|
|
Устройства автоматической регулировки усиления.Стр 1 из 2Следующая ⇒
Устройства автоматической регулировки усиления (АРУ) предназначены для поддержания постоянным остаточное затухание каналов и обеспечения неизменной в заданных пределах диаграммы уровней линейного тракта системы передачи. Остаточное затухание канала и уровни в точках приема и передачи аппаратуры могут изменяться вследствие увеличения или уменьшения затухания участков кабеля, которое происходит из-за изменения температуры грунта на глубине прокладки кабеля. На рисунке 3.3 приведены зависмости затухания участка от частоты при средней tср, максимальной Т и минимальной t температурах грунта.
Рисунок 3.3 - Графики зависмости затухания участка от частоты
В усилительных пунктах, размещаемых на магистрали, реализуются так называемые установочные усиления Sуст, которые компенсируют затухания участка при средней температуре грунта tср. Диаграмма уровней на двух усилительных участках УСУЧ для температуры tср приведена на рисунке 3.4 (сплошная линия). В этом случае уровни передачи на выходе усилительных пунктов будут равны номинальному значению.
Рисунок 3.4 - Диаграмма уровней на двух усилительных участках
С увеличением температуры грунта до максимального значения Т затухание усилительных участков возрастает и уровень сигнала, приходящего на вход усилителя, уменьшится. При неизменном усилении Sycт уровень передачи на выходе первой ПС будет ниже номинального. Уровень приема на входе второй ПС будет меньше, чем на входе первой. Это приведет к увеличению некомпенсированного значения затухания, а значит, и к возрастанию остаточного затухания канала. Кроме того, снижение уровня приема будет приводить к уменьшению разности Со снижением температуры грунта до минимального значения t затухание кабельных участков уменьшается. При том же значении усиления усилителейSycт уровни передачи на выходе первой и второй ПС будут превышать номинальное значение. Усиление в канале увеличится, что вызовет уменьшение остаточного затухания и может привести к генерации канала. Кроме того, увеличение уровней передачи может вызвать перегрузку групповых усилителей и привести к росту помех нелинейного происхождения в каналах. Таким образом, усиление усилителей необходимо регулировать в соответствии с изменением затухания участков, соответственно увеличивая его с ростом затухания и уменьшая при его снижении. Это будет способствовать поддержанию остаточного затухания организуемых каналов постоянным. С увеличением температуры грунта происходит не только возрастание затухания участка, но и изменяются наклон и кривизна его характеристики (см. рисунок 3.3). Таким образом, устройство АРУ должно иметь регуляторы, компенсирующие плоскую, наклонную и криволинейную составляющие изменения затухания. Так как наибольшее значение изменения затухания будет на верхней частоте, то и плоскую регулировку устройства АРУ целесообразно выполнять на верхней частоте линейного спектра. Для выполнения наклонной регулировки необходимо сравнивать затухание участка на верхней и нижней частотах. Криволинейная регулировка осуществляется на средней частоте линейного спектра. Для работы устройств АРУ в линейный тракт с оконечной станции передаются токи контрольных частот от специального генератора ГКЧ. Значения уровней и частот контрольных токов должны быть стабильными во времени, во избежание ложной регулировки устройств АРУ. Например, в системе передачи К-60П для плоской регулировки выбирается частота 248 кГц, для наклонной — 16 кГц, а для криволинейной — 112 кГц. Уровни передаваемых токов контрольных частот устанавливаются на 15—20 дБ ниже номинального уровня передачи измерительного сигнала. Это обусловлено необходимостью исключить перегрузку групповых усилителей постоянно передаваемыми токами КЧ. Рассмотрим принцип работы АРУ с плоской регулировкой (рисунок 3.5).
Рисунок 3.5 – Структурная схема АРУ с плоской регулировкой
Вследствие изменения затухания участка изменяется и уровень мощности контрольного тока частотой 248 кГц, поступающего с выхода линейного усилителя ЛУс на приемник контрольного канала ПКК. После прохождения через узкополосный фильтр и усиления в усилителе контрольный ток выпрямляется и поступает на схему сравнения СС. В ней выпрямленный ток сигнала КЧ сравнивается со значением опорного (эталонного) тока. В случае их несоответствия изменяется параметр регулирующего элемента РЭ, который вызывает изменение затухания регулятора Per на одинаковое значение во всем диапазоне частот. Указанный регулятор включается в петлю отрицательной обратной связи усилителя ЛУс и изменяет ее глубину. Происходит изменение усиления ЛУс также на одинаковое значение во всей полосе передаваемых частот. Таким образом, выполняется плоская регулировка усиления вследствие работы АРУ. Структурная схема усилителя с трехчастотной АРУ приведена на рисунке 3.6, диаграмма уровней для кабельной линии передачи с усилителями, оборудованными трехчастотной АРУ— на рисунке 3.7.
