Принципы передачи сигналов электросвязи
Перенос сигнала из одной точки пространства в другую осуществляет система электросвязи. Электрический сигнал является, по сути, формой представления сообщения для передачи его системой электросвязи
Источник сообщения (рис.3.) формирует сообщение а(t), которое с помощью специальных устройств преобразуется в электрический сигнал s(t). При передаче речи такое преобразование выполняет микрофон, при передаче изображения – электронно-лучевая трубка, при передаче телеграммы – передающая часть телеграфного аппарата.
Чтобы передать сигнал в системе электросвязи, нужно воспользоваться каким-либо переносчиком. В качестве переносчика естественно использовать те материальные объекты, которые имеют свойство перемещаться в пространстве, например, электромагнитное поле в проводах (проводная связь), в открытом пространстве (радиосвязь), световой луч (оптическая связь).
Таким образом, в пункте передачи (рис.3.) первичный сигнал s(t) необходимо преобразовать в сигнал v(t), удобный для его передачи по соответствующей среде распространения. В пункте приема выполняется обратное преобразование.
В отдельных случаях (например, когда средой распространения является пара физических проводов, как в городской телефонной связи) указанное преобразование сигнала может отсутствовать.
Рис.3. Принципы передачи сигналов электросвязи
Линия связи, канал связи, система связи.
|
|
|
На рис.1. показана обобщенная структурная схема систем.
Система электросвязи - совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающая передачу сообщений.
Обобщенная структурная схема систем электросвязи показана на Рис. 4.
Рис. 4. Обобщенная структурная схема систем электросвязи
Сообщение при помощи преобразователя сообщение-сигнал преобразуется в первичный электрический сигнал. Первичные сигналы не всегда удобно (а, иногда и невозможно) непосредственно передавать по линии связи. Поэтому первичные сигналы при помощи передатчика преобразуются в так называемые вторичные сигналы, характеристики которых хорошо согласуются с характеристиками линии связи.
Канал связи - совокупность технических устройств (преобразователей) и среды распространения, обеспечивающих передачу сигналов на расстояние.
Линия связи представляет собой физическую среду (пара проводов кабеля, волновод, область пространства), в которой распространяется сигнал. Линии связи, как правило, многоканальные.
Каналы и системы связи, использующие искусственную среду распространения (металлические провода, оптическое волокно), называются проводными, а каналы и системы связи, в которых сигналы передаются через открытое пространство - радиоканалами или радиосистемами.
|
|
|
Классификация систем электросвязи по видам передаваемых сообщений и среды распространения
Классификация систем электросвязи весьма разнообразна, но в основном определяется видами передаваемых сообщений и средой распространения электрических сигналов (рис.5.).
Рис. 5. Классификация систем электросвязи
6. Затухания и уровни передачи сигналов электросвязи
Электрические сигналы количественно можно охарактеризовать мощностью, напряжением или током. Однако в технике электросвязи принято пользоваться логарифмическими характеристиками (уровнями передачи), что позволяет существенно упростить многие расчёты. Уровни передачи, вычисленные посредством десятичных логарифмов, называются децибелами (дБ).
Уровни передачи по мощности, напряжению и току определяются соответственно по формулам:
= 10lg 
= 20lg 
, 
= 20lg 
(1.1)
где 
, 
, 
-величины мощности, напряжения и тока в рассматриваемой точке х; 
, 
, 
– величины, принятые за исходные.
От логарифмических единиц (уровней в децибелах) легко перейти к абсолютным (мощности, напряжению, току) по формулам:
|
|
|
= 
, = 
, = 
. (1.2)
Если известны величины сопротивлений 
и 
, на которых выделяются мощности и , то на основании известного соотношения
P = 
= 
Z (1.3)
между уровнями передачи по мощности, напряжению и току могут быть найдены зависимости:
10lg 
= 
10lg 
, (1.4)
10lg 
= 
10lg 
, (1.5)
20lg . (1.6)
Очевидно, что при 
уровни 
.
Уровни передачи называются абсолютными, если за исходные величины мощности, напряжения и тока приняты соответственно 
=1мВт, =0,775В и =1,29мА. Эти уровни обозначаются дБм, дБн и дБт соответственно. Указанные значения и получены в предположении, что =1мВт выделяется на сопротивлении =600 Ом.
