Измерение параметров и характеристик четырехполюсников. Идентификация неоднородностей и повреждений в линиях связи

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ ИРАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра метрологии и стандартизации

РЕФЕРАТ

На тему:

«Измерение параметров и характеристик четырехполюсников. Идентификация неоднородностей и повреждений в линиях связи»

МИНСК, 2008

Измерение параметров и характеристик четырехполюсников

Измерение группового времени запаздывания

Общие сведения. Классификация методов и приборов для измерения группового времени запаздывания

Отклонение частотной характеристики фазового сдвига от линейной называют фазовым искажением.

Многочастотный широкополосный сигнал проходя по линии связи искажается, т.е. его форма на выходе не совпадает с формой на входе. Это искажение возникает вследствие того, что различные частотные составляющие запаздывают на разное время. Для количественной оценки фазовых искажений введено понятие группового времени запаздывания (ГВЗ). Абсолютное ГВЗ определяется производной абсолютного фазового угла по групповой частоте

, (1)

где - абсолютный фазовый угол, на который изменяется фаза синусоидального сигнала при распространении его по какой-либо цепи за время t_рас .

Абсолютный фазовый угол

. (2)

Подставляя (2.2) в (2.1), получаем

. (3)

Второе слагаемое в формуле (3) показывает зависимость времени распространения сигнала от частоты.

При практических измерениях ГВЗ бесконечно малые приращения фазы и частоты заменяют конечными приращениями и определяют относительное ГВЗ

, (4)

где j¢ и j² – фазовые сдвиги на частотах w¢ и w² соответственно

Значение ГВЗоднозначноопределяет величину фазовых искаженийсигнала.

Четырехполюсник (ЧП) не вносит искажений, если ГВЗ сохраняется постоянным во всем диапазоне частот. В противном случае ЧП вносит фазовые искажения. При измерении ГВЗ наиболее часто используется два метода:

– метод измерения по точкам (по фазовой характеристике);

– метод передачи модулированных сигналов (метод Найквиста).

Измерение ГВЗ по фазовой характеристике

Суть метода заключается в измерении фазовых сдвигов четырехполюсника (ЧП) в различных частотных точках рабочей полосы частот. По результатам этих измерений строится ФЧХ ЧП (рисунок 1).

По этой характеристике определяется значение ∆φ и ∆f для различных участков частотного диапазона, а затем по формуле (2.4) вычисляется ГВЗ. В свою очередь по результатам этих вычислений строится зависимость t_гр от частоты. Такой метод аппаратурно прост, но обладает большой трудоемкостью и относительно низкой точностью. Поэтом на практике чаще используют метод Найквиста.

Метод Найквиста

Суть метода заключается в сравнении фазового сдвига огибающих модулированных по амплитуде сигналов на входе и выходе исследуемого ЧП. На рисунке 2 приведена упрощенная структурная схема прибора, реализующего данный метод.

Высокочастотный генератор вырабатывает сигнал, который модулируется по амплитуде низкочастотным сигналом от внутреннего либо внешнего источника. Этот сигнал одновременно поступает на амплитудный детектор 1 непосредственно и через ЧП на амплитудный детектор 2. После детектирования огибающие с выходов детекторов подаются на фазометр, который измеряет фазовый сдвиг между ними, описываемый выражением:

.

Из этого выражения можно определить t_гр

. (5)

Так как частота модуляции Fм величина постоянная, то шкалу фазометра градуируют в единицах ГВЗ.

Для автоматизации процесса измерения ГВЗ в полосе частот в качестве ВЧ генератора используют ГКЧ. Указатель фазометра устанавливают на нулевую отметку на средней частоте диапазона. Тогда при качании частоты показания фазометра будут соответствовать ГВЗ.

Идентификация неоднородностей и повреждений в линиях связи

Импульсный метод

Общая характеристика импульсного метода

Импульсный метод измерения параметров линий связи основан на явлении отражения электромагнитных волн в местах изменения волнового сопротивления линии (W).

Этот метод позволяет, во-первых, измерить, а затем сравнить с установленными нормами неоднородности и характеристические сопротивления линий, а во-вторых, определить место и характер каждого повреждения.

По виду и величине отраженных импульсов судят о характере неоднородностей и повреждений в линии.

Принцип импульсных измерений заключается в зондировании линии короткими импульсами, которые, распространяясь по линии, частично отражаются от неоднородностей (КЗ, ХХ, обрыв, изменение волнового сопротивления) и возвращаются к тому месту, откуда были посланы. При этом на экране ЭЛТ отраженные импульсы будут смещены на некоторое время t относительно зондирующего импульса. Это время равно времени пробега зондирующего импульса до неоднородности и обратно. Таким образом расстояние до неоднородности l_х при известной скорости распространения электромагнитных волн в линии υ можно определить по формуле:

. (6)

В свою очередь ,

где С – скорость света;

- диэлектрическая проницаемость материала линии.

Это выражение показывает, что скорость распространения электромагнитных волн будет различна для различных линий передач. Поэтому, что

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать