Лабораторная работа № 2 «Прохождение кодовых последовательностей по кабельным цепям»
Цель работы:
Изучение процессов распространения одиночных импульсов напряжения и кодовых последовательностей импульсов по различным кабельным цепям. Приобретение навыков в получении и анализе глаз-диаграмм и определении по ним качества связи.
Подготовка к работе
При подготовке к работе изучить следующие вопросы:
параметры кабельных цепей во временной области: удельная задержка, конструктивная постоянная и импульсная характеристика кабельной цепи,
методы расчета формы сигнала на выходе кабельной цепи,
коды, используемые для передачи сигналов в цифровых системах передачи (ЦСП),
схему регистрации глаз-диаграммы и ее параметры,
оценка качества связи по глаз-диаграмме.
Теоретические сведения
1. Расчет напряжения на выходе кабельной цепи
Импульсы напряжения при распространении по двухпроводной цепи искажаются, они расширяются и уменьшаются по амплитуде. Для характеристики этих искажений вводятся переходная h(t) и импульсная характеристики g(t) цепи [1]. В общем случае для несогласованной, а тем более неоднородной цепи выражения для этих характеристик очень сложны.
Для простейшего случая однородной цепи, согласованной по входу и выходу, для переходной характеристики справедливо [1]:
, (1)
где t – время,
- постоянная времени
цепи длиной l,
- удельная
конструктивная постоянная цепи,
(f1) – коэффициент затухания кабельной цепи в дБ/км на некоторой частоте f1,
з – удельное время задержки сигнала.
Для импульсной характеристики справедливо [1]:
(2)
Для
расчета удельной конструктивной
постоянной цепи 0
должна выбираться достаточно высокая
частота f1.
Рекомендуется выбирать ее из частотного
диапазона, в котором коэффициент
затухания (f)
пропорционален
.
В табл. 1 приведены результаты расчетов удельных конструктивных постоянных и удельных времен задержек, а также значения этих величин из [1].
Таблица 2
Тип кабеля |
Диаметр проводников, мм |
0, нс/км2 |
з, мкс/км |
КМ |
2.64/9.5 |
6.37 |
3.46 |
КМ |
2.58/9.4 |
6.79 |
3.47 |
МКТ |
1.2/4.6 |
31.5 |
3.73 |
РК-50-2-11 |
3.7/0.67 |
384.99 |
5.07 |
ВКПА |
2.1/9.7 |
10.78 |
4.09 |
МКСБ |
1.2 |
34.2 |
4.0 |
МКСА |
1.2 |
29.58 |
4.0 |
ЗКПА |
1.2 |
30.1 |
5.15 |
ЗКПБ |
1.2 |
32.3 |
5.08 |
ТПП |
0.64 |
176 |
4.63 |
ТПП |
0.5 |
312 |
4.78 |
ТПП |
0.4 |
497 |
4.82 |
ТПП |
0.32 |
730 |
5.0 |
КСПП |
1.2 |
73.46 |
5.1 |
FTP |
0.52 |
342.21 |
5.2 |
STP |
0.64 |
237.65 |
5.2 |
Для определения формы сигнала на выходе цепи при воздействии на ее вход импульса произвольной формы необходимо найти свертку импульсной характеристики цепи g(t) и входного импульса u1(t):
(3)
или воспользоваться переходной характеристикой и интегралом Дюамеля.
(4)