Скалин Цифровые системы передач

Следовательно, ошибка квантования для каждого отсчета и шума квантования в целом зависит от начальной фазы измерительного сигнала,

если его частота кратна /д. Начальная фаза измерительного сигнала аналогичным образом будет вызывать погрешность измерения остаточного затухания. Ошибка будет еще значительней при нелинейной характеристике квантования.

Рекомендациями МККТТ не устанавливается частота гармонического сигнала при измерении остаточного затухания. Определено, что погрешность его измерения за счет влияния измерительного сигнала можно снизить до 60.з

= 1 % на частотах 804 ... 806 Гц. Достаточно малые величины б0.3 могут быть получены и на частотах 1010 и 900 Гц.

При измерениях остаточного затухания применяются как традиционные средства, так и специальные измерительные приборы,

например прибор эксплуатационных измерений ЦСП в сельской связи ПЭИ-

С (ПЭИ-1) и измеритель параметров телефонных каналов ИСПТК.

Рассмотрим, как измеряется остаточное затухание для каналов ИКМ-30

(рис. 11.6). Для измерений следует на место СУ соответствующего канала включить блок измерений и контроля ИК и перевести канал в двухпроводный режим.

В качестве измерительного генератора ИГ на передающей стороне используется любой генератор сигналов звукового диапазона с 600-омным выходным сопротивлением, частотой измерительного сигнала 804... 806, 900

или 1010 Гц и выходным уровнем риг=0дБм.

Уровень генератора может контролироваться ИУ1. На противоположном конце канала включается измеритель уровня ИУ2 с

входным сопротивлением 600 Ом (например, ИУ=600 или ИУП=2,5).

Уровень приема (на выходе ИУ2) должен составлять —(7±0,5) дБ.

Остаточное затухание а0.э= — Руу. Аналогичным методом производится измерение остаточного затухания и на системе. ИКМ-15, только к измеряемым каналам можно подключиться через сервисное оборудование.

Измерение амплитудно-частотной характеристик канала ТЧ ЦСП также требует выбора значения частот измерительного сигнала, чтобы исключить вероятность высокой погрешности измерений за счет влияния начальной фазы измерительного сигнала на величину шумов квантования.

В большинстве случаев АЧХ в соответствии с Рекомендацией МККТТ измеряется сигналом с набором частот в пределах эффективно передаваемой полосы 0,3 ... 3,4 кГц. Согласно той же рекомендации АЧХ называется зависимость приращения остаточного затухания на частоте измерительного сигнала по отношению к затуханию на частоте 800 Гц от измерительной частоты: Аа03 = а/—

Рис. 11.6. Схема измерения остаточного затухания канала ТЧ системы ИКМ-30

Таблица 11.1

—а8оо- Эта же рекомендация предлагает измерять АЧХ сигналом с уровнем р„ = 0 дБм с двухпроводной части канала. Такой метод измерения АЧХ предусматривается инструкциями по эксплуатации ИКМ-30. Для системы ИКМ-15 рекомендуется измерение АЧХ в четырехпроводной части канала.

Рассмотрим методику измерений АЧХ каналов ИКМ-30 по схеме измерения остаточного затухания канала на частотах 0,3; 0,4; 0,6; 1,0; 1,4; 2,4; 2,8; 3,0; 3,4 кГц. Очевидно, что многим из рекомендуемых частот является кратной частота дискретизации /д = 8 кГц. а частота 0,4 кГц является ее

субгармоии-кой. Рекомендация использовать эти частоты ориентируется на погрешность установки частоты в процессе измерений и нестабильность частоты генератора, что исключает влияние на результат измерений начальной фазы измерительного сигнала.

Отклонение остаточного затухания (изменение уровня приема) на измерительной частоте от затухания на частоте 804... 806 Гц должно находиться в пределах, указанных в табл. 11.1.

Для измерения АЧХ канала ИКМ-15 рекомендуется использовать ту же схему, что и для измерения остаточного затухания. В качестве измерительных выбираются частоты 0,3; 0,4; 0,6; 1,01 (0,9); 2,4; 3,0; 3.4 кГц.

Измерительные уровни на выходе генератора поддерживаются на всех измерительных частотах такими же, как и при измерении остаточного затухания.

