- •01. Основы измерений. Система метрологического обеспечения
- •02. Методы измерений
- •03. Погрешность измерений
- •04. Единицы измерений параметров сигналов. Абсолютные, относительные, измерительные уровни
- •1. Средства измерений электрических сигналов
- •1.1 Измерительные генераторы
- •1.2 Измерители напряжений и уровней
- •1.3. Осциллографы
- •1.4. Частотометры
- •1.5. Анализаторы цифровых каналов (потоков)
- •2. Измерения параметров сигналов электросвязи
- •2.1. Первичные сигналы электросвязи
- •2.2. Параметры и характеристики сигналов
- •2.2.1. Параметры речевого сигнала
- •2.2.2. Параметры телеграфных сигналов и сигналов передачи данных
- •2.3. Измерения параметров первичных сигналов
- •3. Измерения параметров канала тч
- •3.1. Измерения уровней измерительного сигнала в стандартных точках канала
2.2.1. Параметры речевого сигнала
-
;
-
;
-
;
-
динамический уровень телефонного сигнала (волюм)
;
,
где Рт.ф. – усредненная мощность телефонного сигнала за время наблюдения Тн ≈ 200 мс;
Ризм. – мощность измерительного сигнала в точке измерения тракта.
-
рт.ф.ср. = – 10,57 дБмО – уровень телефонного сигнала средней мощности в ТНОУ.
-
Рт.ф.ср. = 1*100,1(-10,57) = 88 мкВтО – средняя мощность телефонного сигнала без учета нагрузки.
ТНОУ – точка нулевого относительного уровня.
Абсолютный уровень рмо, определенный в ТНОУ, обозначается как дБмО.
Уровень мощности в данной точке тракта – рм = рм изм. + рмо.
-
Ка = tтф/∑t = 0,25 – коэффициент активности речевого сигнала.
-
рт.ф.min = – 40 дБмО (видим в ТНОУ –13дБ).
-
рт.ф.max = 3,43 дБмО.
-
динамический диапазон Dс тф = 40дБ.
-
помехозащищенность телефонного сигнала Аиз. тф = 27дБ.
-
потенциальный информационный объем телефонного сигнала
2.2.2. Параметры телеграфных сигналов и сигналов передачи данных
Телеграфные сигналы и сигналы передачи данных бывают:
-
униполярные;
-
биполярные.
Они характеризуются:
-
тактовой частотой Fт, соответствующей скорости передачи
-
в Бодах (Бод)
-
в битах в секунду
V ≡ F; В = 2V = 2F.
* до 200 Бод – низкоскоростная передача данных;
(400 – 1200) Бод – среднескоростная передача данных;
› 1200 Бод – высокоскоростная передача данных.
Уверенный прием сигналов передачи данных возможен при ограничении спектра 0,5FТ. В реальных условиях верхнюю частоту спектра сигнала передачи данных принимают равной FТ (помехи, межсимвольные и краевые искажения импульсов).
Вероятность ошибок допускают до рош≤10-5 при помехозащищенности; Аиз пд = 12,6 дБ.
Лекция №6
2.3. Измерения параметров первичных сигналов
Уровни измеряются указателями уровня, шкалы которых проградуированы в действующих (эффективных) уровнях гармонического сигнала.
Напряжения гармонических сигналов – вольтметрами с линейными детекторами (средневыпрямленные значения).
Сигналы сложной формы – квадратичными вольтметрами (в том числе интегральные значения напряжения помех).
Псофометрические напряжения шума – псофометрами.
Спектр сигнала:
-
линейчатый – селективными вольтметрами;
-
сплошной – анализаторами спектра;
-
частота сигнала – частотометром;
-
форма импульсов – осциллографом.
3. Измерения параметров канала тч
Эквивалентная схема стандартного канала ТЧ:
3.1. Измерения уровней измерительного сигнала в стандартных точках канала
На вход передающей части в точку с номинальным относительным уровнем –13 дБмО от измерительного генератора подается сигнал частотой 1020 Гц с уровнем –23 дБмО на выходе приемной части канала в ТНОУ +4дБмО устанавливается уровень –6 дБмО.
ZГ = 600 Ом : Zуу = 600 Ом (с отключенной нагрузкой)/Zуу = высокоомное без отключения нагрузки.
3.2. Измерения остаточного затухания
Рассчитывается по результатам измерения уровней в ТНОУ (п. 3.1).
аост = Ризм.г – Ризм.уу.
* аост = –23 – (–6) = –17 дБ (канал ТЧ).
3.3. Эффективно передаваемая полоса частот канала
АЧХ (отклонения остаточного затухания канала ∆а0 = F(f)) – определяется на частотах 300, 400, 600, 1200, 1600, 2000, 2400, 3000, 3400 Гц.
3.4. Измерения псофометрической мощности шума псофометром в ТНОУ +4дБ при нагрузке 600 Ом с обоих концов.
3.5. Измерения амплитудной характеристики канала АХ.
∆aост = F (Pвх) в ТНОУ –13дБ.
