книги из ГПНТБ / Розов В.М. Измерения и контроль в однополосном радиооборудовании

дачу информации о системе модуляции передатчика, использова­ нии возбудителя, используемой частоте, включении и выключении передатчика, перегрузке передатчика, перегрузке антенны, исправ­ ности фидера, величине выходной мощности передатчика. Индика­ ция — звуковая и визуальная.

3. Контрольная аппаратура радиоцентра Регби i[4]. Устройство контроля позволяет на рабочих сигналах непрерывно контролиро­ вать работу передатчиков как в телеграфном, так и в телефонном режимах. Для контроля в телефонном режиме предусматривается применение автоматических сигнальных мониторов, которые срав­ нивают огибающие сигналов, поступающих на вч вход передатчи­ ка, с сигналами, получаемыми с выхода передатчика. Предупреж­ дающий сигнал выдается при расхождении уровней входного и вы­ ходного сигналов на 3 дБ и более. Этим способом контролируется только техническое состояние мощных каскадов передатчика.

Для контроля работы устройства формирования применяется специальный однополосный приемник, построенный по принципу последовательного обратного преобразования. Телеграфные сиг­ налы, поступающие на вход передатчика, сравниваются с сигналом на его выходе. Аппаратура позволяет измерять искажения теле­ графных импульсов. Если величина этих искажений превышает за­ данное значение, то они регистрируются счетчиком. В случае появ­ ления четырех регистраций за 0,5 с выдаётся сигнал неисправно­ сти. К недостаткам такого метода контроля следует отнести охват контролем только части передатчика, дополнительную погреш­ ность, вносимую за счет фазовых сдвигов в передатчике при конт­ роле телеграфной работы.

Внекоторых измерительных стойках, разработанных для про­ ведения периодических измерений, заложены дополнительные воз­ можности, позволяющие использовать их и для целей контроля

(см. гл. 7).

ВСССР была разработана и испытана аппаратура контроля,

состоящая из устройства обратного преобразования сигнала, уст­ ройства акустического контроля и устройства непрерывного конт­ роля нелинейных комбинационных искажений по колебанию уров­ ня остатка несущей. Для выделения остатка несущей используется узкополосный кварцевый фильтр [9]. Измерения, проведенные с по­ мощью этой аппаратуры, показывают, что уверенный контроль мо­ жет быть осуществлен в диапазоне до —(22—24) дБ.

Известна также методика контроля технического состояния пе­ редатчиков по фиксации отклонения режимов работы в отдельных элементах схемы передатчика, предложенная в ;[5]. В передатчике устанавливаются датчики, обнаруживающие отклонение токов или напряжений от их нормальных значений. Сигналы, выдаваемые датчиками, обрабатываются в специальном импульсном устрой­ стве обнаружения неисправностей. Контроль предлагается осуще­ ствлять в 99 точках схемы передатчика.

Этот краткий обзор методов и аппаратуры для непрерывного контроля технического состояния однополосных передатчиков по-

191

называет, что имеется ряд интересных методов контроля отдельных показателен передатчиков, но пока не создано пн методики авто­ матизированного контроля однополосного радиооборудования, от­ вечающей требованию обеспечения высококачественной работы этого оборудования, ни пригодной для этих целей аппаратуры.

8.4. О выборе параметров для непрерывного контроля

Одним из важнейших вопросов при анализе эксплуатационной пригодности какого-то метода непрерывного контроля пли при раз­ работке нового метода является вопрос выбора параметров, под­ лежащих непрерывному контролю. Этот выбор должен учитывать неодинаковую значимость всех параметров устройства с точки зре­ ния обеспечения нормальной его работы, наличие параметров, све­ дения о которых содержат (полностью пли частью) сведения о не­ которых других параметрах, рост сложности системы непрерывно­ го контроля с увеличением количества выбранных для контроля параметров. Ниже подробно рассмотрены некоторые параметры с точки зрения пригодности их для непрерывного контроля.