Рисунок 3.6 - Структурная схема усилителя с трехчастотной АРУ
Рисунок 3.7 - Диаграмма уровней для кабельной линии передачи с усилителями, оборудованными трехчастотной АРУ Усиление усилителей при минимальной и максимальной температурах грунта компенсирует затухание участков УсУч. Разность между уровнем приема и уровнем помех, определяющая качество организуемых каналов связи и влияющая на значение напряжения помех, не будет уменьшаться. Превышения номинального значения уровня передачи на выходе ПС не будет. Таким образом, трехчастотная АРУ будет поддерживать остаточное затухание канала постоянным и диаграмму уровней на магистрали связи неизменной. Однако установка трехчастотной АРУ на каждой помехоустойчивой станции экономически невыгодна из- за ее большой стоимости. Она размещается в обслуживаемом усилительном пункте (ОУП) через 500—600 км или при организации выделения каналов. Двухчастотные АРУ (без криволинейных регуляторов) устанавливаются на ОУП через 250—300 км. В необслуживаемом усилительном пункте (НУП) размещаются усилители с температурным АРУ (Т-АРУ). На расстоянии 10—12 м от НУП на глубине прокладки кабеля закапывается термодатчик, представляющий собой терморезистор TP. В зависимости от температуры грунта происходит изменение сопротивления терморезистора, что приводит к изменению затухания регулирующего элемента в цепи ООС и усиления ЛУс. Температурные АРУ гораздо дешевле частотных. Однако они обладают большей погрешностью. Таким образом, Т-АРУ выполняют грубую регулировку, облегчая условия работы АРУ по токам КЧ. В системе передачи К-60Т НУП оборудуется устройством АРУ по току контрольной частоты 248 кГц, осуществляющим плоско-наклонную регулировку. Это позволило при незначительном увеличении стоимости НУП существенно повысить точность регулировки диаграммы уровней на магистралях большой протяженности и обеспечить стабильность остаточного затухания организуемых каналов связи.
Генераторное оборудование.
Генераторное оборудование служит для получения: в системах передачи с ЧРК токов несущих, контрольных и вызывных частот; а в системах передачи с ВРК токов импульсных последовательностей, осуществляющих тактирование и синхронизацию работы отдельных узлов аппаратуры. Генераторное оборудование систем передачи строится по групповому принципу, при котором требуемые частоты получают умножение, делением или дробно-кратным преобразованием частоты электрических колебаний задающего генератора (ЗГ). Упрощенная структурная схема генераторного оборудования комплекта индивидуального преобразования КИП, входящего в состав оконечной и промежуточной станций СО К-24Т, СП К24-Т, приведена на рисунке ниже.
Рисунок 3.8 - Упрощенная схема генераторного оборудования
Основными элементами генераторного оборудования являются: ¾ ЗГ – задающий генератор; ¾ Д1-Д2 – делители частоты; ¾ ГУ – гармонический умножитель; ¾ Ф-372, Ф-60, а также Ф-64 – Ф-108 (настроенные на 16-27 гармоники) – узкополосные фильтры; ¾ Ус – усилители. Задающий генератор представляет собой автогенератор—устройство, преобразующее энергию источника постоянного тока в энергию гармонических колебаний с определенными частотой и амплитудой.
