АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра “Телекоммуникационных систем”

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

СериковЭ.А.

« » 2006г

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

Методические указания к выполнению расчетно-графической работы №1

для студентов специальности

380241-« Многоканальные телекоммуникационные системы»

дневной формы обучения

Согласовано Рассмотрено и одобрено

на заседании кафедры

Начальник УМО «Телекоммуникационных

О.З Рудгайзер систем»

протокол № « » от 2006г « » 2006г Заведующий кафедрой

Инженер по стандартизации С.В.Коньшин

и редактор « » 2006

Ж.М. Сыздыкова Составитель (разработчик)

« » 2006г Б.Б Агатаева

Алматы 2006

Алматинский институт энергетики и связи

кафедра: «Телекоммуникационных систем»

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

Методические указания к выполнению расчетно-графической работы №1

для студентов специальности

380241-« Многоканальные телекоммуникационные системы»

дневной формы обучения

Алматы 2006

СОСТАВИТЕЛЬ: Б.Б. Агатаева. Методы и средства измерении в телекоммуникационных системах. Методические указания по выполнению расчетно-графической работы №1 (для студентов очной формы обучения специальности 380240-Многоканальные телекоммуникационные системы). -Алматы: АИЭС, 2006 -16с.

Методические указания предназначены для студентов специальности «Многоканальные телекоммуникационные системы» очной формы обучения.

В работе приводятся основные разделы курса, которые должен знать студент после изучения этого предмета, методические указания предназначены для улучшения усвоения теоретического материала и задания. Так же приведены рекомендации по последовательности расчета и их объему, содержатся сведения о используемой технической литературе, требования по оформлению пояснительной записки и рисунка.

Табл. 13, библиогр.- 9 назв.

Рецензент: канд. техн. наук, доц. С.В. Коньшин.

Печатается по плану издания Алматинского института энергетики и связи на 2006 г.

©Алматинский институт энергетики и связи, 2006 г.

Содержание

Введение …………………………………………………………………..4

1 Требования по выполнению и оформлению РГР ………………….....5

2 Требования к оформлению РГР …………………………….................6

3 Задание 1………………………………………………………………...8

4 Задание 2………………………………………………………….……..9

5 Задание 3………………………………………………………………..10

6 Задание 4…………………………………………………………….….11

7 Задание 5………………………………………………………………..12

8 Задание 6………………………………………………………………..13

Список литературы…………………………………………………....…15

Введение

Дисциплина «Методы и средства измерений телекоммуникационных систем» изучается студентами специальности «Многоканальные телекоммуникационные системы» на пятом курсе, девятом семестре. Целью дисциплины является измерение телекоммуникационных систем, как и всяких других измерений, получение с помощью технических средств количественного суждения об определенной величине.

Задачи измерений в технике связи заключаются в определении количественных значений параметров трактов связи и отдельных их элементов, параметров передаваемых и принимаемых сигналов разного рода помех, а так- же результатов воздействия помех на сигналы связи.

В соответствии с учебным планом по дисциплине «Методы и средства измерений телекоммуникационных систем» читаются лекции, проводятся практические и лабораторные занятия, выполняются три расчетно-графические работы, сдаётся зачет и экзамен по курсу (в девятом семестре). Расчетно-графические работы (РГР), выполняемые студентами в процессе учебы, помогут студентам освоить разделы курса, получить навыки в решении задач, встречающихся в инженерной практике.

Прежде чем приступить к выполнению задания по РГР, ознакомьтесь с требованиями к выполнению и оформлению РГР и с порядком выбора варианта.

1 Требования по выполнению и оформлению РГР

Номер варианта соответствует двум последним цифрам (предпоследней и последней) номера зачетной книжки. Например, если номер зачетной книжки 994405, то номер варианта будет 05.

Решение каждой задачи следует начинать с изучения относящегося к теме задания теоретического материала. В этом поможет учебная литература, приведенная в списке литературы методического указания.

Выполнять задания вдумчиво, четко представляя ход решений, умея обосновать полученный результат.

Проверенная работа должна быть защищена. После допуска к защите студент защищает её в назначенное преподавателем время. Для успешной защиты необходимо: внести исправления по замечаниям преподавателя, уметь полностью объяснить ход решения задач, обосновать правильность использования расчетных формул, знать смысл входящих в них символов.

Во время защиты РГР каждый студент должен быть готов дать пояснения по решению задач.

