1.8.2Работа факса на передачу

Примерная схема преобразования графи­ческой информации в факсаппарате в электриче­ский сигнал при передаче сообщения представлена на рисунке 1.8.2

Рисунок 1.8.2 Примерная схема преобразования графи­ческой информации при передачи.

1 — оригинал документа; 2 — транспортные валики; 3 — источник света; 4 — оптическая система; 5 — качающееся зеркало; 6 - фототранзистор; 7 — усилитель постоянного тока; 8 — преобразователь постоянного тока в перемен­ный; 9 — усилитель передачи; 10 — световой луч.

Первое, что нужно сделать — это обеспечить поэлементное снятие информации с оригинала оптическим способом. Это обеспечивается сильным и точечным осве­щением последовательно всех элементов одной «строки» оригинала. Здесь термин «строка» также отличается от общепринятого типографского термина и представля­ет ряд точек, которые, в принципе, могут быть расположены в этом ряду как угодно — от полного их отсутствия (белое поле), до полного заполнения ряда (прямая черная линия через весь лист). Нужно отметить, что современные факсаппараты, как правило, работают с оригиналами на стандартном листе формата А4. Таким образом, с учетом полей, длина факсовой строки составит около 200 мм, а при горизонтальной разрешающей способности порядка 5 точек на один миллиметр необходимо снять информацию с 1000 элементов.

Здесь показана, так называемая, плоскостная схема развертки, когда сфокусированный до d < 0,2 мм све­товой луч, отражаясь от зеркала, по­падает на элемент изображения и, от­ражаясь от него, попадает на светочувствительный электронный прибор. Зеркало качается при помо­щи специального механизма таким об­разом, что время прохода луча от на­чала строки к концу составляет 95% цикла, а на обратный проход остается 5%. Поскольку разные элементы изображения по разному отражают световой луч (белое почти 100%, а черное почти 0), то в цепи фотоприемника будет течь постоянный ток, изменяющий во времени свою величину. В течение второй части цикла передачи строки (обратный ход луча) транспортная система продвигает лист оригинала на строго опреде­ленную величину, которая определяет, сколько полностью различимых черных и белых линий должно уложиться на 1 мм листа по вертикали.

Учитывая верхний и нижний отступы на листе формата А4 и считая вертикаль­ную разрешающую способность порядка 4 линии/мм, получим около 1000 строк. Если мы предположим, что передается черно-белое изображение без полутонов, то ток в фотоприемнике будет изменяться от максимального значения (при отражении от «белого») до минимального (при отражении от «черного») скачкообразно. В этом случае очень просто представить простую кодировку по принципу: «да — нет» или «0 — 1» в двоичной системе.

Единичная посылка в этом случае носит название бит. Таким образом, для передачи информации о графическом оригинале с 10³ строк по 10³ элементов в строке нам потребуется передать 10³ х 10³ = 10⁶ бит или 10³ кбит. Современные факсаппараты работают на скоростях передачи от 2,4 до 36,6 кбит/с. Поделив объем информации (10³ кбит) на среднюю скорость (9,6 кбит/с), увидим, что информацию одного листа формата А4 можно передать за 104 с, т.е. за 1,75 минуты. Конечно здесь не учтено множество мешающих факторов, а также не учтены все применяемые в современных факсаппаратах ухищрения, направленные на «сжатие» информации

Рассмотрим, каким образом единичные посылки становятся пригодными для передачи по линиям и каналам электросвязи, где сигнал должен иметь вид перемен­ного тока и находиться в пределах 300...3400 Гц, т.е. в пределах эффективно-передава­емой полосы частот стандартного канала тональной частоты. На рисунке 1.6 под номера­ми 7, 8 и 9 показаны усилитель постоянного тока, преобразователь постоянного тока в переменный и усилитель передачи. Назначение усилителей понятно: усилить сигнал до нужного значения для нормальной работы следующего устройства.

Преобразователь 8 представляет собой управляемый источник переменного тока - модулятор. В том случае, когда изменение постоянного тока на входе устройства изменяет амплитуду (размах) переменного тока на выходе, мы получаем амплитуд­ную модуляцию (AM), а в случае, когда изменения постоянного тока вызывает изменение частоты переменного тока на выходе — частотную модуляцию (ЧМ). На заре фототелеграфной связи (предка факсимильной) использовалась только AM, сегодня от нее полностью отказались из-за того, что сигнал AM достаточно сильно подвержен влиянию помех на канал связи, а также и по другим соображениям.

Сигналы ЧМ меньше подвержены влиянию помех, т.к. амплитуда сигнала остает­ся постоянной при всех изменениях, и значительно проще отделить сигнал от меша­ющих шумов в каналах связи. Простая ЧМ заставляет изменяться частоту переменно­го тока на выходе модулятора в пределах fHcc. ±Af. Величина отклонения частоты Af называется девиацией и сильно зависит от пределов изменения входного сигнала.

В нашем случае вопрос решается просто. Если принять несущую частоту факсаппарата равной 1,8...2,1 кГц, то девиация составит около 10% значения несущей, т.е. 180...210 Гц. Приняв, что «да» (1) соответствует +Af и «нет» (0) соответствует —Af, получаем простейший способ передачи факсимильной информации по каналу ТЧ. Так и работали первые факсаппараты. Но скорость передачи в этом случае была на порядок ниже той, которую мы приняли в нашем примере, и составляла всего 600 бит/с.

Сейчас ЧМ в чистом виде в факсимильной связи не используется, ее заменили более сложные виды модуляции, например, фазово-частотная с цифровой кодиров­кой сигнала по достаточно сложным правилам.