книги / Многоканальная связь и РРЛ

Дифференциальный усилитель ДУ служит элементом сравне­ ния и усиления, сигнала ошибки. Нагрузкой ДУ является RC звено, с которого выходной сигнал через контакт г герконовогореле подается на затвор полевого транзистора ПТ с изолиро­ ванным затвором. Полевой транзистор управляет сигналом на входе мощного выходного транзистора Т, нагрузкой которого яв­ ляется цепь подогрева термистора. При внезайном пропадании тока КЧ реле на выходе порогового устройства ПУ разрывает цепь регулирования. Ток подогрева термистора определяется при этом величиной заряда емкости С. Время разряда этой емкости при использовании полистирольных конденсаторов и нагрузке на высокоомное входное сопротивление ПТ может быть достаточ­ но большим для длительного поддержания постоянства усиления регулируемого Л Ус (изменение усиления не более 0,02 дБ за сутки).

Эта система АРУ весьма перспективна, так как она доста­ точно проста и содержит только электронные элементы, обла­ дающие высокой надежностью. Большая часть узлов этой системы. АРУ может быть выполнена на интегральных схемах.

Системы косвенного контроля усиления применяются на ка­ бельных линиях. Поскольку между изменением температуры ка­ беля и его затуханием имеется однозначная зависимость, то ин­ формацию об изменении затухания кабеля можно получить, конт­ ролируя температуру грунта, в котором он проложен. Такая си­ стема косвенного контроля получила название температурной или грунтовой АРУ (рис. 3.14). В этой системе АРУ термодатчик, закопанный в грунт рядом с кабелем, служит регулирующим элементом, который может включаться в цепь ООС ЛУс. Пре­ имуществом температурной АРУ является ее простота и, следо­ вательно, надежность. Недостатком этой системы является воз­ можность значительной погрешности регулирования, так как цепь

бельных системтакие устройства приме­ няются только совместно с устройствами АРУ по КЧ, которые уст­ раняют погрешности температурной АРУ.

Наиболее рациональным способом совмещения в линейном тракте АРУ по КЧ и темперауурной АРУ является оборудование большей части НУП простыми, устройствами температурной АРУ и размещение АРУ по-КЧ только на ,ОУП или на некоторых НУП. В этом случае регулируемый ЛУс с АРУ по КЧ компен­

с числом каналов 3600 и 10 800 и при длинах усилительных участ­ ков соответственно 3 и 1,5 км, общее число УП в линейном трак­ те достигает многих сотен. Стремление удешевить НУП и зна­ чительно повысить их надежность привело к тому, что в большей части НУП таких систем применяются нерегулируемые ЛУс с фиксированным усилением, соответствующим затуха'нию участков КЛС при средней температуре грунта. Размещение НУП по ли­ нии осуществляется с высокой точностью, в соответствии с вы­ бранной длиной участка. Регуляторы системы автоматического регулирования усиления применяются на некоторых НУП и на всех ОУП. В таких МСП широкое распространение получил ме­ тод предрегулировки усиления. Сущность его заключается в том, что половина суммарного изменения затухания секции регули­ рования (между двумя УП с АРУ) компенсируется на ее выходе (послерегулировка), а вторая половина — на ее вход’е (предрегулировка). Отклонения диаграммы уровней в линейном тракте при предельных отклонениях температуры от средней иллюстри­

руются рис. 3.15. Пределы изменения уровней на выходах секций регулирования Арто* (диаграммы 1 и 2) уменьшаются в 2 раза

при предрегулировке (диаграммы 3 и 4). Это значительно повы­ шает защищенность как от тепловых, так и от нелинейных по­ мех, или же, при заданной помехозащищенности, позволяет уве­ личить длину секции регулирования.

