Радиотаратқыштан таратқыш–антенналарға жоғары жиілікті ( тасымал-

даушы) тербелістер жеткізіледі, оның параметрлерінің бірі таралатын хабар заңымен өзгереді. Белгілі бағытта таралған радиотолқындар қабылдағыш антеннаға жетеді. Қабылдағыш антеннада олардың әсерінен берілген ақпараттың жоғары жиілікті токтары пайда болады.

Тасымалдаушы тербелісінің амплитудалық модуляциясы бар байланыс жүйесінің аналогтық арнасының (үзіліссіз сигналдардан тұратын) құрылымдық сұлбасын қарастырайық. Көрнектілік үшін оның кейбір нүктелерінде сигнал эпюрлері қарапайымдалған түрде көрсетілген (1.12 - сурет).

Кез-келген байланыс жүйесінің маңызды бөлігі таратылатын хабар көзі. Жалпы жағдайда бастапқы хабар электрлік сипатта емес, сондықтан оны сигналдың электрофизикалық түрлендіргішінің көмегімен электрлік (бірінші ретті) сигналға түрлендіру керек, оны сигналды түрлендіргіш деп те атауға болады. Мысалы, сөз және музыканы таратқанда мұндай түрлендіру р – микрофонмен іске асырылады , бейнені бергенде – теледидарлық түтікше-лермен , телеграфияда- телеграф аппараты көмегімен мәлімет элементтері

1.12 -сурет. Аналогты байланыс жүйесі арнасының сұлбасы

(әріптер) тізбегі кодтық символдар тізбегіне (0,1 немесе нүкте, тире) ауыстырылады, ол бір мезгілде тұрақты токтың электрлік импульстер тізбегіне түрленеді, электрлік емес үрдістер немесе шамалар туралы ақпарат таратқанда арнайы сезгіштер(датчиктер) қолданылады. Соңғы уақытта радиоарнаның құрылымдық сұлбасында хабар таратқыш пен сигналдарды түрлендіргіш біріктіріледі. Ол бірінші реттік хабар көзі деп аталады.

Жоғарыда атап өтілді, таратылатын (бірінші ретті) сигнал төмен жиілікті. Алайда төмен жиілікті деген атау мұнда шартты түрде келтірілген, өйткаені теледидарлық сигналдың шамамен 0…6 МГц жолақты спектрі бар. Сондықтан кейбір жағдайда бірінші ретті сигналдарды тікелей байланыс жолдары арқылы таратады. Осындай жағдай, мысалы, кәдімгі қалалық телефон байланыстарында орын алған. Алыс қашықтыққа сигналды тарату үшін (кабелмен, оптикалық талшықпен немесе радиоарнамен) бірінші ретті сигналдар жоғары жиілікті сигналдарға түрлендіріледі.

Хабардың электрлік сигналға түрленуі қайтымды болуы керек. Бұл жағдайда шығыс сигнал арқылы бастапқы бірінші ретті сигналды қайта қалпына келтіруге болады, яғни жіберілген хабардағы барлық ақпаратты алуға болады. Әйтпесе, сигнал таратылғанда ақпараттың бір бөлігі жоғалып кетуі мүмкін.

Таратқыш құрылғы сигнал түрлендіргішінен басқа да, таратқыштан (оның құрамына модулятор, тасымалдаушы жиілік генераторы және қуат күшейткіші кіреді) және тарататын антеннадан тұрады. Хабар тарату үшін сигналды алдын ала тасымалдаушы жоғары жиілікті электромагниттік тербеліске ілестіріп енгізіп жіберу керек. Бұл процесс таратқыш модулятор арқылы жүзеге асырылады. Үрдіс нәтижесінде тасымалдайтын тербелістің бір немесе бірнеше параметрлері таралатын хабар заңымен өзгереді, ол модуляция деп аталады. Модуляцияланған жоғары жиілікті тербелісті екінші ретті сигналға жатқызады және оны радиосигнал деп атайды.

Хабарды радиоарна арқылы жібергенде модуляцияның бірнеше түрін қолданады: амплитудалық, жиіліктік, фазалық, импульстік, импульсті-кодалық және т.б.

Модуляцияланған электромагниттік тербелістің (радиосигналдардың) таралуы мен қабылдануы антеннаның көмегімен жүзеге асады.