Пояснительная записка должна содержать не более 20-25 страниц и оформляться в соответствии с требованиями.

Титульный лист пояснительной записки оформляется, по приведенной форме в приложении А.

2 Требования к оформлению РГР

РГР выполняется на листах белой бумаге формата А4. Она должна быть аккуратно оформлена, текст разборчиво написан или напечатан (компьютерный набор) на одной стороне листа. Другая сторона листа предназначена для внесения студентом исправлений и дополнений по результатам проверки работы.

В начале каждого задания приводятся условия задачи и исходные данные для своего варианта.

Страницы текста, рисунки, таблицы и формулы нумеруются. Все вычисления приводятся достаточно полно, чтобы можно было проверить их правильность, и сопровождаются необходимыми пояснениями.

Расчетные формулы записываются в общем виде с расшифровкой буквенных обозначений и указаниям и размерности. Все числовые значения необходимо затем подставлять только в основных единицах.

Заголовки следует печатать с прописной буквой без точки в конце, не подчеркивая. Переносы слов в заголовках не допускаются. Если заголовок состоит из двух предложений, их разделяют точкой.

Расстояние между заголовком и текстом при выполнении курсовой работы машинописным способом должно быть равно 3-4 интервалам, при выполнении рукописным способом 15 мм. Расстояние между заголовками раздела и подраздела - 2 интервала, при выполнении рукописным способом – 8мм.

Нумерации страниц должны быть сквозной. Первой страницей является титульный лист. Номер страницы проставляется арабскими цифрами внизу, посередине без точки. На первой странице (титульный лист) номер 1 не ставят.

В конце РГР надо привести список литературы, которая была использована при её выполнении. Ссылки на него следует указывать порядковым номером по списку, выделенным двумя косыми чертами. Примером списка литературы может служить нижеприведенный список. Должно быть не менее трех наименований изданий.

В тексте работы должны быть краткие пояснения решений задач, а также ссылки на использованную литературу при приведении формул, схем, теоретического материала.

3 Задание 1

При проведении измерения коэффициента шума приемника с помощью генератора стандартных сигналов (ГСС) определите коэффициент шума приемника. Исходные данные приведены в таблице 1 и 2.

Таблица 1

	Последняя цифра шифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
П_ш, мГц	1,0	0,5	0,8	0,9	1,1	0,9	0,81	0,9	1,2	1,0
I₁,мА	0,11	0,2	0,11	0,12	0,13	0,12	0,15	0,14	0,17	0,16

Таблица 2

	Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
P,Вт	5,18х 10^-13	5,13х 10^-12	5,12х 10^-11	4,9х 10^-12	4,88х 10^-11	4,87х 10^-10	4,88х 10^-10	4,9х 10^-10	5,15х 10^-11	5,2х 10^-12
I₂,мА	0,41	0,39	0,37	0,41	0,43	0,44	0,39	0,38	0,41	0,42
n	12,3	11,5	13,5	14,2	13,1	12,9	11,3	13,1	12,8	11,9

Методические указания к решению задачи

При двукратном измерении выходной мощности блока высокой частоты применяется метод ГСС и фиксируется выходная мощность шума, которая определяется по формуле

где k - постоянная Больцмана;

П_ш- шумовая полоса пропускания блока ВЧ приемника;

q - коэффициент рассогласования;

K_p- коэффициент передачи проходной мощности;

K_ш - коэффициент шума приемника;

Т₀ =300К – стандартная комнатная температура.

, ,

q_r- выходная проводимость приемника q_r=300;

q_вх- входная проводимость.

или

Источник мощности приведенного шума можно представить в виде любого генератора белого шума. В качестве такого генератора удобно рассматривать нагретый резистор с такой же проводимостью, что и выходная проводимость эквивалентного генератора сигналов. Температура Т_ш этого резистора выбирается такая, чтобы отдаваемая во входной проводимость мощности равна Р’_ш.

где Т_ш – эквивалентная шумовая температура мощности приемника.

Связь между величинами Т_ш и К_ш определяется соотношением

где К_ш –коэф. шума;

Т₀=300К.

4 Задание 2

Определить ожидаемое значение защищенности кабельной цепи на длине одного усилительного участка. Все значения приведены в таблице 3 и 4.

