Определить абсолютные уровни мощности, напряжения и тока сигналов при заданных значениях их мощности, напряжения и тока.
где P0, U0, I0 – абсолютные нулевые уровни соответственно мощности, напряжения и тока. В соответствии с рекомендациями МККТТ абсолютный нулевой уровень напряжения и тока определяется на нагрузке с активным сопротивлением R0 = 600 Ом по формулам:
= 0,775 В,
= 1,29 · 10-3 А,
Вт.
Вычисляем абсолютный уровень при заданных значениях U, I и P:
Определить мощности, мощность и напряжение сигнала в различных точках тракта передачи по уровням напряжения в этих точках.
Рисунок 2.6 – Условный тракт
Уровень мощности в определённой точке связан с уровнем напряжения соотношением:
, где (2.8)
в качестве Zн будет выступать входное сопротивление четырёхполюсника в соответствующей точке (R). Значение мощности и напряжения определяются по формулам:
Произведём расчёты для четырёх точек.
Уровнем сигнала называется логарифмическое отношение мощности, напряжения или тока в данной точке цепи Px, Ux, Ix к мощности, напряжению или току, которые приняты за исходные P0, U0, I0:
В зависимости от значений величин, принятых за исходные, различают абсолютный, относительный и измерительный уровни.
Абсолютным называется уровень, когда за исходные величины приняты мощность P0 = 1 мВт, напряжение U0 = 0, 755 B и ток I0 = 1,29 мА. Значения U0 и I0 определены на основе Р0 = 1 мВт для величины сопротивления нагрузки Rн = 600 Ом, так как входное и выходное сопротивления большинства устройств связи имеет величину 600 Ом.
Относительным называется уровень, определяемый в точке x системы при значениях Р0, U0, I0, соответствующих величинам в некоторой другой точке цепи, принятой за исходную.
Измерительным уровнем называют абсолютный уровень в какой-либо точке системы при условии, что на ее вход подан сигнал с нулевым уровнем.
Согласно рекомендации МККТТ эффективно пропускаемой полосой канала ТЧ называется полоса, неравномерность остаточного затухания которой на крайних частотах не превышает величину 8,7 дБ. Эффективная полоса канала ТЧ 0,3 – 3,4 кГц, а эффективная полоса пропускания первичного широкополосного канала 60 – 108 кГц.
Другое по теме:
Разработка и описание работы устройства на PIC-контроллере
Однокристальные микроконтроллеры стремительно занимают ведущее место в электронной аппаратуре. И если каких-нибудь десять лет назад они могли быть использованы при проектировании только профессионалами — слишком много требовалось д .
Источник
Определение уровней передачи
В практике измерений в телекоммуникациях находят применение абсолютные и относительные уровни передачи.
Абсолютные уровни. Различают абсолютные уровни мощности, напряжения и тока.
Абсолютным уровнем мощности называется отношение активной мощности сигнала в измеряемой точке цепи передачи к активной мощности 1 мВт, выраженное в логарифмических единицах:
, или 
где Р – активная мощность, мВт. Активная мощность – это среднее значение мгновенной мощности (p(t) = u(t)*i(t)) за период, равное произведению действующих значений тока и напряжения.
Абсолютным уровнем напряжения называется отношение напряжения в измеряемой точке цепи передачи к напряжению 775 мВ, выраженное в логарифмических единицах:
, или, 
где U – действующее значение напряжения, мВ.
Отметим, что на нагрузке 600 Ом напряжение 775 мВ дает ток 775/600 = 1,29 мА и мощность 0,775 2 / 600 = 0,775 * 1,29 = 1 мВт.
Абсолютным уровнем тока называется отношение тока в измеряемой точке цепи передачи к току 1,29 мА, выраженное в логарифмических единицах:
,или
где I – действующее значение тока, мА.
Таким образом, если активная мощность сигнала в измеряемой точке цепи передачи равна 1 мВт, то pм = 0, аналогично при U = 775 мВ pн = 0, а при I = 1,29 мА pт = 0 . Отметим, что U*I = 775 * 1,29 = 1 мВт.
Из приведенных выражений находим соотношение между неперами и децибелами: 1 Нп ≈ 8,69 дБ, 1 дБ ≈ 0,115 Нп.
Относительные уровни. Для оценки изменения мощности и напряжения сигнала по тракту передачи используются относительные уровни мощности и напряжения.
Относительным уровнем мощности называется отношение мощности в измеряемой точке тракта передачи к мощности сигнала в начале тракта или в точке, условно принятой за начало, выраженное в логарифмических единицах:
,или
где Р2 – мощность в измеряемой точке тракта передачи;
Р1– мощность в начале тракта передачи или в точке, условно принятой за начало.
Относительным уровнем напряжения называется отношение напряжения в измеряемой точке тракта передачи к напряжению сигнала в начале тракта или в точке, условно принятой за начало, выраженное в логарифмических единицах:
,или
где U2 – напряжение в измеряемой точке цепи;
U1 – напряжение в начале тракта или в точке, условно принятой за начало.
Выражая входящие в формулы мощности и напряжения через их абсолютные уровни, находим, что относительные уровни равны разности абсолютных уровней:
где pм2 и pн2 – абсолютные уровни мощности и напряжения в измеряемой точке цепи;
рм1 и рн1 – абсолютные уровни мощности и напряжения в начале тракта или в точке, условно принятой за начало.
Источник
Определение уровней передачи
Уровни передачи и их измерение
Для оценки мощности или напряжения сигналов в технике электросвязи введены относительные логарифмические единицы, получившие название уровней передачи. Уровни передачи измеряются либо в неперах (Нп), либо в децибелах (дБ). Так как двойные единицы неудобны, в настоящее время по рекомендации МККТТ используются единые логарифмические меры на основе десятичных логарифмов – децибелы. Но поскольку на сетях связи вместе с новым оборудованием используется еще оборудование, нормы на электрические параметры которого даны в неперах, то временно разрешено применение и логарифмических единиц на основе натуральных логарифмов – неперов.
В практике измерений в телекоммуникациях находят применение абсолютные и относительные уровни передачи.
Абсолютные уровни. Различают абсолютные уровни мощности, напряжения и тока.
Абсолютным уровнем мощности называется отношение активной мощности сигнала в измеряемой точке цепи передачи к активной мощности 1 мВт, выраженное в логарифмических единицах:
, или 
где Р – активная мощность, мВт. Активная мощность – это среднее значение мгновенной мощности (p(t) = u(t)*i(t)) за период, равное произведению действующих значений тока и напряжения.
Абсолютным уровнем напряжения называется отношение напряжения в измеряемой точке цепи передачи к напряжению 775 мВ, выраженное в логарифмических единицах:
, или, 
где U – действующее значение напряжения, мВ.
Отметим, что на нагрузке 600 Ом напряжение 775 мВ дает ток 775/600 = 1,29 мА и мощность 0,775 2 / 600 = 0,775 * 1,29 = 1 мВт.
Абсолютным уровнем тока называется отношение тока в измеряемой точке цепи передачи к току 1,29 мА, выраженное в логарифмических единицах:
,или
где I – действующее значение тока, мА.
Таким образом, если активная мощность сигнала в измеряемой точке цепи передачи равна 1 мВт, то pм = 0, аналогично при U = 775 мВ pн = 0, а при I = 1,29 мА pт = 0 . Отметим, что U*I = 775 * 1,29 = 1 мВт.
Из приведенных выражений находим соотношение между неперами и децибелами: 1 Нп ≈ 8,69 дБ, 1 дБ ≈ 0,115 Нп.
Относительные уровни. Для оценки изменения мощности и напряжения сигнала по тракту передачи используются относительные уровни мощности и напряжения.
Относительным уровнем мощности называется отношение мощности в измеряемой точке тракта передачи к мощности сигнала в начале тракта или в точке, условно принятой за начало, выраженное в логарифмических единицах:
,или
где Р2 – мощность в измеряемой точке тракта передачи;
Р1 – мощность в начале тракта передачи или в точке, условно принятой за начало.
Относительным уровнем напряжения называется отношение напряжения в измеряемой точке тракта передачи к напряжению сигнала в начале тракта или в точке, условно принятой за начало, выраженное в логарифмических единицах:
,или
где U2 – напряжение в измеряемой точке цепи;
U1 – напряжение в начале тракта или в точке, условно принятой за начало.
Выражая входящие в формулы мощности и напряжения через их абсолютные уровни, находим, что относительные уровни равны разности абсолютных уровней:
где pм2 и pн2 – абсолютные уровни мощности и напряжения в измеряемой точке цепи;
рм1 и рн1 – абсолютные уровни мощности и напряжения в начале тракта или в точке, условно принятой за начало.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
Понятие уровней электрических сигналов
ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЕЙ СИГНАЛОВ
С целью упрощения расчетов, связанных с определением изменения мощности (напряжения) сигналов электросвязи при передаче их на значительные расстояния, а так же с целью упрощения градуировки шкал измерительных приборов, в технике связи принято использовать логарифмические единицы измерения.
Рассмотрим цепь электросвязи.
мощность сигнала в начале цепи составляет: Рвх=10 — 3 = 1мВт,
а в конце цепи — Рвых=10 — 6 = 1мкВт.
— на сколько Ватт уменьшилась мощность сигнала
Рвх-Рвых = 10 — 3 — 10 — 6 =99910 — 6 Вт;
— 
во сколько раз уменьшилась мощность сигнала
— степень уменьшения мощности сигнала в логарифмических единицах
lg(Рвх/Рвых) = lgРвх-lgРвых = lg10 -3 – lg10 -6 = (-3) – (-6) = 3 Белла
(логарифм отношения двух величин измеряется в «Белах»).
Использование логарифмических единиц позволяет:
перейти от дольных значений разного порядка «10 -3 » и «10 -6 » к целым значениям одного порядка «-3»
действия умножения и деления заменяются сложением и вычитанием, в результате упрощаются расчеты;
упрощается градуировка приборов, которые используются для измерения параметров сигнала на всем протяжении цепи.
Логарифм мощности в некоторой точке «х» Lмх=lgРх называется «Уровень мощности»электрическогосигнала и выражается в Белах.
Если Рх 1 Вт, уровень мощности Lмх 0.
Если Рх > 1 Вт, уровень мощности Lмх > 0.
В проводных системах связи мощность передаваемого сигнала обычно имеет значение порядка мВт или мкВт. Таким образом, уровни мощности, в основном, будут иметь отрицательное значение.
Для переноса «нулевой точки» в область более низких значений мощности используется выражение:
Значение мощности 10 -3 Вт называется «Мощность абсолютного нулевого уровня» и обозначается Р0.
В системах связи, в соответствии с параметрами электрического сигнала, удобнее использовать дольные логарифмические единицы — децибелы (дБ).
В результате формула уровня мощности приобрела выражение:
Этот параметр называется «Абсолютный уровень мощности».
Абсолютный уровень мощности, выраженный в децибелах, — это 10 логарифмов отношения мощности в данной точке, к мощности нулевого уровня.
Логарифм отношения начальной мощности сигнала к её конечному значению называется«Затухание»сигнала и обозначается символом «А»:
А = lg (Рвх/Рвых), Б — выражено в Белах,
А = 10´lg (Рвх/Рвых), дБ — выражено в дециБелах.
Физический смысл затухания: — уменьшение мощности сигнала, выраженное в логарифмических единицах.
Величину затухания можно выразить через разность абсолютных уровней мощности сигнала в начальной и конечной точке цепи:
Так как процесс измерения мощности является трудоемким, обычно в системах связи контролируется величина напряжение или тока.
Соответственно введены понятия «Уровень напряжения» и «Уровень тока».
Рассчитаем значения напряжения и тока, соответствующие «Абсолютному нулевому уровню».
Ро = 10 -3 , расчет произведем для стандартного сопротивления Z0 = 600 Ом.
напряжение, соответствующее абсолютному нулевому уровню, равно
ток, соответствующий абсолютному нулевому уровню, равен:
Выведем формулу абсолютного уровня напряжения.
LдБнх — называется «Абсолютный уровень напряжения».
Формула взаимосвязи абсолютного уровня мощности и абсолютного уровня напряжения имеет вид:
Из формулы видно, что LдБмх = LдБнх, если сопротивление в точке измерения Zх = 600 Ом.
Выведем формулу абсолютного уровня тока.
LдБтх — называется «Абсолютный уровень тока».
Формула взаимосвязи абсолютного уровня мощности и абсолютного уровня тока:
Из формулы видно, что LдБмх = LдБтх, если сопротивление в точке измерения Zх = 600 Ом.
| Наименование уровня | Расчетная формула | Единица измерения | Значение, соответствующее «Абсолютному нулевому уровню» | Формула взаимосвязи с абсолютным уровнем мощности |
| Абсолютный уровень мощности |  | дБм | 10 -3 Вт | |
| Абсолютный уровень напряжения |  | дБн | 0,775 В |  |
| Абсолютный уровень тока |  | дБт | 1,2910 -3 А |  |
Некоторые приборы Российского производства градуируются в логарифмических единицах натуральной системы «Нп».
Перевод из натуральной системы логарифмических единиц в десятичную производится согласно соотношения 1 Нп = 8,68 дБ.
Порядок расчета уровней
Задача. Вычислить абсолютный уровень напряжения в точке, если значение напряжения Uх = 0,388 Bольт.
