Расчет соединительной линии звукового вещания

Расчет соединительной линии звукового вещания

37

Учреждение Образования Республики Беларусь

Белорусский Государственный Университет

Информатики и Радиоэлектроники

Кафедра систем телекоммуникаций

Факультет телекоммуникаций

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

на тему

“Расчет соединительной линии звукового вещания”

Выполнил: Р.Р. Климов

Руководитель: В.И. Шалатонин

Минск 2002

Назначение СЛ

Принципы корректирования АЧХ Назначение КК

Принципы корректирования

Корректирование с помощью шунта

Корректирование с помощью разделительного трансформатора

Пупинизация

Способы уменьшения влияния внешних помех

Линейно-разделительные и защитные устройства

Обоснование места включения КК

Расчет затухания СЛ и КК

Расчет элементов КК

Литература

Приложение

Назначение соединительной линии

Соединительные линии (СЛ) связывают между собой различные территориально разобщённые вещательные аппаратные. Они служат для передачи электрических сигналов вещательных программ из одной аппаратной в другую, а также для контроля дистанционного управления. Иногда по СЛ осуществляют также дистанционное питание необслуживаемых устройств и служебную телефонную связь.

СЛ связывают трансляционные пункты (ТП), находящиеся в зрелищных предприятиях (в театрах и концертных залах) и в спортивных комплексах, с трансляционной (ТА) или центральной аппаратной радиодома (ЦА РД); центральную аппаратную радиодома с коммутационно-распределительной аппаратурой (КРА); коммутационно-распределительную аппаратуру с междугородной вещательной аппаратной междугородной телефонной станцией (МВА МТС), передающим радиоцентром (РЦ) и центральной станцией местного узла проводного вещания (ЦС УПВ); центральную станцию местного узла проводного вещания с усилительными станциями проводного вещания (УПВ) и т.д.

Передавать вещательные сигналы на удаленные от центральной станции ОУС трудно: затухание длинных СЛ превышает норму, а получить необходимое количества прямых СЛ не всегда возможно. В этих случаях предполагается применять промежуточные усилители ПУ (рис.2), устанавливаемые в районных АТС. С их помощью можно осуществить дополнительное усиление сигнала, например, в СЛ, идущей к ОУС-1, разветвлять каналы подачи программ, например к ОУС-2 И ОУС-3, и тем самым экономить некоторое количество СЛ, а также дополнительно резервировать отдельные участки каналов подачи программ, например СЛ к ОУС-4 и ОУС-5.

Кроме промежуточных усилителей, предназначенных для усиления всех программ, на АТС устанавливают усилители сигналов обратного контроля, корректирующие контуры и устройства, служащие для разветвления каналов подачи программ на несколько направлений

В качестве СЛ чаще всего используют на условиях аренды пары городских телефонных кабелей. Поэтому каждая СЛ проходит через кроссировочные стойки (щиты переключений) городских телефонных станций (ГТС) и состоит по крайней мере из двух участков: от одной вещательной аппаратной до ГТС и от ГТС до другой вещательной аппаратной. На участках ЦС УПВ-ОУС (УПС) применяют пары телефонного кабеля с диаметром жил 0,5 и 0,7 мм. На участках КРА-ЕЦ, имеющих большую протяженность, используют пупинизированные кабели с диаметром жил 1,2 и 1,4 мм (пупинизация позволяет обойтись без частотной коррекции), кабели ТЗЭГ с диаметром жил 0,9 мм, ТДСГ с экранированными парами с диаметром жил 1,4 мм. На участках ТП-ЦА и ЦА РД-КРА в зависимости от местных условий используют либо пары специально проложенного вещательного кабеля, либо пары телефонного кабеля. Воздушные линии связи для организации вещательных СЛ не используют ввиду их меньшей надежности и худших параметров качества.

Для передачи сигналов вещательной программы из передвижных ТП применяют радиолинии дециметрового диапазона радиоволн.

Основные параметры качества СЛ:

номинальный диапазон частот

неравномерность амплитудно-частотной характеристики

коэффициент гармоник

защищенность от помех.

