности частот на выходах каналов. В соответствии с выражением (3.2)

Расхождение частот задающих генераторов Δf₀ = Nf₀ / (f_B2 — f_B1)• Из­менение частоты сигналов в канале с самой высокой виртуальной несущей частотой в линейном спектре f_BB:

Если задано максимальное значение Af_{c max} в этом канале, то допустимая частота вращения эллипса

Для определения N обычно считают частоту вращения за относительно большой промежуток времени.

1.3.Содержание отчета

1 .Наименование и цель занятий

2. Помехи и шумы, нормируемые и измеряемые составляющие помех

3. Схема измерителя импульсных помех и кратковременных преры­ваний сигнала с кратким описанием

4 Краткие сведения о измерении изменения частоты передаваемых сигналов по каналам АСП

5.Ответы на контрольные вопросы

1.4 Контрольные вопросы:

1. Отчего возникают помехи и шумы в каналах и трактах связи?

2. Какие измерения проводятся для обеспечения необходимого каче­ства связи в каналах и групповых трактах систем передачи?

3. Как определяется относительное время действия импульсных по­мех?

Лабораторная работа №5