Один из возможных способов реализации метода предрегули­ ровки заключается в том, что в регулирующем УП применяется как АРУ по КЧ — для послерегулировки, так и температурная

АРУ — для предрегулировки. При этом ЛУс может содержать либо два усилителя, соединенных каскадно, либо один усилитель с двумя ПАК, регулирующимися раздельно.

На регулирующих НУП системы К-3600 применяется один уси­ литель с двумя ПАК — на входе и в цепи ООС. В этой системе регулирующими НУП являются каждый пятый, т. е. 80 % НУП — нерегулируемые.

Характерной особенностью линейного тракта систем с ЧРК является то, что в них могут быть включены десятки или даже сотни ЛУс с АРУ по КЧ, управляемых общим контрольным то­ ком. Регуляторы действуют не мгновенно, а характеризуются не­ которой инерционностью. Вследствие этого при внезапном изме­ нении уровня КЧ на входе линейного тракта, например при пе­ реключении аппаратуры или подключений измерительного при­ бора, начинает работать не только ближайший (первый) регу­ лятор, но и все последующие, управляемые этим же контрольным током. Это может привести к перерегулировкам, т. е. к откло­ нениям уровня в сторону, противоположную первоначальному отклонению. После восстановления уровня КЧ первым регулято­ ром все последующие должны вернуться в свои нормальные по­ ложения. Вследствие этого восстановление уровня на выходе ЛТ может иметь характер длительного переходного процесса. Иссле­ дования показывают, что даж.е при использовании регуляторов,

амплитуд перерегулировок и длительности переходного' процесса на выходе ЛТ, кроме улучшения характеристик регуляторов, стре­ мятся уменьшить число регуляторов, управляемых одним конт­ рольным током. Это достигается, например, использованием на большей части НУП косвенной АРУ, или применением НУП без АРУ, или разделением ЛТ на участки с ограниченным числом УП, работающих от одного контрольного тока.

Изменение затухания участков линий различных типов носит сложный частотно-зависимый характер. Поэтому и регулировка усиления ЛУс должна быть частотно-зависимой. Для этого по линейному тракту, как правило, передается'несколько контроль­ ных токов с различными частотами. Каждый из этих токов управ­

ПАК, каждый из которых изменяет АЧХ во всем диапазоне пе­ редаваемых частот, контрольные частоты регулировок выбирают таким образом, чтобы они располагались вблизи частот неизмен­ ного затухания (точек поворота АЧХ) других ПАК. Так, в си­ стемах передачи по симметричному кабелю К-60П применяются

сиальным кабелям обычно используются две-три контрольные ча­ стоты. Одна из них — основная — управляет частотно-зависимой

регулировкой усиления, характер которой соответствует характе­ ру изменения затухания кабеля при изменении температуры. Эта частота располагается на верхнем крае линейного диапазона и используется в АРУ всех регулируемых УП. Дополнительные ча­ стоты в нижней части или в середине диапазона используются только на ОУП и оконечных пунктах для устранения погрешно­ сти основной АРУ в этих частях линейного диапазона. Дополни­ тельным средством устранения погрешности линейной АРУ слу­ жит АРУ в групповых трактах.

При формировании любой стандартной группы каналов (ПГ ВГ или ТГ) в ее состав на передающей оконечной станции (ОС) вводится контрольный ток, частота которого располагается в се­ редине диапазона данной группы каналов, в промежутке между каналами. В соответствии с рекомендацией МККТТ: КЧ ПГ дол­ жна быть равна 84,14 или 84,08 кГц; КЧ ВГ — 411,86 или 411,92 кГц; КЧ Т Г — 1552 кГц. Групповые контрольные токи от генераторного оборудования ОС подаются на выход ступени фор­ мирования данной группы каналов через развязывающее устрой­ ство и проходят по всему групповому тракту вместе с полезными сигналами. Уровни групповых контрольных токов контролируются только на приемной ОС на выходах усилителей приема соответ­ ствующих групп каналов. При отклонении уровня группового кон­ трольного тока от номинального значения производится автома­ тическая регулировка усиления соответствующего усилителяУровни групповых КЧ при наличии АРУ в линейном тракте из­ меняются в небольших пределах и сравнительно медленно. По­ этому пределы регулировки групповой АРУ, как правило, неве­ лики (порядка ±3,5 дБ). Для упрощения устройств групповой АРУ контроль уровней на выходах однотипных усилителей осу­ ществляется обычно с помощью общего приемника контрольного канала (ПКК), подключающегося поочередно с помощью управ­ ляющей схемы к нескольким выходам групповых трактов.

