Помехи в линейных трактах и каналах многоканальных систем передачи с ЧРК

ГЛАВА 3. ПОМЕХИ В ЛИНЕЙНЫХ ТРАКТАХ И КАНАЛАХ

МНОГОКАНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ С ЧРК

3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОМЕХ

Помеха - постороннее электрическое колебание, мешающее приему передаваемых сигналов. В зависимости от характера воздействия на сигнал различают аддитивные и мультипликативные помехи. Аддитивной помехой называют случайные ЭДС, возникающие в каналах и трактах. Они суммируются с полезным сигналом Uc(t) и в точку приема (выход канала передачи или тракта) поступает сигнал с напряжением

Мультипликативными помехами называют случайные изменения коэффициента передачи канала (тракта) во времени. В этом случае в точке приема напряжение сигнала

где kп- коэффициент передачи тракта.

Рис. 2.22. Токи ОС при двухпроводном однополосном линейном тракте

Помехи, кроме того, классифицируются по форме колебания, спектру частот, месту возникновения и мешающему воздействию. По форме колебания различают непрерывные и импульсные помехи. Пиковое значение последних может в сотни и тысячи раз превышать их среднее значение. Пиковое значение непрерывных помех может превышать их среднее значение в несколько десятков раз.

По спектру частот различают помехи со сплошным (типа "белого шума") и дискретным спектром. В частности, помехи флуктуационного характера (собственные помехи) имеют сплошной и приблизительно равномерный спектр, а помехи от электрофицированного транспорта, высоковольтных линий, электропитающих установок и т.п.- дискретный.

По мес возникновения помехи разделяются на внутренние и внешние. Первые создаются в самой аппаратуре СП. К ним относятся, например, собственные помехи, помехи нелинейного происхождения, помехи из-за плохих контактов в местах соединений и т. п. Внешние помехи проникают в каналы или тракты извне. Причиной таких помех может быть взаимное влияние между параллельными цепями связи (помехи от линейных переходов) влияние радиостанций, помехи от промышленных установок, электрофицированного транспорта, грозовых разрядов и т. д.

По мешающему действию различают помехи в виде шума и переходного разговора. При передаче речевых сигналов шум маскирует слабые составляющие сигналов, уменьшая разборчивость речи, которая воспринимается на фоне шорохов, потрескиваний, щелчков и т. п. Наиболее опасным видом помехи при передаче речевых сигналов является переходный разговор. Различают помехи в виде внятного и невнятного переходного разговора. Внятный переходный разговор прослушивается в других каналах в паузах речи, отвлекая внимание абонентов и нарушая секретность связи. Невнятный переходный разговор менее опасен, так как он прослушивается в виде шума.

При передаче дискретных сигналов помехи снижают достоверность передаваемой информации, а при передаче изображений - различимость их деталей.

3.2. ОЦЕНКА И НОРМИРОВАНИЕ ПОМЕХ

Для оценки мешающего действия помех необходимо произвести сравнение величин помехи и полезного сигнала. Для этой цели используется понятие помехозащищенности (чаще используется термин "защищенность"):

где Рс, Рn, рс и рn- мощности и уровни сигнала и помехи соответственно. Использование защищенности особенно удобно при оценке помех в виде переходных разговоров.

Влияние помех можно также оценить по величине напряжения или мощности помех в точке с известным относительным уровнем передачи, который определяет мощность полезного сигнала. При передаче речевых сигналов следует учитывать, что мешающее действие помех зависит не только от их мощности, но и от частоты, так как чувствительность уха и телефона различна на разных частотах и максимальна в спектре частот 0,8...1,2 кГц.

На рис. 3.1 приведена характеристика чувствительности системы "ухо - телефон", рекомендованная МККТТ в 1965 г. Для учета указанного обстоятельства вводится понятие псофометрического напряжения помехи, которое определяется как напряжение с частотой 800 Гц, мешающее действие которого эквивалентно мешающему действию всех составляющих спектра помехи.

Псофометрическое напряжение помехи в канале передачи с эффективно передаваемой полосой частот от f1 до f2 можно рассчитать по формуле

где k_f- коэффициент чувствительности, определяемый из рис.3.1; U_пf-спектральная плотность помехи. Для помехи с равномерным спектром Unf=Un=costn. Тогда Unnc=kncUn.

Здесь Un- действующее значение помехи; kпс=- псофометрический коэффициент, который для стандартного канала ТЧ с эффективно передаваемой полосой 0,3...3,4 кГц равен 0,75.

Псофометрическое напряжение помехи измеряется псофометром, представляющим собой вольтметр с квадратичным детектором, на входе, которого включен взвешивающий контур (фильтр). Частотная характеристика коэффициента передачи этого контура соответствует кривой чувствительности, изображенной на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Характеристика  чувствительности системы "ухо - телефон"

Наряду с псофометрическим напряжением для оценки помех широко используется псофометрическая мощность

где Рп- действующее значение мощности помехи. Обычно интересуются псофометрической мощностью помехи в точке нулевого относительного уровня (ТНОУ). Эта мощность легко пересчитывается для точки с любым другим относительным уровнем:

              (3.1)

При измерении помех в телевизионных каналах на входе вольтметра устанавливается взвешивающий контур, учитывающий частотную характеристику чувствительности глаза. В каналах передачи  факсимильных и дискретных сигналов помехи оцениваются действующим  значением напряжения и их статистическими характеристиками.

1     Для суждения о качестве канала или тракта необходимо сравнить измеренную или вычисленную интенсивность помехи (например, ее псофометрическую мощность в ТНОУ) с существующими нормами на данную величину. При этом следует иметь в виду, что величина помех существенно зависит от протяженности канала или тракта. Эта зависимость вызвана накоплением  помех от разных усилительных участков на выходе канала передачи (тракта). Подробно вопрос накопления помех рассматривается x3.6, 3.9 и 3.10.

С увеличением протяженности канала передачи возрастает число усилительных участков и, как следствие, мощность помех  на выходе канала. Помехи возникают как в линейном тракте СП, так и в преобразовательном и усилительном оборудовании оконечных и переприемных станций. На последних может осуществляться переприем (транзит) сигналов, передаваемых по отдельным каналам ТЧ (транзит по ТЧ), или групповых сигналов в  спектрах стандартных групп (транзит по первичным, вторичным  или третичным группам - ПГ, ВГ или ТГ). Переприемные станции разных типов содержат разный объем преобразовательного оборудования и, следовательно, создают помехи разной интенсивности. (Виды и особенности транзитных соединений подробно рассмотрены в x 3.5.) При установлении норм на величину помех указанные обстоятельства учитываются введением так называемых эталонных (или номинальных) цепей. Для этих цепей иногда используется термин "гипотетические цепи".