Вам бонус- начислено 1 монета за дневную активность. Сейчас у вас 1 монета

6.4. Измерение шумов

Лекция



Привет, Вы узнаете о том , что такое измерение шумов, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое измерение шумов , настоятельно рекомендую прочитать все из категории МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ.

Важной и с трудом достигаемой характеристикой трактов и каналов связи является уровень возникающих в них или проникающих извне посторонних напряжении - помех.

Разность измерительного уровня полезного сигнала (р) и уровня помех (рп) называют помехозащищенностью:

                                         Ап = р – рп,                                             (6.15)

Требуемое качество передачи информации должно обеспечивать при одновременном воздействии помех всех видов (кроме аварийных) в каналах наибольшей протяженности   при       самом         неблагоприятном         сочетании влияющих факторов – всех шумов.

В стандартных телефонных каналах имеют место: а) собственные шумы, состоящие из тепловых шумов сопротивлений и шумов электронных ламп и транзисторов, работающих в канале; б) шумы не линейных переходов, обусловленные нелинейностью амплитудных характеристик устройств канала (групповых и промежуточных усилителей; в воздушных цепях – фильтров, содержащих сердечники из магнитных материалов, модуляторов и т. д.); шумы линейных переходов, возникающие за счет переходных токов из соседних параллельно идущих цепей.

Кроме того, шумы в канале могут появиться от источников питания и разного рода внешних помех (от радиостанций, линий высокого напряжения, электрифицированных железных дорог, атмосферных явлений). Все шумы, складываясь, создают в конце канала общий шум, мешающий нормальному восприятию сигнала.

Нормы, как правило, учитывают помехозащищенность в наихудших условиях, измерения же обычно проводятся в условиях, отличных от наихудшего случая. Поэтому весьма важно предварительно рассчитать ожидаемое значение измеряемой величины для конкретных условий измерений с учетом структуры и особенностей измеряемого объекта.

Данные, получаемые в результате измерений, могут удовлетворять нормам, но не совпадать с ожидаемыми. Тогда нет гарантии, что при наихудших условиях нормы окажутся выдержанными. Причины такого несовпадения надо обязательно выяснять.

Мешающее действие шума зависит от: 1)соотношения его мощности и мощности полезного сигнала; 2) частотного состава шума.

Мощности собственных и нелинейных шумов связаны с уровнем передачи. При уменьшении уровня передачи относительный уровень собственных шумов возрастает, а уровень нелинейных шумов падает. При увеличении уровня передачи, наоборот, возрастают шумы нелинейные, а падает относительный уровень шумов собственных. Мощность линейных шумов от уровня передачи по данной цепи не зависит, их уровень увеличивается с увеличением числа усилительных участков N.

Частотный состав шума важен потому, что напряжения различных частот, воздействующие на телефон или громкоговоритель, неодинаково воспринимаются человеческим ухом. На рис. 6.15 показаны кривые примерной зависимости восприятия человеческим ухом одного и того же уровня мощности различных частот через телефон (рис. 6.15а) и через динамик (рис. 6.15 б).

6.4. Измерение шумов

 

Рисунок 6.15 Общий вид кривых восприятия человеческим ухом одного

и того же уровня различных частот с помощью: а) телефона; б) динамического громкоговорителя

 

Для системы ухо - динамик максимальная чувствительность обнаруживается в диапазоне частот 2000 - 5000 Гц, за единицу принимается чувствительность при 1 кГц. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Для системы ухо -- телефон чувствительность, близкая к максимальной и принимаемая за единицу, имеет место при частоте 800 Гц. Для других частот Международным консультативным комитетом по телеграфии и телефонии (МККТТ) на основе многочисленных экспериментов устанавливались соответствующие «весовые», или, как их принято называть, «псофометрические» коэффициенты (по-гречески «псофос» - шум).

В табл. 6.1 приведены эти коэффициенты в децибелах (201g/К) для системы телефон - ухо и в табл. 6.2 - для системы ухо-динамик. В связи с этим введено понятие о псофометрической мощности и псофометрическом напряжении шума (или помехи).