Одним из основных показателей работы радиопередающего устройства является выходная высокочастотная мощность, которая характеризует исправность передатчика, правильность настройки его в номинальный электрический режим, степень согласования оконечных каскадов с нагрузкой. В литературе подробно изложен вопрос о зависимости излучаемой высокочастотной мощности от изменения различных параметров передатчика, и поэтому здесь нет необходимости подробно останавливаться на этом. Укажем лишь, что неисправность передатчика (выход из строя электронных ламп, деталей), неправильный выбор режима работы, расстройка или рассогласованность контуров пли нагрузки, изменение питаю­ щих напряжений и т. д. вызывают изменение выходной колеба­ тельной мощности.

При работе передатчика в режимах FI, F6, F4 и т. п. излучае­ мая мощность является весьма эффективным параметром для контроля за техническим состоянием передающего устройства.

Ь1есколько иначе обстоит дело при работе передатчика в одно­ полосном режиме. Однополосное передающее устройство может работать одним или несколькими телефонными каналами при за­ грузке их сигналами различного характера. При этом суждение об исправности передатчика в процессе работы по выходной мощ­ ности становится практически невозможным (особенно при работе без пилот-сигнала), так как выходная мощность будет зависеть от загрузки каналов и характера передаваемых информационных сигналов. Измерение мощности однополосных передатчиков необ­ ходимо проводить перед началом их работы в паузах передачи или но получении сигнала о неисправности тракта передачи, используя для этой цели специальный измерительный сигнал (синусоидаль­ ное напряжение одной или двух частот). Допустимым пределом уменьшения выходной высокочастотной мощности обычно прини-

192

мают 70—80% от номинального значения. Аварийным состоянием передатчика считают такое состояние, при котором понижение мощности достигло более чем 50%.

В {8, 9] с целью использования в качестве параметра для не­ прерывного контроля за состоянием передатчика рассматривался «коэффициент передачи» передатчика, т. е. отношение низкочас­ тотного сигнала, полученного после преобразования с выхода пе­ редатчика, к низкочастотному сигналу на его входе. В этих рабо­ тах теоретически и экспериментально показано, что нелинейность амплитудной характеристики, нелинейные искажения, изменения питающих напряжений, степень согласования передатчика с на­ грузкой и ряд других параметров влияют на величину и характер изменения «коэффициента передачи».

Непрерывный контроль за «коэффициентом передачи» передат­ чика не требует для осуществления передачи специальных сигна­ лов, охватывает весь групповой тракт передатчика. Недостатками непрерывного контроля по «коэффициенту передачи» являются сравнительно слабая его чувствительность к измерению ряда важ­ ных параметров передатчика (например, мощность, нелинейность модуляционной характеристики) и необходимое усложнение конт­ рольной аппаратуры как для осуществления контроля за состоя­ нием индивидуальных входных трактов передатчика, так и для то­ го, чтобы избавиться при контроле от неоднозначности показаний.

В однополосных устройствах при работе их несколькими кана­ лами одновременно очень важным параметром оказывается нели­ нейность амплитудной характеристики, которую часто оценивают относительным уровнем нелинейных комбинационных искажений. Переходные помехи из-за нелинейности амплитудной характери­ стики в однополосных устройствах среднего качества или недоста­ точно отрегулированных ухудшают работу системы связи обычно в большей степени, чем шумы и фон.

В‘ передатчиках на уровень этих искажений очень сильное влия­ ние оказывают изменения напряжений на управляющих и экра­ нирующих сетках усилительных ламп. По оценкам, сделанным в [10], изменение напряжения на управляющей сетке лампы типа ГУ-34Б на 10% вызывает изменение коэффициента нелинейных комбинационных искажений третьего порядка, измеренного по ме­ тоду двух тонов, на 10 дБ. Для лампы типа ГУ-43Б эти величины соответственно равны 6% и 10 дБ. Таким образом, даже при на­ личии стабилизаторов напряжения в этих цепях возможны замет­ ные колебания относительного уровня нелинейных искажений. Следует здесь оговориться, что в однополосных передатчиках, ра­ ботающих на современных лампах так называемой «ультралинейной серии», указанные выше зависимости сильно ослаблены. И не­ смотря на это, для большинства передатчиков считается целесо­ образным контролировать относительный уровень нелинейных пе­ реходных искажений.

193

Наряду с перечисленными параметрами рассматривались для использования в системах непрерывного контроля также и другие параметры: питающие напряжения, уровни рзходимых сигналов, сигналы, принятые на специальном выделенном приемном пункте, и др.