Қабылдағыш антеннаның көмегімен ұсталатын жоғары жиілікті радиосигналдар қабылдағышқа түседі. Қабылдағыш антенна таратушы антеннадан шығатын энергияның өте кішкентай бөлігін ұстайды, сондықтан қабылданған модуляцияланған тербелістер алдын-ала таңдаушы күшейткішке беріледі, ол сигналды күшейтумен қатар қабылдағыш антеннаға бірдей түсетін бөтен көптеген радиосигналдар мен кедергілердің жиындарынан пайдалы радиосигналдарды бөліп алады. Таратқыш құрылғының шығысында арналық сигналдың u(t) түрін қабылдаған s деген әлдебір хабарды беру керек болсын. Беру кезінде u(t) сигнал ережеге сәйкес өзгеріске ұшырайды және оған r(t) бөгеуліктері қабаттасады. Қабылдағыш құрылғы бұрмаланып келген ú(t) сигнал мен бөгеулік r(t) қосындысы болып табылатын қабылданған тербелісті z(t) =ú (t) + r(t) өңдейді және сол бойынша өлдебір қателікпен берілген хабарды s сипаттайтын ś хабарды қайта қалпына келтіреді Басқаша айтқанда, қабылдағыш z(t) тербелісіне анализ жасау негізінде мүмкін хабарламаның қайсысы берілгенін анықтау керек. Сондықтан қабылдағыш құрылғы байланыс жүйесінің өте жауапты және күрделі элементі болып табылады.

Радиосигналдарды күшейту және түрлендіру қабылдағыштың келесі каскадтарында жүзеге асырылады.

Детектор (латын тілінен detectio – табу) немесе демодулятор модуляцияға кері процесті жүзеге асырады. Ол қабылданған, күшейтілген және түрлендірілген жоғары жиілікті модуляцияланған тербелістен берілген сигналды ажыратып алады. Демодуляцияның міндеті – модуляцияланған сигналдағы ақпаратты мүмкіндігінше қалпына келтіру. Сондықтан детекторға қойылатын басты талап – берілетін сигналдың қабылдаушыға бұрмаланбай, бастапқы қалпында жеткізілуі.

Сандық (дискретті) байланыс арнасы. Сандық (дискретті, импульсті) тарату жүйесінде сигнал энергиясының сәулеленуі үзіліссіз емес, қысқа радиоимпульстер тізбегімен беріледі. Бұл үзіліссіз тасымалдаушыдағыдай, бірдей жалпы сәулелену энергиясында сәйкесті импульсте ең жоғары қуатты ұлғайтуға және осы арқылы қабылдаудың бөгеулікке орнықтылығын арттыруға мүмкіндік береді. Импульстік байланыс жүйелерде біріншілік е(t) сигналдың тасымалдаушысы ретінде видео және радиоимпульстердің периодты тізбегін пайдаланады.

Байланыстың сандық(дискреттік) жүйесінің қазіргі заманғы радио-арнасының жалпыланған құрылымды сұлбасын қарайық, онда түсінікті болу үшін көрнекті нүктелердегі сигналдардың қарапайымдалған эпюралары бейнеленген (1.13- сурет).

Үзіліссіз хабарларды дискретті (сандық) байланыс жүйесімен таратуға болады. Ол үшін оларды уақыт бойынша дискреттеу, деңгейі бойынша кванттау және кодалау амалдарының көмегімен сандық қалыпқа түрлендіреді.

1.13 – сурет. Сандық байланыс жүйесі радиоарнасының құрылымдық сұлбасы

Цифрлық радиобайланыс жүйесінің таратушы құрылғысында таратылатын сигналдың кодалануы кодер деп аталатын цифрлық микросхемамен іске асырылады. Кодер шығысында таратылатын біріншілік сигнал цифрлық кода түрінде болады, яғни әдетте бірдей ұзақтылығы бар импульстер (“бірліктер”) және бос үзілістер (“нөлдер”) әлдебір тізбегі түрінде.

Таратқыш модуляторында тасымалдаушы тербеліс кодерден алынған импульстік тізбекпен модуляцияланады. Цифрлық байланыс жүйесінде импульсті-кодалық модуляция (ИКМ) жиі қолданылады. ИКМ қолданылған жағдайда үздіксіз сигналдың дискретті мәндері кодалық комбинация түрінде беріледі. Екілік көрсетімді қолданғанда, кодтық комбинация үздіксіз сигналдың дискреттік есептемесі сәтіндегі сәйкесті деңгейіне тең бүтін санды бейнелеуі мүмкін.

Қабылдағышта сигналды радиожиілікте күшейткеннен кейін, аралық жиіліктік сигналдан (қабылданған екіншіік сигнал) демодулятордың көмегімен кодалық символдардың тізбегі алынады (біріншілік сигнал). Содан кейін декодерде осы символдарды декодалау жүргізіледі. Декодалау қабылданған кодалық символдар бойынша мәліметті қайта қалпына келтіруден тұрады. Декодерден шығысынан қалпына келтірілген аналогтік сигнал мәліметті алушыға жеткізіледі.

