Файл: Шумилин Н.П. Специальные измерения в проводной связи учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 131
Скачиваний: 2
Н . П . Шумилин
Специальные
измерения в проводной связи
Допущено Министерством связи С С С Р в качестве учебника для техникумов связи,
специальности 0733, 0734, 0735, 0708, 0709
Издательство «Связь» Москва 1974
6Ф1
Ш96
У Д К 021.317.799:621.395(075.8)
Шумилин Н. П.
Ш96 Специальные измерения в проводной связи. Учебник для техникумов связи. М ., «Связь», 1974.
344 с. с мл.
Излагаются основные сведения о теории п практике электрических измерений параметров современных устройств проводной связи, пара метров передаваемых сигналов, параметров помех и результатов их воздействия па передачу, прохождение по тракту и прием сигналов. В каждой главе имеются задачи практического и теоретического харак тера, способствующие более глубокому усвоению материала. Учебник предназначен для учащихся техникумов связи,
ш--------------30602—3S 62—74 |
6Ф1 |
||||
|
045(01)—74 |
|
|
|
|
© |
Издательство |
«Связь», 1974 г. |
|
||
|
|
|
|
Р Е Ц Е Н З Е Н Т Ы: |
|
Го с . |
п>'5л 'ч:іая |
1 |
СКИНЛЗИ, М. Я. ШАТИЛОВА |
|
|
........................... |
|
.......... |
|
|
|
научно- |
■ |
ѵокая |
|
|
|
Г • - X |
.... ' |
С Р |
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
Ч н ,. . |
О . |
. З А Л А |
|
|
|
W - ю ч ч о
Николай Павлович Шумилин
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ В ПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
Редактор Е. А . Образцова Художник А . Г. Свердлов
Техн. редакторы Л. А. Горшкова, К. Г. Маркой
Корректор Г. Г. Лев
Сдано в набор 20/ХІ 1973 г. |
Подписано |
в печ. 7/ІІ 1974 г. |
|||
Форм. бум. |
84Х іЮ87з2 |
10,75 печ. |
л. 18,06 уел.-л. л. |
19,31 уч.-нзд. л. |
|
Тираж 18000 |
экз. Т-00974 Бумага |
тип. № 2 |
За«, нзд. |
15390 Цена 80 коп. |
|
Издательство «Связь», Москва-центр, |
Чистопрудный бульвар, 2 |
Типография издательства «Связь» Государственного комитета Совета Министров С С СР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
Москва-центр, ул. Кирова, 40. Зак. тип. 301
V
П Р Е Д И С Л О В И Е
Настоящий учебник написан применительно к программе курса «Специальные измерения в проводной связи» для техникумов связи, утвержденной Управлени ем руководящих кадров и учебных заведений Министер ства связи С С С Р 11 февраля 1970 г.
Методика изложения курса имеет ту особенность, что автор стремился возможно полнее следовать принципу активности обучения. Учебник — не только средство пе редачи современной информации, которую обучающийся должен понять и запомнить. Не менее важная задача учебника — органически связать процесс понимания и запоминания с активным мышлением обучающихся. Только в этом случае можно научить учащихся само стоятельно использовать рассмотренные в учебнике ме тоды, схемы и приборы для решения практических задач. Такое понимание целей курса соответствует -и рекомендо ванному программой распределению часов, где 55% вре мени отводится на лабораторные занятия. Учебник, ко нечно, не может заменить описания лабораторных работ, но в него включено более двухсот задач, тесно связанных и с текстом, и с лабораторным практикумом.
Задачи даны в конце каждой главы, их решения при ведены в конце книги. Многие задачи имеют 5— 10 чис ловых вариантов, что дает возможность использовать их в качестве предварительных заданий для подготовки к выполнению лабораторных работ и в некоторой мере для программированного обучения.
Содержание задач 4) включает:
') Наиболее трудные задачи отмечены знаком *.
3
1) применение формул, приводимых, в учебнике, для подсчета измеренных величин, особенно в логарифмиче ских единицах;
2)расчет погрешностей, обусловленных методом и аппаратурой, примененными для измерений (тем более необходимый, что в программе он опущен);
3)поверочные расчеты некоторых элементов аппара туры и измерительных схем;
4)анализ работы измерительных схем, в том числе для часто встречающихся случаев ошибочной сборки их;
5)анализ результатов наблюдений, проведенных с помощью электронно-лучевой трубки;
6)анализ работы схем, по которым формулы для подсчета результатов даны без выводов;
7)некоторые примеры составления схем, принцип работы которых только изложен в тексте без изображе ния схемы.
Выбор преподавателем задач, обязательных для ре шения, должен быть связан как с индивидуальными осо бенностями учащихся, так и с особенностями лаборатор ного практикума2).