Отклонение остаточного затухания на всех частотах должно составлять

—0,5...+0,5 дБ, что полностью соответствует шаблону МККТТ для АЧХ каналов ТЧ ДСП (см. рис. П.! о).

Амплитудной характеристикой канала ТЧ ЦСП называется зависимость приращения остаточного затухания (коэффициента передачи)

канала ТЧ Аа0.3(ри) при изменении уровня ри на входе канала, по отношению к величине остаточного затухания при уровне ря = —10 дБ.

Отклонение графика данной зависимости от прямой линии вызваны нелинейностью оборудования канала. В рекомендации МККТТ предлагается два метода измерения АХ. Первый предполагает использовать гармонический измерительный сигнал в диапазоне 700 ... 1100 Гц, исключая субгармоники /д в пределах уровней на входе канала ри mm ... Ри тах =—

55...+ЗдБм. При втором методе предлагается на уровнях —55...—10 дБм производить измерения с помощью псевдошумового сигнала и на уровнях —

10...-f-ЗдБм — с помощью гармонического сигнала, выбранного в частотном диапазоне первого метода. Псевдошумовым называется сигнал,

сформированный из псевдослучайного шумового сигнала ограничением его

спектра полосовым фильтром. Обычно ширина полосы пропускания фильтра достаточно узкая по сравнению с шириной полосы частот псевдослучайного цифрового сигнала, что обеспечивает псевдошумовому сигналу равномерное распределение спектральной плотности в диапазоне частот измерения.

Таблица 11.2

Амплитудная характеристика по первому методу может быть измерена по той же схеме и теми же измерительными приборами, что и остаточное затухание. В соответствии с рекомендациями МККТТ остаточное затухание измеряется на основной измерительной частоте, затем уровень входного сигнала изменяют в интервале —55 ... +3 дБм. Шаг измерений берется произвольно, но с обязательным использованием уровней —55, —50, —40 и +3 дБм. Допустимое отклонение остаточного затухания нормируется шаблоном МККТТ (см. рис. 11.2).

Амплитудная характеристика канала ТЧ системы ИКМ-30 нормируется в диапазоне уровней измерительного сигнала —55...+5 дБм. Отклонение остаточного затухамия в процессе измерения АХ определяется формулой

Аа0.3=рвх—р„ых—а„.3, (11.1) где рях и Рвых — уровни измерительного сигнала на входе и выходе канала соответственно, дБм; а0.3 — остаточное затухание канала, дБм.

Значения АХ каналов ИКМ-30 должны находиться в пределах,

указанных в табл. 11.2.

Шумы квантования вызваны нелинейным характером характеристики квантования кодирующих устройств, связаны с нелинейными искажениями и

Аз.ш.к = р1-1—Pj-2, (11-2)

где pi-i — уровень сигнала, дБ; р2-2 — уровень шумов квантования, дБ.

Рекомендациями МККТТ предусмотрено, что измерения должны производиться указателем уровня с псофометрическим фильтром на входе.

При этом для различных уровней сигнала на входе защищенность должна быть выше линии шаблона МККТТ. Если же измерения проведены указателем уровня с полосой пропускания входного сигнала 0,3...3,4 кГц, то для приведения к шаблону полученную защищенность следует уменьшить на

2,5 дБ.

В некоторых случаях величину шума квантования нормируют как продукт нелинейности в процентах от величины первой гармоники.

Например, оценка величины шумов квантования в каналах ИКМ-15

проводится для двух уровней сигналов на входе канала: —13 и —11 дБ.

Шумы квантования при этом должны составлять менее 3 и менее 5 %

соответственно. В подобных случаях измерения шумов квантования можно производить типовыми измерителями нелинейных искажений Сб-1 по типовой методике намерения нелинейных искажений.

Второй метод измерения защищенности от шумов квантования,

рекомендуемый МККТТ, предполагает использовать в качестве ИС псевдошумовой сигнал, удовлетворяющий следующим требованиям:

закон распределения вероятностей мгновенных значений сигнала в полосе пропускания фильтра 100 ... 200 Гц приблизительно нормальный;

число составляющих спектра в этой полосе частот должно быть не менее 25 с интервалом между соседними составляющими спектра не более 8

Гц;

спектр частот измерительного сигнала не должен выходить за пределы

350 ...550 Гц.