Подводя итог, можно сказать, что для автоматизированного непрерывного контроля технического состояния однополосных ра­ диопередающих устройств, по-видимому, достаточно контролиро­ вать «коэффициент передачи» всего тракта передатчика, относи­ тельный уровень переходной комбинационной помехи и наличие на входе передатчика рабочих сигналов. Периодически следует контролировать полезную мощность и кбв фидера.

Для непрерывного автоматизированного контроля за техниче­ ским состоянием однополосного приемного устройства во время его работы было предложено несколько методов, в соответствии с которыми оценка технического состояния устройства выносится по каким-то параметрам выходных рабочих сигналов (например, средняя мощность, форма телеграфных импульсов и т. д.) либо по параметрам специального контрольного сигнала, вырабатываемого

вприемнике.

Впервом случае параметры выходных' сигналов зависят не только от состояния приемного устройства, но и от состояния ра­ диоканала, от уровня помех в нем, технического состояния пере­ дающего устройства, сигналы которого принимаются. Поэтому однозначное суждение о состоянии радиоприемного устройства в этом случае сделать невозможно. С другой стороны, поскольку однополосные устройства могут работать несколькими каналами с различными видами сигналов в них, для создания системы непре­ рывного автоматизированного приема потребовались бы очень сложные анализаторы, рассчитанные на работу при всех видах сигналов. Положение особенно усложняется, если по каналам си­

стемы передаются телефонные сигналы и сигналы многоканальных устройств уплотнения.

Во втором случае контроль охватывает не весь тракт приемни­ ка, а только его групповую часть. При этом контрольный сигнал передается либо на частоте пилот-сигнала, либо на частоте вне полосы одного из крайних каналов А2, В2, либо контрольные сиг­ налы используют часть полезной полосы в телеграфных каналах. Естественно, что формирование контрольных сигналов и их регист­ рация усложняют эксплуатацию передающих и приемных уст­ ройств.

Все вышеизложенное привело к тому, что сейчас еще нет дос­ таточно обоснованного и разработанного метода непрерывного контроля магистральных приемных устройств. Этому также, по-ви- димому, способствует, но уже совсем с других позиций широкое использование в приемных устройствах транзисторов и высоко­ качественных деталей, повышающих общую надежность устрой­ ства.

194

8.5.Основные черты системы непрерывного контроля передающих устройств

Вэтом параграфе на основе работ [6—9] рассматривается со­ став устройств системы непрерывного контроля передатчиков и даются краткие их характеристики.

Рассматриваемая система автоматизированного непрерывного контроля должна содержать: элемент связи контрольной аппара­ туры с выходом передатчика; устройство преобразования высоко­ частотного однополосного сигнала в низкочастотный или, как час­ то называют, устройство обратного преобразования; устройство контроля технического состояния радиопередающего оборудова­ ния — компаратор; устройство контроля качества сигналов инфор­ мации — измеритель отношения сигнал/помеха в телефонном ка­ нале для однополосного режима и анализатор качества телеграф­ ной работы для режима FI, F6; устройство контроля наличия информации на входе радиопередающего устройства и приборы сигнализации (индикации) о нарушениях в оборудовании или об' ухудшении качества сигналов.

Для систем дистанционного непрерывного контроля требуются,

помимо перечисленных устройств, также приборы привязки систе­ мы контроля к системе телеуправления-телесигнализации (ТУ-ТС), аппаратура преобразования непрерывных значений контролируе­ мых параметров в дискретные для подачи данных в систему ТУ-ТС и аппаратура управления системой контроля и коммутации.

При построении системы автоматизированного непрерывного контроля предусматривают возможность осуществления контроля за следующими параметрами:

1.Выходная вч мощность передатчика и кбв фидера. Погреш­ ность измерений по обоим параметрам не более ±10%.

2.Общее техническое состояние передатчика с помощью изме­ рения коэффициента передачи в диапазоне 2—10 дБ. Погрешность измерений не более ±0,5 дБ.

3.Отношение сигнал/помеха в диапазоне 20—40 дБ. Погреш­

ность измерений не более 2—3 дБ.

