Пристрої коригування амплітудно-частотних характеристик

У ланцюзі проходження імпульсного впливу включимо послідовно стільки елементів затримки на час Т скільки дискретних відліків реакції необхідно одержати. У розглянутому прикладі таких відліків

2015-01-14

256.51 KB

3 чел.


Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск


Державний комітет зв’язку та інформатизації УКРАЇНИ

Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій

КАФЕДРА ________телекомунікаційних__ систем_______________

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідуючий кафедрою

_______________ Беркман Л.Н.___

       (підпис, прізвище)

“ ____ “  _____________  2005  року

Л Е К Ц І Я    №  11

з навчальної дисципліни _____Системи передачі електрозв’язку___________

напряму підготовки _______телекомунікації__________________________

освітньо-кваліфікаційного рівня _____бакалавр______________________

спеціальності _____телекомунікаційні системи та мережі_______________

Тема  Пристрої коригування амплітудно-частотних характеристик.

(повна назва лекції)

Лекція розроблена к.т.н., доцент Антонюк М.І. 

(вчена ступінь та звання,  прізвище та ініціали автора)

Обговорено на засіданні кафедри (ПМК)

Протокол № __________

“ ____ “ _____________ 2005 року

Київ


Навчальні цілі Вивчити роботу і характеристики схем коректорів амплітудно-частотних спотворень систем передачі.

Виховні цілі Формування у студентів інженерно-технічного кругозору, вміння ставити та вирішувати складні інженерні задачі, проводити аналіз, аргументовано робити висновки.       

Час  90 хв.

ПЛАН ПРОВЕДЕННЯ ЛЕКЦІЇ ТА РОЗРАХУНОК ЧАСУ

Вступ ______________________________________________      -_5 хвилин

Навчальні питання

1. Постійні та змінні вирівнювачі для компенсації регулярних спотворень.                                                                                          -_40 хвилин

(найменування питання лекції)

2. Компенсація похибок коригування та нерегулярних спотворень. -_

20 хвилин

(найменування питання лекції)

3. Поняття про косинусні вирівнювачі.                                               - 20 хвилин

(найменування питання лекції)

Заключення_____________________________________________-_5 хвилин

ЛІТЕРАТУРА:

(рекомендована для студентів)

1. В. И. Иванов Цифровые и аналоговые системы передачи М., Радио и связь, 1995 г.

2. Н. Н. Баева, В. Н. Гордиенко Многоканальные системы передачи М., Радио и связь, 1997 г. 

НАВЧАЛЬНО-МАТЕРІАЛЬНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

(наочні посібники, схеми, таблиці, ТЗН та інше)

Діапроектор, дидактичні слайди


НАВЧАЛЬНІ МАТЕРІАЛИ

І. ТЕКСТ ЛЕКЦІЙ

1. Постійні і змінні вирівнювачі для компенсації регулярних спотворень.

В якості коректорів регулярних амплітудно-частотних спотворень використовуються схеми постійного характеристичного опору. До числа таких схем, що одержали найбільше поширення, відноситься перекрита схема типу Т, зображена на мал. 1.                                                                                                         Z1             R1

                               

          

                        

                      R0                R0                                                 R0                       R0 

                                    Z2                                                                     

               R2

        

     R0                                                                         R0

                            мал. 1                                                                     мал. 2

                                                                                                                    

У цій схемі опори Z1 і Z2 вибираються з умови Z1Z2=R0. При цій умові характеристичний опір схеми є постійним, Zc= =R0             (1) незалежним від частоти. Це дозволяє забезпечити узгодження з навантаженням у широкому діапазоні частот. Характеристичне загасання, створюване схемою переданим сигналам, визначається співвідношенням:

                                                                           (2)

З цього співвідношення видно, що частотна залежність характеристичного загасання визначається вибором значень опорів Z1 і Z2. Якщо опори  Z1 і Z2  вибрати резистивними, то одержимо схему, зображену на рис. 2. У цій схемі загасання, обумовлене співвідношенням (2), при умові Z1=R1, Z2=R2 не залежить від частоти і схема може використовуватися для регулювання плоскої складової загасання апл коректорів. Ця схема широко використовується також для реалізації подовжувачів. Вибираючи опір  і , одержимо схему зображену на мал. 3, характер частотної залежності загасання якої показаний на мал. 4. Таким чином, схема може використовуватися для утворення похилої характеристики загасання апох.                           

                                                                              

                    З                     a(f)

                 

 

    R0                 R0                                 

      

 R

  

                              L    0 f1                  f2                          f

                      

            мал. 3                                                                                  мал. 4

Якщо в перекритій схемі типу Т як елемент Z1 обраний послідовний контур, а як елемент Z2 обраний рівнобіжний контур, то одержимо схему зображену на мал. 5 .     

                L1             C1       R1

                                                                                  a(f)

                          R0                     R0                  

                                          R2

                           L2                             C2

                                                                                f1                               f0                f2          f

                                  мал. 5                                                                мал. 6

Схема має частотну характеристику загасання, зображену на мал. 6. Ця характеристика загасання має частотні області спаду загасання (f1-f0) і його підйому (f0-f2). Схему можна використовувати для похилої і криволінійної характеристик загасання.

На основі перекритої схеми типу Т, мал. 1  можна також створити змінний регулятор нахилу. Для цього в схемі мал. 1 виберемо опір навантаження рівним R0 (Rн=R0). Така схема показана на мал. 7.       

                                                                                       R0

     R0   Z1

         Z1

          R0

      Z2             R0=Rн        Z2    R0

мал. 7       мал. 8

Якщо схема врівноважена, то діагональ з резистором R0 можна закоротити і мостова схема перетвориться в Г-подібну, зображену на мал. 8. Якщо в цій схемі в подовжному плечі резистор R0 виконати у виді потенціометра і подати з його напругу на високоомне навантаження, то одержимо регулятор нахилу, зображений на мал. 9.

мал. 9

Загасання для схеми  мал. 9  визначається величиною . При зміні положення движка резистора R0 від лівого положення х=0 до правого х=1 напруга  на виході схеми міняється від  у лівому положенні движка до  в правому положенні. Нахил частотної характеристики а змінюється від 0 при = до максимального при = . Вектори напруг  і  зміщені по фазі на величину значення фазової характеристики 4-полюсника при конкретному значенні частоти, див. рис 9б.

           Вектор напруги  дорівнює сумі векторів напруг і . З мал. 9в видно, що довжина вектора U при зміні положення потенціометра змінюється, отже змінюється загасання а. На границях діапазону регулювання довжина вектора U мінімальна. Для кожної частоти значення фазової характеристики 4-полюсника має різну величину. Тому в проміжних положеннях регулятора будуть спостерігатися хвилеподібні спотворення частотної характеристики загасання див. мал. 9в. Для розширення меж регулювання характеристики загасання використовують схеми, що складаються з декількох однакових 4-полюсников включених послідовно.

У якості плоских і похилих регуляторів в апаратурі використовуються також схеми з одним керуючим резистором. Структурна схема такого регулятора зображена на мал.10:

                                                                                                                                                   

мал. 10                  мал. 11

                                                                                                                                 

Основна перевага цих регуляторів полягає в тому, що для регулювання частотної характеристики загасання потрібно тільки один резистор, див. мал. 11. У схемах автоматичного регулювання як резистор R можуть використовуватися термістори, температура нагрівання яких визначається рівнем сигналу контрольної частоти.

2. Компенсація похибок коректування і нерегулярних спотворень. Поняття про гармонійних коректорів.

Похибки коректування обумовлені неповним збігом частотних характеристик загасання ділянок лінії з характеристиками пристроїв корекції, тобто рівність ал+акк0=соnst виконується лише приблизно. Похибки коректування, складаючись на магістралях великої довжини, можуть привести до істотної нерівномірності частотних характеристик загасання тракту передачі. Особливо помітно похибки коректування позначаються в широкосмугових трактах кабельних систем передачі.

Вплив похибок коректування на частотну характеристику загасання тракту можна оцінити лише експериментально, після будівлі магістралі й усунення амплітудно-частотних спотворень пристроями основної корекції.