Таблица 3

	Последняя цифра шифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
l,км	3000	3100	2800	2500	3080	3500	3200	3000	2800	2500

Таблица 4

	Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
L_уу, км	35	28	20,5	30	40	31	35	29	25	28
Тип каб.	МКС	МКСА	МКС	МКСА	МКС	МКС	МКСА	МКСА	МКС	МКСА

Методические указания к выполнению задания 2

Электрическая связь по проводам осуществляется благодаря появлению в пространстве вокруг проводов цепи электромагнитного поля, генерируемого передатчиком. Это поле возбуждает в проводах цепи ток, переносящий полезную информацию. Но это же электромагнитное поле возбуждает и в проводах соседних цепей токи помех, ухудшающие качество передаваемой по этим цепям информацию. Для обеспечения качественной связи необходимо, чтобы в точке приема мощность полезного сигнала значительно превышала мощность помех. Для сравнения этих мощностей введено понятие защищенность цепи

Защищенность цепи можно также представить через напряжения

где U_C - напряжение полезного сигнала в точке приема, В;

U_п- напряжение помех в точке приема, В;

Z_пр- сопротивление нагрузки, равное волновому сопротивлению цепи.

По нормам защищенность от внятных переходных влияний между разными цепями на всей длине магистрали должна быть не менее 58 дБ, но допускается для некоторых кабельных цепей 52 дБ, а для воздушных цепей - 50 дБ.

Норма защищенности цепи на длине одного усилительного участка

где N-число усилительных участков;

где l_маг–длина магистрали;

l_y_._y - номинальная длина усилительного участка.

5 Задание 3

Определить допустимую мощность помех, если в точке приема уровень по мощности полезного сигнала дан в таблице 5 и 6.

Таблица 5

	Последняя цифра шифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
L_м.с,дБ	-7,0	-6	-5,8	-6,1	-6,9	-7,0	-6,5	-6,8	-6,7	-7,0

Таблица 6

	Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
А_з,дБ	-58	-60	-58	-59	-57	-56	-70	-57	-59	-58

Методические указания к выполнению задания 3

Абсолютные уровни по мощности

где L_м.с, L_м.п - абсолютные уровни по мощности соответственно сигнала и помех в точке приема, дБм.

Из формулы следует, что абсолютный уровень по мощности помех определяется

L_м.п= L_м.с-А_з

Таким образом, допустимая мощность помех

6 Задание 4

Рассчитывать защищенность на дальнем конце, при измерении вольтметром. Исходные данные приведены в таблицах 7 и 8.

Таблица 7

	Последняя цифра шифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
U_{вх.м(дн)},В	15	10	11	16	14	12	14	16	13	15
U_{вых.м(дн)},В	-25	-15	-20	-28	-21	-20	-29	-26	-21,5	-25

Таблица 8

	Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Z_В1,Ом	800	700	500	700	650	750	620	600	580	600
Z_В2,Ом	1400	1300	1050	1300	1450	1500	1380	1300	1200	1250

Методические указания к выполнению задания 4

Измерения проводят в следующей последовательности, рассчитывая защищенность на дальнем конце

Если измеряемые цепи имеют разные собственное затухание, то

где А_м(дн)- затухание магазина с делителем напряжения;

Z_В1- волновое сопротивление влияющей цепи;

Z_В2- волновое сопротивление подверженной влиянию цепи.

Если измеряемы цепи одинаковы по всем электрическим параметрам, то

А_з=А_м(дн)

7 Задание 5

Рассчитать переходное затухание на ближнем конце, если измерение по схеме, рисунок 1.

Исходные данные брать из таблиц 9 и 10.

Таблица 9

	Последняя цифра шифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
L_М.С01, дБм	25	27	24	29	26	23,5	28	32	26	25
L_Н.П02, дБн	-28	-29	-27	-31	-28,5	-26,5	-30	-34	-29	-28

Таблица 10

	Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Z_В2,Ом	1400	1450	1300	1500	1400	1420	1550	1600	1700	1400
Z_В1,Ом	800	850	700	900	850	720	780	950	900	800

Методические указания к выполнению задания 5

Как показаны на рисунке, измеритель уровня показал первые позиции -плюсовые значения, а во второй позиции - минусовые. Расчет производится по формуле

где L_М.С01– абсолютный уровень по напряжению полезного сигнала в начале влияющей цепи, дБм;

L_Н.П01- абсолютный уровень по напряжению помехи в начале цепи, подверженный влиянию, дБн.

