22048

Одно и двухнаправленные системы передачи

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Для компенсации потерь и коррекции фазочастотных искажений сигнала через определенные расстояния в линию включаются линейные усилители. Схемы включения дифференциальных трансформаторов Основное назначение РУ обеспечить передачу сигнала в направлении клемм от 11 к 33 с малыми потерями и прием сигнала с клемм 44 к 11. Конечная величина затухания a43 приводит к тому что часть сигнала из передающей пары проводников переходит в приемные проводники действие на ближнем конце. Неполное согласование РУ на дальнем конце...

Русский

2013-08-04

222 KB

9 чел.

Лекция №4

Одно и двухнаправленные системы передачи

         В системах связи (особенно телефонной) наиболее часто возникает необходимость одновременной передачи сигналов между абонентами в обоих направлениях, т.е. канал связи должен быть двустороннего действия. Такая связь называется дуплексной и может быть обеспечена по четырехпроводной линии. По одной паре проводников (или по одному коаксиальному кабелю) осуществляется передача в одном направлении, а по другой – в обратном. Каждая пара образует канал одностороннего действия. С увеличением расстояния растут потери в линии. Для компенсации потерь и коррекции фазочастотных искажений сигнала через определенные расстояния в линию включаются линейные усилители. Усиление в усилителях происходит только в одном направлении – с входа на выход. Поэтому сигналы на передачу и на прием необходимо усиливать отдельными усилителями. Таким образом, четырехпроводная система связи образуется из двух каналов одностороннего действия, какэто показано на рис. 4.1. Окончание этого канала называют четырехпроводным окончанием канала ТЧ. Дуплексную связь можно осуществить и по одной паре проводников на сравнительно небольшие расстояния, на которых потери еще невелики. Именно такая двухпроводная абонентская линия подведена к обычным телефонным аппаратам. Для выделения из двухпроводной линии сигналов противоположных направлений используется так называемое развязывающее устройство (РУ). С помощью РУ осуществляется подключение двухпроводного окончания к четырехпроводному (см. рис. 4.1).

Рис. 1. Структурная схема канала двустороннего действия

с двухпроводным окончанием

РУ обычно строится на основе мостовой схемы с использованием дифференциального трансформатора, а в простейших случаях на сопротивлениях. Такое устройство еще называют дифференциальной системой (ДС).

                                       Рис.4.2.  Схемы включения дифференциальных трансформаторов

       

       Основное назначение РУ – обеспечить передачу сигнала в направлении клемм от 1-1 к 3-3 с малыми потерями и прием сигнала с клемм 4-4 к 1-1. В направлении от 3-3 к 4-4 (и наоборот) – должно обеспечиваться большое затухание для ослабления действия линий одностороннего действия друг на друга.

       Рассмотрим подробнее работу мостовой схемы с дифференциальным трансформатором.

                          

 

       

    В сбалансированной системе падение напряжения на клеммах 1-1 (сюда входит сопротивление абонентской линии совместно с сопротивлением оборудования пользователя) равно падению напряжения на балансном сопротивлении.  Условием баланса развязывающего устройства будет: I1*ZАЛ=I2*Zб. Так как в индуктивностях L1 и L2 токи протекают в противоположных направлениях, то напряжение U4-3, наводимое ими в индуктивности L3, определяется разностью напряжений на индуктивностях L1 и L2. В идеальном случае сигнал с клемм 4-4 не должен проникать в канал передачи на клеммы 3-3, т.е. напряжение U4-3  должно быть равным нулю.

     Через РУ сигнал должен проходить в направлениях от клемм 1-1 к клеммам 3-3 и от клемм 4-4 к клеммам 1-1. Затухания в этих направлениях:

      a4-1=a1-4=10lgP4/P1=10lg(1+m)/m

      a4-2=a2-4=10lgP4/P2=10 lg(1+m)

      a4-3=a3-4=10lgP4/P3.

     При идеальном согласовании сигнал с клемм 4-4 на клеммы 3-3 не передается и P3=0. В этом случае a4-3=a3-4=. На практике в широком диапазоне частот обеспечить согласование и баланс плеч моста не удается и всегда есть влияние между клеммами 3и 4, т.е. a4-3=a3-4 . Для улучшения балансировки при удаленных абонентах 2-х проводных окончаний используют так называемые удлинители, вносящие необходимое затухание и согласование сопротивлений.

