ключение к выходу каждого канала приемника тонального набора и вызова (ПТНВ). Неравноплечие ДС используются для подключения измерительных приборов к трактам передачи сигналов так, чтобы это подключение не изменило затухания в этих трактах.

Неравноплечие дифференциальные системы включаются внутри самой аппаратуры, для них обычно несложно обеспечить практически активные и постоянные нагрузочные сопротивления и тем самым добиться высокой степени балансировки для нужного направления задерживания.

3.2. Методические указания к выполнению расчетной части

Предварительный расчет производится для схем, представленных на рис. 8. При расчете всех параметров трансформаторной ДС (рис. 8, а) следует пользоваться сводкой формул, приведенных в табл. 1. Сопротивление Z1 задано равным 1000 Ом для равноплечей и неравноплечей ДС. Количество витков обмоток трансформатора следующее: W2 500 ; W1a 250; W1б 250 ; W3a 250 ; W3б 250 . Для образования равноплечей ДС на макете следует соединить перемычкой гнезда 0 и В, для образования неравноплечей ДС соединяются гнезда 0 и А.

Тогда для равноплечей ДС

41

R

а)

АА

Б

R4 R3

б)

Рис. 8. Схема макета для проведения лабораторной работы

3.3. Методические указания по выполнению экспериментальной части

Измерение рабочего затухания ДС производится по схеме, приведенной на рис. 9, а.

При измерении затухания дифференциальной системы в различных направлениях передачи в качестве входных зажимов используется одна из пар внешних зажимов ДС, а в качестве выходных – другая пара. При этом к другим двум парам подключаются согласованные нагрузки (предва-

42

рительно рассчитанные). Рабочее затухание ДС следует измерять при согласованных нагрузках со стороны ее входа и выхода. Так, при измерении затухания a1 4 входными зажимами являются зажимы 1–1, а выходными 4–4.

Тогда ZГ Z1, Zн Z4 (рис. 9, б). К гнездам Ген со стороны 1–1 подключа-

ется измерительный генератор с частотой 0,8 кГц, встроенный в лабораторную стойку. На измерителе уровня, расположенном в той же стойке, устанавливают высокоомное входное сопротивление и измеряют уровень pГ

на гнездах Ген со стороны зажимов 1–1 и уровень pвых на гнездах R со стороны зажимов 4–4, где подключено сопротивление Z4 . Затухание, дБ, вы-

числяется по формуле

a pГ pвых 6 10lg Zн .

ZГ

Аналогично производят измерения затухания в других направлениях передачи, Результаты измерений затухания вместе с предварительно рассчитанными параметрами заносят в табл. 2.

Таблица 2

Для упрощения расчетов при измерении затухания в направлении пропускания удобно установить уровень pГ 0 дБ . При измерении затухания

в направлении задерживания на выходе генератора следует установить максимально возможный уровень ( pГ max ). Заданные значения балансного

сопротивления устанавливают на магазине сопротивлений (расположенном на лабораторной стойке), который подключается со стороны зажимов 3–3. Результаты измерений и предварительный расчет заносятся в табл. 3.

43

Измерение модуля входного сопротивления ДС производится по схеме, приведенной на рис. 10.

К гнездам Ген со стороны зажимов 1–1 (измеряется сопротивление Zвх ) подключается измерительный генератор с частотой 0,8 кГц. К гнез-

дам R со стороны 1–1 подключается магазин сопротивлений. Все остальные зажимы ДС (2–2, 4–4) нагружаются на расчетные сопротивления. Изменяя сопротивление магазина сопротивлений, добиваются такого значения R, при котором уровень на нем и уровень на входе ДС будут равны (измерения производятся указателем уровня с высокоомным входом). При этом модуль входного сопротивления ДС будет равен величине сопротивления, установленного на магазине Zвх R . Измерения производятся для трех

значений Z3 : 1000 Ом, 0, ∞. Результаты измерений заносятся в табл. 4.