Степень подробности пояснений в решениях выбира лась в зависимости от трудности и от наличия похожих предыдущих задач. Некоторые задачи, особенно в ва риантах, оставлены без ответов и требуют полностью самостоятельных решений.
При наличии большого числа задач оказалось и необ ходимым и возможным внести в содержание рекомендо ванной программой информации только основное, самое существенное, а из приборов более или менее подробно описать лишь некоторые или наиболее часто встречаю щиеся, или наиболее поучительные. Это обосновано и тем, что вышедшее в 1972 г. учебное пособие для техни кумов «Электрические измерения междугородных, город ских и сельских линий связи» В. О. Шварцмана (изд-во «Связь») содержит описание почти всех приборов, ука занных в программе курса.
Хотя физическая связь распространения электромаг нитной энергии по проводам с функцией ех обусловила ее использование в некоторых выводах или обосновани
ях раіботы схем, но во всех расчетных формулах |
за ос |
2) За допустимую итоговую погрешность числовых |
расчетов |
принят в большинстве случаев 1%. |
|
4
новную арифмическую единицу принят децибел. Од нако, поскольку существующие н аппаратура и литера тура в значительном большинстве используют пока не пер, автор счел совершенно необходимым и параллель ное применение этой единицы измерений и примеры пе рехода от децибелов к неперам и обратно.
Как изложение программного материала, так и выбор содержания задач базировались на предположении, что учащиеся в должной степени подготовлены по дисципли нам, предшествующим курсу специальных измерений: физике, математике, электротехнике (в частности, по разделу ее, касающемуся общих электрических измере ний), электронным приборам, теории связи, частично многоканальной связи и линейным сооружениям связи. Предполагалось также, что учащиеся умеют пользовать ся логарифмической линейкой и математическими спра вочниками. Поскольку учебник предназначен для не скольких специальностей, в него, как правило, включе ны измерения, общие для них. Измерения, специфичес кие для каждой из специальностей, — предмет отдельт ных учебных пособий, например, упомянутой книги В. О. Шварцмана.
Автор выражает глубокую благодарность рецензен там книги тт. А. А. Аскинази и М . Я. Шатиловой за цен ные замечания и советы.
Замечания по учебнику следует направлять в изда тельство «Связь» по адресу: Москва-центр, Чистопруд ный бульвар, 2.
Автор
ВВЕД ЕН И Е
1. Задачи и виды измерений в проводной связи
Специальные измерения в проводной связи, как и любые другие измерения, представляют собой про цесс, в котором путем эксперимента создается на основе
выбранной меры некоторое количественное |
суждение о |
||
величине определенного качества. |
|
|
|
Поэтому изучающему специальные измерения в про |
|||
водной связи необходимо: |
характеристики |
||
а) ясно представлять качественные |
|||
определяемых величин; |
применяемыми |
||
б) свободно |
пользоваться мерами, |
||
при таких измерениях; |
|
|
|
в) получить |
сведения о способах и средствах поста |
||
новки и проведения необходимых экспериментов; |
|||
г) научиться |
применять эти сведения |
для разнооб |
разных случаев практической деятельности техника про водной связи.
Поскольку назначение устройств связи состоит в пе редаче по тракту связи сигналов, несущих некоторую ин формацию, то измерениям в технике проводной связи должны подвергаться параметры; тракта связи и его отдельных элементов; передаваемых и принимаемых сигналов; помех, а также результаты воздействия их на передачу, прохождение по тракту и прием сигналов. Все эти величины контролируются большей частью при пе редаче не самих сигналов, а различных измерительных, рационально выбранных, их эквивалентов, так как изме рения при передаче самих сигналов могут исказить ин формацию, заключенную в них. Таким образом, в тех нике проводной связи измеряют как величины, характер ные для работы электрических цепей вообще (напряже-
6
ния, силы тока, сопротивления, частоты), так и величи ны специфические, наиболее удобно характеризующие работу разнообразных устройств связи (уровни по мощ ности и напряжению, разного рода затухания и усиле ния, фазовые характеристики, коэффициенты нелиней ных искажений и др.).
По месту и времени осуществления измерения в тех нике проводной связи можно разделить на:
—лабораторные, носящие характер исследования с целью разработки или точной проверки каких-то уст ройств связи;
—производственные, выполняемые в процессе изго
товления таких устройств на заводах; •— строительно-монтажные и настроечные, сопровож
дающие процесс строительства и монтажа устройств связи и заканчивающиеся приемосдаточными измере ниями;
— эксплуатационные, выполняемые в процессе экс плуатации средств связи.