       Конечная величина затухания a4-3 приводит к тому, что часть сигнала из передающей пары проводников переходит в приемные проводники ( действие на ближнем конце). Причем, это влияние при плохой балансировке РУ может быть значительно больше, чем помех, наводимых из пары в пару за счет линейных переходов. При больших расстояниях в линии могут использоваться несколько усилительных пунктов, где тоже могут быть развязывающие устройства. Их неполная балансировка тоже добавит переходных помех. Неполное согласование РУ на дальнем конце (у абонента Б) приводит к тому, что часть сигнала, пришедшего от абонента А проходит в канал на передачу от абонента Б. Эта часть вновь возвращается к абоненту А. Таким образом возникает замкнутая петля связи (петлевое усиление). При наличии нескольких усилительных пунктов возникает несколько замкнутых петель.

      Такую систему можно   рассматривать как систему уси-

ления с обратной связью (в нашем случае паразитной).  

Одно (любое) направление можно принять за направление

усиления с усилением К1, а другое, как цепь обратной связи с коэффициентом передачи Кос.

Тогда в направлении усиления (например от абонента А к абоненту Б) можно записать:

                             Кус= К1 / 1-Т,

где Т=10 0,05 (К1+К2-a3-4-a4-3  ) e j  -  петлевое усиление. Из теории усилителей с обратной связью известно, что из-за частотной зависимости T= f ( ), а также коэффициентов  усиления К1 ; К2 и затуханий a4-3; a3-4 в знаменателе знак может меняться и модуль Кус будет также зависеть от частоты. График модуля принимает волнообразный характер.

К= К1 – Кус  = 20 lg[ 1 – 10 –0,05 Xуст e j ],

где Xуст = (а4-3 + а3-4 ) – (К12) – запас устойчивости системы. По абсолютной величине запас устойчивости должен быть выше некоторого порогового уровня Хпор . Эта величина в системах передачи рассчитывается и проверяется в процессе эксплуатации. Значение Хпор обычно не менее 40 дБ. Запас устойчивости необходим для предотвращения возможного самовозбуждения в системе. Для увеличения запаса устойчивости специально вводят пассивные или автоматически подключаемые ослабители- аттенюаторы (dB) в разных местах системы. Места их подключения зависят от конкретных условий согласования тракта.

        Другим неприятным следствием переходного влияния является появление «эхо – сигнала». Например, сигнал от говорящего абонента А (ближний конец) проходит по линии и с некоторым затуханием передается на дальнем конце В из точек 3-3 в точки 4-4 (за счет конечной величины а3-4). Сигнал хоть и будет ослаблен, но он может быть вполне достаточным, чтобы, пройдя по обратной линии быть услышанным самим говорящим. Это будет «первое эхо» говорящего. За счет конечной развязки РУ на ближнем конце часть эхо-сигнала вновь попадет в канал передачи и через время распространения по каналу будет вновь услышан  на дальнем конце. Это «первое эхо слушающего». Таких, постепенно угасающих эхо сигналов, в плохо сбалансированной системе может быть слышно не один раз. Это сильно ухудшает разборчивость речи и психологически мешает вести переговоры. Из практики, если задержка эхо сигнала (туда-обратно) не превышает 30 мс, а уровень эха мал, то влияние эхо сигнала пренебрежимо. Если задержка выше, то приходится применять специальные эхозаградители. Они подключатся в разговорный тракт автоматически, если пойдет эхо сигнал от слушающего абонента к передающему. Но если слушающий вдруг заговорит, то заградитель может не успевать отключиться и часть слова будет «обрезано». В этом недостаток применения эхозаградителей.

        Для лучшего согласования РУ с абонентской стороны в двупроводном окончании могут устанавливаться дополнительные резистивные аттенюаторы, называемые транзитные (или телефонные) удлинители.

        Для устойчивой работы системы необходимо выполнять условия как по согласованию РУ, так и условия по уровням ослаблений и усилений сигнала. Уровни входных и выходных сигналов в 2-х проводных и 4-х проводных окончаниях нормируются. Обычно за 0 Дб принимается уровень передаваемого сигнала на выходе  2-х проводного окончания.

       Для каждого типа соединений имеются нормативы. Например, для телефонного канала сигнал на выходе  и входе АТС должен иметь затухания:

  •  на передачу  0 дБ;
  •  на прием  -7дБ.