Таблица 4

Zвх , Ом

Как уже было сказано выше, измеряемая ДС на сопротивлениях приведена на рис. 8, б ( R2 R3 R4 600 Ом; Z1 600 Ом ).

При измерении затухания ДС в направлении задерживания aА Б генератор (с внутренним сопротивлением 600 Ом) частотой 0,8 кГц, с уровнем pГ подключается к гнездам А–А, а измеритель уровня – к гнездам Б–Б. Гнезда 1–1 нагружаются на Z1 600 Ом . В этом случае (в дБ)

aА Б pГ pБ Б.

45

Для измерения затухания в направлении А–1 (направление пропускания) к гнездам 1–1 подключается генератор с уровнем pГ , к гнездам А–А – измеритель уровня. Гнезда Б–Б нагружаются на 600 Ом (в дБ):

aА 1 pГ pА А .

Во всех этих измерениях выходное сопротивление генератора и входное сопротивление указателя уровня устанавливаются равными 600 Ом.

4. Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1)схемы развязывающих устройств трех типов;

2)структурные схемы измерений затухания и входного сопротивления ДС;

3)таблицы расчетных и измеренных параметров;

4)результаты расчета и измерения затухания развязки трансформаторной ДС, представленные графически;

5)анализ результатов экспериментальных исследований.

Контрольные вопросы

1.Пояснить, почему затухание идеальной уравновешенной ДС в направлении 4–2 будет бесконечно большим.

2.Будет ли зависеть входное сопротивление идеально уравновешенной ДС со стороны зажимов 4–4 от величины сопротивления, подключенного

кзажимам 2–2?

3.Почему подключение двухпроводной городской телефонной линии

кчетырехпроводной части канала ТЧ должно осуществляться с помощью развязывающего устройства?

4.Чем вызваны трудности балансировки оконечных дифференциальных систем?

5.Чем вызваны трудности балансировки ДС, использующихся в промежуточных усилителях однополосной двухпроводной системы связи?

6.Каковы преимущества и недостатки ДС на сопротивлениях?

7.Где используются неравноплечие ДС?

46

Лабораторная работа 4

ИЗУЧЕНИЕ КАНАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В АНАЛОГОВЫХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ

1. Цель работы

Изучение методов формирования спектров сигналов первичной группы. Определение требований к фильтрам при формировании ПГ и исследование характеристик канальных полосовых фильтров СИП-144.

2. Задание на лабораторную работу

2.1.Задание по теоретической части

Изучить:

1) методы формирования спектров сигналов ПГ аналоговой иерархии

спомощью одной ступени преобразования частоты, с помощью метода предгрупп и метода предмодуляции;

2) вопросы схемной реализации канальных полосовых фильтров для различных методов формирования ПГ.

2.2.Задание по расчетной части

1. Рассчитать требования к амплитудно-частным характеристикам канальных полосовых фильтров при условии, что они должны обеспечивать ослабление подавляемой боковой полосы частот по сравнению с полезной

не менее чем в 103 раз по напряжению.

2. Определить спектральное положение составляющих сигнала f 0,1; 3,8 кГц , передаваемых по двум соседним каналам ТЧ в полосе

ПГ. Номера каналов для разных вариантов приведены в табл. 1.

3. Определить частоты, соответствующие нижней и верхней боковым полосам при подаче на вход каждого канала одной ПГ гармонического сигнала частотой 2 кГц.

2.3. Задание по экспериментальной части

1. Измерить амплитудно-частотные характеристики трактов передачи двух соседних каналов ТЧ в диапазоне частот f [0,1; 3,8 кГц].

Уровень на входе (−13 дБм). Варианты задания приведены в табл. 1.

47

2. Измерить уровни токов нижних и верхних боковых полос и уровни остатков индивидуальных несущих частот на выходе тракта передачи при подаче на вход каждого канала гармонического испытательного сигнала частотой 2 кГц.

