Каналы тональной частоты и их характеристики

Каналы тональной частоты изначально проектировались и предназначались для передачи речи, т.е. телефонных разговоров. Что представляет телефонный канал мы определили, рассматривая системы многоканальной связи. Именно с позиций обеспечения требуемого качества передачи разговоров и нормировался ряд характеристических каналов. В настоящее время каналы ТЧ используют не только для передачи речи, но и для передачи данных. Нас будет интересовать, насколько приспособлен канал ТЧ для передачи данных, как его можно описать математически, какие внешние его характеристики с позиций передачи данных необходимо нормировать.

В первом приближении канал ТЧ можно задать как линейный четырехполюсник, и, следовательно, исчерпывающими характеристиками будут АЧХ и ФЧХ.

1. АЧХ это зависимость коэффициента усиления по гармоникам , либо в других единицах измерения это остаточное затухание - это зависимость относительно уровня на выходе канала от частоты гармонического входа сигнала

.

Чтобы контролировать форму АЧХ используют шаблон отклонений остаточного затухания от номинального (на частоте 800 Гц равного 17 дБ). Форма шаблона для максимального числа транзитов (переприемов) равного 12 приведена на рисунке.

Чтобы выполнить эту норму, частотная характеристика отклонений остаточного затухания простого канала ТЧ (1 ПРП 2500 км) должна укладываться в пределы, приведенные в таблице 1.

	0,3-0,4	0,4-0,6	0,6-2,4	2,4-3,0	3,0-3,4
	1,4	0,72	0,6	0,72	1,4
					Табл. 1

2. Фазочастотные искажения мало влияют на качество передачи речи, поэтому ФЧХ с позиций телефонной связи не нормировалась. Для передачи данных наоборот большие фазочастотные искажения недопустимы. Хотелось бы иметь для системы передачи данных отклонение ГВЗ от его значения на частоте 1900 Гц на одном транзитном участке, таким как в таблице 2. При n транзитах отклонения увеличиваются в n раз. Чтобы получить необходимую скорость передачи в модемах приходится предусматривать корректоры.

Частота, кГц	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,4	1,6	2,2	2,4	2,8	3,0	3,2	3,3	3,4
Отклонение ГВЗ относительно его значения на f=1900Гц МС	3,5	2,4	1,5	1,1	0,6	0,4	0,15	0,1	0,1	0,15	0,45	0,75	1,35	1,9	3,5
сигнал вызова – набора в полосе ТЧ
4,0	2,7	1,8	1,3	0,8	0,55	0,2	0,15	0,15	0,2	0,55	0,85	1,5	2,3	4,0
с вынесенным сигнальным каналом
	Табл. 2

Теоретикам для задания канала этих двух характеристик АЧХ и ФЧХ, т.е. достаточно. При техническом подходе инженеру надо знать еще ряд внешних характеристик канала, которые могут в свою очередь быть нормированными или нет в зависимости от назначения канала.

3. Вход и выход канала должны быть симметричными

.

4. Номинальный уровень сигнала на входе по мощности , на выходе . В абсолютных единицах это означает, что входной сигнал должен быть не более 50 мкВт.

.

5. Номинальное остаточное затухание составляет , т.е. канал усиливает. Частота измерительного сигнала принимается равной 800 Гц.

Почему ограничивается мощность входного сигнала сверху? Потому что групповой сигнал в системе уплотнения рассчитан на некоторую среднюю нагрузку многих независимых абонентов. При превышении входным сигналом некоторого порога групповые усилители работают в режиме насыщения (на нелинейном участке), резко возрастает уровень переходных помех из-за появления кратных и комбинационных гармоник.

6. Эффективно передаваемой полосой частот канала ТЧ называется полоса, на крайних частотах которой остаточное затухание на 8,7 дБ превышает величину остаточного затухания на частоте 800 Гц. Для ТЧ канала , .

7. Амплитудная характеристика нормируется следующим образом: остаточное затухание канала на одном переприеме (ПРП) должно оставаться постоянным с точностью при изменении уровня измерительного сигнала от –17,5 дБ до +3,5 дБ на любой частоте в пределах полосы. При входном сигнале от 3,5 до 8,7 и далее до 20 дБ остаточное затухание должно увеличиваться не менее чем на 1,75 и 7,8 дБ соответственно. О мере нелинейных искажений по АХ можно судить лишь приближенно. Более точно нелинейные искажения задаются через коэффициент нелинейного искажения по гармоникам. На одном ПРП должен быть

; ( по третьей гармонике).

8. Предельно допустимая мощность помех при максимальной дальности связи (12 ПРП) должна быть не более 87000 пВт. На один переприем задается уровень –5,3 Нп (-4,6 дБ). Для n переприемов ( ).

9. Поскольку передача по ТЛФ каналу обычно ведется с подавленной несущей возможно изменение частоты передаваемого сигнала. Оно не должно быть более 1,5 Гц на 1 переприеме (15 Гц на максимальной дальности).