Таким образом, переходное затухание на ближнем конце рассчитывается по формуле

Рисунок 1 - Схема измерения переходного затухания на ближнем конце методом разности уровней

8 Задание 6

Определить соответствует ли нормам измерений сопротивлений проводов и изоляции постоянным током для данного тока длиной l и диаметром d. Исходные данные приведены в таблицах 11 и 12.

Таблица 11.

	Последняя цифра шифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
возд.l, км медн.	50	66	70	65	50	73	50	63	49	53
d,мм	4,0	4,1	4,0	4,02	4,01	4,05	4,03	4,01	4,04	4,03
t⁰,⁰C	-40	-41	-39	-40	-42	-38	-44	-41	-40	-43

Таблица 12.

	Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
R₂₃,Ом	40х 10³	38х 10³	39х 10³	36х 10³	41х 10³	40х 10³	39х 10³	38х 10³	40х 10³	41х 10³
R_t2,Ом	8х 10⁴	7х 10⁴	7,1х 10⁴	8х 10⁴	7,9х 10⁴	7,8х 10⁴	8х 10⁴	7,9х 10⁴	7,88х 10⁴	7,9х 10⁴
R_шл, Ом	112	114	110	111	113	114	112	110	111	114

Методические указания к выполнению задания 6.

Для сопоставления результатов измерений постоянным током с нормами необходимо предварительная обработка результатов.

Измеренная величина сопротивлений проводов (R_шл= R_кз) всегда меньше действительной, поскольку провода шунтированы сопротивлениями изоляции, наоборот, полученные значения сопротивления изоляции (R_хх) всегда больше действительного, так как в него входят величины последовательно включенных сопротивлений проводов.

Покровочный коэффициент К, учитывающий эти обстоятельства и зависящий от соотношений R_кз/ R_хх, приведен в таблице 13.

Таблица 13.

R_кз/ R_хх	К	R_кз/ R_хх	К	R_кз/ R_хх	К
0,025	1,010	0,20	1,073	0,60	1,322
0,05	1,017	0,80	1,122	0,80	1,610
0,10	1,034	0,40	1,179	0,95	2,220

Нормы даются обычно для температуры 20⁰С, то при сравнении с ними необходимо привести значения найденного сопротивления проводов к этой температуре.

Величина температурных коэффициентов (α) для меди α=0,0039.

Километрические сопротивления проводов r_км, сравниваемые с нормами, выполняются по формуле

где l – длина линии;

t- температура на трассе линии (берется при точных измерениях по сведениям метеорологических станций как средняя из трех температур на станциях А и Б и где-то в пределах трассы).

Километрическое сопротивление изоляции, Ом.км для воздушных линий значительной длины также находятся с учетом величины коэффициента К.

R_из=( R_кз/ R_хх)l,

Приведение емкости к температуре 20⁰С производится по формуле

R_из=( R_кз/ R_хх)l.

Список литературы

1. Бакланов И.Г. Технология измерения в современных телекоммуникациях.– М.: ЭКО – Трендз, 1997. – 139 с.

2. Бакланов И.Г. Технология измерения первичной сети. Часть 1. Системы Е1 PDH, SDH. – M.: ЭКО – Трендз, 2000. – 142 с.

3. Бакланов И.Г. Методы измерений в системах связи. – М.: ЭКО – Трендз, 1999. – 196 с.

4. Бакланов И.Г. ISDN и FRAME RELAY: технология и практика измерений. – М.: ЭКО – Трендз, 1997. – 187 с.

5. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. - М.: Постмаркет, 2000. – 352 с.

6. Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения, – М: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 1999. – 460 с.

7. Контроль и качества в телекоммуникационных системах. Под. ред. Иванова А.Б. – М.: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 2001. – 336с.

8. Н.П Шумилин. Измерения в технике проводной связи – М.: Связь, 1984.

9. М.П. Яловский. Электрические измерения на линиях связи. – М.: Радио и связь, 1984.

Сводный план 2006 г. поз.

Агатаева Бактыхан Байбориевна

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

Методические указания по выполнению расчетно – графической

работы №1 (для студентов очной формы обучения специальности 380241 – Многоканальные телекоммуникационные системы)

Редактор Ж.М. Сыздыкова

Подписано в печать Формат 60х80 1/16

Тираж _____экз. Бумага типографская

Объем _____уч.изд.л. Заказ ___цена__тг.

Копировально – множительные бюро

Алматинского института энергетики и связи,

050013, Алматы, ул. Байтурсынова, 126