Fген = 1020 Гц; УУ в ТНОУ +4дБ.
Норма – ∆аост = 0,3дБ.
Лекция №7
Нелинейная зависимость Uвых = F (Uвх) обуславливает нелинейные искажения в канале.
3.6. Измерения нелинейных искажений канала
Нелинейные искажения канала оцениваются коэффициентом нелинейных искажений
(норма 1,5%),
или затуханием нелинейности
(норма 36 дБ),
или затуханием нелинейности по третьей гармонике
(норма 40 дБ).
В ТНОУ (–13 дБ) подается сигнал f = 1020 Гц
Р1Г = –23дБм в ТНОУ (+4 дБ) селективным (избирательным) УУ измерить уровни гармоник.
*Генератор с нелинейностью не более 0,5% (или с ФНЧ по f1Г).
*Линейные искажения обусловлены частотными зависимостями ао, φ, t2Г.
3.7. Измерения относительного группового времени прохождения сигнала
* ; , с.
Измерения на частотах 300, 400, 600, 1020, 1400, 1600, 2200, 2800, 3000, 3200, 3400 Гц.
Ризм = –23 дБм в ТНОУ (–13 дБ). Zн = 600 Ом.
Нормируются отклонения ГВП от его значения на средней частоте 1900Гц (норма ≤ 2,5мс на f = 0,3 кГц).
.
* Приборы: DLA–9 (W&G); K3301 (Siemens); УИПП–ТЧ; Анализатор каналов AnCom TDA–5.
3.8. Измерения относительного времени действия импульсных помех и кратковременных перерывов
* Приборы: DLA–9 (W&G); K3301 (Siemens); УИПП–ТЧ; Анализатор каналов AnCom TDA–5.
3.9. Дрожание фазы, скачки фаз, скачки амплитуд
* Приборы: DLA–9 (W&G); K3301 (Siemens); УИПП–ТЧ; Анализатор каналов AnCom TDA–5.
3.10. Сопровождающие шумы в цифровом канале ТЧ. Шум квантования + шум ограничения.
4. Измерения параметров КЛС
4.1. Измерения параметров цепей КЛС постоянным током
-
сопротивление шлейфа;
-
омическая асимметрия;
-
сопротивление изоляции между жилами и между жилами и землей;
-
рабочая емкость;
-
электрическая прочность изоляции.
Измерительные приборы:
-
омметры, килоометры, мегаометры;
-
мосты постоянного тока серии ПКП:
-
цифровые мультиметры DMM – Digital Multimeter;
-
анализаторы абонентских пар (например, 965 фирмы Dynatel).
4.2. Измерения параметров цепей КЛС переменным током
-
затухание цепи (генератор – указатель уровня);
-
переходные затухания между цепями;
-
уровень помех;
-
волновое сопротивление, входные сопротивления.
4.3. Импульсные методы измерения параметров цепей КЛС (Рейс – 105Р (205))
-
неоднородности в цепях КЛС.
5. Измерения параметров ВОЛС
5.1. Затухания оптического волокна
Р0 – мощность света, введенная в световод;
РL – мощность света в удаленной точке L.
Необходимы:
-
стабилизированные источники излучения;
-
измеритель оптической мощности.
Методы:
-
обрыв;
-
метод вносимых потерь;
-
метод обратного рассеивания (оптические рефлектометры).
5.2. Ширина спектра линии излучения (Нм).
5.3. Длина волны оптического излучения (Нм).
5.4Дисперсия оптического импульса в оптическом тракте (пс/Нм км)
5.5. Ширина полосы пропускания (В)
-
частота модуляции, при которой световая мощность уменьшается на 50% (на 3дБ) по сравнению с величиной световой мощности при fмодуляции = 0, т.е. при отсутствии модуляции.
5.6. Длина волны отсечки излучения
– это длина волны, при которой в световоде распространяется только основная мода.
5.7. Хроматическая дисперсия
– это сумма дисперсии материала (из-за различных скоростей света в пределах ∆λ) и волновой дисперсии (из-за распределения света по сердцевине и оболочке, т.е. их разность показателей преломления от длины волны).
Существует два метода измерений:
-
метод временной задержки.
-
фазовый метод (измеряет фазовый сдвиг на различных длинах волн, находится tзад = F(λ) и последующего ее дифференцирования – хроматическую дисперсию).
5.8. Числовая апертура (максимально возможный угол ввода лучей)
5.9. Диаметр модового поля
Лекция №8
6. Определение характера и мест повреждения
6.1. Определение характера и мест повреждения электрических кабелей
Виды повреждений:
-
обрыв;
-
короткое замыкание;
-
понижения изоляции;
-
асимметрия сопротивлений проводов.
Способы определения характера повреждений:
-
омметром, мегаометром, мультиметрами аналоговым и цифровым, рефлектометром
Определение мест повреждения рефлектометром (импульсный метод)
6.2. Определение мест повреждений оптического кабеля
Основной метод – основан на использовании оптических рефлектометров, работающих по принципу тестирования обратного рассеивания светового потока.