lecsist1_1

32

Рис. 2.35

При цьому одна ВГ і одна ТГ не перетворюються, а входять в лінійний спектр безпосередньо.

Груповий сигнал, сформований обладнанням спряження, повинен бути переданий в лінію з певним рівнем, який визначається типом лінії, числом каналів та ін. Заданий рівень забезпечується підсилювачем передавання, який розташований на кінцевій станції. Підсилювач в тракті приймання підсилює сигнал, ослаблений при проходженні по лінії. Підсилювачі передавання і приймання входять у склад кінцевої апаратури лінійного тракту.

Для забезпечення високої якості зв‟язку необхідно контролювати стан лінійного тракту. Такий контроль звичайно здійснюється передаванням в лінію сумісно з основним груповим сигналом додаткових сигналів, які називаються контрольними частотами (КЧ). У тракті приймання протилежної кінцевої станції струми КЧ виділяються із лінійного спектру та керують роботою пристроїв автоматичного регулювання підсилення (АРП), за допомогою яких підтримуються незмінними характеристики лінійного тракту СП.

Груповий сигнал при проходженні по лінії передавання піддається спотворенням, величина яких залежить від типу лінії і ширини спектру групового сигналу. Для усунення спотворень в тракті приймання кінцевої станції, а також на підсилювальних станціях вмикаються спеціальні коректуючі пристрої. Пристрій для введення і виділення струмів КЧ, коректуючи пристрої і пристрої АРП, розташовані на кінцевих станціях, входять у склад кінцевої апаратури лінійного тракту.

33

Рис. 2.36

В тракт передачі крім підсилювачів введені режекторні фільтри (РФ), які ліквідують вплив групового сигналу на струми КЧ. Через розв„язуючий пристрій РП струми КЧ подаються на вхід підсилювача передавання. На вході підсилювача приймання включені коректуючи пристрої, які ліквідують спотворення групового сигналу, що виникають в лінії передавання.

Пристрої виділення із лінійного спектра струмів КЧ і прилади АРП включені в коло зворотного зв‟язку підсилювача приймання. На виході підсилювача приймання встановлені режекторні фільтри, які перешкоджають прониканню струмів КЧ на вхід перетворюючого обладнання.

Кінцеве обладнання лінійного тракту, як і обладнання спряження, є специфічним для даної СП.

34

2.8. ПІДСИЛЮВАЛЬНІ СТАНЦІЇ АСП.

2.8.1. Призначення і типи підсилювальних станцій.

Для компенсації затухання, яке вноситься лінією зв‟язку, необхідно рівномірно розміщувати повздовж лінії зв‟язку підсилювальні станції (ПС). Чим рідше встановлюють підсилювальні станції, тим більш економічною стає СП. Однак, при цьому збільшується довжина підсилювальної ділянки і внаслідок цього зменшується рівень приймання на вході підсилювальної станції, відповідно збільшується вплив завад і погіршується якість зв‟язку.

Вочевидь, що при розміщенні підсилювальних станцій слід шукати компроміс.

В процесі передавання по лінії груповий сигнал піддається спотворенням, яки тим більші, чим більша довжина лінії. Для їх усунення недостатньо включати коректуючі пристрої тільки на кінцевих станціях, оскільки при значній дальності зв‟язку сигнал, який поступає на вхід приймальної станції, настільки спотворений, що відновити його форму неможливо. Тому корекцію спотворень здійснюють, як правило, і на підсилювальних станціях.

Затухання та спотворення, які вносяться лінією передавання, змінюються з часом, оскільки вони залежать від зовнішніх умов (температура, вологість і т.ін.). Тому в апаратурі підсилювальних станцій, як і в апаратурі кінцевої приймальної станції, передбачається обладнання АРП.

Таким чином, обладнання підсилювальних станцій забезпечує підсилення групового сигналу, ліквідує спотворення і підтримує незмінними параметри лінійного тракту при зміні зовнішніх умов.

Кількість підсилювальних станцій на магістралях великої протяжності дуже велика. Для зниження експлуатаційних витрат більша частина ПС розміщується в

підсилювальних пунктах без обслуговування (НПП), де немає власних джерел живлення. Менша частина - в підсилювальних пунктах з обслуговуванім

(ОПП), де забезпечується цілодобове обслуговування і є автономні джерела живлення. В ОПП може здійснюватись відгалуження або переприймання окремих каналів чи груп каналів.

Апаратура НПП живиться дистанційно із близьких ОПП чи кінцевих пунктів. Для передавання струмів дистанційного живлення (ДЖ) використовуються звичайно робочі жили кабелю чи дроти повітряної лінії зв‟язку. Апаратура ОПП і кінцевих пунктів повинна вміщувати пристрої передавання струму ДЖ, а апаратура НПП - пристрої приймання струму ДЖ.

Розглянемо структуру підсилювальної станції односмугової СП.

