Содержание учебных вопросов. Первый вопрос: Назначение органов ручной регулировки усиления

Первый вопрос: Назначение органов ручной регулировки усиления.

Характерным свойством проводных линий связи является зависимость их затухания от частоты - затухание линии возрастает с повышением частоты передаваемого сигнала. Такие амплитудно-частотные искажения, т. е. нарушение соотношений амплитуд частотных составляющих сигнала, приводят к ухудшению качества связи. Поэтому в линейном усилителе необходимо не только восстановить потерянную в линии мощность сигналов, но и одновременно скомпенсировать амплитудно-частотные искажения.

Устройства корректирования (амплитудные корректоры) представляют собой нелинейные 4-х полюсники, характеристики которых обратны характеристике кабеля. Причем, с учетом того, что АЧИ зависят как от длины усилительного участка, так и от температуры окружающей среды, то в аппаратуре систем передачи должны быть предусмотрены переменные корректоры, характеристики которых можно было бы изменять в процессе настройки вручную, а в процессе эксплуатации автоматически. Условием неискаженной передачи будет:

a_л (f) + a_ак (f) = a_о = const, где

а_л (f) - частотная характеристика затухания участка кабельной линии;

а_ак(f) - частотная характеристика затухания амплитудного корректора (рис.1)

а a_о

a_л

a_ак

f_н f_в f

Рис.1

В общем случае идеальное совпадение характеристики корректора с заданными возможно при бесконечно большом количестве элементов его схемы. Кроме того, на затухание участка тракта может воздействовать N факторов (длина усилительного участка, температура, АЧИ фильтров, усилителей и т.п.), компенсировать которые возможно с помощью N переменных корректоров.

С целью упрощения схем корректирования характеристику затухания участка линии представляют (аппроксимируют) в виде суммы трех составляющих - плоской, наклонной и криволинейной (Рис.2а).

При изменении частотной характеристики затухания в общем случае будут изменяться все три её составляющие, причем могут быть найдены пределы а_лп, а_лк, а_лн, этих изменений для всех условий, при которых возможна эксплуатация линии связи. Настройка каскадно-подключенных к участку линии трех переменных корректоров, изменение ЧХ которых можно осуществить так, как показано на рис.2б, позволит устранить изменения затухания данного участка линии связи. Плоский корректор представляет собой частотнонезависимый четырехполюсник и доводит уровень сигнала до определенного значения, наклонный корректор выравнивает характеристику, а криволинейный - устраняет кривизну в центре частотного диапазона.

а_лп а_акп

Dа_лп

_Dа_лп

f_н fнакл fп f_в f

fн fнакл fп f_в f

Dа_лн а_лн

f_н f_накл f_п f_в f

f_н f_накл f_п f_в f

Dа_лк

Dа_лк

f_н f_накл f_к f_п f_в f

f_н f_накл f_к f_п f_в f

Рис.2а Рис.2б

Следует отметить, что число корректоров может быть и больше трех, и меньше - в зависимости от характеристик кабеля и ширины полосы частот передаваемого сигнала.

Амплитудный корректор можно совместить с усилителем любым из способов, показанных на рис.3.

а) б) в)

г) д)

Рис.3

Наиболее рациональным оказывается включение АК в цепь ООС усилителя (рис.3в.). Однако из-за ограничений на пределы изменения глубины ООС (по устойчивости) используют комбинированную схему (рис.3г.), в которой часть АЧИ компенсируется корректором, включенным на входе усилителя либо в межкаскадных цепях (рис.3д.), а часть - корректором в цепи ООС усилителя.

В линейном усилителе аппаратуры П-301-О принят следующий метод корректирования АЧИ, вносимых линией. Вначале с помощью двух искусственных линий (ЛИ) 0-5км и одной переменной РН 0-5км затухание реального усилительного участка дополняется до величины, свойственной участку длиной 15км. (Длина 15 км принята с целью унификации устройств корректирования аппаратуры П-301 и П-302). Предусмотренные далее постоянные корректирующие четырехполюсники ВА-24 и ДЦ обеспечивают корректирование АЧИ, вносимых некоторым условным усилительным участком длиной 15 км при температуре 5^оС. Такой способ дает возможность упростить переменные регуляторы, которые в этом случае должны компенсировать лишь отклонения затухания реального участка от условного.