Похибки коректування на стаціонарних магістралях усувають спеціальними коригувальними 4-полюсниками, що одержали назву магістральних вирівнювачів. Ці 4-полюсники включаються через визначену відстань у тракт передачі. Наприклад, у системі К-60 магістральні вирівнювачі включаються в лінійний тракт через 60 – 80 км, а в системі К-1920 – на кожному підсилювальному пункті, що обслуговується. Отримання потрібної характеристики загасання магістрального вирівнювача виробляються шляхом перепайок при настроюванні магістралі. У процесі експлуатації магістральні вирівнювачі, як правило, не перебудовуються.

Малі по величині нерегулярні амплітудно-частотні спотворення мають випадковий характер. Складаючись на магістралі ці спотворення також можуть привести до значної нерівномірності характеристики загасання. Нерегулярні амплітудно-частотні спотворення змінюються в часі, тому усунути їх за допомогою постійних коректорів не можна.

Для усунення нерегулярних спотворень використовуються коригувальні контури в яких є можливість одержати характеристику загасання будь-якої бажаної форми. Застосовувані в даний час пристрої, що забезпечують можливість одержання частотної характеристики загасання будь-якої форми називають гармонічними коректорами.

Для з'ясування принципу роботи гармонічного коректора розглянемо задачу формування з його допомогою амплітудно-частотної характеристики фільтра нижніх частот. АЧХ фільтра нижніх частот має вид зображений на рис. 12.

          L

    

                                        C1              C2           1

                         f0             f                                                ω0    f       t0           t

            мал. 12                             мал. 13              мал. 14                        мал. 15            

Найпростіша схема ФНЧ за допомогою якої може бути отримана така АЧХ зображена на мал. 13. Принцип формування АЧХ за допомогою зображеної схеми заснований на частотній залежності опорів елементів індуктивності і ємності. Зі збільшенням частоти опір індуктивності збільшується, а ємності зменшуються. Ці властивості елементів L і C дозволяють за допомогою схеми на мал. 13 сформувати АЧХ, зображену на мал. 12.

Для ідеального ФНЧ АЧХ має вид, зображений на мал. 14. Крім частотних характеристик кожен електричний ланцюг має тимчасові характеристики, до яких відноситься імпульсна характеристика g(t). Для ідеального ФНЧ імпульсна характеристика визначається співвідношенням:

                                                                                              (3)

Графік імпульсної характеристики ідеального ФНЧ зображений на мал. 15.

мал. 16

Таким чином, якщо на вхід ідеального ФНЧ при нульових початкових умовах подати імпульсний вплив одержимо реакцію g(t), зображену на мал. 15, цей процес показаний на мал. 16.

Представимо тепер імпульсну характеристику g(t) по теоремі Котельникова В.А.  у виді послідовності дискретних відліків, див. мал. 16. Ця послідовність без втрати інформації відображає імпульсну характеристику ідеального ФНЧ, тобто є реакцією на одиничний імпульсний вплив (t). Реакція являє собою послідовність тих же імпульсів, послідовність імпульсів різної амплітуди зміщених один  відносно іншого на час Т= . Побудуємо схему за допомогою якої можна одержати таку реакцію. На вхід системи подається одиничний імпульсний вплив.

У ланцюзі проходження імпульсного впливу включимо послідовно стільки елементів затримки на час Т скільки дискретних відліків реакції необхідно одержати. У розглянутому прикладі таких відліків 12. Після кожного елемента затримки зробимо відвід і включимо регульований підсилювач, що має прямий й інверсний вхід, див. мал. 17.  

мал. 17

Виходи кожного підсилювача з'єднаємо із суматором. Якщо на вхід цієї схеми подати одиничний імпульсний вплив, то на виходах елементів затримки одержимо послідовність тих же імпульсів, але зміщених на час t, 2t, 3t, … відповідно до номера відліку на графіку мал. 16. Ці імпульси подамо на прямий вхід підсилювача, або на вхід, що інвертує, у залежності від знаку відліку й установимо коефіцієнт передачі кожного підсилювача у відповідність з амплітудою відліку. З розглянутого ясно, що на виході суматора буде сформована реакція g(t), зображена на мал. 16. Таким чином, схема, зображена на мал. 17, є за певних умов “ідеальним” ФНЧ, тобто має АЧХ близьку до АЧХ, зображену на мал. 12.