Lн = 20 lg(Uх/Uo) = 20 lg(0,388/0,775) = — 6,01 дБн
Задача. Вычислить абсолютный уровень мощности в точке, если значение мощности Рх = 4мВт.
Lм = 10 lg(Рх/Рo) = 10 lg(410 -3 /10 -3 ) = 6,02 дБм
Из примеров видно, что уровни могут быть как положительными, так и отрицательными.
Иногда перед измерителем ставится обратная задача: по известному значению уровня, измеренного в данной точке, определить значение физической величины в этой точке.
Задача. Вычислить значение мощности, если измерен уровень мощности Lм = 20 дБм.
Из формулы уровня мощности Lм=10 lg(Рх/Рo) необходимо выразить Рх.
Рх=Ро10 0,1Lм =10 -3 10 0,120 =100 мВт
Задача. Вычислить значение напряжения, если измерен уровень напряжения Lн = 13 дБн.
Из формулы уровня напряжения Lн = 20lg(Uх/Uo) необходимо выразить Uх.
Uх=Uо10 0,05Lн =0,77510 0,0513 = 3,46 В
Задача. Вычислить абсолютный уровень мощности, если измерен уровень напряжения Lн = 4,3 дБн на сопротивлении Zх = 150 Ом.
Lм = Lн+10 lg(600/Zх) = 4,3+10 lg(600/150) = 10,3 дБ
Задача.Вычислить абсолютный уровень напряжения, если измерен уровень мощности Lм = -1,5 Нп на сопротивлении Zх = 135 Ом.
Lн = Lм-10 lg(600/Zх) = -13,02-10 lg(600/135) = -13,67 дБн
Задача. Вычислить абсолютный уровень мощности, если измерен уровень напряжения Lн = 0 дБн на сопротивлении Zх = 135Ом.
Lм = Lн+10 lg(600/Zх) = 0+10 lg(600/135) = 6,5 дБм
Задача. Вычислить на каком сопротивлении измерены уровни Lм = 6,5 дБм и Lн = 3 дБн.
Из формулы Lм = Lн+10 lg(600/Zх) необходимо выразить Zх
Относительные уровни
Уровень передачи называется относительным, если мощность или напряжение в данной точке тракта «х» сравниваются с одноименными величинами какой-либо другой точки тракта, принятой за начало отсчета «а».
Lмо = 10 lg (Pх/Pа) = 10lg [(Pх/10 -3 )/ (Pа/10 -3 )] = 10lg (Pх/10 -3 ) — 10lg (Pа/10 -3 ) = Lмх — Lма
Относительный уровень в какой-либо точке «х» канала (тракта) равен разности абсолютных уровней в данной точке «х» и в точке принятой за начальную «а».
Измерительные уровни
Измерительный генератор с Ri = 600 Ом, вырабатывающий ЭДС Е = 1,55 В, f = 800 Гц называется нормальным генератором.
При подключении нормального генератора к коммутаторному входу канала
(Zвх = 600 Ом) уровень мощности (напряжения) на входе канала (коммутаторном входе) Lм = 0 дБм (Lн = 0 дБн), так как
Рвх = U 2 /R = 0,775 2 /600 = 1мВт.
Абсолютный уровень мощности (напряжения) в какой-либо точке канала, измеренный или вычисленный при условии, что к коммутаторному входу канала подключен нормальный генератор, называется измерительным уровнем.
Знак измерительного уровня показывает затухание «–» или усиление «+» действует между данной точкой канала и коммутаторным входом канала. Численное значение измерительного уровня соответствует величине затухания или усиления.
Задача. Рассмотрим тракт передачи, представленный последовательно соединенными четырехполюсниками
Затухание от коммутаторного входа «a» до точки «b»Аa-b = 5 дБ.
Определить затухание или усиление действует на участке «b-c» и вычислить его величину, если Zc = 75 Ом, Uc = 275 мВ.
Уровень на коммутаторном входе нулевой Lмк = 0 дБм.
Аab = LдБм a — LдБм b = 0 — 5= — 5 дБм
Определим уровень напряжения в точке «c»
LдБн с = 20lg(Uс/Uо) = 20lg(27510 -3 /0,775) = — 9 дБн
Определим уровень мощности в точке «c»
LдБм с = LдБн + 10lg(600/Zx) = — 9 + 10lg(600/75) = 0 дБм
Так как уровень в точке «с» стал выше, чем в точке «b»значит на участке«b-c»произошло усиление и его величину можно определить следующим образом:
Источник