Таблица 6.1

6.4. Измерение шумов

 

Таблица 6.2

6.4. Измерение шумов

 

Псофометрическим         напряжением      Uпс    (или Uφ)       называется напряжение помех, существующее на оконечном сопротивлении 600 Ом (включенном согласованно на выходе цепи или через трансформатор) и измеряемое с учетом неодинакового воздействия напряжений различных частот на качество телефонного (или радиовещательного) приема.

Псофометрическое напряжение для телефонной передачи равно                                                 Uпс = √ ∑ (KfUf) 2,                                    (6.16)

где       Uf      - действующие    значения    отдельных       составляющих напряжений помех с частотой f; Kf - псофометрический (весовой) коэффициент для той же частоты f. Весовой коэффициент для частоты 800 Гц здесь принят равным единице.

Таким образом, Uпc равно среднеквадратическому (действующему) значению напряжения частоты 800 Гц, которое произведет на приемник такое же мешающее воздействие, как существующее в цепи суммарное напряжение помех. Для стандартного телефонного канала шириной от 300 до 3400 Гц псофометрическое напряжение Uпc при равномерном распределении шума в этом спектре (три так называемой «гладкой помехе») - может быть подсчитано по формуле

                                             Uпс = Uд / 1,33 = 0,75Uд,                             (6.17)

где 1,33 - средний псофометрический коэффициент для данной

полосы частот. Соответственно мощность Рпс = 0,752Рд = 0,56Рд.

По требованиям МККТТ:

1)                       средняя величина псофометрической мощности шума в канале ТЧ эталонной кабельной линии связи (протяженностью 2500 км), измеренная в точке с нулевым относительным уровнем, за час наибольшей нагрузки должна быть не более РшL = 10000 пВт;

2)                       средняя величина псофометрической мощности шумов в ВЧ канале воздушной эталонной линии длиной 2500 км в точке нулевого относительного уровня должна быть не более Рш = 20000 пВт за час наибольшей нагрузки. Напряжения, соответствующие этим мощностям и измеренные на зажимах междугородного коммутатора приемной станции (в точке с относительным уровнем - 7 дБ), равны: для кабельной линии связи Uш.к = 1,1 мВ псоф; для воздушной линии связи Uш.в = 1,55 мВ псоф (см. задачу 125).

 

Средняя псофометрическая мощность шума, создаваемого оконечным оборудованием и оборудованием переприема для эталонной цепи, принимается 2500 пВт. Так как мощность шумов пропорциональна числу усилительных участков, которые можно считать расположенными приблизительно равномерно, то для магистрали длиной L километров норма на допустимую мощность шумов в точке с относительным нулевым уровнем равна:

для кабельной цепи Рш.к (L) = 3L пВт псоф, для воздушной цепи Рш.в (L) = 7L пВт псоф.

В зависимости от климатических условий рекомендации МККТТ выполняются различно. В СССР для воздушных цепей из цветных металлов при максимальной длине переприемного участка 2000 км для точки с относительным уровнем - 7 дБ приняты следующие нормы на псофометрическое напряжение всех видов шумов (Uш.в) в зависимости от условий погоды: для сухой погоды зимой и летом 1,25 мВ; для условий «лето—сыро» 1,4 мВ; при изморози до 5 мм 2,8 мВ для аппаратуры В-12 и В-12-2 и 1,6 мВ для аппаратуры В-3 и В-3-2; при изморози свыше 5 мм нормы соответственно увеличиваются до 7,4 и 6,1 мВ.

Для других длин переприемного участка L величина допустимого напряжения шумов Uml находится из формулы

                                             Uml = Uш.к (в)√l/lmax,                                    (6.18)

где Imax для воздушных цепей из цветных металлов - 2000 км и Imax для кабельных цепей - 2500 км. Следует иметь в виду, что при приеме каналов в эксплуатацию нормы на шумы жестче, поскольку приведенные выше соответствуют часу наибольшей нагрузки, что нельзя получить в процессе приема.

