Первичные электрические сигналы и их характеристики. Уровни передачи. Эталонные значения соответствующих физических величин

Первичные электрические сигналы и их характеристики

Уровни передачи.

Уровень передачи (Р) – это параметр электрического сигнала, представляющий собой логарифм отношения двух физических величин одинаковой размерности. Если используется десятичный логарифм, то за единицу уровня передачи принимается децибел (дБ), а если натуральный – Непер (Нп). В телекоммуникационных системах (ТКС) в основном используют децибел, который может быть:

По мощности:       ;

По напряжению:   ;

По току:                 , где  - эталонные значения соответствующих физических величин.

Международным соглашением принято: мВт.

Эталонные значения напряжения и тока определяются исходя из , используя известные формулы:

Тогда:

 и ,

Где R0 – стандартные значения входных и выходных сопротивлений каналов и трактов, а также аппаратуры и её межблочных соединений, которые могут быть 50, 75, 120, 150, 600 Ом.

При R0=600 Ом: U0=0,775В и J0=1,29 мА.

Различают абсолютные, относительные и измерительные уровни передачи.

Абсолютные уровни в измеряемой точке определяются относительно эталонных значений. Следовательно, при R=600 Ом:

По мощности      , дБ

По напряжению  , дБ

По току                 , дБ

В ТКС в основном пользуются двумя абсолютными уровнями: по мощности и по напряжению.

Относительным уровнем называется уровень, вычисленный по отношению к мощности или к напряжению в начале цепи или на входе (Рвх, Uвх):

По мощности  или , дБ

По напряжению  или , дБ

Измерительные уровни служат для определения абсолютных уровней передачи с помощью измерительных приборов, называемых измерителями уровня.

Уровень будет измерительным только при совпадении выходного сопротивления измеряемого объекта с входным сопротивлением измерителя уровня, то есть при обеспечении режима нормального генератора.

Основные параметры и характеристики аналоговых первичных сигналов.

Основными аналоговыми первичными сигналами электросвязи являются: телефонный, звукового и телевизионного вещания.

Основными параметрами телефонного (речевого) сигнала являются:

Коэффициент активности, представляющий отношение времени, в течение которого мощность сигнала на выходе канала превышает заданное пороговое значение, к общему времени занятия канала для разговора. При разговоре каждый из собеседников говорит приблизительно 50% времени. Кроме того, отдельные слова, отдельные фразы отделяются паузами. Поэтому коэффициент активности составляет 0,25-0,35.

Средняя мощность телефонного сигнала Ртлф, согласно данным МСЭ (сектор телекоммуникации), в  точке с нулевым измерительным уровнем при коэффициенте активности 0,25 составляет 22мкВт. С учетом средней мощности управляющих сигналов (вызов, ответ, занятость) 10мкВт среднюю мощность телефонного сигнала принимают равной 32мкВт, то есть средний абсолютный уровень передачи

Динамический диапазон телефонного сигнала определяется отношением максимальной мощности сигнала к минимальной, выраженной в дБ:, Dс=35-40 дБ.

Пик-фактор речевого сигнала дБ. При этом Рмах, вероятность превышения которой исчезающее мала (1%), равна 2220 мкВт (+3,5дБмо).

Энергетический спектр речевого сигнала – это область частот, в которой сосредоточена основная энергия сигнала (рис.1).

Рис.1

Где   спектральная плотноть среднего квадрата звукового давления;  - порог слышимости(минимальное звуковое давление, которое начинает ощущаться человеком с нормальным слухом на частотах 600-800 Гц); Δf=1Гц.

Речь представляет собой широкополосный процесс, частотный спектр которого достигает от 50-100 Гц до 8-10 кГц, а по некоторым данным и до 20 кГц. Установлено, однако, что качество речи получается вполне удовлетворительным при ограничении спектра частотами 300-3400 Гц. Эти частоты приняты МСЭ-ТВ в качестве границ эффективного спектра речи. При такой полосе частот слоговая разборчивость составляет около 90%, разборчивость фраз – 99% и сохраняется удовлетворительная натуральность звучания.