В линейном усилителе предусмотрены 4 вида регулировок усиления. Три из них при настройке линейного тракта производятся вручную, а процессе эксплуатации - автоматически. Это плоская регулировка (АРУП), наклонная (АРУН) и криволинейная (АРУК). Четвертая регулировка предназначена для коррекции нерегулярных искажений. Она выполняется при настройке линейного тракта и проведении технического обслуживания вручную, с помощью косинусного корректора КК-24.

Чтобы обеспечить малые собственные шумы ЛУС и достаточно глубокую отрицательную обратную связь ООС, применен комбинированный способ включения в ЛУС устройств корректирования и регулирования. Они включены во входной цепи, цепях ООС и межкаскадных цепях линейного усилителя. С этой целью ЛУС разбит на 4 двухкаскадных блока, а коррекция и регулировка распределены следующим образом:

1)Постоянная плоско-наклонно-криволинейная коррекция:

амплитудный выравниватель ВА-24 во входной цепи и дополнительный корректор ДЦ в межкаскадной цепи блоков Ус.-24(1) и Ус-24(2).

2)Плоская регулировка:

ручная- в цепях ООС блоков Ус.Л-24(2)(регулятор РП-1-0-5 км) и Ус.24(регулятор РП), автоматическая - в цепи ООС блока Ус.-24(термистор R24)

3)Наклонная регулировка:

Только автоматическая - в цепи ООС блока Ус.-24(1)(термистор R10).

4)Криволинейная регулировка: ручная- в межкаскадной цепи блоков Ус.Л-24(2) и Ус.-24(1) с помощью корректирующего четырехполюсника РК1-1-7, автоматическая -там же, корректирующим четырехполюсником с одним управляющим сопротивлением(термистор R9).

5)Коррекция нерегулярных искажений:

только ручная регулировка с помощью косинусного корректора КК-24 в межкаскадной цепи.

На рис.4 показаны частотные характеристики линии и устройств корректирования, а также соответствующие им характеристики сигнала.

Второй вопрос: Назначение устройства и принцип работы АРУ.

Устройства АРУ предназначены для обеспечения постоянства АЧХ при изменении затухания линии вследствие колебаний температуры окружающей среды.

На функциональной схеме показаны устройства АРУ, которые размещены в блоках ПКК-104/16 и ПКК-64. Принцип работы АРУ заключается в следующем. Токи контрольных частот линейной АРУ 104 кГц (плоская регулировка), 16 кГц(наклонная регулировка) и 64 кГц(криволинейная регулировка), пройдя по линейному тракту, усиливаются линейным усилителем и с выхода блока Ус-24(2) попадают на приемники контрольных каналов ПКК. Каждый ПКК содержит: фильтр контрольной частоты (ФКЧ), усилитель тока контрольной частоты УС.КЧ, сравнивающее устройство СУ, магнитоэлектрическое регулирующее устройство МРУ, усилитель постоянного тока УПТ, а также вспомогательный генератор Г-10 с частотой тока 10 кГц и электронное реле блокировки РБ. ПКК-104 дополнительно имеет реле сигнализации о пределе регулировки РС. Ток контрольной частоты 104 кГц выделяется из линейного спектра узкополосным фильтром ФКЧ-104, усиливается усилителем УС.К-104 и после выпрямителя Д-1 поступает на сравнивающее устройство, где выделяется сигнал ошибки DI=Iкч-Iэ, где Iэ -эталонный ток. Сигнал ошибки приводит в действие МРУ и регистрируется измерительными приборами. На оси якоря МРУ находится конденсатор С, обеспечивающий изменение тока вспомогательного генератора Г-10 в зависимости от угла поворота якоря.

Если уровень тока КЧ в норме, то DI=0, якорь МРУ неподвижен, от Г-10 протекает через конденсатор С, а затем выпрямляется определенной величины ток. Этот ток подается на вход УПТ и с его выхода в обмотку подогрева термистора R24.

Если уровень тока КЧ отклонится от номинала, то появится сигнал ошибки DI. В зависимости от знака ошибки якорь МРУ начнет поворачиваться в нужную сторону, соответственно изменяя ток подогрева термистора. Так реагирует АРУ на медленные изменения тока КЧ. Если ток КЧ изменяется скачком, то для компенсации предусмотрена цепь быстрой АРУ.

Непосредственно с выхода СУ сигнал ошибки попадает на вход 3 УПТ, что вызывает быстрое изменение тока подогрева термистора.