Рис. 11.8. Схема измерения защищенности от шумов квантования с использованием магазинов затуханий методом псевдошумового измерительного сигнала

Рив 11.9. Схема измерения шумов свободного канала ТЧ системы передачи ИКМ-30

Измерительный сигнал с выхода генератора псевдослучайной последовательности ГПСП (рис. 11.8) пропускается через калибровочный полосовой фильтр КПФ, при этом формируется псевдошумовой сигнал с ограниченным спектром. Через регулируемый удлинитель Удь обеспечивающий изменение уровня на входе канала от 0 до —55 дБм,

псевдошумовой сигнал поступает в канал.

На приемной стороне КПФ выделяется измерительный сигнал, при этом на удлинителе Уд2 устанавливается определенное затухание. Затем переводом ключа в положение 2 обеспечивают измерение уровня шумов квантования через измерительный полосовой фильтр ИПФ. Изменяя затухание Уд2, добиваются, чтобы показания УУ на втором этапе не отличались от показаний на первом. По изменению затухания Уд2 можно судить о защищенности. Если ширина полосы частот ИПФ отличается от 3,1

кГц, защищенность от шумов квантования для канала ТЧ можно вычислить по формуле

А3.ш .„=Дау„— 101g(3100/Af), . (П.З)

где Дауд — приращение затухания удлинителя, дБ; Af — ширина полосы пропускания измерительного полосового фильтра, Гц. Величина защищенности должна превышать значения, отмеченные шаблоном МККТТ

(см. рис. 11.3).

Измерение мощности шумов свободного канала ТЧ осуществляется при отсутствии передачи по остальным каналам. В этом случае нет, переход-

ных влияний, вызванных межсимвольными искажениями. Вход канала должен быть нагружен на 600-омное сопротивление, а к выходу подключен псофометр с входным сопротивлением 600 Ом. На рис. 11,9 показана схема измерения шумов свободного канала ТЧ системы ИКМ-30. Измерения проводятся псофометром УНП-60, тогда максимальный уровень шума

Pm.ma*=201g(l/m.ma*/0,775)<— 68,5 дБ. (11.4)

Рис. 11.10. Зависимость уровня шумов квантования от положения рабочей точки кодера

Шумы свободного канала зависят от положения характеристики квантования кодера относительно нулевой точки. На рис. 11.10, о показаны три варианта такого положения характеристики квантования. Для первого положения (график /) шум в канале появится только в том случае, если его амплитуда на входе кодера будет больше 0,5А (где А — шаг квантования).

Для второго положения (график 2) шум в канале появится при меньшем значении его на входе кодера — всего 0,25А (см. начало положительной

области характеристики, график 2). В третьем случае (график 3) шум в канале будет всегда, так как любое значение его амплитуды на входе кодера будет превышать начальный порог квантования. Этим и объясняется норма шума свободного канала — 68,5 дБ, указанная выше. Теоретическая зависимость мощности шумов свободного канала от его уровня на входе канала ИКМ для различных вариантов положения характеристики квантования представлена на рис. 11.10, б. В реальных ЦСП характеристика квантования имеет вид, показанный на графике 3.

Величина внятных переходных влияний, как и величина шумов свободного канала зависит от положения рабочей точки кодера, поэтому в процессе измерений следует учитывать максимальное значение переходной помехи. Измерение внятных переходных влияний осуществляется не менее чем в двух каналах, предшествующих влияющему, и не менее чем в двух каналах, следующих непосредственно за влияющим. Пример схемы измерений для каналов ИКМ-30 представлен на рис. 11.11.

В качества индикатора может быть использован анализатор гармоник,

например С4-44. При уровне измерительного сигнала —3,5 дБ уровень переходной помехи с частотой, ряв'ной измерительной, не должен превышать

—68,5 дБ, что соответствует защищенности от переходной помехи 65 дБ. В

соответствии с рекомендациями МККТТ величина защищенности от внятных переходных помех между каналами должна быть не менее 65 дБ.

Измерение параметров групповых и линейных цифровых трактов.

Параметры групповых и линейных трактов можно подразделить на общие для трактов импульсных сигналов и специфичные для трактов передачи цифровой информации.