Структурная схема контрольного устройства, удовлетворяющего этим требованиям, изображена на рис. 8.1. На выходе передатчи­

сигнала, с выхода передатчика на УОП подаются выходной сиг­ нал возбудителя и сигналы из магазина частот для 1П|реобразователей.

К выходу УОП подключены канальные компараторы Ki, К2, анализаторы телеграфной работы An, и Ано и устройство контро­ ля (КУ) отношения сигнал/помеха. Выходы этих устройств под­ ключаются к сигнальному табло, результирующие сигналы с кото­ рого в случае дистанционного контроля могут подаваться в систе­ му ТУ-ТС.

195

Ниже кратко отмечаются особенности построения и работы от­ дельных устройств, входящих в систему непрерывного автомати­ ческого контроля.

И з м е р и т е л ь м о щ н о с т и и кбв ( Изм) . Структурная схема представлена на рис. 8.2. В эту схему для проведения изме­ рений кбв независимо от измерения мощности добавлены по срав-

Рмс. 8.1

нению со схемой рис. 5.3 дополнительные детекторы Д, и Д2, авто­ калибратор К, отдельный индикатор кбв (И„бВ), а также элемент связи (дополнительный'трансформатор тока Трс с симметрирую­ щим трансформатором Тр, который служит для контроля изме­ ряемого сигнала. Принцип действия устройства мало отличается ог описанного в гл. 5.

У с т р о й с т в о о б р а т н о г о п р е о б р а з о в а н и я . Наибо­ лее целесообразной схема УОП получается в том случае, если не­ обходимые для работы преобразователей УОП сигналы получают­ ся непосредственно из магазина частот возбудителя. Такая жест­ кая связь УОП с декадным возбудителем обеспечивает полную согласованность работы передатчика и УОП. Структурная схемаУОП приведена в приложении 1.

У с т р о й с т в о к о н т р о л я о т н о ш е н и я с и г и а л/п о м е- ха (КУ) для своей работы использует рабочий нч сигнал одного из телефонных каналов и сигнал помехи на выходе другого, неза­ груженного канала, полученные с выхода УОП. Среднеквадратич­ ные значения этих сигналов делятся друг на друга.

В тех случаях, когда все каналы передатчика загружены полез­ ными сигналами, можно в качестве помехи использовать выход­

196

ное напряжение фильтра, полоса пропускания которого находится в зоне непропускания канальных фильтров. Устройство дополняет­ ся автокалибратором, который для сохранения масштаба измере­ ний связан с каналом, по которому передается полезный сигнал. В устройстве имеется также элемент, исключающий искажение измерений за счет пауз при передаче сигналов.

Это устройство содержит схему формирования калиброванных им­ пульсов, синхронных с телеграфными рабочими импульсами, схему измерения разности прихода передних и задних фронтов рабочих и калиброванных импульсов и прибор измерения искажений дли­ тельности. С выхода измерительной схемы напряжение, пропорцио­ нальное искажениям длительности, подается на сигнальное табло или в устройства ТУ-ТС.

Для измерения телеграфных искажений при работе передатчи­ ка в режиме F6 используются два комплекта этих устройств.

К о м п а р а т о р . Структурная схема компаратора, т. е. устрой­ ства для измерения коэффициента передачи сквозного тракта пе­ редачи, изображена на_рис. 4.20. Работает эта схема следующим образом. Сигналы со входа передатчика и с выхода УОП усили­ ваются, выпрямляются и поочередно через коммутатор с частотой коммутации 50 Гц подаются на логарифмирующий элемент. В слу­ чае неравенства напряжений избирательный усилитель выделяет напряжение с частотой коммутации, которое затем выпрямляется синхронным фазовым детектором и измеряется стрелочным прибо­ ром, проградуированным в децибелах. Этот же сигнал подается на сигнальное табло или систему ТУ-ТС.

197

8.6.Основные черты системы контроля радиоприемных устройств

Для того чтобы избежать перерывов по причине неисправности однополосного приемника, необходимо осуществлять контроль за состоянием его параметров в процессе работы.

Можно рекомендовать следующие методы непрерывного конт­ роля однополосных радиоприемников.

