Проектирование аналоговых систем передач

;

.

 Уровень  приема на входе последующего усилительного участка:

.

Установочное  усиление НУП:

.

.

- исходящий уровень будет  выше номинального на величину  .

.

. 

 
 

Рис. 5. Диаграмма уровней магистрали

5. Влияние разброса длин усилительных участков на величину помех в канале

 

При проектировании и строительстве линий передач  всегда стремятся к равномерному размещению усилительных пунктов на магистрали при номинальной длине  усилительных участков, обеспечивающих минимум помех в конце канала. Однако выполнить это не всегда возможно, и поэтому будет иметь место  разброс длин усилительных участков относительно их номинального значения, что приводит к увеличению мощности помех.

Увеличение  мощности собственных помех из-за разброса длин усилительных участков можно оценить потерей помехозащищенности.

Максимально допустимый разброс затуханий усилительных участков: .

 Потеря помехозащищенности равна:

.

4. Помехи  в каналах и  трактах АСП и  их нормирование

 

Правильность  расстановки усилительных пунктов  на магистрали проверяется путем  расчета ожидаемой мощности помех  линейного тракта и сравнения  ее с допустимой. Помехи линейного  тракта систем передачи по симметричным кабелям складываются из помех от линейных и нелинейных переходов и из собственных помех. Для систем передачи по КК мощностью помех от линейных переходов можно пренебречь.

3. Эталонные гипотетические цепи

 

Основой расчета шумовых характеристик  составных частей АСП служат эталонные  гипотетические цепи (ЭГЦ), которые  ставятся в соответствие реальным магистралям.

Эталонные гипотетические цепи необходимы для  определения таких показателей  АСП, как допустимые тепловые помехи на входе линейных усилителей, номинальная  длина усилительных участков, уровни передач, затухания нелинейности по гармоникам и т. п.

Помехи  в каналах АСП слагаются из помех линейного тракта и помех  оконечных и переприемных станций. Помехи линейного тракта состоят из собственных помех, помех линейных и нелинейных переходов.

Собственные помехи состоят из тепловых шумов  и шумов транзисторов. Причиной помех  линейных переходов являются электромагнитные связи между отдельными цепями. Помехи нелинейных переходов обусловлены нелинейностью амплитудных характеристик групповых линейных усилителей.

Величина  помех в каналах АСП зависит  от структуры и протяженности  линейного тракта.

Для коаксиального  кабеля мощности помех равны следующим  значениям:

• мощность помех линейного тракта: ;
• мощность собственных помех: ;
• мощность помех нелинейных переходов: .

4. Расчет  допустимой мощности помех

 

Допустимая  мощность помех линейного тракта для канала длиной L км :

.

Мощность  помех двух оконечных станций:

  .

Псофометрическое  значение допустимой мощности:

.

Допустимая  мощность помех:

.

Уровень допустимой мощности помех:

.

  
 

5. Расчет  ожидаемой мощности собственных помех

 

Собственные помехи в каналах и трактах  АСП носят флуктуационный характер. К ним относятся тепловые шумы резисторов, а также дробовые шумы электронных ламп и транзисторов.

Собственные помехи в кабельной магистрали определяются абсолютным уровнем собственных  помех, приведенных к входу усилителей, усилением усилителей и числом усилительных участков. 

Защищенность  от собственных помех для одиночного участка на выходе усилителя:

.

Мощность  собственных помех на выходе одного усилительного участка в ТНОУ:

.

Суммарная мощность собственных помех на выходе канала в ТНОУ:

.

6. Расчет  ожидаемой мощности от нелинейных переходов

 

Основными источниками помех нелинейного  происхождения являются линейные усилители. Благодаря глубокой отрицательной  обратной связи нелинейность усилителей очень незначительна. Однако, вследствие большого количества усилителей, приходиться  считаться с продуктами нелинейности второго и третьего порядка.

