Лабораторная работа N7.

Дифференциальная система.

Цель работы.

Изучение основных линейных устройств, необходимых для физической передачи информации — дифференциальные системы, эхокомпенсаторы и эхоподавители. Рассмотрены основные характеристики линии, прямое и переходное затухание, а также факторы, ухудшающие параметры передачи, шумы и помехи, отводы, пупиновские катушки.

Содержание отчета.

Отчет должен содержать следующую информацию:

Дифференциальная система (hybrid)

Пока еще абонентские линии в большинстве случаев двухпроводные. Цифровые и аналоговые системы передачи, как правило, применяют четырехпроводные физические линии. Поэтому одна из задач состоит в переходе от двухпроводной линии к четырехпроводной. Схема, включаемая в линию и выполняющая такой переход, называется дифференциальной системой (hybrid). Это устройство (рис. 6.1) в виде трансформатора (или группы трансформаторов), имеющего три отвода. В первый из них включается цепь, поступающая от цепей передачи. Во вторую включается цепь, поступающая от цепей приема.В третью — балансные цепи.

Рис. 6.1.  Принцип работы дифференциальной системы

Сигналы из цепей приема поступают в двухпроводную линию, а из нее — в цепь передачи с помощью трансформаторной связи. Информация, передаваемая в двухпроводную линию, может пройти в цепь приема четырехпроводной линии, как это показано пунктирной линией на рис. 6.1. Для того чтобы этого не произошло, установлена третья обмотка (В), которая наводит в цепи приема четырехпроводной линии ток, обратный и равный по величине току передатчика четырехпроводной линии. Балансные цепи, предназначаются для того, чтобы установить нужные параметры этого тока. Балансный контур содержит активные (резисторы) и реактивные составляющие (емкостную и индуктивную). Его комплексное сопротивление должно быть согласовано с сопротивлением абонентской линии. Поскольку сопротивление линий изменяется, особенно если эта линия подключается к дифференциальной системе с помощью систем коммутации, такое сопротивление не может поддерживаться точно. В настоящее время в балансных схемах применяются управляемые (адаптируемые) цепи с комплексным сопротивлением, которое регулируется (управляется цифровым сигнальным процессором) с помощью программы. Надо отметить, что дифференциальные системы могут вносить дополнительное затухание и могут препятствовать высокоскоростной передаче. Поэтому в большинстве систем коммутации приняты меры по передаче, приему и выполнению сигналов отключения дифференциальной системы. Например, передача сигнала "отключение дифференциальной системы" с помощью частоты 2100 Гц.

Эхокомпенсатор (echo canceller)

Основная проблема заключается в том, что при работе дифференциальной схемы возможен переход информации с цепей передачи на цепь приема, как это показано на рисунке пунктирной линией.

Такой переход вызывает у абонента эффект эха. В линии, при наличии усилителей, это может привести к генерации. Информация, поступившая в цепь приема, может, пройдя усилитель, снова поступить в цепь передачи, что приведет, как принято говорить, к возбуждению всей системы передачи. Поэтому имеется третий трансформатор, задача которого — порождать в трансформаторе передачи компенсационный ток (текущий в обратном направлении и равный по величине току, поступившему от приемника). Чтобы этот ток можно было регулировать, применяется балансный контур, комплексное сопротивление которого регулируется в зависимости от параметров абонентской линии.

В цифровых системах для улучшения качества тракта применяется цифровая схема эхокомпенсации (см. рис. 6.2). Явление "эхо" заключается в поступлении в приемник сигнала передатчика. Это может порождаться не только несовершенством дифференциальной системы, но и многими другими причинами (рассогласованием входных сопротивлений на разных участках передачи, эффектом отражения сигнала на длинной линии и т.п). Эхо-компенсация [6.1] основывается на том, что обратный сигнал, повторяющий прямой, приходит с некоторым запаздыванием. Ее принцип заключается в том, что передаваемая в линию информация через цепь задержки передается в сумматор, стоящий в цепи приема. Там она вычитается (алгебраически суммируется) из принимаемого потока. Задержка и параметры сигнала выбираются таким образом, чтобы при вычитании уничтожить сигналы, перешедшие из собственной цепи передачи.

Рис. 6.2.  Структурная схема двухпроводной линии с эхокомпенсатором