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 экспонеи-щгально (см. том 1, разд. 3.1.1). Поэтому вполне естественно и целбсообразво определять эти величины не в линейном, а в логарифмическом масштабе. Величина, пропор.цнональная логарифму отношения напряженки или мощностей, (выражает уровень соответствующей величины. (Уровень тока, -как правило, ие 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 (дБ) или неперы (Нп). В технике обычно употребляются децибелы.

В зависимости от того, по отношению к какой величине опр.е-леляется уровень, различают относительный и абсолютный уровни. Бели напряжение Ux или мощность Рх в точке .измерения х относят к напряжению Ол или соответственно к мощности Ра на входе системы (в начале линии), то получают относительный уровень напряжения

(nvUu = 20 Ig I UJUa I дБ = In I UjUji \ Hn или относительный уровень мощности

Ло™ = 10 Ig \PJPa I дБ = In IPJP,, \ Ни в этой точке.

Если же значение напряжения Ux или мощности Рх в точке X относят к определеиному постоянному значению напряжения Ui или мощност,и Р[, то получают абсолютный уровень напряжения

Пи = 20\g\UjUi\ jxB=\n\UjU,\ Нп

или соответственно абсолютный уровень мощности

n=lO\g\PjP, \ дБ = .1п1Р,/Р, Нп

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

Уровень напряжения принято определять по отношению к £, = 0,775 В. При определении уровня мощности опорным значе-

НИ6М служит Pi=il мВт; для единиц измерения при этом используются обозначения дБм или Ним (см. 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 па 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 измер-ительные устройства, в которых настройка частоты и отсчет результата осуществляются в цифровой форме, поскольку такой принцип оказывается наиболее целесообразным при создании автоматических измерительных установок [5.11].

При решении многих задач, связанных с измерениями уровней и затухания, особенно в ВЧ системах, с уопехом применяются методы качания (вобуляции). При таком методе величина, от которой зависит измеряемый параметр, например частота измеряемого напряжения, подвергается непрерывному и нериодическому 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 двухкоордннатныс самопишущие приборы, а также (в: устройствах для наблюдения диаграмм уровней) электронно-лучевые трубки; при этом, как правило, могут дополнительно высвечиваться иа 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].

5.2.2. ИЗМЕРЕНИЯ ЗАТУХАНИЯ И ГРУППОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАМЕДЛЕНИЯ

Передаточные свойства системы или канала связи обычно характеризуются отношением выходной величины к входной. В случае величин одинаковой размерности это отношение называют (комплексным) коэффициентом передачи системы или линии свя-

* Приборы, работающие по принципу качания частоты и позволяющие получать непосредственно графическое отображение характеристики, обычно называют панорамными измерителями, или характериопрафами [19*, 2Б*, 27*1 (Прим. ред.)

ЗИ. Логарифм \nA=g=a+ib коэффициента передачи А носит название комплексной степени зату.хания, где а .известна как степень затухания (или просто затухание), а Ь - как фазовая характеристика (или просто фазовый сдвиг) системы (см. том 1, разд. 3.1.1.1).*

Теоретически идеальным для передачи дискретных сигналов является такой канал связи, у которого в рассматриваемой полосе частот затухание а постоянно, а фазовый сдвиг b линейно нарастает с увеличением частоты. Пр.и таком условии все гармсниче-ские компоненты сигнала изменяются по амплитуде и задерживаются во времени одинаково. На практике в полосе пропускания кана,ла затухание, как правило, .непостоянно, а фазовая характеристика нелинейна, поэтому при передаче сигналы изменяются по форме. РЬменения формы сигналов, обусловленные неидеальностью частотных характеристик линии связи, являются линейными -искаЖениям,и и, следовательно, ие зависят от модуляции.

Параметрами, характеризующими временные сдвиги гармонических компонент, служат групповое время - замедления (ГВЗ) %g=db/d(i) и его отклонение от среднего значения** (рис. 5.4).

a = f .(ы?

Частота, со

Частота cJ

Рис. 5.4. Характеристики линий связи в зависимости от частоты:

<о) затухание о; б) фазовый сдвиг b и групповое время замедления т,.

Для измерения rpynnoBioro времени замедления используется метод, предложенный Найквистом [5.13]. По исследуемой липни связи передается амплитудно-модулированный сигнал. Чтобы определить зависимости ГВЗ и затухания от частоты, несущую частоту этого сигнала Q варьируют .в исследуемой полосе, в то время как частота модуляции cOg, имеющая в данном случае смысл сдвига частоты, остается постоянной. Предполагается, что tOs меньше

* Параметры е"=Л и Ь, рассматриваемые как функции частоты, обычно называют соответственно амплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) х:1рактеристиками. (Прим. ред.)

** Называемое обычно неравномерпостью ГВЗ. (Прим. ред.)