Расчет и построение внешней диаграммы измерительных уровней канала передачи. Расчет остаточного затухания канала

Государственный комитет РФ по связи и информатизации

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

___________________________________________________________________________________

Факультет многоканальной электросвязи

МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

ПЕРЕДАЧИ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Студент 5-го курса: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Группа : xxxxxx

№ студ. билета : xxxxxxxxxx

г. Новосибирск

1999

Вариант № 01.

     Задание № 1.

1.  Рассчитайте и постройте внешнюю диаграмму измерительных уровней канала передачи, структурная схема которого показана на рис. 1.

2.  Найдите мощность, напряжение и абсолютный уровень напряжения измерительного сигнала на входе первого промежуточного усилителя, если его входное сопротивление равно Rвх. Определите, во сколько раз мощность сигнала на входе первого промежуточного усилителя меньше сигнала на выходе оконечного оборудования передачи.

3.  Рассчитайте остаточное затухание канала, если измерительный уровень на его выходе составляет pквых , сравните вычисленное значение с номинальным.

4.  После выполнения задания дайте письменный ответ на один из вопросов (в соответствии с номером варианта – вопрос № 1):

1)  На каком из усилительных участков будет внесена наибольшая собственная помеха, если шумовые характеристики всех усилителей одинаковы?

   Исходные данные из таблицы 2:

-  Затухание последнего усилительного участка А4 = 38 дБ;

-  Измерительный уровень на выходе оконечного оборудования передачи pпер = - 10 дБм;

-  Входное сопротивление усилителя Rвх = 74 Ом;

-  Измерительный уровень на выходе канала pквых = - 7,0 дБм;

-  Затухание участка А1 = 30 дБ;

-  Затухание участка А2 = 35 дБ;

-  Затухание участка А3 = 41 дБ;

Решение.

1.  Так как на вход канала поступает сигнал с уровнем 0 дБм, абсолютные уровни в исследуемых точках будут являться измерительными. Рассчитываем уровни мощности в характерных точках учитывая, что на вход первого участка подается сигнал с уровнем pпер = - 10 дБм, а промежуточные усилители полностью компенсируют затухание прилегающего участка ( т.е. уровень на выходе каждого промежуточного усилителя pвыхN = - 10 дБм ). Расчет производим согласно формуле 2.7 [2]:

-  уровень на входе первого промежуточного усилителя

                    рвх1 = рвых пер – А1 = – 10 – 30 = – 40 дБм;

-  уровень на входе второго промежуточного усилителя

                    рвх2 = рвых1 – А2 = – 10 – 35 = – 45 дБм;

-  уровень на входе третьего промежуточного усилителя

                    рвх3 = рвых2 – А3 = – 10 – 41 = – 51 дБм;

-  уровень на входе оконечного оборудования приема

                    рвхпр = рвых3 – А4 = – 10 – 38 = – 48 дБм;

   По рассчитанным уровням составляем диаграмму уровней (рис. 1).

2.  В предыдущем пункте найден абсолютный уровень мощности на входе первого промежуточного усилителя:

             рвх1 = – 40 дБм

Для нахождения мощности воспользуемся формулой 2.3 [2]:

Исходя из известных значений мощности и входного сопротивления(Rвх = 74 Ом), находим напряжение на входе первого промежуточного усилителя:

Отсюда, абсолютный уровень напряжения на входе первого промежуточного усилителя (согласно 2.2 [2]):

Возможно нахождение значения абсолютного уровня напряжения на входе первого промежуточного усилителя другим методом, используя соотношение 2.4 [2]:

По известному значению абсолютного уровня напряжения возможно найти значение напряжения сигнала, пользуясь соотношением 2.3 [2]:

Очевидно, что значения, найденные разными методами, совпадают.

Уровень сигнала на выходе оконечного оборудования передачи

рвых пер = – 10 дБм, что соответствует мощности (согласно 2.3 [2]):

Находим отношение:

Мощность сигнала на входе первого промежуточного усилителя в 1000 раз меньше сигнала на выходе оконечного оборудования передачи, что соответствует затуханию участка А1 =30 дБ.

3.  Находим остаточное затухание канала как разность входного и

выходного уровней согласно 4.2 [2]:

         Аост = рквх – рквых = 0 – (– 7) = 7 дБ

Вычисленное значение остаточного затухания  канала совпадает с номинальным значением затухания двухпроводного канала связи.

4.  Наибольшая собственная помеха будет внесена на третьем усилительном участке, так усиление S3 третьего промежуточного усилителя наибольшее ( из условия промежуточный усилитель полностью компенсирует затухание прилегающего участка

S3 = А3 = 41 дБ ). Величина собственных помех усилителя в основном определяется шумами входной цепи.

Сигнал на входе усилителя можно представить как сумму полезного сигнала Рсвх, линейной помехи Рп и шумов входной цепи Рвхш:

                   Рвх = Рсвх +Рп +Рвхш

Находим мощность сигнала на выходе усилителя:

Рвых=Kу× Рвх=Kу×( Рсвх +Рп +Рвхш)=Kу× Рсвх + Kу×Рп + Kу×Рвхш, где Kу – коэффициент усиления по мощности.

Таким образом очевидно, что мощность собственных помех на выходе усилителя прямо пропорциональна величине усиления. Следовательно, наибольшие собственные помехи будут внесены на участке, требующем наибольшего усиления, то есть на третьем.

      Задание № 2.

1.  Мощность несущей на выходе амплитудного модулятора составляет Р0, глубина модуляции равна m. Определите мощность боковой. Во сколько раз мощность боковой меньше мощности несущей?

2. 
Рассчитайте и изобразите на частотной оси спектральную диаграмму сигнала на выходе схемы, показанной на рис. 2.

Рис. 2.Схема двукратного преобразования частоты.