В пределах диапазона частот каждой группы каналов при­ меняется только плоская регулировка, которая в значительной степени устраняет погрешности частотно-зависимой АРУ линей­ ного тракта. Наглядное представление об уменьшении результи­ рующей погрешности линейной АРУ дает рис. 3.17, где показана АЧХ линейного тракта 300-канальной системы, в которой для

зультате работы АРУ по КЧ ВГ смещаются в положения, со­ ответствующие кривой 2. Далее, при разделении каждой ВГ на пять ПГ и использовании АРУ по КЧ ПГ результирующая ха­ рактеристика принимает вид кривой 3. В результате отклонения уровня от номинального в диапазоне 30.0-канальной системы пе­ редачи значительно уменьшаются.

4.ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КАНАЛОВ В СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ

СЧРК И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

4.1.Каналы тональной частоты

Сигналы, передаваемые по каналам' многоканальных систем передачи, неизбежно претерпевают искажения и подвергаются воздействию помех. Причинами искажений являются различные электрические свойства каналов, оцениваемые электрическими характеристиками. Чтобы искажения сигналов не превышали до­ пустимых величин с точки зрения качества их передачи, элект­ рические характеристики каналов необходимо нормировать. Необ­ ходимо нормировать и допустимую мощность помех в канале.

При нормировании характеристик каналов должна учитывать­ ся их протяженность, а также наличие транзитных соединений.

При нормировании характеристик канала ТЧ учитывается то обстоятельство, что он может быть использован для передачи телефонных сигналов, сигналов тонального телеграфирования, фототелёграфирования и дискретной информации. Одной из ос­ новных характеристик канала ТЧ является остаточное затухание. Остаточным затуханием канала называется его рабочее затуха­

противлений канала, остаточное затухание можно определить как собственное затухание канала, т. е._ как, разность уровней пере­ дачи на входе и выходе канала а0Ст=Рвх—Рвых. Нормируется остаточное затухание на частоте 800 Гц. При четырехпроводном окончании канала ТЧ номинальное (нормированное) значение уровня передачи на его входе pBX= —13 дБмО, на выходе ръых- =4 дБмО. Таким образом, номинальная величина • остаточного за­ тухания в канале ТЧ аост= —17 дБ, т. е. имеет место усиление, равное 17 дБ. Так как остаточное затухание канала не остается постоянным во времени, то нормируется величина допустимой нестабильности. Величина среднеквадратического отклонения во времени остаточного затухания от его среднего значения на ча­ стоте 800 Гц должна быть не более 1 дБ для простого канала ТЧ, т. е. без транзитных соединений, протяженностью 2500 км

при наличии в тракте АРУ. Разность между средней и номиналь­

характеристика в полосе частот канала ТЧ 0,3—3,4 кГц не будет зависеть от частоты, то АЧ искажения © канале будут отсутство­ вать. Однако в каналах ТЧ многоканальных систем передачи ве­ личина остаточного затухания на разных частотах различна, так как выполнить в полосе частот канала ТЧ частотно-независимую характеристику остаточного затухания невозможно. Этому меша­ ет много факторов и в первую очередь реальные АЧХ усилителей,

