Основная часть

Особое внимание уделить следующим понятиям и определениям, которые необходимо дать под запись и проиллюстрировать соответствующими слайдами (см. перечень слайдов):

• Измерение линий и каналов связи.

При комментарии содержания слайда целесообразно дать четкое определение существа вопроса, а затем обосновать его.

Работу студентов периодически контролировать, обходить аудиторию, проверять ведение конспектов, оценивать усвоение материала опросом 2 – 3 человек.

Контрольные вопросы:

1.Общие сведения об электроизмерительных приборах.

2.Типы при­боров, применяемых в радиостанциях (КШМ), порядок их под­готовки к работе, включения в измеряемые цепи и измерений.

Заключительная часть

Напомнить тему, учебные цели и степень их достижения. Объявить оценки за ответы студентов на вопросы. Дать задания на самостоятельную работу, высветить соответствующий слайд рекомендованной литературы для самостоятельной работы. При этом целесообразно дать предельно краткую аннотацию.

Ответить на вопросы студентов, для чего оставить 2 – 3 мин. При ответах на вопросы лучше не повторять дословно положений, о которых уже говорилось в ходе группового занятия, а дать им дополнительные доказательства и обоснования или в зависимости от характера вопроса сообщить новый материал.

Подать команду об окончании занятия.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Практика в проведении испытаний и измерений линий и каналов связи, абонентских и соединительных линий, электрических характеристик электропитающих цепей.

Линия, канал и свойства канала радиосвязи.

Любой вид связи предназначен для передачи информации на расстояние. Информация - это совокупность сведений о событиях в окружающем мире. Формой представления информации является сообщение, которое может представлять собой речь, текст, последовательность чисел и т.д.

Чтобы передать сообщение от источника информации получателю, необходимо использовать любой физический процесс, способный распространяться с некоторой скоростью от источника к получателю информации, например: звуковые колебания, электрический ток в проводниках, свет, электромагнитное поле и др.. физическая величина, определяющая данный процесс, изменяющаяся во времени и отображающая передаваемое сообщение (сила тока, интенсивность электромагнитного поля, яркость света и т.д. называется сигналом. Сигналы не являются передаваемым сообщением, а лишь отображают его. Часто сигнал, полученный в результате преобразования сообщения, называют первичным электрическим сигналом.

В зависимости от характера сообщения .первичные электрические сигналы могут быть непрерывными или дискретными

Непрерывные сигналы принимают любые значения по состояниям в некотором интервале. Такие сигналы описываются на некотором достаточно большом интервале времени непрерывными функциями времени. Типичным примером непрерывного сигнала является речевой сигнал, его амплитуда непрерывно меняется во времени в пределах ±Umax. При передаче такого телефонного сигнала необходимо в первую очередь учитывать его спектр частот.

Известно, что спектр звуков, воспринимаемых человеческим ухом, занимает полосу частот в пределах от 16 до 20000 Гц. Однако передача такого широкого спектра частот по каналам связи сопряжена с определёнными трудностями, связанными с увеличением полосы частот, занимаемой каналом связи, а, следовательно, и с уменьшением количества каналов связи, обеспечиваемых в определённом диапазоне частот. Поэтому при телефонной связи спектр речевого сигнала ограничивают полосой частот от 300 до 3400 Гц, в которой расположены основные частотные составляющие и основная энергия звуков человеческой речи (рис.1).

Рис.1. Функция речевого звука, преобразованная в напряжение, от частоты.

При этом такое ограничение спектра частот телефонного сигнала не ведёт к заметному искажению сигнала. Ширина спектра 0,33,4 КГц получила название стандартного телефонного канала.

Дискретные сигналы принимают конечное число вполне определённых значений по состоянию. Наиболее общим примером дискретных сигналов могут служить телеграфные сигналы, отображающие текст сообщения с помощью определённого алфавита (кода). При этом каждая буква или цифра кода выражается вполне определённым дискретным состоянием сигнала. На рис.2. показаны дискретные состояния, которые принимает сигнал при передаче буквы «Ж» с помощью кода Морзе.

Рис.2.

Передача телеграфных сигналов может осуществляться с различной скоростью телеграфирования. Скорость телеграфирования определяется количеством элементарных импульсов, передаваемых в единицу времени (1с) и измеряется в Бодах (Б).

1 Б = 1 имп / 1 с

Для большинства буквопечатающих телеграфных аппаратов скорость телеграфирования составляет 50 Бод.