Эти последние, в свою очередь, подразделяются на измерения:
а) периодические, проводимые по плану профилакти ческих мероприятий, обеспечивающих полную проверку работы устройств связи;
б) контрольно-испытательные, проводимые повсе дневно для ориентировочной проверки состояния цепи или отдельных устройств связи;
в) оперативные, проводимые в соответствии с рабо чими инструкциями при эксплуатации тех или других видов оборудования;
г) аварийные, проводимые при повреждении тракта связи или отдельных его устройств.
2. Этапы измерительного эксперимента
Успешное проведение любого из перечислен ных измерений требует ясного представления об его этапах. Часто они кажутся само собою разумеющимися, однако, далеко не все учитываются, что приводит к су щественным ошибкам и непроизводительным затратам времени. В общих чертах эти этапы следующие:
1. Первым этапом следует считать получение совер шенно четкого представления о качестве измеряемой ве личины и об условиях, определяющих это качество. Н уж но представить (физически и математически) и сформу
лировать: что измеряется. Йапример, если контролирует ся напряжение в каких-то точках цепи, то, кроме задан ных точек, необходимо знать:
а) режим, в котором при этом должна находиться цепь (каков источник напряжения, частота, сопротивле ние источника и нагрузки, а иногда температура, влаж ность воздуха, режим соседних цепей и т. д.);
б) требуемое значение напряжения (эффективное, амплитудное, среднее);
в) ориентировочную величину измеряемого напряже ния;
г) форму соответствующей ему кривой.
Весьма желательно знать и конечную цель проведе ния измерений.
2. Вторым этапом надо считать определение усло вий, в которые поставлен измеряющий, т. е. имеющиеся в распоряжении измеряющего время, кадры, материаль ная база (помещение, аппаратура, материалы, источни ки питания и т. д.).
Кроме того, необходимо учитывать требования в от ношении диапазона изменений измеряемой величины и допустимой погрешности измерений (часто в сравнении
спринятой нормой).
3.На основе данных пп. 1 и 2 можно приступить к третьему этапу — выбору метода измерений и затем к выбору или составлению принципиальной схемы изме рений.
4.Выбор схемы тесно связан с постановкой требо ваний к аппаратуре и ее наличием. Иногда при выборе метода и схемы приходится ориентироваться на аппара туру, имеющуюся в наличии, приспосабливая ее к реше нию поставленной измерительной задачи. При этом не обходимо учесть как нужные входные воздействия на измеряемый объект, так и реакции на выходе этого объ екта.
5.Обязательным этапом при ответственных измере ниях следует считать предварительную проверку выбран ной аппаратуры или, по крайней мере, получение сведе ний о результатах ее проверки в достаточно близком прошлом.
6.Выбрав схему и имея проверенную аппаратуру, можно приступить к построению монтажной схемы изме рений. Она должна соответствовать принципиальной, и, кроме того, в ней должны быть:
8
а) сведены к необходимому минимуму паразитные связи между различными ее элементами и элементами соседних цепей (в случае надобности надо разнести при боры, экранировать провода, проверить величину пара зитных связей и т. д.);
б) обеспечены удобство, быстрота и надежность ком мутационных операций (иногда рассмотрен вопрос о возможных элементах автоматизации измерительных операций);
в) соблюдены требования техники безопасности.
7.Перед проведением часто встречающихся в техни ке связи серий наблюдений желательно провести проб ный опыт, проверить работоспособность схемы измере ний хотя бы для одного частного случая. Такая провер ка служит одновременно и проверкой монтажа.
8.При удовлетворительных (подходящих к ожидае мым или возможным) результатах пробного опыта мож но приступить к серии наблюдений. Однако перед этим следует продумать систему записи результатов опыта. Оца должна быть удобна для измеряющего, последую щей математической обработки результатов наблюдений
иобнаружения возможных ошибок как в результатах на блюдений, так и в расчетах.
В частности, при снятии разного рода характеристик полезно продумать и заранее подготовить таблицы для записи показаний различных приборов и величин с уче том вышесказанного, а также записывать номера и ха рактеристики использованных приборов. В некоторых случаях следует рассмотреть вопрос о возможной авто матизации записи или о вводе ее в электронно-вычисли тельную машину.
9. Зафиксировав результаты серий наблюдений, жела тельно провести проверочный опыт для одного из уже записанных частных случаев. 5то даст возможность су дить об изменениях, которые могли произойти за время опыта в схеме или объекте измерений.
10.Если проверочный опыт дал благоприятный ре зультат, то следует обработать результаты наблюдений
иполучить значения искомых величин — результаты измерений.
11.На основе этих результатов надо сделать выводы, сформулировать заключение о том, насколько выполне на поставленная задача. Если же что-то осталось невы
полненным или оказалось сомнительным, то желательно
9