АРП

35

Обладнання цієї станції містить лінійний підсилювач (ЛПс). На його вході вмикається коректуючий пристрій. Підсилення регулюється пристроєм АРП, увімкненим в коло зворотного зв‟язку ЛПс .Фільтри дистанційного живлення (ФДЖ) відокремлюють струми лінійного спектру від струмів ДЖ. В блоки ФДЖ включають обладнання, яке захищає апаратуру від грозових розрядів. Апаратура ДЖ містить пристрої передавання (для ОПП і кінцевих станцій) і приймання (для НПП).

На підсилювальних станціях двосмугових систем окрім вказаного обладнання встановлюються направляючі фільтри, які роз‟єднують спектри групових сигналів протилежних напрямків.

Апаратура ПС різних СП, які працюють на однієї лінії, розміщується звичайно на одних і тих же підсилювальних пунктах, які являють собою будинки, цистерни або контейнери.

2.8.2. Завади в каналах АСП.

Завадою називають сторонні електричні коливання, які проникають в канали системи передавання і перешкоджають нормальному прийманню інформаційних сигналів. З точки зору місця виникнення завади, розрізняють завади внутрішні та зовнішні. Зовнішні - це завади від взаємних впливів між колами, від радіостанцій, високовольтних ліній, грозових розрядів та ін. До внутрішніх відносяться завади, які виникають в каналоутворюючий апаратурі і апаратурі лінійного тракту СП. Внутрішніми завадами є шуми (теплові і утворені підсилювачами і перетворювачами), завади, які викликані нелінійними властивостями вузлів апаратури та ін.

За формою завади розподіляються на безперервні та імпульсні, за видом спектру - із суцільним спектром і дискретним спектром. За характером дії завади поділяють на шуми і перехідні розмови. Перші замасковують корисний сигнал, а другі прослуховуються в каналі як стороння розмова.

Наявність тих чи інших завад залежить від типу лінії передачі, числа каналів та інших факторів. В каналах СП, які працюють по коаксіальним кабелям, зовнішні завади майже відсутні. В каналах СП, які працюють по повітряним лініям, навпаки, внутрішні завади майже не виявляються, оскільки їх потужність значно менше потужності зовнішніх завад.

Для оцінки впливу завад їх слід порівнювати з корисним сигналом. Найбільш часто використовують поняття завадозахищеність:

Аз= рс – рз =10 lg (Рс/Рз)

При розрахунку очікуваного значення потужності завад враховують власні завади, завади від лінійних переходів і завади нелінійності. В системі передавання з повітряними лініями зв‟язку, додатково враховують атмосферні завади, а власні завади рахують зневажливо малими.

Власні завади - це завади, які викликані тепловими шумами в резисторах і шумами напівпровідникових приладів. Теплові шуми мають суцільний рівномірний спектр і їх величина залежить від опорів резисторів і температури навколишнього середовища.

37

А0 = 10 lg |P10/P20|=р10-р20

Al - перехідне затухання на далекому кінці (де розташований приймач)

Al = 10 lg |P10/P2l|=p10-p1l

Захищеність від завад на ближньому кінці на вході підсилювача кола, перехідного впливу :

А30 = рпр1 – (рпер2 – А0),

де А0 - перехідне затухання на ближньому кінці

рпр1 = рпер1 – АЛ,

де АЛ – затухання підсилювальної ділянки Звідси

А30 = А0 – АЛ - (рпер2 - рпер1)

Аналогічно захищеність на далекому кінці визначається у вигляді

А3l = Аl – АЛ -(рпер2 - рпер1)

Аl А0, і отже А3l А30 і для зменшення завад від лінійних переходів слід по можливості ліквідувати вплив на ближній кінець. З цією метою на симетричних кабелях застосовують двокабельну систему, при якій сигнали в одному напрямку передаються по одному кабелю, а в зустрічному напрямку - по іншому кабелю. За рахунок екранізуючої дії захисних оболонок перехідне затухання на ближньому кінці різко зростає.

В СП, які працюють на повітряних лініях, для зменшення впливу на ближньому кінці слід виключити можливість передавання по паралельним колам в протилежних напрямках однакових частотних смуг.

Якщо захищеність від перехідних впливів на далекий кінець недостатня, відповідні завади проявляються як розбірлива перехідна розмова. Для її усунення в системах, які працюють на паралельних колах, застосовують інверсію і зсув спектрів.

Рис. 2.42

При цьому завади від лінійних переходів будуть виявлятися як нерозбірлива перехідна розмова, що суб‟єктивно відчувається як підвищення захищеності. Для збільшення захищеності слід встановлювати однакові рівні передавання

Атмосферні завади - викликаються грозовими розрядами, магнітними, пісчаними бурями та іншими процесами в атмосфері, є основними в каналах СП, які працюють на повітряних лініях. Для забезпечення необхідної захищеності від атмосферних завад

Аз.ат. = pпер. - Ал - рат.

рат - рівень атмосферних завад.

необхідно застосовувати достатньо високі рівні передавання, оскільки рівень завад надто високий.