Первичный электрический сигнал независимо от его вида носит низкочастотный характер. Он может быть непосредственно переданным по проводным линиям связи, но не может эффективно излучаться в среду распространения радиоволн, так как практически невозможно создать антенны, геометрические размеры которых были бы соизмеримы с длинной волн сигнала.

Например, при F=1кГц длина волны =300(км), а длина антенны L=/4 = 75(км), что практически не осуществимо.

Следовательно, для передачи по радио первичный электрический сигнал должен быть преобразован в высокочастотный сигнал, способный эффективно излучаться в окружающее пространство.

Такой сигнал принято называть радиосигналом. Преобразование первичных низкочастотных электрических сигналов в радиосигналы осуществляется в радиопередатчиках, являющихся основной частью радиопередающих устройств. Процесс преобразования непрерывных первичных сигналов в радиосигналы носит название модуляции, а дискретных - манипуляции.

Радиосигнал, сформированный и излучённый в окружающую среду в виде радиоволн, распространяясь с определённой скоростью, достигает места расположения получателя информации. При прохождении радиосигнала в среде распространения на него воздействуют другие сигналы, определяемые как свойствами самой среды распространения, так и другими источниками электрических сигналов. В точке получения переданной информации необходимо произвести обратное преобразование радиосигнала в сообщение. Преобразование радиосигналов, пришедших в точку приёма, в исходное сообщение осуществляется радиоприёмным устройством. Задача преобразования принимаемого радиосигнала в сообщение более сложная, чем преобразование сообщения в радиосигнал, так как преобразованию подвергаются не только переданный радиосигнал, а его смесь с другими сигналами (помехами), которые могут исказить переданное сообщение.

Источник информации, радиопере дающее устройство, среда распространения радиоволн, радиоприёмное устройство и получатель информации образуют линию радиосвязи (рис. 3).

Структурная схема линии радиосвязи, изображённая на рис.3., обеспечивает передачу сообщения только в одном направлении - от источника информации к получателю, т.е. одностороннюю радиосвязь. Для обеспечения двусторонней радиосвязи необходимо на каждом конце радиолинии иметь радиопере дающее радиоприемное устройство. В этом случае источник информации и получатель информации периодически меняются функциями, выполняемыми в линии радиосвязи, поэтому их принято объединять одним понятием корреспондент.

Для двусторонней радиосвязи режим работы радиолинии может быть симплексным или дуплексным.

Линия радиосвязи, в которой передача и приём сообщений осуществляются поочерёдно, называется симплексной, если же линия радиосвязи обеспечивает одновременную передачу и приём информации, то такая радиолиния называется дуплексной. Линия радиосвязи, которая позволяет одновременно передавать несколько сигналов, отображающих независимые сообщения, называется многоканальной (двухканальной, трёхканальной и т.д.), если же линия радиосвязи предназначена для передачи только одного сигнала, соответствующего одному сообщению, то она называется одноканальной. Таким образом, под каналом радиосвязи понимают часть линии, обеспечивающую передачу и приём сигнала.

В общем случае под каналом радиосвязи понимают часть радиопередающего устройства, среду распространения радиоволн и часть радиоприёмного устройства. Какие части радиопередающего и радиоприёмного устройства входят в понятие радиоканала, оговаривается отдельно. Наиболее часто канал радиосвязи (радиоканал) ограничивается только средой распространения радиоволн. Это объясняется тем, что наиболее характерные особенности радиоканала, отличающие его от других каналов связи, определяются именно средой распространения. В дальнейшем, если не будет специально оговорено, под радиоканалом будем понимать среду распространения радиоволн.

Таким образом, любое радиопередающее устройство должно обеспечивать выполнение следующих трех функций:

1. Преобразование сообщения в первичный электрический сигнал, которое осуществляется оконечной передающей аппаратурой (микрофон, телеграфный ключ, телеграфный аппарат, передающая телевизионная трубка и т.д.).

2. Преобразование первичного электрического сигнала путём модуляции (манипуляции) высокочастотного колебания в радиосигнал, способный эффективно излучаться и распространяться в виде радиоволн на заданное расстояние. Эту функцию выполняет собственно радиопередатчик.

3. Излучение сформированных радиопередатчиком радиосигналов в виде электромагнитных волн, осуществляемое передающим антенно-фидерным устройством (АФУ).

На приёмном конце линии радиосвязи с помощью радиоприёмного устройства производиться обратное преобразование радиосигналов в сообщение. Радиоприёмное устройство также выполняет следующие три основные функции:

1. Приёмное антенно-фидерное устройство (АФУ) улавливает энергию электромагнитных волн и преобразует её в радиосигнал.