бы не более допустимых. В зависимости от числа последователь­ но соединенных простых каналов ТЧ допустимые величины пре­ вышения и снижения остаточного затухания изменяются, так как АЧИ отдельных простых каналов ТЧ суммируются. Нормируемые величины отклонения остаточного затухания Даост от значения его на частоте 800 Гц для одного и двенадцати последовательно включённых простыхканалов ТЧ приведены на рис. 4.1, а и б

соответственно. Нижняя граница выбрана из условия, чтобы при организации двухстороннего канала ни на одной из передавае­ мых частот не могла возникнуть генерация. Верхняя ступенчатая граница получена в результате исследований допустимых АЧИ при передаче по каналу телефонных сигналов. Частотная зависи­ мость отклонения остаточного затухания реального канала ТЧ должна монотонно изменяться, не выходя за нормированные пре­ делы.

Зависимость фазового сдвига, вносимого каналом, от частоты называется фазочастотной характеристикой канала. Фазочастот­

неравномерность группового времени прохождения вызывает за­ метное смещение во времени отдельных компонент звуков, что имеет место при значительных ФЧИ. Однако на передачу дис­ кретной информации ФЧИ оказывают значительное влияние, а именно, увеличивают вероятность ошибки. Поэтому допустимая неравномерность группового времени прохождения в- канале ТЧ осуществляется с учетом требований к передаче этих сигналов.. Нормируются допустимые отклонения величины группового вре­ мени прохождения сигнала на любой частоте в пределах 400— 3000 Гц ют значения его на частоте 1900 Гц. Допустимая вели­ чина неравномерности группового времени прохождения для про­ стого канала ТЧ протяженностью 2500 км приведена на рис. 4,2. Следует отметить, что, учитывая наличие переприемов, т. е. кас­

обеспечить необходимую скорость передачи с требуемой вероят­ ностью ошибки.

Нелинейные искажения в канале ТЧ возникают из-за наличия в его составе нелинейных устройств. Нелинейные искажения про­ являются в искажении формы передаваемого сигнала, а со спект­ ральной точки зрения в появлении новых частотных СОСТаВЛЯ-

ющих, отсутствующих в исходном сигнале. Степень нелинейности канала в первом приближении оценивается его амплитудной ха> рактеристикой, представляющей зависимость остаточного затуха­ ния канала от уровня на его входе при определенной частоте. Нелинейные искажения не будут превышать допустимых величин,

если амплитудная характеристика канала будет соответствовать нормированной. Нормируется она следующим образом: остаточное затухание простого канала ТЧ должно оставаться постоянным с точностью 0,3 дБ в полосе частот 0,3—3,4 кГц при изменении уровня сигнала на его входе в ТНОУ от —48 до +3,5 дБмО. При входных уровнях 9 и 20 дБмО остаточнЬе затухание должно увеличиваться не менее чем на 1,7 и 8 дБ соответственно (рис. 4.3).

Для обеспечения требуемой характеристики при уровнях вы­ ше 3,5 дБмО на входе канала включают специальные устройства — ограничители больших амплитуд, рассчитанные таким образом, чтобы при уровнях ниже 3,5 дБмО вносимое ими в канал за­ тухание было малым, а при уровнях выше 3,5 дБмО — значитель­ ным. Входной уровень, начиная с которого ограничитель боль­ ших амплитуд вносит в тракт передачи большое затухание, на­ зывается пороговым. Включение в канал ограничителя больших амплитуд вызвано необходимостью облегчить условия работы

устройств группового тракта, так как при входных уровнях, большихпорогового, значительно увеличивается их загрузка.

Наиболее объективно нелинейные искажения оцениваются ко­ эффициентом нелинейных искажений kH= V Uh-{-U\-{-LJ\-\~... f

|/гС/21+£/2г + ^ 2з + ... или затуханием нелинейности aH=201g(l/A„);, где Ui — амплитуда напряжения основной частоты; f/2, U3, 0^— амплитуды напряжений соответствующих гармоник.

При преобладании одной из гармоник нелинейные искажения оцениваются коэффициентом гармоник ktn или затуханием нели­ нейности по соответствующей гармонике arn —UrnIUi.

