Измерения в телефонном стволе РРЛ

Основными видами измерений в ТФ стволе являются: измерение нелинейности модемов оконечной аппаратуры, неравномерности ХГВЗ ВЧ тракта, а также измерение мощности тепловых и нелинейных переходных шумов в ТФ канале. В соответствии с Правилами технической эксплуатации РРЛ эти измерения должны проводиться на РРС ежемесячно.

Измерение коэффициентов нелинейности амплитудной характеристики группового тракта. Измерения проводят с помощью устройства для настройки радиорелейной аппаратуры (УНР-1) и осциллографа.

Поскольку коэффициенты нелинейных искажений амплитудной характеристики (АХ) группового тракта очень малы (0, 05... 0, 3%), то измерить их непосредственно по амплитудной характеристике без больших погрешностей очень трудно. Измерения проводятся по так называемой дифференциальной характеристике (ДХ) группового тракта, являющейся производной АХ группового тракта. Как известно, производная линейной функции () является постоянной величиной (), поэтому ДХ группового тракта, имеющего абсолютно линейную АХ, равномерная (рисунок 11.1).

Таким образом, о степени нелинейности АХ группового тракта можно судить по степени неравномерности его ДХ (т. е. по степени ее отклонения от постоянного значения), что значительно упрощает методику измерений.

Пусть АХ группового тракта имеет вид, показанный на рисунке 11.2 а.

Если на вход тракта подать достаточно малое переменное напряжение пробного сигнала , то напряжение на выходе тракта будет зависеть от положения рабочей точки на характеристике, так как при нелинейности АХ в разных рабочих точках будет разная крутизна характеристики .

 

Рисунок 11.1 – Идеальные амплитудная и дифференциальная характеристики группового тракта РРЛ   Рабочую точку на характеристике можно менять, подав напряжение смещения . При этом напряжение на выходе тракта будет зависеть от закона изменения крутизны АХ. Если на выходе группового тракта с помощью фильтра выделить напряжение пробного сигнала и подать его на вход вертикального отклонения луча

осциллографа, а на вход горизонтального отклонения – напряжение смещения, то на экране получим пробный сигнала (рисунок 11.2 б), огибающая которого (рисунок 11.2 в) пропорциональна крутизне АХ. Для определения относительного изменения крутизны необходимо измерить на экране осциллографа и . Получим выражения, связывающие коэффициенты нелинейных искажений АХ группового тракта и с измеренными величинами и .

Рисунок 11.2 – К пояснению дифференциального метода изменений нелинейности амплитудной характеристики группового тракта.   Здесь множитель определяет масштаб на экране осциллографа и зависит от усиления в тракте и установленного усиления осциллографа по вертикали.

Для исключения этого множителя перед измерениями и проводят калибровку осциллографа. При этом пробный сигнал модулируется по амплитуде прямоугольными импульсами с частотой и заранее выбранной глубиной модуляции (например, , т.е. 1% от ). Этот сигнал вызовет отклонение луча осциллографа по вертикали на (рисунок 11.3). Поэтому, если и измерять в сантиметрах, то см.

Рисунок 11.3 – Осциллограмма калибровочного сигнала.

Если при калибровке установить , то коэффициенты нелинейных искажений (в %) можно определить по следующим формулам: , , где и измеряются в сантиметрах.

Структурная схема измерений приведена на рисунке 11.4 (оконечная стойка работает в режиме «на себя»).

Рисунок 11.4 - Структурная схема измерений нелинейности амплитудной характеристики группового тракта.   Для измерения используется генератор пробного сигнала и генератор смещающего сигнала, содержащиеся в передающей части УНР 1.

 

Суммарный сигнал по кабельной перемычке подают от гнезд ВЫХ П УНР 1 ко входу группового сигнала ВХ ГС оконечной телефонной стойки, передающая часть которой содержит следующие элементы: групповой усилитель ГУ, частотный модулятор ЧМ и усилитель промежуточной частоты УПЧ. При работе оконечной ТФ стойки в режиме «на себя» гнездо ВЫХ ПЧ ее передающей части соединено с гнездом ВХ ПЧ приемной части, содержащей ограничитель амплитуды ОГР, частотный детектор ЧД и групповой усилитель ГУ. Далее с выхода гнезда ВЫХ ГС сигнал подается на полосовой фильтр ПФ, амплитудный детектор АД и усилитель, содержащиеся в приемной части прибора УНР 1.

Измерение мощности шумов на выходе ТФ каналов РРЛ. Указанные измерения проводятся на РРС ежемесячно с помощью прибора УНР 1 и измерителя переходных помех ИПП 2. Обычно измеряют псофометрическую мощность шума одного или нескольких пролетов РРЛ. При этом оценивают тепловые шумы приемопередающей аппаратуры, а также нелинейные переходные шумы, вызванные неравномерностью ХГВЗ ВЧ тракта и отражениями сигналов в АФТ. Структурная схема измерений приведена рисунке 11.5.

Рисунок 11.5 – Структурная схема измерения мощности нелинейных переходных шумов на выходе ТФ канала РРЛ с помощью прибора ИПП 2

В передающей части прибора ИПП 2 формируется сигнал «белого шума», ограниченный по полосе и имитирующий многоканальное телефонное сообщение с полной загрузкой. В спектре этого сигнала с помощью режекторных фильтров вырезаются узкие полосы частот (шириной ), соответствующие ТФ каналам, в которых проводят измерения. В зависимости от числа передаваемых ТФ каналов число вырезанных полос колеблется от 3 до 5. Спектр сигнала на выходе передающего устройства ИПП 2 (в точке А) приведен на рисунке 11.6.

Рисунок 11.6 – Спектр сигнала на выходе передающей части ИПП 2

Далее сигнал через предыскажающий контур (ПСК ТФ) подается на вход передающей части прибора УНР1, где осуществляется частотная модуляция сигнала промежуточной частоты и его усиление, после чего ЧМ сигнал подается на вход ВЧ передатчика радиорелейной станции. Принятый сигнал с ВЧ стойки радиорелейной станции, находящейся на другом конце пролета, подаете на приемную часть прибора УНР1, где осуществляется частотная демодуляция передаваемого сигнала, который далее через восстанавливающий контур (ВСК ТФ) поступает на вход приемной части ИПП 2. Здесь с помощью специальных устройств осуществляется измерение отношения (в децибелах) мощности передаваемого сигнала при выключенных режекторных фильтрах к мощности шумов, появляющихся в измерительных каналах при включенных режекторных фильтрах. Затем это отношение пересчитывают к мощности шумов в пВт0. Спектр сигнала на ходе приемной части прибора ИПП 2 (в точке Б) приведен на рисунке 11.7.

В данном случае была измерена суммарная мощность шумов на выходе ТФ канала .

В отсутствие загрузки линии многоканальным ТФ сообщением при выключенной передающей части ИПП 2 приемная часть ИПП2 измерит уровень тепловых шумов в измерительных каналах. Спектр сигнала в точке Б в этом случае будет меть вид, показанный на рисунке 11.8. Таким образом, имеется возможность отдельного измерения тепловых и нелинейных переходных шумов на выходе ТФ канала.

 

Рисунок 11.7 – Спектр сигнала на выходе приемной части ИПП 2   Рисунок 11.8 – Спектр теплового шума в измерительных каналах прибора ИПП 2