5. Уровни передачи. Ответ:

Оценка количественных соотношений между мощностями, напряжениям или токами обычно дается в относительных единицах, выраженных в логарифмической форме и называемых уровнями передачи и измеряются в неперах (Нп) или децибелах (Дб).

Обычно уровни передачи выражаются в неперах (Нп) , если для их определения применяются натуральные логарифмы, или в децибелах (дб) в случае использования десятичных логарифмов, причем 1 неп=8,686 дб, а 1 дб= 0,115неп.

В зависимости от того, что принято за эталонные значения, различают уровни – абсолютные, относительные и измерительные.

Уровни передачи называются абсолютными, если в качестве эталонов приняты:

- мощность - 1 МВт,

- напряжение – 0,775 В,

- ток – 1,29 мА.

Значение мощности в 1 МВт принято в качестве эталонного потому, что такую мощность развивает микрофон на согласованном сопротивлении нагрузки. Эталонные значения напряжения и тока получены из эталонного значения мощности при условии, что эта мощность выделяется на сопротивлении 600 Ом. Эталонные значения мощности, тока и напряжения получаются в том случае, если так называемый нормальный генератор , т.е. генератор с ЭДС = 1,55 В, внутренним сопротивлением 600 Ом и частотой 800 Гц, нагрузить на нагрузку в 600 Ом.

Уровни передачи называются относительными, если за эталонные значения приняты величины мощности, напряжения и тока в какой либо произвольной точке канала связи. Обычно такой точкой канала является его начало. В этом случае значения относительного уровня передачи характеризуют свойства канала связи независимо от мощности передатчика.

Относительным уровнем мощности (напряжения) называется отношение мощности (напряжения) в измеряемой точке тракта передачи к мощности (напряжению) сигнала в начале тракта или в точке , условно принятой за начало выраженное в логарифмических единицах.

Измерительным уровнем передачи называется абсолютный уровень в рассматриваемой точке канала связи при условии, когда ко входу канала связи подключен нормальный генератор, т.е. подан измерительный сигнал с нулевым уровнем.

Измерение уровней передачи.

Для обеспечения согласованного включения различных устройств и частей тракта между собой для систем передачи и измерительных приборов стандартизированы номинальные значения нагрузок входных и выходных сопротивлений. Это 600, 150 и 75 Ом. В существующей аппаратуре вместо 150 Ом используется 135 Ом. Измерители уровня имеют также высокоомный вход > 6000

Ом.

На практике измеряют только абсолютные уровни напряжения, и в этих значениях градуируются все измерители уровня. Однако большинство нормированных значений в технической литературе дается в уровнях мощности.

Для перехода от уровня напряжения к уровню мощности производится расчет по следующей формуле.

Р_м = Р_н + lg (600 / Z_н ) дБ.

Р_м = Р_н + 1|2 ln (600 / Z_н ) Неп.

Обозначив добавку (второе слагаемое) через Рx для стандартных значений нагрузок, приведем ее значения.

75 Ом - Px = 9,0 дБ ( 1,04 Нп ),

135 Ом - Px = 6,5 дБ ( 0,75 Нп ),

150 Ом - Px = 6,0 дБ ( 0,7 Нп ),

600 Ом - Px = 0

Таким образом, видно, что при измерении на нагрузке в 600 Ом уровень мощности численно равен уровню напряжения.

Рис.2

Для измерения абсолютного уровня напряжения в любой точке тракта передачи на вход его необходимо подать сигнал от измерительного генератора ( ИГ ), подключенного к тракту согласованно

Измеритель уровня ( ИУ ) может подключаться к точке измерения несколькими способами.

Подключение ИУ высокоомным входом параллельно тракту передачи, при этом нагрузкой предшествующего четырехполюсника ( 4-пол ) служит входное сопротивление последующего.

П

Z_вых Z_иу=Z_вых

Z_вх=Z_г

одключение ИУ согласованно 600-Омным или 150 (135)–Омным входом, при этом входное сопротивление измерителя уровня является нагрузкой измеряемого тракта

Рис.3

передачи. Такое включение возможно, когда требуемое сопротивление нагрузки соответствует одному из входных сопротивлений ИУ.

Если требуемое сопротивление нагрузки не соответствует входному сопротивлению ИУ, то измеряемый тракт передачи нагружается на сопротивление нагрузки, а ИУ подключается высокоомным входом.

Измерители уровня подразделяются на широкополосные, которые измеряют уровень напряжения широкополосного сигнала или синусоидального колебания при отсутствии других колебаний, и избирательные (селективные), которые позволяют измерить напряжение сигнала определенной частоты, выделив его из других сигналов