Полная версия

Главная arrow Техника arrow ИЗМЕРЕНИЯ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Измерение уровней передачи, рабочего затухания и рабочего усиления

Общие сведения

В технике связи принято оценивать мощности, напряжения и токи сигналов не только их абсолютными значениями в ваттах, вольтах и амперах, но и в относительных логарифмических единицах — уровнях мощности, напряжения и тока. При использовании логарифмических единиц упрощаются арифметические расчеты: действия умножения и деления заменяются сложением и вычитанием, а порядок логарифмических величин, с которыми приходится оперировать, оказывается более низким, чем при использовании абсолютных величин.

Различают абсолютные и относительные уровни передачи. Абсолютные уровни используются для оценки абсолютных величин мощности рМУ напряжения рн, тока рт и определяются по следующим формулам:

где 1 мВт, 775 мВ, 1,29 мА — мощность, напряжение и ток, принятые за единичные;

Р, <7, / — мощность, напряжение и ток соответственно.

Указанные мощности, напряжения и токи получаются на согласованной нагрузке нормального генератора (рис. 8.1).

Нормальным генератором называется генератор, имеющий внутреннее сопротивление Rr = 600 Ом и ЭДС = 1,55 В (2 х 775 мВ) с частотой /= 800 Гц.

Эквивалентная схема нормального генератора

Рис. 8.1. Эквивалентная схема нормального генератора

По известным абсолютным уровням легко найти соответствующие мощности, напряжение и ток:

Значения мощности, напряжения и тока, принятые за единичные, взаимосвязаны. Они получаются из условия, когда за нулевую отметку шкалы уровней мощности взят уровень, соответствующий мощности Р0 = 1 мВт, рассеиваемой на сопротивлении R = 600 Ом. В данном случае

В настоящее время наряду с децибелом применяется другая логарифмическая единица — непер (Нп), в основу которой положен натуральный логарифм. В этом случае абсолютные уровни мощности, напряжения и тока определяются по следующим формулам:

»

Здесь по известным значениям абсолютных уровней в неперах также легко найти соответствующие значения мощности, напряжения и тока:

Сравнивая выражения (8.1) и (8.2), можно найти соотношение между непером и децибелом:

В технической документации на аппаратуру уровни сигналов задаются, как правило, по мощности. В то же время измерители уровней обеспечивают в большинстве случаев измерение уровня по напряжению. Поэтому для правильной оценки уровня при его измерениях проводят пересчет результатов измерения уровня по напряжению в уровень по мощности с учетом реального значения сопротивления нагрузки /?„ в точке измерения:

Для измерения уровней используют специальные приборы — измерители уровня (указатели уровня). Измеритель уровня (ИУ) — это чувствительный электронный вольтметр, шкала которого проградуирована, как правило, в абсолютных уровнях напряжения, соответствующих среднеквадратическому значению измеряемого сигнала. Преобразователь ИУ обычно работает в режиме линейного детектирования, поэтому, строго говоря, показания прибора справедливы только при исследовании синусоидального сигнала.

Для измерения уровней сложных сигналов применяют специальные приборы с квадратичной характеристикой детектора и шкалой, соответствующей среднеквадратическому значению сигнала. Измеренная величина в данном случае соответствует среднеквадратическому значению измеряемого сигнала сложной формы.

При измерении абсолютного уровня возможны три схемы включения измерителя уровня.

Если уровень измеряется на выходе четырехполюсника, имеющего реальную нагрузку (последующий четырехполюсник) (рис. 8.2, а), то, чтобы избежать шунтирования измеряемого сигнала, ИУ включается высокоомным входом.

Схемы включения измерителей уровня

Рис. 8.2. Схемы включения измерителей уровня: а — с реальной нагрузкой; б — с подключенной нагрузкой; в — с непосредственным подключением

Если при измерении нагрузка в точке измерения отсутствует, но величина ее известна (рис. 8.2, б), то в точку измерения можно подключить соответствующую нагрузку /?,„ а ИУ включить высокоомно.

Когда сопротивление нагрузки в точке измерения известно и совпадает по величине с возможным входным сопротивлением ИУ, то его вход можно подключать непосредственно в точку измерения, установив соответствующую величину Rm (рис. 8.2, в).

Наряду с абсолютными уровнями, описанными выше, используются относительные уровни, определенные из следующих соотношений, дБ:

где Р, U, I— мощность, напряжение и ток в рассматриваемых точках; Р0, U0, /0 — мощность, напряжение и ток в точках, принятых за исходные.

Из определения видно, что

т. е. относительный уровень равен разности абсолютных уровней в данной точке и в точке, принятой за начало отсчета.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>