2. Выделение принимаемого радиосигнала из множества сигналов, наводимых в антенне, и преобразование его в первичный низкочастотной сигнал необходимой моногости, осуществляемые радиоприёмником.

3. Преобразование первичного сигнала в сообщение, выполняемое приёмной оконечной аппаратурой (головные телефоны, динамик, приёмный телеграфный аппарат, телевизионная трубка и т.д.). Для обеспечения двусторонней радиосвязи необходимо на каждом конце радиолинии иметь радиопередающее и радиоприёмное устройства, которые организационно, а часто и конструктивно, вместе с устройствами управления объединяются в единый комплекс-радиостанцию.

На рис.4 представлена обобщенная структурная схема линии радиосвязи между корреспондентами А и Б.

Остаточное затухание канала тональной частоты (ТЧ) и его нормы

Определение1. Остаточное затухание – это разность между суммой, всех затуханий и суммой всех усилений в канале при условии согласованного включения всех элементов:

a_i – затухание i-го элемента канала;

S_i – усиление j-го усилителя в канале;

Если первая сумма больше второй, то в канале остаточное затухание. Если же, наоборот, вторая сумма больше, то остаточное затухание будет отрицательным, значит, в канале не затухание, а усиление.

Второе определение остаточного затухания наиболее применимо в практике:

Определение 2. Остаточным затуханием канала называется разность между уровнями сигнала частотой 800 гц на входе и выходе канала при согласованных включениях генератора и измерителя уровня (Zг=Zвх, Zну=Zвых, Zвх=Zвых=600 ом):

Нормирование

Номинальное значение уровней и остаточного затухания нормируются для различных режимов работы КТЧ на частоте 800 гц (см. табл. 1).

Режим канала ТЧ	Уровень на входе канала Рвх, Дб\Нп	Уровень на выходе канала Рвых, Дб\НП	Остаточное затухание аr, Дб\Нп
2 – проводной оконечной	0/0	-7,0/-0,8	7,0/0,8
2 – проводный транзит	-3,5/-0,4	-3,5/-0,4	0/0
4 – проводный оконечный	-13/-1,5	+4,0/+0,5	-17,0/-2,0
4 – проводный транзит	+4,0/+0,5	+4,0/+0,5	0/0

Погрешность установки остаточного затухания должна быть не более 0,5 ДБ (0,05Нп).

Нормируются также стабильность остаточного затухания во времени. Для существующих полевых систем отклонение величины a_r во времени от номинала должно находиться в пределах a_r <=1,75Дб(0,2Нп). Стабильность остаточного затухания на стационарных сетях нормируется статически. Величина среднеквадратического отклонения остаточного затухания в канале во времени от его среднего значения на частоте 800 гц должна быть не более 1ДБ (0,12нп) для простого канала ТЧ протяженностью 2500км при наличии в трактах автоматической регулировки усиления (АРУ) и 1,5 ДБ(0,17Нп) для трактов без АРУ. Разность между средней и номинальной величинами остаточного затухания должна быть не более 0,5ДБ(0,06Нп).

Максимальное отклонение остаточного затухания простого канала протяженностью 2500км за 1час от его номинального значения при наличии в трактах АРУ должно быть не более 2,2 ДБ (0,25Нп) с вероятностью 0,95.

При n простых каналов ТЧ указанные отклонения остаточного затухания увеличиваются в раз.

Частотная характеристика остаточного затухания канала тональной частоты (ТЧ) и ее нормы

Частотной характеристикой остаточного затухания называется зависимость его от частоты a_r=(t) при постоянном уровне на входе канала.

Этот параметр определяет амплитудно-частотные искажения сигнала, передаваемого по каналу ТЧ ( 0,3-3,4 кГц ).

Они обусловлены количеством и качеством полосовых фильтров в аппаратуре каналообразования оконечных пунктов и пунктов транзита по ТЧ.

Поскольку каждый транзит по ТЧ увеличивает количество каскадно включенных в канал полосовых фильтров, очевидно что с увеличением числа транзитов по ТЧ ухудшается частотная характеристика остаточного затухания (увеличиваются амплитудно-частотные искажения сигнала особенно на краях эффективно передаваемой полосы частот (ЭППЧ) канала ТЧ.

Для корректирования частотой характеристики остаточного затухания канала ТЧ в аппаратуре имеются амплитудно-частотные корректоры, которые позволяют с необходимой точностью устранить амплитудно-частотные искажения.