Коэффициент нелинейных искажений простого канала ТЧ дол­ жен быть менее 1,5% (в том числе менее 1% по третьей гар­ монике) при номинальном относительном уровне передачи тока частоты 800 Гц. При наличии п каскадно включенных простых каналов ТЧ коэффициент нелинейных искажений не должен пре­

вышать 1,51/ л%.

Оценка действия помехи любого вида производится по пажехозащищенности, для чего необходимо знать уровень полезного сигнала и помехи в той точке канала, где производится эта оценка. Так как наличие помехи в канале будет мешать приему полезного сигнала, то помехозащищенность необходимо опреде­ лять на выходе канала в точках с относительными уровнями +4 или —7 дБмО. Однако нормируют и рассчитывают напряже­ ние или мощность помехи чаще в точке с относительным нуле­ вым уровнем.

Защищенность от 'внятного переходного разговора между со­

комбинаций каналов.

Номинальные значения входного и выходного сопротивлений канала ТЧ равны 600 Ом; затухание несогласованности по от­ ношению к этому номиналу должно быть не менее 20 дБ. За­ тухание асимметрии на входе и выходе канала должно быть не менее 43 дБ.

Нормирование помех в канале ТЧ рассмотрено в § 2.2.

4.2. Двухсторонние каналы

Двухсторонние каналы, используемые в основном для пере­ дачи телефонной информации, состоят из двух встречных на­ правлений передачи канала ТЧ, объединенных с помощью диф­ ференциальных систем. Каналы ТЧ могут быть организованы по четырехпроводной однополосной или двухпроводной двухполосной системам. Токи паразитной обратной связи в каналах, организо­ ванных по четырехпроводной однополосной системе, возникают, главным образом, вследствие недостаточно полной балансировки оконечных дифференциальных систем. Токами паразитной обрат­ ной связи на промежуточных усилительных станциях за счет пе­

реходных влияний можно пренебречь, так как переходное затухание между кабельными цепями велико и значительно превы­ шает усиление. В каналах, организованных по двухпроводной двухполосной системе, токи паразитной обратной связи возникают тоже только за счет неполной балансировки оконечных диффе­ ренциальных систем. Токами обратной связи, возникающими в промежуточных усилительных пунктах, молено пренебречь, так как затухания направляющих фильтров в полосе непропускания значительно превышают сумму усилений обоих направлений пе­ редачи. Таким образом, можно считать, что в каналах двухсто­ роннего действия паразитная обратная связь возникает только из-за недостаточно полной» балансировки дифференциальных си­ стем на оконечных станциях. Токи паразитной обратной связи снижают устойчивость канала и приводят к искажениям от об­ ратной связи.

Для определения устойчивости телефонного канала рассмот­ рим его структурную схему (рис. 4.4). На этой схеме показаны нормированные значения измерительных уровней. Удлинители, включенные на входе и выходе двухпроводной части телефонного канала и называемые транзитными, обеспечивают номинальную величину остаточного затухания, так как аулл= аосг,ноы/2. Кроме того, эти удлинители облегчают условия балансировки дифферен­ циальных систем. Наконец, они позволяют при осуществлении транзитного - (каскадного) соединения нескольких телефонных ка­ налов сохранить остаточное затухание равным номинальной вели­ чине, так как в пункте осуществления транзитного соединёния эти удлинители выключаются (см. § 4.6).

Р и с. 4.4

Как видно из рис. 4.4, телефонный канал эквивалентен оди­ ночной замкнутой системе, в крторой в качестве развязывающего устройства используется дифференциальная система, и его устой­ чивость, следовательно, может быть определена из выражения <Тк=[(Ле1+ Л й)/2]—[(5i-f-52)/2]. Однако каждое из направлений лередачи (точки б—б на рис. 4.4) телефонного канала имеет