3. Методические указания по выполнению лабораторной работы

3.1. Методические указания к изучению теоретической части

Для изучения методов формирования ПГ и исследования условий параллельной работы фильтров следует использовать учебники, а также материал, сопровождающий данную работу. Необходимо обратить внимание, что для наиболее эффективного использования полосы частот группового тракта в аналоговых системах передачи или в системах передачи с ЧРК используется амплитудная модуляция с последующей передачей одной боковой полосы частот и подавлением несущего колебания АМ ОБП. Полосы частот канальных сигналов размещают как можно ближе друг к другу, оставляя между ними только необходимый для расфильтровки защитный промежуток, равный 0,9 кГц. Для стандартного канала ТЧ ширина полосы передаваемого сигнала равна 3,1 кГц, отсюда следует, что несущие частоты соседних каналов отличаются друг от друга на 4 кГц.

Для получения АМ ОБП сигнала необходимо подавить несущую частоту и неиспользуемую боковую полосу. Для подавления несущей частоты используются модуляторы, построенные по балансной или двойной балансной схеме. Дополнительное подавление тока несущей, который может попадать на выход модулятора из-за неидеальности его балансировки, осуществляется фильтрами при формировании ПГ.

Подавляемая боковая полоса почти полностью совпадает с полезной боковой соседнего канала. Так как реальные канальные фильтры обладают конечным затуханием в полосе задерживания, это приводит к появлению межканальной переходной помехи. Экспериментальные исследования показывают, что неиспользуемые боковые полосы должны ослабляться не менее чем в 103 раз по напряжению.

В настоящее время в качестве канальных полосовых фильтров используются фильтры LC, собранные из катушек индуктивностей и конденса-

торов, кварцевые, магнитострикционные и электромеханические.

Фильтры LC обладают сравнительно небольшими габаритами, весом и стоимостью, большой надежностью и механической прочностью. Однако большую крутизну нарастания затухания с помощью этих фильтров можно реализовать в сравнительно узком диапазоне частот от 10 до 32 кГц.

Принцип действия кварцевого фильтра основан на явлении пьезоэлектрического эффекта, сущность которого заключается в том, что при попадании кварцевой пластины в переменное электрическое поле в ней возникают механические колебания.

48

Магнитострикционный резонатор представляет собой стержень из ферромагнитного материала, помещенный в переменное магнитное поле, вследствие чего в стержне возникают механические колебания (магнитострикционный эффект).

Кварцевые и магнитострикционные фильтры обеспечивают боль-

шую крутизну нарастания затухания в диапазоне примерно от 50 до 150 кГц. Следует отметить, что магнитострикционные фильтры обладают большей механической устойчивостью, чем кварцевые.

Электромеханические фильтры работают по принципу фильтрации механических колебаний. На их входе осуществляется преобразование электрических колебаний в механические, а на выходе – обратное преобразование. Механическая резонансная система представляет собой цепочку механических резонаторов, соединенных элементами связи. Она пропускает механические колебания определенного спектра частот и задерживает колебания за пределами этого спектра. Рабочий диапазон электромеханических фильтров занимает полосу от 60 до 250 кГц. Они используются в аппаратуре канального преобразования СИП-144.

Аналоговые системы передачи строятся по групповому принципу и рассчитаны на число каналов, кратное 12 , т. е. 12-канальная ПГ является основной при формировании групп более высокого порядка. При этом используются различные способы формирования ПГ. Наиболее распространенным является формирование ПГ с помощью одной ступени преобразования частоты, как это показано на рис. 1. Высокоизбирательные кварцевые, электромеханические или магнитострикционные фильтры выделяют нижние боковые полосы частот.

Рис. 1. Формирование спектра стандартной первичной группы одной ступенью преобразования

49

84

1

96

2

108

3

120

Рис. 2. Формирование спектра стандартной первичной группы с помощью предгрупп

50