3.3 Методи розділення каналів зв'язку при передачі неперервних повідомлень

Для одночасної передачі декількох неперервних повідомлень по загальній лінії зв'язку застосовують багатоканальні системи з частотним і часовим розділенням сигналів.

Розділення каналів зв'язку за частотою досягається вибором для кожного неперервного повідомлення своєї власної несучої частоти, що відрізняється від інших частот. При цьому кожному модульованому сигналу відповідно до його спектральної характеристики відводиться певний діапазон частот, що обмежується смуговими фільтрами.

З метою скорочення діапазону частот, який займає один канал, розроблені системи, що допускають передачу струмів несучої частоти і одної бокової смуги або тільки струмів однієї бокової смуги. В останньому випадку число передач, що ведуться одночасно по одній і тій ж лінії зв'язку, що володіє обмеженою шириною смуги пропускання частот, буде найбільшим.

Використання для передачі неперервних повідомлень однієї бокової смуги (верхньої або нижньої) цілком можливо, тому що в модульованому коливанні саме бокова смуга частот відображає характер частотних складових сигналу і їх амплітуду. Коливання ж несучої частоти, що входять до складу модульованого сигналу, згідно (3.7) не залежать від корисного сигналу - їх амплітуда і частота залишаються незмінними.

Як видно, несуча частота виконує тільки допоміжну роль. На передаючій стороні вона потрібна тільки для утворення бокових смуг, а на приймаючій - для виділення частотних складових сигналу. Тому немає ніякої необхідності передавати несучу частоту в лінію зв'язку. Для вказаних цілей можна обмежитись подачею несучої частоти в модулятор і демодулятор безпосередньо від місцевих генераторів.

Поряд із збільшенням числа одночасних передач посилення в лінію однієї бокової смути створює сприятливі умови для роботи проміжних підсилювачів, позбавляючи їх від перевантаження струмом несучої частоти.

Скелетна схема найпростішої багатоканальної системи з розділенням каналів за методом несучої частоті з одною боковою смугою показана на рис.3.3.

Рисунок 3.3 - Скелетна схема багатоканальної системи з розділенням каналів по методу несучої частоти з однією боковою смугою

Прослідкуємо основні етапи утворення сигналів і зміну цих сигналів в процесі їх передачі.

Сигнал повідомлення, наприклад . що має частотний спектр , передається на модулятор М_К з несучою частотою , яка підводиться до нього. В результаті амплітудної модуляції отримується (симетрично до несучої частоти, ) дві бокові смуги частот і . Так як інформація повністю знаходиться в одній боковій смузі, то друга бокова смуга поглинається смуговим фільтром Ф_к. Якщо при цьому модулятор виконаний за кільцевою схемою, то дякуючи симетричній побудові його схеми, поглинаються і коливання несучої частоти. Таким чином на виході фільтра Ф_к утворюється частоти спектр . Інші сигнали повідомлень , … передаються аналогічним чином на інших несучих частотах. Тому після кожного смугового фільтру отримується певна ширина смуги, що відводиться для передачі інформації по даному каналу.

Через розв'язуючі елементи всі повідомлення передаються по одній лінії зв'язку. Загальний смуговий фільтр ЛФ пропускає частоти всіх каналів.

На приймаючій стороні частотний спектр каналу виділяється смуговим фільтром Ф_к і пропускаються на кільцевий демодулятор D_к з додатковою несучою частотою . Після фільтра низької частоти ФН_К виділяється спектр , еквівалентний , таким чином відтворюється повідомлення, що передається аналогічним чином відтворюються повідомлення, що передаються по інших каналах.

Поряд з розділенням каналів зв'язку за методом несучої частоти, використовується і стандартний метод частотного розділення сигналів, що заснований на частотній модуляції вимірюваної величини.

У системах з часовим розділенням каналів застосовується почергова передача повідомлень, що здійснюється з допомогою синхронно та синхронно - фазно працюючих розподілювачів.

На рис.3.4 показаний графік зміни контрольованого параметру і схема його передачі. Передача повідомлення здійснюється імпульсами тривалістю  в такт несучій частоті. Протягом часу То -  передача інформації по цьому каналу не проводиться. За цей проміжок часу передаються імпульси струму іншого сигналу.

На рис. З.4, б вимірювана величина показана у вигляді джерела сигналу шириною полоси і максимальною частотою . Перемикач, що обертається з кутовою частотою , кожен раз замикає свій контакт і в лінію зв’язку посилає імпульс струму, висота якого за час  дорівнює значенню величини .

Рисунок 3.4 - Часове розділення каналів: а) – графік контрольованого параметра; б) – схема передачі для одного каналу

Після проходження фільтра низької частоти ФНЧ з граничною частотою і після підсилення у відношенні кожен імпульсі на виході дає інтегральний синусоїдальний процес, який в момент приходу всіх інших імпульсів дорівнює нулю. Сума синусоїдальних процесів, що викликаються послідовністю імпульсів, що передаються, дозволяє на виході підсилювача відтворити криву зміни величини в еквівалентну .

Відтворення неперервної величини за окремими її випробуваннями можна тільки при дотриманні певних співвідношень. Ці співвідношення встановлюється теоремою, що вперше сформульована В. І Котельниковим у 1933 році.