Расчет внешней диаграммы измерительных уровней канала передачи. Увеличение уровня передачи групповых и линейных усилителей

Задание 1

1.Расчитайте  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

Определите, во сколько раз мощность сигнала на входе первого промежуточного усилителя меньше мощности сигнала на выходе  оконечного оборудования передачи.

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

4.Дайте письменный ответ на следующий вопрос:

К чему может привести : а) увеличение уровня передачи групповых и линейных усилителей ?; б) снижение их уровней приёма ?.

Исходные данные: затухание последнего усилительного участка

измерительный уровень на выходе оконечного оборудования передачи ;

входное сопротивление усилителя

затухание участков цепи

измерительный уровень на выходе канала

Ответ:

1.Рассчитаем диаграмму уровней:

Диаграмма уровней приведена на рисунке 1.                                    

2.Мощность сигнала на входе первого промежуточного усилителя

Уровень напряжения сигнала на входе первого промежуточного усилителя

Тогда абсолютный уровень напряжения сигнала на входе первого промежуточного усилителя:

Разность между уровнями мощности сигнала на выходе оконечного оборудования передачи и на входе первого промежуточного усилителя  численно равна  величине затухания  вносимого первым участком цепи  и составляет 40 дБ. Перейдем от логарифмических единиц к натуральным:

тогда

Таким образом, мощность сигнала на входе первого промежуточного усилителя меньше мощности сигнала на выходе  оконечного оборудования передачи в 10000 раз.

3.Остаточное затухание в соответствии с [2] c.19, определяется как разность между суммой всех затуханий  и усилений  в канале на определённой частоте или как разность между входным и выходным уровнями:

Номинальная величина остаточного затухания двухпроводного канала составляет 7 дБ, следоватнльно остаточное затухание данного канала  больше номинального.

4.Повышение уровней сигналов на выходах усилителей может привести к их перегрузке и резкому возрастанию нелинейных искажений, а снижение уровней на их выходах – к уменьшению помехозащищенности:

где   - соответственно мощность и уровень мощности сигнала на входе усилителя;

  - соответственно мощность и уровень мощности помехи в этой же точке.

Помехами называются посторонние электрические колебания, частотные спектры которых частично или полностью совпадают  со спектрами полезных сигналов. В системах с ЧРК основными видами помех являются собственные помехи и помехи от нелинейных переходов. Первая категория помех включает в себя две составляющие , имеющие сходную физическую природу : тепловой шум и шум усилительных элементов. Тепловой шум обусловлен тепловым хаотическим движением электронов в проводниках .В результате этого движения на концах проводника даже при отсутствии каких – либо внешних ЭДС  создаётся падение напряжения . Тепловой шум является гауссовским случайным процессом без постоянной составляющей и с равномерным энергетическим спектром в широком спектре частот. Мощность теплового шума, которую его источник выделяет на согласованном с ним не шумящем активном сопротивлении , оценивается по формуле

Шумы усилительных элементов возникают в основном из-за дробового эффекта  и теплового шума базы. Дробовой эффект обусловлен неравномерностью электронного потока, испускаемого эмиттером транзистора, и случайным характером перераспределения тока между коллектором и базой.

Уровень собственной помехи приведённой ко входу усилителя  , не зависит от уровня сигнала. Поэтому защищенность от собственной помехи линейно возрастает с увеличением уровня приёма :

Нелинейность амплитудных характеристик устройств входящих в состав группового тракта аппаратуры с ЧРК является причиной возникновения нелинейных переходов . Наличие нелинейности приводит к появлению на выходе четырёхполюсника спектральных составляющих, отсутствующих в спектре колебания на его входе.

Вход канала                                                                    Выход канала