При подаче на вход исправного и отрегулированного тракта синусоидального сигнала с абсолютным нулевым уровнем и частотой 800 Гц (если нет специальной оговорки), в точках тракта устанавливаются абсолютные уровни, которые называются измерительными. Измерительные уровни содержатся в техническом паспорте тракта и удобны при его проверке и настройке.
Уровни передачи называются относительными, если в качестве исходных величин принимают значения 
, 
, 
, установленные в начале тракта или в точке, принятой условно за начало. Тогда уровни вычисляют по формулам:
|
|
|
= 10lg 
, 
= 20lg 
, 
= 20lg 
, (1.7)
и обозначают дБом, дБон и дБот, соответственно.
Эти уровни широко используют при измерениях передаточных характеристик трактов, поскольку их значения оказываются численно равными усилению по мощности, напряжению или току участка тракта от начала до данной точки. Очевидно, что отрицательные значения уровней при этом будут соответствовать не усилению, а затуханию данного участка.
При нормировании величин сигналов и помех в каналах и трактах уровни передачи на различных участках канала связи определяют исходя из уровня некоторой контрольной точки (точки отсчета), называемой точкой нулевого относительного уровня по мощности (ТНОУ). Она располагается в точке, принятой условно за начало и обычно рассматривается как точка на передающем оконечном устройстве двухпроводной системы коммутации. Уровень 
, определенный по отношению к ТНОУ, обозначается как дБм0.
При проектировании и эксплуатации систем связи необходимо знать величины уровней сигнала в различных точках тракта передачи. Чтобы охарактеризовать изменения энергии сигнала при передаче, пользуются диаграммой уровней – графиком, показывающим распределение измерительных уровней вдоль тракта передачи.
В качестве примера на рис.6 показана диаграмма уровней канала передачи, состоящего из усилителя передачи Успер с усилением равным Sпер, трех участков линии связи (среды распространения) длиной l1, l2 ,l3 с затуханием равным А1, А2, А3 соответственно двух промежуточных усилителей Ус1,Ус2 с усилением S1 и S2 и усилителя приема Успр с усилением Sпр.
На диаграмме уровней отмечены характерные точки канала (тракта) передачи: вход канала с уровнем рвх; уровень передачи равный рпер = рвх + Sпер; уровни приема на входе i –го усилителя рпрi = рпер(i-1) – Аi и уровни передачи на выходе i – го усилителя рперi = рпрi + Si; выход канала (тракта) с уровнем рвых. На диаграмме уровней указывается уровень помехи на входе i – го усилителя рпомi и величина защищенности(требуемое превышение сигнала над помехой) на входе i – го усилителя равная
Азi = 10lg(Wпрi / Wпомi ) = рпрi – рпомi , (1.8)
Где Wпрi – мощность принимаемого сигнала на входе i – го усилителя и рпрi – уровень мощности сигнала на входе i –го усилителя; Wпомi – мощность помех на входе i – го усилителя и рпомi – уровень мощности помехи на входе i – гоусилителя.Соотношение между уровнями сигнала на входе и выходе канала определяют его остаточное затухание, равное разности между суммой всех рабочих затуханий и суммой всех рабочих усилений, имеющихся в канале:
= 
- 
. ( 1.9)
Для того, чтобы обеспечить нормальную работу каналов и трактов, величины мощностей, напряжений и токов сигналов и соответствующие им уровни нормируют, нормируют также допустимые уровни помех. Следует учесть,что уровни сигналов и помех в различных точках канала будут различными. Поэтому, во избежание неопределенности все нормируемые величины относят к точке тракта передачи с нулевым измерительным уровнем. Уровни по мощности и напряжению, отнесенные к точке с нулевым измерительным уровнем, обозначают соответственно через дБм0 и дБн0. Приборы для измерения уровней передачи называются указателями уровнейи представляют собой обычные вольтметры, измерительная шкала которых и входные регуляторы отградуированы в уровнях мощности и напряжения.
Рис.6. Диаграмма уровней
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 2373; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!