Многоканальная связь на железнодорожном транспорте (стр. 4 из 4)
Б
Определить мощности, мощность и напряжение сигнала в различных точках тракта передачи по уровням напряжения в этих точках.
Исходные данные:
Сопротивление R, кОм:
0,65
1,4
1,2
0,9
Абсолютный уровень p, дБ:
+1,5
–2,1
–7,3
+1,8
Решение
Рисунок 2.6 – Условный тракт
Уровень мощности в определённой точке связан с уровнем напряжения соотношением:
, где (2.8)в качестве Zн будет выступать входное сопротивление четырёхполюсника в соответствующей точке (R). Значение мощности и напряжения определяются по формулам:
Произведём расчёты для четырёх точек.
Уровнем сигнала называется логарифмическое отношение мощности, напряжения или тока в данной точке цепи Px, Ux, Ix к мощности, напряжению или току, которые приняты за исходные P0, U0, I0:
В зависимости от значений величин, принятых за исходные, различают абсолютный, относительный и измерительный уровни.
Абсолютным называется уровень, когда за исходные величины приняты мощность P0 = 1 мВт, напряжение U0 = 0, 755 B и ток I0 = 1,29 мА. Значения U0 и I0 определены на основе Р0 = 1 мВт для величины сопротивления нагрузки Rн = 600 Ом, так как входное и выходное сопротивления большинства устройств связи имеет величину 600 Ом.
Относительным называется уровень, определяемый в точке x системы при значениях Р0, U0, I0, соответствующих величинам в некоторой другой точке цепи, принятой за исходную.
Измерительным уровнем называют абсолютный уровень в какой-либо точке системы при условии, что на ее вход подан сигнал с нулевым уровнем.
Согласно рекомендации МККТТ эффективно пропускаемой полосой канала ТЧ называется полоса, неравномерность остаточного затухания которой на крайних частотах не превышает величину 8,7 дБ. Эффективная полоса канала ТЧ 0,3 – 3,4 кГц, а эффективная полоса пропускания первичного широкополосного канала 60 – 108 кГц.
Значение уровня передачи на входе четырёхполюсника канала ТЧ нормируется равным 13 дБ, а на выходе – 4 дБ.
Задача 2.4
Определить запас устойчивости канала при заданных условиях работы.
Исходные данные:
Сопротивление нагрузки с линейной стороны.
Модуль сопротивления zл:
|zл1| = 1,3 кОм,
|zл2| = 0,95 кОм.
Угол сопротивления:
φл1 = –12 град,
φл2 = +27 град.
Сопротивление нагрузки с балансовой стороны.
Модуль сопротивления zб:
|zб1| = 1,4 кОм,
|zб2| = 1,7 кОм.
Угол сопротивления:
φб1 = –4 град,
φб2 = –12 град.
Усиление в канале:
S1 = 4,5 дБ,
S2 = 2,5 дБ.
Затухание удлинителей:
α1 = 4,1 дБ,
α2 = 2,1 дБ.
Решение.
Рисунок 2.7 – Схема двухстороннего канала ТЧ
Запас устойчивости двухстороннего канала связи
, рассчитывается из условия: 
,где
– балансовое затухание дифференциальной системы; 
– разность уровней на входе и выходе канала связи.Для заданной схемы выражение для запаса устойчивости запишется так:
, 
,где
– затухание транзитных удлинителей (принимаем равным 3,5 дБ); 
– затухание дифференциальной системы в направлении передачи и приёма (принимаем равным 3 дБ). 
(2.9)В нормальном режиме на вход двухстороннего канала связи подаётся сигнал с уровнем 0 дБ. На приёме уровень составляет –7 дБ. В этом случае остаточное затухание:
Запас устойчивости при этом:
. (2.10)Рассчитываем значение балансовых затуханий дифсистем, а также по формулам (2.9) и (2.10) запас устойчивости
для заданной схемы и запас устойчивости 
в нормальном режиме соответственно: 
Из расчётов видно, что запас устойчивости для заданной схемы
= 27,115 дБ не удовлетворяет норме ( = 4,415 дБ), поэтому необходимо увеличить балансные сопротивления дифсистемы. 
Рисунок 2.8 – Схема двухстороннего канала связи
Усиление усилителей: S1 = S2 = 4,3 – (–13) = 17,3 дБ
Затухание удлинителей:
, 
.Для перехода с четырёхпроводных каналов на двухпроводные используется дифференциальные системы. Включение дифсистемы создаёт кольцевую замкнутую цепь – цепь обратной связи, охватывающую весь двухсторонний канал связи.
Наличие в каналах связи усилительных элементов и цепи обратной связи может привести к появлению самовозбуждения. Возможность самовозбуждения (генерации) схемы зависит от соотношения усилений и затуханий в цепи обратной связи. Устойчивым канал будет только в том случае, если сумма всех усилителей в цепи обратной связи будет меньше, чем сумма всех затуханий, включённых в эту цепь. Поэтому в канале ТЧ устанавливается остаточное затухание, а не усиление.
По нормам, величина запаса устойчивости
для дуплексных усилителей НЧ должна быть не менее 0,2 Нп (1,74 дБ).При таком способе определения устойчивости каналов связи возможно судить только об устойчивости канала связи в целом, но пользоваться им, чтоб установить как изменяется устойчивость канала связи по всей передаваемой по нему полосе частот, нельзя. Для этого существует другой способ – метод анализа устойчивости работы каналов связи.
Список используемых источников:
1. Тюрин В.Л., Листов В.Н., Дьяков Д.В. Многоканальная связь на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1980.