Ақпаратты таратудың қазіргі заманғы цифрлық жүйесінде аналогті-сандық құрылғылардың салыстырмалы түрде тәуелсіз, жеке микросхемаларға біріктірілген екі тобы пайдаланылады: кодектер және модемдер. Кодек дегеніміз кодер-декодердің түрлендіргіш жұбы, ал модем – модулятор-демодулятордың түрлендіргіш жұбы

1.14 - Сурет. Телефондық модемнің қысқартылған құрылымдық сұлбасы

Әртүрлі функциялардың белгілі жиынын модем орындайды және олардың жұмыс істеу принципіне байланысты телефондық модемдер, ұялы телефондық модемдер, радиомодемдер, жоғары жиілікті байланыс радиомодемдер, сандық модемдер, факс-модемдер болып бөлінеді. Телефондық модемдер басқарушы компьютер мен жалпы қолданыстағы телефондық байланыс жүйесінің арасына қосылады. 1.14- суретте телефондық модемнің бір типінің қарапайым құрылымдық сұлбасы көрсетілген.

Мысал 1.1.

 = 2 – 5м толқын ұзындықтары диапазонында өзара бөгеуліктерсіз жұмыс істей алатын радиохабар тарату, радиотелефондық, теледидарлық және телегрфтық арналар санын анықтаңдар.

Берілгені. Таратылатын мәліметтердің спектрлеріндегі максималды жиіліктер:

- телеграфтық арналар үшін 300 Гц;

- радиотелефондық арналар үшін 3 кГц;

- радиохабар тарату арналары үшін 5 кГц;

- теледидарлық арналар үшін 6 МГц.

Теледидарлық сигналды беру амплитудалы модуляцияланған тербеліс жиіліктерінің бір бүйірлік жолағында жүргізіледі. Байланыс арналары арасындағы өзара айқұш-ұйқыш бөгеуліктерді болдырмау ұшін мәлімет спектрі максималды жиілігінен ені 10% қорғаныс аралықтары қарастырылған.

 = 2 – 5м болғандағы амплитудалық модуляция тербелісіндегісі (АМПТ) салыстырмалы жиіліктер жолағын бағалаңдар.

Шешімі.  = 2, = 150 МГц.

 = 5, = 60 МГц.

АМПТ спектрі ені модуляцияланған тербелістер спектріндегі F_max – максималды жиілікке келесідей тәуелді:

f = 2 F_max .

1) Радиохабар тарату арнасы.

Қорғаныс аралығы 1 кГц.

Спектр ені f = 25 кГц = 10 кГц. f_к - ны ескере отырып,

f =10 + 1 = 11 кГц.

2. Радиотелефондық арна.

Қорғаныс аралығы =0,6 кГц.

f = 23 кГц = 6 кГц.

f =6 + 0,6 = 6,6 кГц.

3) Теледидарлық арна

Қорғаныс аралығы = 0,6 МГц.

f =6 + 0,6 = 6,6 МГц.

4)Телеграфтық арна

f = 2300 Гц = 600 Гц.

0,06 кГц

f =0,6 + 0,06 = 0,66 кГц.

Аталған сигналдардың жиіліктік диапазондары

f = f_max + f_min = 150 МГц - 60 МГц = 90 МГц.

Онда арналар саны

1. Радиохабар таратуда N = арна.

2. Радиотелеграфтық арна.

3. Теледидарлық арна.

4. Телеграфтық арна.

Бақылау сұрақтары

1. Радиотехника, радиоэлектроника және байланыс техникасы қандай мәселелермен айналысады?

2.Сигнал дегеніміз не және оны қандай көрсеткіштер сипаттайды?

3.Неге радиотехникада таратылатын хабарды электрлік сигналға түрлендіреді?

4. Таратылатын хабардың қандай түрлері бар?

5. Радиотолқындар дегеніміз не және олар қандай диапазондарға бөлінеді?

6. Радиотолқындардың таралуына қандай физикалық процесстер әсер етеді?

7. Мегаметрлік толқын ұзындықтары қандай жиіліктерге сәйкес келеді?

8. Сантиметрлік толқын ұзындықтары қандай жиіліктерге сәйкес келеді?

9. Ионосфера қабатының құрылымы қандай?

10. Радиотолқындар Жер үстімен және ионосферада қалай таралады?

11. Тынып қалу құбылысы немесе фединг туралы айтып беріңдер.

12. Үндемей қалу аймағы дегеніміз не?

13. Радиотехникалық жүйенің негізгі бөлігі ретінде нені айтады?

14. Таратқыш құрылғы қандай бөліктерден тұрады?

15. Қабылдағыш құрылғы қандай бөліктерден тұрады?

16. Антеннаны құрудың жалпы ұстанымдары қандай?

17. Антеннаның жұмысын қандай көрсеткіштері сипаттайды?

18. Антеннаның күшейту коэффициенті формуласын көрсетіңдер.

19. Километрлік және гектометрлік толқындарда қандай антенна қолданылады?

20. Қысқа толқынды антенналарды құрғандағы оларға қандай талаптар қойылады?

21. Дыбыстық және теледидарлық хабар таратудың метрлік толқындар таратушы антенналарына қандай арнайы талаптар қойылады?

22. УҚТ (УКВ) диапазонында көбінесе қандай антенналар қолданылады?

23. Аналогтық және цифрлық байланыс жүйелерінің бір-бірінен қандай айырмашылықтары бар?

ІІ – ТАРАУ