Уровни сигналов и помех в линиях связи.

В проводной связи для измерения мощности сигналов и помех в различных точках линии принято оценивать по логарифмической шкале. За начало отсчета принят условный нулевой уровень, соответствующий мощности P₀=1 мВт. Абсолютным уровнем
мощности в какой-либо точке называется

где Р_х — мощность сигнала в точке х линии, мВт. Очевидно, что при Р_х > 1 мВт абсолютный уровень мощности оценивается положительным числом (р > 0), а при Р_х < 1 мВт — отрицательным(р< 0).

Абсолютный уровень мощности может быть определен также через напряжение и ток:

где U_x, I_x — напряжение и ток сигнала в точке х линии, В, A; U₀, I­­₀ —напряжение и ток сигнала, соответствующие нулевому уровню мощности, В, А. При одном и том же абсолютном уровне мощности напряжения и токи могут быть различными в зависимости от сопротивления линии. В проводной связи используются магистральные кабельные линии с Z_c — 200 Ом, воздушные линии со стальными проводами, имеющие Z_c = 1200 Ом. Для этих сопротивлений, измеренных на частоте 800 Гц, напряжения при нулевом уровне мощности сигнала соответственно равны 0,7 и 1,1 В.

При передаче по линии вследствие потерь в сопротивлении и изоляции происходит потеря энергии сигнала. В результате напряжение и ток в конце линии оказываются меньшими, чем в начале, происходит затухание сигнала.

Затухание, вносимое участком линии между точками 1 и 2, определяется выражением:

где U₁ и I₁ — напряжение и ток сигнала в точке 1; U₂ и I₂ — напряжение и ток сигнала в точке 2. Аналогичным образом определяется затухание в любых элементах канала связи, например, в фильтрах. Также оценивают и увеличение уровня сигнала в усилителях. Если мощность сигнала на выходе передатчика Р_п, то уровень передачи:

При коэффициенте затухания  затухание, вносимое линией длиной L, можно определить по выражению

где Р_пр — мощность на приемнике сигнала в конце линии.

Уровень сигнала в конце линии длиной L можно определить по формуле

При передаче на сигнал воздействуют помехи. При мощности помехи Р_пом ее уровень определяется как

Надежная работа КС может быть обеспечена лишь при достаточном
уровне превышения сигнала в месте приема над уровнем помех, не менее чем на р_сп. Мощность сигнала в линии не должна превышать величины, при которой сигнал будет оказывать мешающее влияние на другие каналы связи, работающие по этой же цепи или на близком расстоянии от нее. Во избежание этого устанавливают допустимый уровень передачи р_доп в начале линии. Наименьший уровень сигнала в точке приема должен превышать уровень помехи и равен

Наибольшее допустимое затухание при передаче сигнала определяется как разность между максимальным уровнем при передаче и минимальным при приеме:

Зная коэффициент затухания  для данной линии и допустимую величину затухания в линии _доп, нетрудно определить дальность передачи:

Для проводных ЛС стандартом устанавливается уровень помехи Р_пом = — 49 дБ(около 2,5 мВ на 600 Ом). Это, так называемая, псофометрическая помеха, за которую принимают условную помеху на частоте 800 Гц, оказывающую на человеческое ухо то же воздействие, что и суммарная помеха, реально существующая в диапазоне звуковых частот. Иногда уровни величин оценивают натуральным логарифмом соответствующего
отношения, при этом их измеряют в неперах:

Затуханием в 1 Нп обладает линия, в которой напряжение или ток в начале линии больше, чем эти же параметры в конце ее, в 2,72 раза. Единицы измерения уровней сигналов связаны следующими соотношениями:

1Нп = 8,68 дБ; 1дБ = 0,115 Нп.

Затухание, вносимое другими элементами, а также увеличение мощности сигналов усилителями измеряют также в неперах (Нп) и децибелах (дБ).