5.2. МЕТОДЫ И АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК КАНАЛОВ СВЯЗИ

Отличие характеристик канала связи от идеальных (см. том 1, разд. 3), в частности зависимость затухания и группового времени замедления от частоты, может вести к изменению формы передаваемых сигналов [5.6]. Наряду с такими постоянными во времени характеристиками и регулярными мешающими факторами, как сдвиги частоты, эхо-сигналы, периодическое фазовое дрожание и

гармонические помехи, на сигнал оказывают действие различные случайные помехи, например флуктуационный шум, и кратковременные перерывы. Однако в первую очередь передачу данных могут нарушать помехи импульсного типа (см. том 1, разд. 5.2). В последующих разделах рассматриваются методы и аппаратура, которые служат для измерения характеристик каналов связи и помех.

5.2.1. ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ И ЗАТУХАНИЯ

Ток, напряжение и мощность затухают вдоль линии экспоненциально том 1, разд. 3.1.1). Поэтому вполне естественно и целесообразно определять эти величины не в линейном, а в логарифмическом масштабе. Величина, пропорциональная логарифму отношения напряжений или мощностей, выражает уровень соответствующей величины. (Уровень тока, как правило, не рассматривается, так как измерение тока в линии обычно затруднительно.) Разность уровней в двух точках линии характеризует затухание между этими точками. Единицами измерения уровней и затуханий служат децибелы или неперы В технике обычно употребляются децибелы.

В зависимости от того, по отношению к какой величине определяется уровень, различают относительный и абсолютный уровни. Если напряжение или мощность в точке измерения х относят к напряжению или соответственно к мощности на входе системы (в начале линии), то получают относительный уровень напряжения

или относительный уровень мощности

в этой точке.

Если же значение напряжения или мощности в точке х относят к определенному постоянному значению напряжения или мощности то получают абсолютный уровень напряжения

или соответственно абсолютный уровень мощности

в этой точке (см. том 1, разд. 3.1.1.1).

Уровень напряжения принято определять по отношению к В. При определении уровня мощности опорным

значением служит для единиц измерения при этом используются обозначения или том 1, разд. 3.2.1).

Для определения перечисленных величин необходимы соответствующие датчики и измерители уровней. Принципы действия этих приборов, широко применяемых в технике связи, будем предполагать здесь известными [5.7-5.10]. Такие приборы рассчитаны на работу в диапазонах частот, соответствующих каналам ТЧ и высокочастотным системам (см. том 1, разд. 3.2.1, табл. 3.5). Необходимо отметить, что наряду с обычно используемыми при измерении уровня аналоговыми приборами, все большее значение приобретают измерительные устройства, в которых настройка частоты и отсчет результата осуществляются в цифровой форме, поскольку такой принцип оказывается наиболее целесообразным при создании автоматических измерительных установок

При решении многих задач, связанных с измерениями уровней и затухания, особенно в ВЧ системах, с успехом применяются методы качания (вобуляции). При таком методе величина, от которой зависит измеряемый параметр, например частота измеряемого напряжения, подвергается непрерывному и периодическому изменению в исследуемом диапазоне. Скорость изменения ограничена снизу применяемым способом отсчета, а сверху переходными процессами в измеряемом объекте. Метод качания позволяет в кратчайшее время получить частотную характеристику затухания для изучаемого объекта, например линии связи, непосредственно в виде кривой. Для отображения результата измерения используются двухкоординатные самопишущие приборы, а также устройствах для наблюдения диаграмм уровней) электронно-лучевые трубки; при этом, как правило, могут дополнительно высвечиваться на экране линии уровня и частотные метки. На приеме с помощью частотного дискриминатора можно получить временное отклонение, пропорциональное принимаемой частоте. Таким образом, измерения по методу качания осуществимы и в реальных каналах связи, когда передатчик и приемник установлены в разных местах [5.12].