Нелінійні завади - створюються в групових і лінійних трактах при проходженні групового сигналу через 4-полюсники, які володіють нелінійністю - перетворювачі частоти, фільтри, які вміщують котушки з осердям і т.д. Вони обумовлені виникненням на виході нелінійного чотирьохполюсника продуктів нелінійності, які можуть співпадати з частотами інших каналів. Якщо на вхід групового підсилювача подати синусоїдний сигнал , внаслідок нелінійності на його виході з‟являються сигнали. з частотами 2 , 3 і т.д. В загальному випадку на виході підсилювача виникають частоти

m i n к q l ..., де m, n, q і т.д.- будь-які цілі числа. Значення m+n+q... визначають порядок нелінійності. Звичайно при розра-

хунку нелінійних завад враховують продукти нелінійності другого та третього порядків, оскільки продукти нелінійності більш високих порядків порівняно малі.

Більша частина нелінійних завад створюється в підсилювачах лінійного тракту, оскільки їх число велике. Нелінійні властивості підсилювачів оцінюють затуханням нелінійності по другій та третій гармонікам:

А2г=рпер - р2г А3г=рпер - р3г,

де рпер - рівень передавання на виході підсилювача; р2г, р3г - рівні другої та третьої гармонік на виході підсилювача.

Затухання нелінійності зменшується із зростанням рівня передавання, оскільки рівні другої та третьої гармоніки зростають швидше, ніж рівень передавання.

Для зниження потужності нелінійних завад слід зменшити середню потужність групового сигналу і збільшити затухання нелінійності підсилювача. Перше досягається вмиканням на вході каналу обмежувача амплітуд, який зменшує пікові значення канального сигналу, зменшуючи при цьому середнє значення групового сигналу. Найбільш ефективне для забезпечення великих значень затухання нелінійності застосування в підсилювачах глибокого від„ємного зворотного зв‟язку.

2.8.3. Лінійні спотворення та їх корекція в лінійному тракті.

З точки зору передавання сигналів, канал чи груповий тракт може розглядатися як 4-полюсник, який характеризується системою параметрів. З них найбільший інтерес має постійна передавання.

=А+jB

А - затухання чотириполюсника;

39

В - фазова постійна.

А і В є функціями частоти.

Для того, щоб форма сигналу на виході чотирьохполюсника співпадала з формою сигналу на його вході, необхідно, щоб:

Рис. 2.43

Замість рівняння (2) використовують інше:

tгр = dB/d = = const (3) tгр - груповий час проходження.

При порушенні умови (1) виникають амплітудно-частотні спотворення, при порушенні умови (2) і (3) - виникають фазово - частотні спотворення.

Спотворення АЧС і ФЧС називають лінійними, оскільки вони виникають в лінійних чотириполюсниках.

При передаванні дискретних, телевізійних, факсимільних та ін. сигналів потребується по можливості більш точне відтворення форми сигналу. В цьому випадку АЧС і ФЧС потрібно ліквідувати. При передаванні мови і звукового мовлення точне відтворення форми не обов‟язкове, тому вплив ФЧС на якість зв‟язку несуттєвий.

Способи корекції АЧС лінійного тракту.

Причина виникнення АЧС - частотна залежність затухання підсилювальної ділянки (рис. 2.44).

У межах одного каналу ФЧС, які створюються лінією, незначні і їх можна не враховувати. Виключення - передавання широкосмугового телевізійного сигналу.

Корекцію АЧС здійснюють на підсилювальних станціях і в підсилювачі приймання кінцевої станції. Амплітудні коректори (АК) можуть бути включені на вході підсилювача чи в колі зворотного зв‟язку. На рис. 2.45 відображена характеристика АК, який включається на вході підсилювача. Вона розраховується із умови:

АЛ( ) + Аа.к.( ) = А0 = const,

40

де АЛ( ) - затухання підсилювальної ділянки; Аа.к.( ) - затухання АК.

Підсилювання самого підсилювача від частоти не залежить.

S0 = const = A0

АК S0

S

Рис. 2.47

Характеристика АК, який включається в коло зворотного зв‟язку, наведена на рис. 2.46. Вона визначається із умови:

Аак( ) = АЛ( )

S

Рис. 2.48

Відомо, що при глибокому від„ємному зворотному зв‟язку, який охоплює підсилювач, його підсилення приблизно дорівнює затуханню кола зворотного зв‟язку:

S( ) Аa.к.( ) = АЛ( ) –

підсилення виявляється частотно залежним.

Вмикання АК на вході підсилювача забезпечує отримання характеристик будь-якої крутизни, тоді як вмикання АК в коло зворотного зв‟язку не дозволяє забезпечити корекцію будь-якої частотної характеристики у зв‟язку з тим, що при дуже великій крутизні характеристики АК підсилювач може самозбуджуватися.

В першій схемі з АК на вході підсилювача, сигнал, який поступає на вхід, зменшується на величину затухання АК, внаслідок чого зменшується захищеність від власних завад. В другій схемі це не відбувається. Виходячи з цього, обидва способи включення АК комбінують.

Змінна корекція.

Частотна характеристика затухання підсилювальної ділянки не залишається постійною у часі, оскільки затухання лінії передавання залежить від зовнішніх факторів - температури, вологості та ін.

Для усунення АЧС, які вносяться лінією, необхідна змінна корекція, тобто застосування змінних коректорів (ЗАК).