Для преподавателя. Медленные изменения тока КЧ вызываются, как правило, колебанием затухания усилительного участка.

Скачкообразное изменение уровня тока КЧ вызывается, например, за счет коммутации в цепях питания, подключения к тракту измерительных приборов.

Точность регулировки медленной АРУ гораздо выше, чем быстрой. Использование их вместе обеспечивает наилучшую динамику установления уровней в линейном тракте ПКЛ при скачках уровня КЧ.

Схема ПКК—16 и его работа отличаются лишь одной особенностью. Дело в том, что в принципе регулятор наклона должен реагировать только на разность уровней токов КЧ-104 и 16 кГц. Однако, с целью унификации и с учетом весьма большого замедления цепь точной (медленной) АРУ ПКК-16 работает только от изменений тока КЧ 16 кГц. Вместе с тем для хорошей динамики быстрой АРУ потребовалось обеспечение ее работы от разности приращений токов КЧ. Это достигается тем, что на прямой выход I и на инверсивный вход 2 УПТ ПКК-16 подаются сигналы ошибок от СУ обоих устройств, а, следовательно, ток подогрева термистора R10 АРУН оказывается пропорционален требуемой разности контрольных токов.

Необходимо отметить, что при изменении уровня тока более, чем на -+ - 3,4 дБ(+ - 0,4 Нп) срабатывает реле блокировки РБ, включает электромагнитный фиксатор ЭФ и сигнальную лампу.

Устройство и работа ПКК-64 криволинейной АРУ не отличается от ранее описанных.

Во всех схемах есть возможность выключения АРУ и ручной установки тока подогрева термистора. Это необходимо, например, при настройке линейного тракта.

а_л o

р_с f_н f_в f

на входе ЛУС

f_н f_в f

а_ил+рн р_с f

на выходе ил+рн

f_н f_в f

p_c f

а_ва

l_УУ =15км при t=5^oC

на выходе ва

f_н f_в f

s_рп1 р_с f

на выходе усилителя УС Л-12

f_н f_в f

а_рк р_с f

на выходе УС-12

_-0,15

f_н f_в f

Рис.4

Третий вопрос: Принцип работы генераторного оборудования.

Все несущие и контрольные частоты формируются в упаковке генераторного оборудования ГЕН-24. В оконечной станции необходимы следующие несущие и контрольные частоты:

Таблица 7.1.

Назначение	Частота, кГц
индивидуальные несущие предгрупповые несущие несущие первичного преобразования несущие группового преобразования линейные контрольные частоты контрольная частота первичных групп	12; 16; 20 84; 96; 108; 120 444; 564 16; 64; 104 84,14

Необходимая стабильность несущих и линейных частот обеспечивается тем, что все они получаются от одного кварцевого термостатированного задающего генератора ГЗ-192, имеющего частоту 192 кГц.

При необходимости вместо своего задающего генератора можно включить задающий генератор другой аппаратуры многоканального комплекса, для чего служит тумблер ВНУТР-ВНЕШ.

Для формирования сетки несущих и контрольных колебаний используются методы деления, умножения, сложения и вычитания частот.

Все предгрупповые и групповые несущие являются гармониками частоты 12 кГц, которая получается в результате деления на 16 частоты задающего генератора в делителе частоты ДЕЛ 192/16. Последующее умножение частоты12 кГц производится с помощью магнитного генератора гармоник ГГ-12, у которого четные и нечетные гармоники возникают на разных выходах. Нужная гармоника с четного или нечетного выхода выделяется узкополосным фильтром и усиливается усилителем. Там получаются предгрупповые и групповые несущие частоты.

Индивидуальная несущая частота 12 кГц получается непосредственно с выхода делителя частоты ДЕЛ 192/16, индивидуальная несущая 16 и 20 кГц, а также линейная контрольная частота 16 кГц - путем деления несущих частот 96 и 120 кГц на 6. Линейные контрольные частоты 64 и 104 кГц получаются как разность и сумма частот 20 и 84 кГц, подведенных к преобразователю П-1.

Контрольная частота первичной группы 84,14 кГц получается путем суммирования в преобразователе П-2 частоты вспомогательного нетермостатированного кварцевого генератора 12,14 кГц (Г-12,14) с частотой 72 кГц (6-я гармоника 12кГц).

Для обеспечения необходимой мощности и стабильности уровня несущих и контрольных частот служат усилители УС.ИНЧ, УС.ГНЧ и УС.КЧ.