Под номинальным диапазоном частот понимают полосу частот от fmin до fmax, в пределах которой неравномерность АЧХ не превышает заданной величины. Неравномерность АЧХ оценивают либо изменениями коэффициента передачи К относительно коэффициента передачи на частоте 1 кГц:

;

либо изменениями затухания СЛ в полосе частот fmin до fmax:

Очевидно, что первые два параметра тесно связаны между собою и не могут нормироваться отдельно.

Коэффициент гармоник служит мерой нелинейных искажений. Коэффициент гармоник равен отношению эффективного напряжения всех гармоник к эффективному напряжению измерительного синусоидального сигнала на выходе контролируемого канала (звена):

где n - номера гармонических составляющих;

m - номер наивысшей измеряемой гармоники;

и - соответственно мощность и напряжение гармоники с номером n.

Соединительные линии с проводами из неферромагнитного материала, используемые в диапазоне звуковых частот, и корректирующие контуры, катушки индуктивности которых не имеют ферромагнитных сердечников, являются линейными электрическими цепями. Они не вносят нелинейных искажений.

Линейные трансформаторы (ЛТ), включенные на входе и выходе СЛ, в силу формы своей амплитудной характеристики, повторяющей кривую намагничивания, создают нелинейные искажения как при больших, так и при малых уровнях сигнала. Этой особенностью обладают и катушки индуктивности корректирующих контуров (КК) с ферромагнитными сердечниками. Уменьшения возникающих в этих элементах нелинейных искажений до приемлемой величины достигают конструктивными мерами и выбором уровней сигнала.

Источником нелинейных искажений являются также промежуточные усилители (ПУ). При нормировании коэффициента гармоник ПУ необходимо учитывать особенности корректирования АЧХ СЛ. Например, если АЧХ участка СЛ, следующего после ПУ, исправляют КК, включенным до ПУ, то наибольшая величина ПУ может сместиться в область высших звуковых частот.

Особое положение складывается при передаче по СЛ вещательных сигналов при помощи модулированных по амплитуде токов высокой частоты. Различие затухания СЛ в области нижней и верхней боковых полос модуляции и наличие фазо-частотных искажений в этой области вызывают асимметрию спектра AM колебания, а это, в свою очередь, вызывает нелинейные искажения при последующем детектировании. При таком использовании СЛ нужно нормировать величину .

Влияние помех оценивают с помощью понятия "защищенность":

где - номинальная мощность сигнала;

- номинальное действующее значение напряжения сигнала на частоте I кГц;

- мощность помехи;

- действующее значение напряжения помехи.

Различают интегральную помеху, когда напряжение помех измеряют вольтметром с квадратичной характеристикой, и пcофометрический шум, когда напряжение помех измеряют псофометром - вольтметром с нормированными параметрами зарядно-разрядной цепи и взвешивающим фильтром, учитывающим различную чувствительность слуха к звукам разных частот. Для оценки влияния переходных помех, наводимых из одного канала в другой, пользуются понятием защищенности от внятной переходной помехи. Требуемая защищенность определяется уровнем помех в канале.

Норма на уровень помех в СЛ устанавливается с учетом помех, обусловленных линейными переходами от соседних пар кабеля, и помех от систем уплотнения СЛ, служащих для дистанционного управления и контроля, а также о учетом уровня вещательного сигнала, передаваемого по СЛ. В свою очередь, норма на уровень вещательного сигнала обусловлена применяемым способом корректирования АЧХ и допустимой величиной помехи от СЛ другим парам кабеля. Все нормы на параметры качества СЛ взаимосвязаны, поэтому их устанавливают совместно, комплексно.

Не все пары кабелей ГТС пригодны для передачи вещательных сигналов, поскольку обладают недостаточным переходным затуханием. Для организации вещательных СЛ выбирают те пары кабелей ГТС, которые обладают наибольшей величиной переходного затухания по отношению к соседним парам и наименьшей величиной асимметрии.