Рисунок 3.9 - Общий вид схемы автогенератора (электрически замкнутая схема)
В общем виде схема автогенератора может быть представлена в виде электрически замкнутой схемы (рисунок 3.9), основными элементами которой являются усилитель и цепь положительной обратной связи ( Под действием дестабилизирующих факторов частота и фаза колебаний ЗГ незначительно флюктуирует около средних значений. При умножении значения этих флюктуаций увеличиваются, а при делении уменьшаются пропорционально соответственно коэффициенту умножения или деления. Поэтому целесообразнее создавать ЗГ на более высокие частоты, а затем выполнять деление частоты. Степень постоянства частоты электрических колебаний, вырабатываемых ЗГ, оценивается относительной нестабильностью:
под которой понимается отношение отклонения частоты Как правило, несущие частоты являются гармониками основной частоты электрических колебаний задающего генератора
Требования к абсолютной
Для обеспечения допустимого изменения частоты сигнала, равного для простого (без транзитов) канала Требования к стабильности частоты ЗГ повышаются с увеличением числа каналов в системе передачи, т.е. относительная нестабильность должна быть тем меньше, чем шире используемый линейный спектр. Требования к постоянству амплитуды электрических колебаний ЗГ могут быть сформулированы с учетом следующих факторов. В отношении стабильности выходной мощности наиболее жесткие требования предъявляются к источникам контрольных частот, так как ее изменение приводит к ложному срабатыванию устройства АРУ. Исходя из допустимой погрешности АРУ принято, что отклонение уровней токов от контрольных частот номинальных значений не должно превышать ±0,2 дБ. Уровни токов несущих частот также должны быть достаточно стабильны, поскольку в противном случае возможно существенное изменение рабочих затуханий преобразователей частоты и, как следствие, недопустимо большое изменение остаточного затухания каналов. Принято, что отклонение уровней токов несущих частот от номинальных значений не должно превышать ±0,5 дБ. Необходимая стабильность уровней токов, вырабатываемых генераторным оборудованием, достигается применением в усилителях устройств АРУ или дополнительного ограничения сигнала. На изменение частоты колебаний, вырабатываемых ЗГ, существенное влияние оказывает ряд дестабилизирующих факторов: ¾ изменение напряжения источника питания, вызывающее изменение динамических параметров транзисторов, а значит, и потерь, вносимых в колебательный контур; ¾ изменение нагрузки, приводящее к изменению потерь, вносимых в колебательный контур; ¾ старение элементов схемы и замена транзисторов, влияющих на режим работы генератора; ¾ изменение температуры, влажности и давления окружающей среды, вызывающее изменение параметров колебательного контура; ¾ механические вибрации и деформация деталей, ведущих к изменению парметров колебательного контура; ¾ влияние внешних электромагнитных и электростатических полей, изменяющих параметры колебательного контура. Рассмотрим способы стабилизации частоты электрических колебаний ЗГ. К мерам, способствующим ослаблению дестабилизирующего действия указанных факторов, относятся: ¾ стабилизация напряжения источников питания: общая — на стойках автоматической регулировки напряжения (САРН), местная — непосредственно в генераторном оборудовании с использованием стабилизирующих элементов; ¾ подключение нагрузки к выходу генератора не непосредственно, а через эмиттерный повторитель или удлинитель, уменьшающие влияние изменения сопротивления нагрузки на частоту колебаний генератора; ¾ предварительный подбор транзисторов по статистическим параметрам; помещение колебательного контура в термостат, в котором поддерживается постоянная температура, а также использование материалов, мало изменяющих свои размеры и свойства с изменением температуры; ¾ применение различных амортизационных устройств для ослабления механических вибраций; ¾ экранирование колебательного контура и в целом всего генератора для ослабления влияния внешних электромагнитных и электростатических полей. Наиболее эффективными средствами для стабилизации частоты ЗГ является использование кварцевых резонаторов (КР). Последний представляет собой устройство, состоящее из кварцевого элемента, электродов и кварцедержателя, размещенных в стеклянном баллоне, металлическом или пластмассовом корпусе. Кварцевый элемент представляет собой прямоугольную пластину, вырезанную определенным образом из кристалла кварца. Электроды выполнены в виде металлической пленки, нанесенной на кварцевый элемент. Кварцедержатели изготовляют из упругих металлических пластин или проволочных растяжек, припаянных к электродам. Кварцевые резонаторы могут быть герметизированными или негерметизированными.
Рисунок 3.10 – Схема включения кварцевого резонатора
Использование кристаллов кварца для стабилизации частоты ЗГ основано на явлении, которое называется пьезоэлектрическим эффектом. Это свойство заключается в том, что при механическом воздействии на пластину, вырезанную из кристалла кварца, на ее поверхности появляются электрические заряды, противоположные по знаку. Пьезоэлектрический эффект обратим. Кварцевая пластина, помещенная в переменное электрическое поле, создаваемое источником тока с ЭДС Е и внутренним сопротивлением
  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
между уровнем сигналаи уровнем помех, определяющей качество организуемых каналов. Уменьшение величины 
-цепь). Для работы автогенератора необходимо, чтобы энергия, вводимая от внешного источника в колебательный контур, была достаточной для компенсации активных потерь в нем, а обратная связь по характеру была бы положительной, т.е. выполнялось условие баланса амплитуд и баланса фаз.
(3.1)
к значению этой частоты 
. Нормами устанавливается значение максимального изменения частоты сигнала 
при прохождении его по каналу.
. Поэтому максимальным будет отклонение частоты так называемой виртуальной несущей 
.
определяются соотношением:
(3.2)
в системах К-60Т и К-60П должна составлять 
.
(рисунок 3.10), начинает совершать механические колебания в такт с изменением электрического поля, причем амплитуда этих колебаний не остается постоянной. На одних частотах колебания сильно возрастают, на других почти отсутствуют. Это объясняется тем, что кварцевая пластина, как любое упругое тело, обладает инерционными свойствами и является механической колебательной системой с определенными резонансными частотами.