Вы нашли то, что искали?
Главная Разделы

Добавить страницу в закладки ->

2. Основные понятия и определения. Основы схемотехники

Основы схемотехники

2. Основные понятия и определения

2.1. Классификация усилителей в МСП. Основные свойства и особенности усилителей

2.2. Принцип усиления электрического сигнала

Многоканальные системы передачи (МСП) предназначены для одновременной и независимой передачи большого числа сигналов по одной физической цепи используются:

  • Воздушная линия;
  • Симметрический кабель;
  • Коаксиальный кабель;
  • Оптический кабель;
  • Радиорелейная линия;

Чем больше сигналов (каналов) имеется в системе передачи, тем более она эффективна.

Различают передачу телевизионных сигналов, сигналов телефонии, передачу данных и др. Для передачи получателю сообщение преобразуется в сигнал: электрический, оптический, акустический. Сигнал должен однозначно отображать сообщение, чтобы на приёмной стороне можно было выделить его. Из множества сигналов наиболее подходящими для связи оказались электрические и оптические. В нашем курсе мы будем рассматривать электрические сигналы и вопросы схемотехники для них.

Структурную схему МСП модно предоставить рис. 2.1 (сообщение от источника к получателю передаётся в одном направлении):

Рис. 2.1. Структурная схема многоканальной системы передачи

Рис. 2.1. Структурная схема многоканальной системы передачи

ИС1 – источник сообщения, первый;

ПППР – первичный преобразователь передачи;

ППП1 – первичный преобразователь приёма;

УС – усилительная станция;

ПС – получатель сообщения;

lНОМ – участок линии связи номинальной длинны.

Передающее устройство формирует и посылает в линию связи групповой сигнал SГР(t):

;

Принимаемый сигнал равен:

;

где n(t) – помеха. В общем случае принятый сигнал отличается от переданного ввиду искажений и помех, имеющих место в линии связи. Линия связи может быть проводной или равнолинией. При распространении электрический сигнал испытывает затухание (ослабляется) и искажается его форма. Для компенсации затухания через определённое число километров включаю усилительные станции (УС). Число таких станций при известной длине линии L и участке номинальной длинны lНОМ равно:

Для электрических МСП – lНОМ = 2 ÷ 20 км;

для ВОСП – lНОМ = 50 ÷100 км.

В цифровых системах передачи (ЦСП) применяют регенераторы: они позволяют компенсировать затухание и восстанавливать форму переданного сигнала.

На структурных схемах усилительное устройство (или просто – усилитель) обозначается в виде четырёхполюсника:

Рис. 2.2. Усилитель как четырёхполюсник.

Рис. 2.2. Усилитель как четырёхполюсник.

Как видно он имеет две пары входных клемм.



2.1. Классификация усилителей в МСП. Основные свойства и особенности усилителей

Усилители в МСП включаются последовательно (рис. 2.1) и поэтому неудовлетворительная работа хотя бы одного из них, приводит к отказу всей системы передачи (СП).

Важнейшим требованием являются:

  • Высокая надёжность;
  • Стабильность характеристик каждого из них.

В зависимости от назначения усилители делятся:

Рис. 2.3. Классификация усилителей МСП

Рис. 2.3. Классификация усилителей МСП

Для электрических сигналов наиболее важным являются групповые усилители. Они усиливают одновременно преобразованные сигналы большого числа каналов, т.е. группы каналов. Они включаются в промежуточных усилительных пунктах, а также в качестве оконечных усилителей на оконечных станциях. Ширина полосы частот усилителя зависит от числа каналов данной СП.

Индивидуальные усилители предназначены для усиления сигналов со сравнительно узкой полосой частот, передаваемых в одном телефонном канале.

Вспомогательные усилители используются для усиления токов контрольных, вызывных или несущих частот. Они являются усилителями одночастотных сигналов и выполняются как резонансные.

Оптические усилители используются в ВОСП. Характерной особенностью оптических усилителей является наличие активной среды и источника энергии накачки.

В полупроводниковых лазерных усилителях (ППЛУ) активной средой служит полупроводник, а в Эрбиевых и нелинейных волоконно–оптических усилителях (НВОУ) – оптическое волокно. В качестве источника накачки используется лазер. В оптических усилителях при усилении форма сигнала не изменяется. Более подробные сведения об этих типах усилителях можно найти в специальной литературе.



2.2. Принцип усиления электрического сигнала

Рассмотрим схему усилителя электрических сигналов. В общем виде схема имеет вид, представленный на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Структурная схема усилителя

Рис. 2.4. Структурная схема усилителя

Усилитель имеет два входных зажима 1–1, к которым подключается источник усиливаемых колебаний с определённым значением ЭДС и внутренним сопротивлением. К выходным зажимам 2–2 подключается нагрузка с сопротивлением RH. Для питания цепей усилительного элемента (УЭ) используется источник питания с ЭДС ЕП. усилитель потребляет мощность Р0.

Процесс усиления заключается в пропорциональном изменение выходного напряжения или тока путём изменения управляемого состояния УЭ под действием входного тока или напряжения.

На рис. 2.5. представлены диаграммы изменения выходного тока и напряжения при усилении гармонического сигнала.

Рис. 2.5. Изменение выходного тока при усилении гармонического сигнала.

Рис. 2.5. Изменение выходного тока при усилении гармонического сигнала.

Р.Т. – рабочая точка

i0 – постоянный ток, определяемый положением РТ.

Усиление зависит от крутизны УЭ:

Амплитудное значение выходного тока УЭ равно:

При усилении непрерывных сигналов требование к пропорциональности (линейности) изменения выходного тока iВЫХ (или напряжения UВЫХ) является чрезвычайно важным, т.к. определяет точность воспроизведения усиливаемых сигналов. Если ток IВЫХ будет изменяться непропорционально входному воздействию (UВХ или IВХ), то при синусоидальном входном сигнале форма выходного тока IВЫХ (или напряжения UВЫХ) будет отличаться от синусоидальной, т.е. возникнут искажения усиливаемого сигнала. Такие искажения называются нелинейными.

Обычно усилитель содержит предварительные каскады усиления (ПКУ) и выходной каскад усиления (ВКУ). Вместо нескольких каскадов предварительного усиления, использована одна интегральная микросхема (ИМС).

Основы схемотехники

Последние изменения страницы: 26.01.2018






© Банк лекций Siblec.ru
Электронная техника, радиотехника и связь. Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки. Карта сайта

Новосибирск, Екатеринбург, Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Чебоксары.

E-mail: formyneeds@yandex.ru