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

70775. Определение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса 170.5 KB
  Цель работы: Изучить явление переноса на примере внутреннего трения; определить динамический и кинематический коэффициент вязкости жидкости. Для явления внутреннего трения справедлив закон Ньютона: градиент скорости динамический коэффициент вязкости...
70776. Изучение основных схем включения операционных усилителей 125.5 KB
  ОУ выполняются в виде интегральной полупроводниковой микросхемы которая содержит несколько транзисторных каскадов усиления напряжения причем входной каскад всегда выполняется по дифференциальной параллельно-симметричной схеме выходной каскад усиления тока и цепи...
70777. Исследование входных и выходных характеристик транзисторов 104.5 KB
  Для данного транзистора используя справочные данные определить тип цоколевку и выписать эксплуатационные параметры. Составить принципиальную схему для исследования входных и выходных характеристик транзистора в схеме с общим эмиттером с учетом его структуры.
70778. Исследование диаграмм срыва и нагрузочных характеристик автогенератора 157.5 KB
  В начале данной лабораторной работы были сняты зависимости амплитуды переменного напряжения на управляющем электроде затворе полевого транзистора от напряжения смещения при двух коэффициентов включения К1=15 и К2=05.
70779. ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ 912 KB
  В него включены лабораторные работы по следующим разделам курса ТОЭ: переходные процессы в электрических цепях нелинейные электрические цепи теория электромагнитного поля. Сборку электрической цепи рекомендуется производить в следующей последовательности...
70783. Введение в UNIX 98.45 KB
  Цель первого занятия на практике изучить или повторить если эта тема уже освещалась в курсе Операционные системы основные команды и утилиты UNIXподобных операционных систем. программы команды Основные команды.