Для измерений псофометрических напряжений применяются приборы, называемые псофометрами или указателями напряжения помех. На рис. 6.14 приведена схема широко распространенного указателя  

 

6.4. Измерение шумов

Рисунок 6.14 Схема указателя напряжения помех (псофометра) типа  

УНП – 60

 

напряжения помех типа УНП - 60. Входное устройство прибора состоит из симметричного по отношению к земле трансформатора с делителем напряжений в его выходной обмотке. Входное сопротивление трансформатора не менее 8 кОм, но путем подключения соответствующего шунта к первичной обмотке оно может быть сделано равным 600 Ом с погрешностью не более 5%. Для измерения напряжения помех на линиях, по которым проходит постоянный ток (цепи ГТС), в приборе предусмотрена возможность подключения к измеряемому объекту через разделительные конденсаторы (на схеме не показаны). Ключом К могут быть установлены три режима работы:

1)прибор работает как квадратичный вольтметр (без фильтра) с пределами измерений от 0,1 мВ до 10 В (-80÷+20 дБ) при основной погрешности ± 5% в диапазоне частот 30 - 20000 Гц;

2)прибор работает с фильтром Ф1 для измерения псофометрических напряжений в канале ТЧ;

3)прибор работает с фильтром Ф2 для измерения псофометрических напряжений в радиовещательных каналах.

Усилитель выполнен с глубокой отрицательной обратной связью, что обеспечивает стабильность работы прибора. Общий коэффициент усиления 60000 (96 дБ). Детектор - квадратичный, построенный по методу кусочно-линейной аппроксимации. В диапазоне от 50 до 20000 Гц частотная характеристика усиления (без фильтров) плоская. Амплитудная характеристика в пределах измерений линейна до 25 В на входе. Частотные характеристики фильтров соответствуют требованиям МККТТ

1951 г.

В приборе имеется калибровочное устройство для проверки работы прибора перед измерениями. Оно содержит генератор синусоидального напряжения частоты 800 Гц. В положении «Калибровка» показания прибора в режиме вольтметра и при включении Ф1 не должны отличаться друг от друга более чем на 5%. Прибор может питаться от сети переменного тока или от источника постоянного тока 24 В.

 

 

Информация, изложенная в данной статье про измерение шумов , подчеркивают роль современных технологий в обеспечении масштабируемости и доступности. Надеюсь, что теперь ты понял что такое измерение шумов и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ

создано: 2017-07-02
обновлено: 2021-03-13
132297



Рейтиг 9 of 10. count vote: 2
Вы довольны ?:


Найди готовое или заработай

С нашими удобными сервисами без комиссии*

Как это работает? | Узнать цену?

Найти исполнителя
$0 / весь год.
  • У вас есть задание, но нет времени его делать
  • Вы хотите найти профессионала для выплнения задания
  • Возможно примерение функции гаранта на сделку
  • Приорететная поддержка
  • идеально подходит для студентов, у которых нет времени для решения заданий
Готовое решение
$0 / весь год.
  • Вы можите продать(исполнителем) или купить(заказчиком) готовое решение
  • Вам предоставят готовое решение
  • Будет предоставлено в минимальные сроки т.к. задание уже готовое
  • Вы получите базовую гарантию 8 дней
  • Вы можете заработать на материалах
  • подходит как для студентов так и для преподавателей
Я исполнитель
$0 / весь год.
  • Вы профессионал своего дела
  • У вас есть опыт и желание зарабатывать
  • Вы хотите помочь в решении задач или написании работ
  • Возможно примерение функции гаранта на сделку
  • подходит для опытных студентов так и для преподавателей



Комментарии


Оставить комментарий
Если у вас есть какое-либо предложение, идея, благодарность или комментарий, не стесняйтесь писать. Мы очень ценим отзывы и рады услышать ваше мнение.
To reply

МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ

Термины: МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