ОПТС и С ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ Гр ОС

ОПТС и С ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ Гр ОС - 01 Автор - Иванов В. И.

УРОВНИ ПЕРЕДАЧИ Уровни передачи подразделяются на: ¡ Абсолютный ¡ Относительный ¡ Измерительный Каждый уровень подразделяется: ¡ По мощности ¡ По напряжению ¡ По току

УРОВНИ ПЕРЕДАЧИ Входные и выходные сопротивления четырехполюсников Rвх и Rвы нормируются следующими значениями: 600 Ом. , 150 (135) Ом, 75 Ом. Условия согласованного включения 4 – х полюсников R г = Rвх I; …Rвыхi - I = Rвхi ; …Rвыхn = R W = I*U на входе (выходе) различных 4 -х полюсников Теоретические и экспериментальные исследования систем связи вызывают необходимость расчета и измерения действующих значений тока I, напряжения U и полной мощности

Для расчета этих величин необходимо знать коэффициенты передачи четырехполюсников по току, напряжению и мощности, которые определяются следующим образом: Iвыхi Uвыхi W выхi КIi = ; КU i = ; KWi = . Iвхi Uвхi W вхi Если исследуемая система состоит из n четырехполюсников, то имеют место следующие соотношения, связывающие входные и выходные величины. Iвых = Iвх* КI 1* КI 2* …* KIn Uвых = Uвх* KU 1*KU 2*…*KUn Wвых= Wвх* KW 1*KW 2*…*KWn - величины, принятые за исходные при определении уровней передачи

Величины, пропорциональные носят название уровней передачи по току, напряжению и мощности и измеряются в децибелах или неперах в зависимости от того, десятичные или натуральные логарифмы используются в формулах. Величины, пропорциональные принято называть затуханиями ( усилениями ) четырехполюсников по току, напряжению и мощности. Они также измеряются в децибелах или неперах.

Абсолютные уровни передачи Абсолютные уровни по мощности, напряжению и току определяются согласно выражениям: ( д. Б ) Wо = I м. В ( д. Б , ) Uo = 0, 775 B ( д. Б ) Io = 1, 29 м. А Параметры нормального генератора W 0 = 1 м. В, U 0 = 0, 775 В, I 0 =1, 29 м. А Ro = 600 Ом ЭДС Ег = 1, 55 В Между уровнями передачи в д. Б и Нп существуют соотношения: 1 д. Б = 0, 115 Нп и 1 Нп = 8, 686 8, 7 д. Б.

Между величинами Wo , Uo и Io существует следующая связь: Из формул видно, что если известны абсолютные уровни и , то могут быть определены соответственно W , U и I. Действительно, используя операцию потенцирования, можно из формул получить: , Отношений мощностей и относительного уровня Wx / Wo 1000 10 5 2 1, 25 0, 8 0, 5 0, 1 0, 01 pом , д. Б 30 20 10 7 3 1 -1 -3 -10 -20 Если сопротивления Zх и Zо, на которых выделяются анализируемые мощности Wх и Wо одинаковы (Zх = Zо), то значения уровней передачи по мощности, напряжению и току совпадают. При различных значениях Zх и Zо, соотношение уровней мощности и напряжения определяется следующим соотношением:

Задача Рассчитать значения мощности сигнала и его уровень в указанных точках схемы. Результаты расчетов записать в таблицу № Вход Блок 1 Промежут. Блок 2 Выход п/п 1 Wвх = 5 м. Вт Ослабление на 26 Wпр = ? Усиление Wвых = ? pвх = ? д. Б pпр = ? в 4 раза pвых = ? 2 Wвх = 4 м. Вт Ослабление на 23 Wпр = ? Усиление Wвых = ? pвх = ? д. Б pпр = ? в 5 раз pвых = ? 3 Wвх = 2 м. Вт Ослабление на 16 Wпр = ? Усиление Wвых = ? pвх = ? д. Б pпр = ? в 40 раз pвых = ? 4 Wвх = 0, 5 м. Вт Ослабление на 13 Wпр = ? Усиление Wвых = ? pвх = ? д. Б pпр = ? в 20 раз pвых = ? 5 Wвх = 0, 25 м. Вт Ослабление на 7 Wпр = ? Усиление Wвых = ? pвх = ? д. Б pпр = ? в 40 раз pвых = ? 6 Wвх = 0, 2 м. Вт Ослабление на 4 Wпр = ? Усиление Wвых = ? pвх = ? д. Б pпр = ? в 50 раз pвых = ?

