Помехи в линейных трактах и каналах многоканальных систем передачи с ЧРК, страница 6

При наличии в кабеле пар максимальное число влияющих одноименных каналов, т. е. каналов с совпадающими спектрами, равно (- 1). Однако помехи создают только активные каналы, т. е. такие, по которым в данный момент передаются сигналы. Вероятность активного состояния т одноименных каналов из (- 1) определяется формулой биномиального распределения

                                                       (3.31)

где -вероятность активного состояния канала (=0,25).

Вероятность того, что число активных одноименных каналов не меньше т, характеризуется интегральной функцией распределения

                                                                                 (3.32)

                  а вероятность превышения числа активных каналов, равного т,

                                                                                                               (3.33)

Задаваясь величиной, можно по формулам (3.31) - (3.33) определить т. Обычно принимают =0,01.

     Полагая, что защищенности между всеми парами кабеля одинакова и что помехи от разных пар кабеля не коррелированны, т.е. что они суммируются по мощности, можно найти мощность помех на выходе -го усилителя в ТНОУ, используя выражение (3.30):

                                                           (3.34)

    На выход линейного тракта, содержащего п УУ, помехи с каждого участка приходят со случайными фазами и поэтому суммируются по мощности. Суммарная псофометрическая мощность помех, пВт, от линейных переходов на выходе линейною тракта в ТНОУ

                                                         (3.35)

Эта мощность не должна превышать значения, определяемого как часть общей допустимой псофометрической мощности помех в ТНОУ на выходе эталонной цепи длиной ,пересчитанной на длину данной линии передачи длиной:

                                                                          (3.36)

С учетом (3.35) из (3.36) можно найти оптимальную длинуУУ 1_уу , если иметь в виду, что, а п =/1_уу.

    Если длина УУ системы передачи известна, из (3.36) можно определить допустимое значение защищенности от переходных помех. Например, для систем передачи К-60П, работающих по кабелю МКС 4x4, 1_уу  =19,4 км; р_ко= -10,6 дБ; т = 4; Р_{лп(норма)} =3750 пВт псоф; =2500 км. Из (3.35) и (3.36) находим

68,3дБ. Для обеспечения некоторого запаса от помехозащищенности величина А_з1 выбирается несколько большей.

3.8. ПОМЕХИ НЕЛИНЕЙНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Возникновение помех нелинейного происхождения

    Помехи нелинейного происхождения (нелинейные помехи) возникают в групповых устройствах, содержащих нелинейные элементы – диоды, транзисторы, катушки индуктивности с ферромагнитными сердечниками и др. Основным источником помех в СП с ЧРК являются усилители линейного тракта, так как их число обычно весьма велико. При поступлении на вход нелинейного четырехполюсника группового сигнала, содержащего ряд гармонических частотных составляющих, на выходе этого четырехполюсника появляются колебания с новыми частотами – продуктами нелинейности, которых не было на входе. Частоты этих продуктов могут совпадать с частотами полезных сигналов. В со-

ответствующих каналах в данном случае появляются посторонние колебания - нелинейные помехи.

    Нелинейные свойства четырехполюсников – модуляторов, усилителей и т. д. - можно качественно оценить амплитудной характеристикой ,примерный вид которой показан на рис. 3.15. На этой характеристике можно выделить почти линейный (квазилинейный) участок при изменении выходного напряжения от  до  .При превышении этих значений

амплитудная характеристика претерпевает сравнительно резкий перегиб и создается перегрузка усилителя (или другого нелинейного четырехполюсника). Величина (соответственно мощности Р_выхп и уровень Р_выхп ), называемая порогом перегрузки, определяется МККТТ как абсолютный уровень по мощности синусоидального сигнала на выходе усилителя, увеличение которого на 1 дБ приводит к повышению уровня по мощности третьей гармоники на 20 дБ.

 Рис. 3.15. Амплитудная характеристика

    Частоты продуктов нелинейности на выходе усилителя являются либо гармониками частотных составляющих входного группового сигнала, либо комбинационными частотами вида ±nf_y ±qf_z±…), где f_x , f_y , f_z ,…-частоты составляющих входного группового сигнала. Здесь т, n, q- целые числа (0, 1, 2, …). Величина (т+п+q+…) указывает порядок продукта нелинейности.

    Мешающее действие нелинейных помех определяется мощностью и спектральным распределением продуктов нелинейности.

Расчет мощности продуктов нелинейности на выходе усилителя

    Амплитудную характеристику (АХ) нелинейного четырехполюсника (в данном случае усилителя) можно аппроксимировать степенным полиномом

          u_вых(t)=b₁u_вх(t)+b₂u²_вх(t)+b₃u³_вх(t)+b₄u⁴_вх(t)+…

При работе на квазилинейном участке АХ можно ограничиться полиномом З-й степени, так как значения коэффициентов bочень быстро убывают. Заметим, что b₁ -коэффициент усиления усилителя.

    Предполагая, что нелинейные продукты создаются в основном безынерционным выходным каскадом усилителя, можно считать, что коэффициенты b₁,  b₂ и т. д. не зависят от частоты даже в том случае, если усилитель охвачен цепью частотно-зависимой отрицательной обратной связи (ООС). Таким образом,

квазилинейный участок АХ аппроксимируется полиномом 3-й степени с постоянными коэффициентами

          u_вых(t)=b₁u_вх(t)+b₂u²_вх(t)+b₃u³_вх(t)                                         (3.37)

    Групповой сигнал на входе усилителя можно считать случайным стационарным процессом с нормальным законом распределения и сплошным спектром в диапазоне от нижней граничной частоты ₁ до  верхней ₂ . За пределами этого диапазона мощность сигнала принимается равной нулю.