 Число усилительных пунктов обычно не должно превышать пяти.

 Распределение ослаблений по телефонному каналу показано на приведенном рисунке.

(

(

РУ

РУ

Канал одностороннего

          действия

 Канал одностороннего

          действия

Zб

Zб

4

4

4

33

2

2

4

33

33

33

2

2

1

1

1

1

АБ 1

АБ 2

Zб

1

а

4

4

3

3

2

2

1

4

3

3

2

2

1

1

4

4

3

3

2

2

1

1

4

Прием

Передача

Прием

Передача

Zб

Zб

R3

R3

б

в

    R4

    R4

R i

R i

R i

W1

W2

W0

1

2

I1

I0

4

4

3

3

2

2

1

1

Абонентская

линия

Zб

На прием

На передачу

Z1=ZАЛ+jL1;   Z2=Zб+jL2.   Z2=mZ1

 Со стороны клемм 4-4 входное сопротивление:

Zвх 4=Z1*Z2/(Z1+Z2)=m/1+m

I1=U4/Z1;    I2=U4/Z2;  отсюда

I1/I2=Z2/Z1=m – коэффициент трансформации.

L3

L2

L1

dB

РУ

РУ

dB

  К1

К2

Б

А

Кмин

Кмакс

К1

f

K

Распр.

шкаф

А Т С

Устройство кабельного

ввода

Кросс

Распр.

шкаф

К другим АТС

На улице на группу домов

Распределит.

Колодки в подъезде

Многопарный

кабель

Канал ТЧ

Канал ТЧ

dB

dB

dB

dB

АТС

АТС

ТУ

ТУ

0 дБм

-7 дБм

-13 дБм

+4 дБм

+4 дБм

-13 дБм

-3,5 дБм

-3,5 дБм

-7 дБм

0 дБм


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

61665. Источники света. Распространение света 20.34 KB
  Распространение света. Задачи Обучающие: 1 Усвоить понятие свет; 2 Узнать какие бывают источники света; 3 Иметь представление о том что такое тень и полутень. Ход урока Этапы Деятельность учителя...
61666. Мощность 19.71 KB
  Задачи: Обучающие: Создать условия для осознания и осмысления понятия мощность. Постановка темы и цели урока Ребята мы начинаем изучение новой темы Мощность. А сегодня цель нашего первого урока узнать что такое мощность...
61667. Квантовые постулаты Бора 24.64 KB
  Тип урока: изучение нового материала План урока: Организационный момент д з 12 мин Проверка д з 68 мин объяснение нового материала 15 мин Первичная проверка понимания учащимися нового материала...
61668. Метание малого меча в цель, стоя боком в направление метания 21.87 KB
  Основные задачи: 1. Научить технике метания малого мяча с места, стоя боком в направлении метания. 2. Способствовать развитию у учащихся подвижности в плечевых суставах и грудном отделе позвоночника.
61669. Метание в движущуюся цель. Бег сто метров на время 21.39 KB
  Цель:Овладение техникой броска мяча в движущуюся цель. Образовательные: - Обучение технике броска мяча; Развивающие: - Развитие координации движений, внимания; - развивать прыгучесть, ловкость, внимание.
61670. Металлургический комплекс 15.04 KB
  Цели Коррекционно-образовательные: Закреплять понятие (металлургия) Формировать понятия (цветная, черная) Закреплять навыки работы с календарем погоды Коррекционно-развивающие: Формировать умения анализировать при сравнении температуры в разные дни, используя календарь погоды.
61671. Конспект урока по гимнастике 21.64 KB
  Задачи: Обучающая (обучить акробатическому упражнению2-3 кувырка вперед, стойка на лопатках; совершенствовать акробатическое упражнение из положения лежа на спине «мост», перекат назад в группировке с последующей опорой руками за головой)...
61672. Линейные, разветвляющиеся и циклические алгоритмы в блок-схемах 26.95 KB
  Ребята здравствуйте сегодня на уроке мы изучим новую тему которая в свою очередь поможет нам закрепить и углубить знания полученные на двух прошлых уроках Но для начала проверим как вы справились с домашним заданием и немного повторим материал...
61673. Множества. Отношения между множествами 31.71 KB
  Цель обобщение и углубление изученного материала; проверка и закрепление знания о понятиях множество и элементы множества; проверка и закрепление умения устанавливать отношения между множествами сравнивать множества по числу элементов в них.