Нормы параметров качества СЛ в соответствии с ГОСТ 11515-75 приведены в табл.2.

Таблица 2.

Нормы параметров качества соединительной линии звукового вещания

Принципы корректирования АЧХ. Назначение корректирующих контуров

Звенья вещательных каналов вносят амплитудно-частотные искажения. Это означает, что их коэффициент передачи или затухание является функцией частоты и частотная характеристика коэффициента передачи отличается от горизонтальной прямой.

Во многих вещательных устройствах величину амплитудно-частотных искажений, проявляющихся как спад коэффициента передачи на крайних частотах, сводят к нормированному значению рациональным построением электрической схемы, выбором величин ее элементов и режима работы, применением отрицательной обратной связи. Но амплитудно-частотные характеристики некоторых звеньев вещательного канала, соединительных линий, устройств звукозаписи и звуковоспроизведения, междугородных линий, линий проводного вещания не имеют горизонтального участка. В этих случаях амплитудно-частотные искажения уменьшают, включая в вещательный канал особую цепь--корректирующий контур КК.

К методам корректирования амплитудно-частотных искажений по техническим приемам и способам расчета близки методы частотных предыскажений. Частотными предыскажениями называют искусственное искажение спектра вещательного сигнала с целью улучшения ОСШ. Частотные предыскажения широко применяют в каналах подачи вещательных программ, например в соединительных линиях, в устройствах звукозаписи, в радиовещании с частотной модуляцией.

Поскольку СЛ включают в вещательный канал в различных произвольных комбинациях, их рассматривают как самостоятельные звенья канала. Нежелательна компенсация амплитудно-частотных искажений, вносимых СЛ, в других звеньях канала - ЛУ или ПУ, так как в том случае невозможно маневрировать усилителями и СЛ и присоединять к любому усилителю любую СЛ. Каждая СЛ должна быть скорректирована, независимо от других звеньев канала. Идентичность АЧХ скорректированных СЛ облегчает их эксплуатацию и взаимное резервирование. АЧХ скорректированной СЛ должна укладываться в пределы шаблона:

В СЛ применяют принципиально иные метода корректирования АЧХ, чем в линиях проводного вещания. Ввиду большого количества СЛ, последовательно включаемых в вещательный канал, требуется высокая точность корректирования (см. табл. 1).

Соединительные линии нагружены на активное сопротивление, величина которого соизмерима с модулем волнового сопротивления СЛ. В этих условиях затухание СЛ монотонно возрастает с частотой. Физически это явление может быть объяснено с помощью эквивалентной схемы.

Она справедлива, если длина линии не превосходит четверти длины волны передаваемого сигнала , т.е. при электрически короткой линии. Сопротивление проводов линии вместе с сопротивлением , образованным сопротивлениями активных и емкостных утечек между проводами линии, и сопротивлением нагрузки образуют делитель напряжения. С увеличением частоты модуль увеличивается, а модуль уменьшается. Поэтому коэффициент передачи этой цепи с увеличением частоты уменьшается, а затухание растет.

Дополнительные амплитудно-частотные искажения возникают из-за изменения входного сопротивления соединительной линии по диапазону частот. Поскольку СЛ является нагрузкой ЛУ, изменения входного сопротивления СЛ приводят к изменению падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника вещательного сигнала - ЛУ. Но при малой величине внутреннего сопротивления ЛУ эти искажения незначительны, и их не учитывают.

Для корректирования АЧХ СЛ используют особый четырехполюсник с сосредоточенными параметрами - корректирующий контур (КК). Его затухание в рабочем диапазоне частот должно изменяться так, чтобы общее затухание СЛ и КК не зависело от частоты. Предположение, что общее затухание СЛ и КК равно сумме затуханий и справедливо лишь в том случае, когда входное сопротивление КК постоянно в рабочем диапазоне частот и равно сопротивлению нагрузки . В противном случае при подключении КК к СЛ изменится нагрузка СЛ и изменится ее затухание.

Страницы: 1, 2, 3