Тема 2. Канал тональной частоты

Лекция 2

Автоматики, телемеханики и телеуправления

- фототелеграфии и передачи газетных полос.

2. По типу используемой направляющей среды:

- проводная (ВЛС, КЛС, ВОЛС)

- радиоканалы.

3. По способу организации связи

- односторонние

- двусторонние.

Каналы передачи телефонных сообщений должны быть двусторонними для естественного диалога между абонентами.

ВИДЫ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ

Основной типовой канал – канал тональной частоты с эффективно передаваемой полосой частот 0,3…3,4 кГц.

Эта полоса частот соответствует ширине частот телефонного сигнала, т.к. большая часть каналов СП используется для передачи телефонных сигналов. Парfметры КТЧ выбраны так, чтобы по нему можно было передавать факсимильные, телеграфные сигналы и сигналы передачи данных со скоростью 9600 Бод.

Канал звукового вещания создается путем объединения 2^х или 3^х каналов ТЧ.

Для передачи газет и высокоскоростной передачи данных организуются типовые широкополосные каналы:

- первичный широкополосный канал с Df=65…103 кГц

- вторичный с Df=330…530 кГц

- третичный с Df=950…1900 кГц и др.

Эти каналы образуются на базе типового преобразовательного оборудования ПГ, ВГ, ТГ, занимающих соответственно полосы частот:

ПГ 60…108 кГц

ВГ 312…552 кГц

ТГ 812…2044 кГц

В настоящее время высокоскоростная передача данных осуществляется по первичному и вторичному широкополосным каналам, а передача газет по вторичному широкополосному каналу. Для передачи сигнала телевизионного вещания со звуковым сопровождением формируется специальный канал Df>6 МГц по коаксиальному кабелю, радиорелейной и спутниковой линиям связи.

Выводы.

1. Основное назначение связи (телекоммуникаций) – обеспечение оперативного управления процессами производства, распределения и потребления.

2. Каналы связи предназначены для передачи любых видов информации, в том числе и сигналов сложных систем управления технологическими процессами.

Контрольные вопросы.

1. Что такое канал связи?

2. Какие виды сообщений можно передавать по каналам связи?

3. Роль и место ЦСС в управлении сложными технологическими процессами?

Введение.

Канал тональной частоты является основной единицей, по которому судят о количестве передаваемой информации. Рассмотрим структуру построения основного цифрового канала (ОЦК).

Раздел 2.1. Канал тональной частоты

Систему телекоммуникаций для связи 2^х абонентов можно представить в виде:

Такая дуплексная связь между абонентами может работать только на коротких расстояниях, т.к. при распространении электрического сигнала по линии связи он затухает, т.е. уменьшается по амплитуде

Поэтому, для увеличения дальности связи включают устройства одностороннего действия – усилители. Канал становится односторонним – симплексным.

Таким образом, для организации одного дуплексного канала необходимо два симплексных канала с номинальными уровнями передачи.

Организованный таким образом канал ТЧ является 4^х проводным. В связи с этим используется термин 4^х проводное окончание канала. От телефонного аппарата отходит 2 провода. Следовательно. Необходимо соединить 2^х проводные аппараты с 4^х проводным окончанием канала ТЧ с помощью развязывающего устройства.

Выходы и входы канала ТЧ после развязывающего устройства принято называть 2^х проводным окончанием канала ТЧ.

Уровни, указанные на схеме, нормированы относительно уровня передачи на 2^х проводном входе канала ТЧ Р _пер=0 дБ.

ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ КАНАЛА ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ.

1. Входное и выходное сопротивления канала одинаковы и равны R _вх= R _вых=600 Ом.

Степень согласованности канала с нагрузкой характеризуется параметром

2. Остаточное затухание – рабочее затухание, определяемое как разность между суммой всех затуханий и суммой всех усилений в канале на f=const, f=800 Гц

,

так как входное и выходное сопротивления канала ТЧ равны 600 Ом, то

Для 2^х проводного окончания канала ТЧ а_ост =0-(-7)= 7 дБ

Для 4^х проводного окончания канала ТЧ а_ост =-13-4=-17 дБ.

Вследствие нестабильности а_ост во времени нормируется значение его среднеквадратического отклонения (на f=800 Гц) s£1 дБ на участок длиной 2500 км. Максимальное отклонение от номинального значения не должна превышать s±2,2 дБ с вероятностью 0,95.

3. Амплитудно-частотная характеристика (ачх)- зависимость рабочего затухания от частоты. Экспериментально установлено, что разборчивость речи будет приемлемой, если а_r на крайних частотах не превышает а_r на частоте 800 Гц не более, чем на 8.7 дБ. Полоса частот, отвечающая этому условию называется эффективно передаваемая полоса частот. Df=0,3…3,4 кГц, DF=3,1 кГц.

Нормируется значение D а_r – отклонение остаточного затухания от остаточного затухания на частоте 800 Гц:

Нормируется с помощью так называемого шаблона.

4. Фазочастотная характеристика – оценивает фазовые искажения сигнала при прохождении через канал.

Фазовые искажения мало влияют на качество речи, но по каналам ТЧ передаются сигналы передачи данных и факсимильной связи. Поэтому большие искажения не допускаются. Оценивают фазочастотные искажения с помощью показателя группового времени прохождения сигнала:

Нормируется отклонение t_гвп от его значения на f=1900 Гц.

Неравномерность амплитудно-частотной и фазовой характеристик характеризует величину нелинейных искажений в канале ТЧ.

5. Амплитудная характеристика – зависимость рабочего затухания в канале от уровня сигнала на его входе. Нелинейные устройства, входящие в состав канала ТЧ (усилители, преобразователи частоты, ключи, ограничители амплитуд) имеют свойство при достижении порога перегрузки (насыщения) ограничивать сигнал по амплитуде, следовательно, при больших значениях Р_вх рабочее затухание возрастает. Возникают нелинейные искажения, которые приводят к появлению продуктов нелинейности – гармонических составляющих с частотами, кратными частоте основного сигнала (U_1г): U_2г, U_3г и т.д.

Так же для оценки нелинейных искажений используют характеристику Р_вых = f(Р_вх): в момент насыщения (Р_пор) уровень сигнала на выходе перестает расти, оставаясь постоянным.

Если на вход канала подается гармонический сигнал:

То на выходе канала с нелинейными искажениями он будет иметь следующий вид:

Так же под амплитудной характеристикой понимают зависимость вида U_вых=f(U_вх)

С U_{вх мах} появляются нелинейные искажения

- этим уравнением описывается амплитудная характеристика канала ТЧ

Пусть

Слагаемые вида cos²wt и cos³wt содержат составляющие с частотами w, 2w, 3 w.

Частоты 2w и 3w - гармоники 2 и 3 порядка, а₁>>а₂>>а.

Величину нелинейных искажений оценивают с помощью коэффициента нелинейности

Коэффициент нелинейности второй гармоники

, где

U_1г – напряжение с частотой основного (полезного) сигнала.

Затухание нелинейности

Для канала ТЧ К_н £1,5 %; К_3г <1 %; а_3н ≥20 дБ.

Для избежания перегрузки нелинейных устройств на входе канала ТЧ включают ограничители амплитуды.

Дата добавления: 2014-01-07