Н е п р е р ы в н ы й а в т о м а т и ч е с к и й к о н т р о л ь. Этот вид контроля применяют на приемном центре (ПРЦ), а результа­ ты измерений передаются через систему телесигнализации на пульт оператора центрального диспетчерского пункта радиосвязи (ЦДПР).

При непрерывном контроле рекомендуется оценивать состояние радиоканала по групповому тракту и исправность приемного обо­ рудования. Контроль состояния радиоканала проводится для двух режимов работы: режим приема рабочей информации, режим дежурного приема. В режиме приема рабочей информации состоя­ ние радиоканала рекомендуется контролировать по следующим параметрам: длительности и глубине замираний принимаемого сигнала; уровню сигнала на входе приемника, уровню помех в однополосных каналах Аь А2, Вь В2 или в канале пилот-сигнала; точности настройки радиоприемного устройства.

Режим дежурного приема характеризует готовность аппарату­ ры к приему того или иного вида информации на заданной часто­ те. В этом режиме рекомендуется контролировать уровень помех в рабочих каналах.

На рис. 8.3 приведена структурная схема рекомендуемой систе­ мы контроля состояния радиоканала и приемного оборудования. Схема включает в себя следующие устройства: контролируемый

соединитель-'

Рис. 8.3

J98

однополосный приемник с аппаратурой сложения сигналов, регене­ рации и тонманипуляции; антенный коммутатор; широкополосный антенный усилитель (ШАУ); аттенюатор Ат; коммутатор Кь ко­ торый периодически подключает контрольные приборы к различ­ ным точкам приемного тракта (УПЧ-2, АПЧ и др.); устройство непрерывного контроля исправности; анализатор исправности при­ емного устройства, который выдает обобщенные сигналы (авария,, неисправность приемника) на световое табло сигнализации СТС, находящееся на пульте ответственного дежурного ПРЦ, а через аппаратуру телесигнализации ТС и линейный коммутатор ЛК на пульт оператора ЦДПР; анализатор состояния радиоканала; ана­ лизатор работы в радиоканале; контрольный приемник; коммута­ тор К2 и измерительные приборы: двухлучевой осциллограф Осщ анализатор спектра группового сигнала Ан, измеритель телеграф­ ных искажений ИИ, измеритель уровня ИУ, имитатор телеграфной работы ИТС, частотомер, трехточечный вч генератор Г, аппарату­ ра формирования 1вч сигнала ОБИ. Анализатор работы в радио­ канале контролирует .правильность работы передатчика и выдает сигналы: работа передатчика и дежурный прием.

Анализатор состояния радиоканала контролирует состояние ра­ диотрассы и по результатам непрерывного контроля уровня сигна­ ла на входе приемника, точности настройки, длительности, частоты и глубины замираний сигнала и уровня помех в канале выдает сигналы: норма, предупреждение. Длительность и глубину зами­ раний рекомендуется контролировать по мгновенному значению пилот-сигнала или по сигналу одной из боковых полос. Уровень сигнала на входе рекомендуется контролировать по среднему зна­ чению суммарного тока АРУ. Точность настройки рекомендуется контролировать по изменению управляющего напряжения системы фазовой автоподстройки частоты.

Оценку уровня помех в каналах боковых полос рекомендуется производить по изменению величины отношения средней мощности сигнала в боковых полосах (Рбок) к средней мощности пилот-сиг­ нал (Рпс)- Среднее значение Рбок определяется суммарной мощно­ стью полезного сигнала и помехи. При заданном режиме работы канала и отсутствии помех отношение Рбок/Рпс определяется неко­ торой среднестатистической величиной. Превышение этой величи­ ны говорит о появлении в канале помех, что регистрируется ана­ лизатором состояния радиоканала.

Коммутатор К2 служит для подключения измерительных при­ боров к приемнику, с помощью которых можно осуществлять конт­ роль сигнала непосредственно на входе приемника, анализировать спектр радиосигнала, контролировать однополосные телефонные каналы, измерять телеграфные искажения и уровни сигнала в раз­

личных точках приемного тракта.

Контроль приемного оборудования должен проводиться без на­ рушения или ухудшения связи. Точки контроля необходимо выби­ рать с достаточным уровнем сигнала для обеспечения легкости развязки контрольно-измерительных цепей.

199’