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ Разделим и умножим выражение на 1 м. Вт Где рмх- абсолютный уровень по мощности в рассматриваемой точке; рмо- уровень в точке отсчета. Таким образом относительный уровень по мощности равен разности абсолютных уровней по мощности в точке измерения и точке, принятой за отсчетную. Аналогичным образом получается выражение для относительных уровней по напряжению: рон= рнх - рно

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ Измерительным уровнем называется абсолютный уровень в рассматриваемой точке при условии, что на в начале тракта включен нормальный генератор, т. е. генератор синусоидальных колебаний определенной частоты с внутренним активным сопротивлением – 600 Ом и Э. Д. С. , равным 1. 55 В. При таких условиях на входе оказывается абсолютный нулевой уровень. Если в точке канала с относительным уровнем по мощности р ом 1 известен абсолютный уровень по мощности сигнала рм 1, то в точке канала с относительным уровнем р ом 2 абсолютный уровень по мощности равен: рм 2=рм 1 -(ром 1 -ром 2). Если в точке канала с относительным уровнем по мощности р ом 1 известна мощность сигнала W 1 , то в точке с относительным уровнем ром 2 мощность сигнала равна: W 2=W 1 x 10 0. 1(р -р ), м. Вт ом 2 ом 1

ОСТАТОЧНОЕ ЗАТУХАНИЕ Соотношение между уровнями сигнала на входе и выходе канала определяет его остаточное затухание , которое представляет собой рабочее затухание, определяемое при условии замыкания входа и выхода канала на активные сопротивления нагрузки, соответствующие номинальным значением входного и выходного сопротивлений канала. Остаточное затухание численно равно разности между суммой всех рабочих затуханий и суммой всех рабочих усилений в канале. Для обеспечения нормальной работы каналов связи и систем передачи все величины мощностей, напряжений и токов нормируются Чтобы избавится от неопределенности, все нормируемые величины относят к точке тракта передачи с нулевым измерительным уровнем

РАБОЧЕЕ ЗАТУХАНИЕ И РАБОЧЕЕ УСИЛЕНИЕ Канал передачи представляет из себя каскадное соединение 4 -х полюсников. При прохождении сигналов по каналам имеет место потери энергии в пассивных 4 -х полюсниках или ее увеличение в активных. Для оценки изменений энергии сигнала в различных точках вводят понятие рабочего затухания и рабочего усиления. Под рабочим затуханием 4 -х полюсника понимается отношение вида Ар=10 Lg(Wг/Wн)= рг-рн, д. Б где: Wг-кажущаяся мощность, которую отдал бы источник (генератор) сигнала согласованной с ним нагрузке. Wн- кажущаяся мощность, выделяющаяся в нагрузке 4 -х полюсника в реальных условиях включения. При таком определении учитывается возможная несогласованность на входе и выходе 4 -х полюсника. Рабочее усиление 4 -х полюсника определяется выражением вида Sp=10 Lg(Wн /Wг)=рн-рг, д. Б

ДИАГРАММА УРОВНЕЙ

ЗАДАЧИ 1. Определить величины мощности и напряжения гармонического сигнала на сопротивлении R н =150 Ом, если известно, что уровень по мощности сигнала на этом сопротивлении рм= -7 д. Б 2. Напряжение гармонического испытательного сигнала, измеренное в канале передачи на сопротивлении R н =75 Ом, составляет U с =1 м. В. Найти соответствующее этому напряжению абсолютные уровни по мощности и напряжению. 3. На вход канала (тракта) передачи подается измерительный сигнал с уровнем р вх = -3. 5 д. Бм. В некоторой точке канала (тракте) измеренный уровень этого сигнала равен р х = -10. 5 д. Бм. Определить относительный уровень сигнала в этой точке канала (тракта). 4. Абсолютный уровень по мощности сигнала на выходе канала передачи в процессе его настройки был изменен по отношению к номинальному уровню на р= -10 д. Б. Как изменяется при этом мощность этого сигнала на выходе канала? 0. 2 м. Вт, 173 м. В. -18 д. Бм, -57. 7 д. Бн. -7 д. Б. 10 раз.