Змінюючи коефіцієнти передачі підсилювачів Кі, можна одержати іншу імпульсну характеристику g(t), а отже і будь-яку іншу АЧХ. Розглянута схема дозволяє апроксимувати будь-яку комплексну передатну функцію, що задовольняє умовам фізичної реалізуємості.

Для визначення комплексної передавальної функції схеми зображеної на мал. 17 представимо вхідний Uвх(t) і вихідний Uвих(t) сигнали у виді послідовності відліків у дискретні моменти часу t=k: Uвх(nt) і Uвих(n). Значення вхідного сигналу в будь-який момент (n-i)T часу визначається величиною Uвх[(n-i)T], тоді вихідний сигнал у дискретні моменти часу n відповідно до схеми представимо у виді:

                        ,

де т число відліків вхідного сигналу.

Передавальну функцію схеми K(s) виразимо у виді відношення операторного зображення функції, що визначає послідовність сигналів на виході схеми, до операторного зображення функції, що визначає послідовність сигналів на вході схеми:

                                               (5)

Для подальших перетворень використовуємо дискретне перетворення Лапласа. Для функції f(k) воно має вид:

                                                                                (6)

за аналогією з перетворенням Лапласа для безупинної функції f(t): F(s)=

Крім того, використовуємо теорему зсуву для дискретних функцій, відповідно до якої зсув незалежної змінної оригіналу на величину  відповідає множенню зображення на величину . Наприклад,             (7)

Тоді, застосовуючи дискретне перетворення Лапласа і теорему зсуву до кожної складової рівняння (4), одержимо:  З цього рівняння на підставі (5) одержимо :

                             (8)

Роблячи заміну виду р=jw, утворимо комплексну передавальну функцію:

                            (9)

з огляду на те, що , комплексну передавальну функцію (9) запишемо у виді:

      (10)

Зміною величин і знаків коефіцієнтів передачі Кі на виході елементів затримки можна одержати будь-яку бажану КПФ. Шляхом вибору коефіцієнтів передачі Кі можна реалізувати косинусний чи синусний режим роботи коректора.

У тракті прийому системи передачі К-60П косинусний коректор забезпечує одержання 12 незалежних регульованих по амплітуді і фазі частотних характеристик. Для корекції амплітудно-частотних спотворень використовується сумарна характеристика. Для регулювання коефіцієнтів передачі Кі на передню панель виведені ручки потенціометрів, а для зміни полярності служать тумблери.


II. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Дисципліна “Системи передачі електрозв’язку ”- це теоретичні основи принципів побудови апаратури комплексів СП.

Дисципліна вивчається на протязі 6-го та 7-го семестрів. У лекційному процесі широко використовуються  діафільми, учбові плакати і компютерні моделі обладнання.

Основні форми поточного контролю – спостереження за діями студентів, проведення модульного контролю.

Самостійна робота студента по підготовці до поточних занять, модульного контролю в межах відведеного часу планується особисто кожним студентом.

III. ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА

1. В. И. Иванов Цифровые и аналоговые системы передачи М., Радио и связь, 1995 г.

(автор, назва, видавництво, рік видання)

2. Н. Н. Баева, В. Н. Гордиенко “Многоканальные системы передачи” М., Радио и связь, 1997 г. 

(автор, назва, видавництво, рік видання)

Розробник лекції                                   доцент кафедри ТС

___                          Антонюк М.І. 

(підпис, прізвище)

“ ____ “  _____________  2005  року

K(w)

g(t)

K(f)



 