Нелинейные  продукты третьего порядка бывают первого  и второго родов. Мощности продуктов  нелинейности вычисляют отдельно, т. к. законы их суммирования различны.

.

Нормированная частота:

.

Нормированная спектральная плотность нелинейных помех:

;

;

.

Номинальное усиление в ТНОУ:

.

Коэффициенты  затухания нелинейности по 2-ой и 3-ей гармоникам при номинальном усилении:

;

.

Ширина  спектра сигнала:

.

Ширина  линейного спектра:

.

Число усилительных участков:

.

Число секций ОУП-ОУП на магистрали:

.

Число усилительных участков в секции ОУП-ОУП: в первой ОУП-ОУП , а во второй секции _.

Отдельные виды помех от нелинейных переходов:

;

;

.

Общая мощность помех от нелинейных переходов  на выходе канала в ТНОУ:

.

7. Расчет  суммарной ожидаемой  мощности помех в  канале

 

Мощность  помех двух оконечных станций:

.

Расчет  суммарной мощности помех в канале производится путем суммирования всех вычисленных ранее составляющих:

.

.

, следовательно, размещение усилительных пунктов произведено правильно.

         По ожидаемой и допустимой  мощности помех линейного тракта  для ТНОУ определим соответствующий  уровень помех:

.

Запас по защищенности:

.

8. Влияние погрешности настройки  АСП на помехозащищенность каналов

 

Оценим  увеличение мощности собственных и  нелинейных помех в конце канала вследствие погрешности настройки АСП. Рассмотрим влияние различных факторов на помехозащищенность каналов:

1. Отклонение диаграммы уровней вследствие неточного соответствия АЧХ

линейных усилителей и кабеля, т.е. вследствие неточности коррекции.  

;

- регулярная составляющая коррекции;

.

2. Отклонение диаграммы уровней из-за неточной работы температурных АРУ.

;

;

.

3. Отклонение диаграммы уровней вследствие неточной работы АРУ по току КЧ.

.

4. Отклонение диаграммы уровней вследствие температурной нестабильности

усилителей.

;

.

5. Отклонение диаграммы уровней вследствие неточности ее измерения и настройки.

.

 Суммарная  потеря помехозащищенности составит:

.

Относительное увеличение мощности помех вследствие погрешности коррекции, настройки  и измерений:

.

5. Предыскажение уровня передачи

 

В реальных АСП затухание в линии зависит  от частоты, причем с увеличением  частоты затухание увеличивается. Это приводит к тому, что каналы, расположенные в верхней части  спектра, имеют меньшую защищенность от собственных помех, чем каналы, расположенные в нижней части. Для  повышения защищенности верхних  по частоте каналов АСП, работающих по симметричным и коаксиальным кабелям, применяется предыскажение уровней  передачи.

В АСП  по коаксиальным кабелям часто находит  применение закон предыскажения, при  котором уровень передачи по верхнему по частоте каналу сохраняется неизменным, а уровни нижних каналов снижаются, т.к. при этом возможно увеличение числа НУП на секции ОУП-ОУП при заданной мощности источников дистанционного питания, а снижение загрузки позволяет понизить требования к затуханию нелинейности линейных усилителей.

Рассмотрим  влияние предыскажений уровня передачи на среднюю мощность многоканального  сигнала, а также среднюю мощность нелинейных помех для случая линейного  предыскажеия.

3. Влияние предыскажения уровня передачи на среднюю  мощность многоканального сигнала

 

Предыскаженный  многоканальный сигнал можно рассматривать  как результат прохождения группового сигнала через линейную инерционную  систему с коэффициентом передачи по мощности .

;

Коэффициент передачи по мощности

 
 

 

Рис. 6. График коэффициента передачи по мощности 

;

;

.

4. Влияние предыскажений уровня передачи на среднюю  мощность нелинейных помех

 

Из вышеизложенного  следует, что  определяет не только коэффициент передачи группового сигнала, но и мощность не линейных помех. Поэтому

;

;

;