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.
6509. Лінійні спотворення в каналах і трактах систем передачі. Порядок коригування лінійних спотворень 99.15 KB
  Встановимо вимоги до амплітудно-частотної і фазочастотної характеристик лінійного тракту при виконанні яких електричний сигнал передається без спотворення його форми. У процесі аналізу будемо вважати, що при передачі допустима затримка сигналу на виході лінійного тракту
8302. Системні пристрої ПК 596.61 KB
  Плотери plotters як і принтери призначені для одержання твердих копій даних. Назва пристрою походить від слова plot креслити і дійсно перший тип плотерів перові плотери pen plotters призначалися для виведення креслень зображень чи текстів на папір за допомогою друкарського вузла на відміну від принтера що друкує по точках. Крім способу виведення плотери відрізняються від принтерів ще й тим що...
1388. Разработка и реализация программного обеспечения ориентированного на определение вероятностных характеристик надежности элементов по наблюдениям вероятностных характеристик надежности всей системы 356.02 KB
  Естественным подходом, эффективно применяемым при исследовании СС, является использование логико-вероятностных методов. Классический логико-вероятностный метод предназначен для исследования характеристик надёжности структурно-сложных систем
6281. Пасажирські вагони. Особливості будови і технічні пристрої забезпечення комфорту для пасажирів 480.36 KB
  Такі вагони мають принципово однакові по конструкції і експлуатаційним властивостям системи вентиляції, опалення, водозабезпечення освітлення, енергозабезпечення а, також однотипні візки, ударно-тягові пристрої і гальмове обладнання. Загальні для усіх сучасних пасажирських вагонів геометричні параметри слідуючи (усі розміри дано в міліметрах).
6280. УНІВЕРСАЛЬНІ ВАНТАЖНІ ВАГОНИ. БУДОВА РАМ І КУЗОВІВ, ЇХ ПРИСТРОЇ ДЛЯ НАВАНТАЖЕННЯ, РОЗВАНТАЖЕННЯ, ЗАКРІПЛЕННЯ ТА ЗБЕРІГАННЯ ВАНТАЖІВ 565.99 KB
  До універсальних вантажних вагонів відносяться криті вагони із дверима в бічних стінах кузова та завантажувальними люками у даху; піввагони з розвантажувальними люками в підлозі для вивантаження сипучих вантажів і з торцевими двостулковими дверима; платформи з металевими бортами що відкидаються по периметру підлоги; цистерни загального призначення з котлом різного діаметра; ізотермічні. Однак вони де у чому поступаються спеціалізованим вагонам що пристосовані для повної механізації вантажнорозвантажувальних робіт а у ряді випадків...
6499. Дискретний канал неперервного часу і реєстрація сигналів. Крайові перекручення, оптимальний пристрій реєстрації сигналів. Пристрої синхронізації в СДЕЗ 22.6 KB
  Пристрої синхронізації в СДЕЗ. Ефективна виправляюча спроможність вимірюється в реальних умовах тобто враховуються помилки синхронізації та розподілювача приймача. Вимоги до пристроїв синхронізації: Висока точність синхронізації тобто допустиме відносне відхилення синхроімпульсів від ідеальних моментів. Незалежність точності синхронізації від статистичної структури повідомлень.
6278. Ударно-тягові пристрої , їх будова та принцип дії, умови роботи при формуванні поїздів і під час руху. Причини розриву поїздів під час руху 75.37 KB
  Переміщення в горизонтальній плоскості в них забезпечується порівняно простими по конструкції шарнирами на кінцях корпусу автозчепу. До ПЕРЕВАГ жорстких автозчепів відносяться: простота автоматичного з’єднання повітряної магістралі та електричної лінії; більш плавний хід вагона через малі зазори та зменшених ударів між зчіпними поверхнями; полегшення роботи механізму автозчепу в результаті менших переміщень деталей; зменшення шуму при русі вагонів що важливо для утворення комфорту пасажирів. До ПЕРЕВАГ нежорстких автозчепів...
13657. Визначення параметрів і характеристик трансформаторів 78.43 KB
  При виконанні роботи ознайомились з методикою проведення дослідів ХХ та КЗ трансформаторів та навчилися на їх базі розраховувати параметр трансформатора (схеми заміщення). Побудували характеристики трансформатора.
15281. Расчет количественных характеристик надежности 30.2 KB
  На испытание поставлено изделий. За время t час вышло из строя n(t) штук изделий. За последующий интервал времени вышло из строя изделий. Необходимо вычислить вероятность безотказной работы за время t, частоту отказов и интенсивность отказов на интервале . Исходные данные для решения задачи приведены в таблице 1.
12429. Побудова характеристик Q-H, Q-N, Q-η лопатевого насосу 72.26 KB
  Для насоса даної марки такі характеристики виходять проведенням випробувань на установці. Результати випробування відцентрового насоса звичайно зображуються на поле одного графіка у вигляді трьох кривих: Н=f1Q; N=f2Q; η = f3Q.
© "REFLEADER" http://refleader.ru/
Все права на сайт и размещенные работы
защищены законом об авторском праве.