Частотная телеграфия

Частотная манипуляция или частотная телеграфия (ЧТ) при двоичной системе кодирования предусматривает передачу символов "0" и "1" на двух разных частотах. Каждому элементарному сигналу соответствует колебание своей частоты. Вид и спектр сигнала ЧТ изображен на плакате. Частота fВ выше частоты fБ. Разность частот fВ - fБ называют частотным сдвигом.

Телеграфные сигналы — азбуку Морзе — чаще всего передают при помощи амплитудной манипуляции. В передатчике этот метод реализуется наиболее просто по сравнению с другими видами манипуляции. Приёмник для приёма телеграфных сигналов на слух, напротив, несколько усложняется: в нем должен присутствовать гетеродин, работающий на частоте, близкой к частоте принимаемого сигнала, чтобы на выходе приёмника можно было выделить разностную звуковую частоту. Пригодны приёмники прямого преобразования, регенеративные в режиме генерации и супергетеродинные с дополнительным «телеграфным» гетеродином.

А мплитуда высокочастотного сигнала на выходе радиопередатчика принимает только два значения: включено и выключено. Соответственно, включение или выключение («ключевание») выполняется оператором с помощью телеграфого ключа или с помощью автоматического формирователя телеграфных посылок (датчика кода Морзе, компьютера). Огибающая радиоимпульса (элементарной посылки — точки и тире) на практике, естественно, не прямоугольная (как это показано схематично на рисунке), а имеет плавные передний и задний фронты. В противном случае частотный спектр сигнала может стать недопустимо широким, а при приёме сигнала на слух ощущаются неприятные щелчки.

При модуляции дискретных сообщений используется двухступенчатая модуляция, это связанно с тем, что в идеальном случае полоса пропускания радиоприемника должна быть равна спектру принятого сигнала. Практически данное требование из–за нестабильности частоты несущей радиопередатчика и частоты гетеродина радиоприемника реализовать не удается: полосу пропускания с учетом названых нестабильностей частоты приходится расширять, что снижает помехоустойчивость. По этому более эффективной оказалась двухступенчатая модуляция, при которой логические 1 и 0 модулируют сначала поднесущую сравнительно низкой частоты, а затем этой поднесущей модулируют частоту несущей радиопередатчика.

Структурная схема частотной телеграфии

В первой ступени модуляции сигнал, поступающий от источника информации, с помощью кодирующего устройства (кодера) преобразуется в последовательность двоичных сигналов – в биты информации. Далее в модуляторе 1 логической 1 присваивается частота F1, а логическому 0 – F2. Далее синусоидальный сигнал с частотой F1 и F2 во второй ступени модулирует с девиацией частоты несущей радиопередатчика. В радиоприемнике такой сигнал дважды проходит процедуру демодуляции: сначала выделяется частота, а затем – исходящее цифровое сообщение – битовая последовательность. При такой двухступенчатой модуляции полос пропускания фильтров, устанавливаемых в канале поднесущей частоты, удается сузить до ширины спектра передаваемого сообщения и тем самым повысить помехоустойчивость.

В режимах ЧТ и ДЧТ в соответствии с первичным сигналом UF(t) изменяется частота высокочастотного колебания, принимая два (при ЧТ) или четыре (при ДЧТ) дискретных значения, отличающихся друг от друга на некоторую величину Δƒс, называемую частотным сдвигом.

Сигнал ДЧТ (двойное частотное телеграфирование) обеспечивает передачу информации одновременно по двум каналам. Каждому сочетанию символов в каналах приписывается определенная частота (см. Таблицу).

Передаваемый символ	1к	0	0	1	1
	2к	0	1	0	1
Частота передатчика		fА	fБ	fВ	fГ

Причем fГ>fВ>fБ>fА. Частотные сдвиги fГ - fВ; fВ - fБ; fБ - fА выбираются равными. Для того, чтобы привязать сигналы ЧТ и ДЧТ к частотной оси, вводят понятие номинальной частоты сигналов f₀ = (fБ + fВ)/2.

В случае одноканальной работы (режим ЧТ) частота принимает одно из двух значений: ƒБ при передаче бестоковой «0» посылки или ƒВ при передаче токовой «1» посылки.

При двухканальной работе (режим ДЧТ) частота принимает одно из четырёх значений: ƒА при передаче бестоковой «0» посылки по обоим телеграфным каналам; ƒБ при передаче по первому каналу бестоковой посылки, а по второму токовой; ƒВ при передаче по первому каналу токовой посылки, а по второму бестоковой; ƒГ при передаче по обоим каналам токовой посылки.

В современных радиосистемах формирование дискретных частот, соответствующих комбинациям первичных телеграфных сигналов, осуществляется на основе высокостабильного опорного кварцевого генератора с помощью делителей частоты и схемы управления.

Полоса частот, занимаемая радиосигналом ЧТ, определяется по формуле

ΔF ЧТ = (3 − 5)В+Δƒс ,

а радиосигналом ДЧТ по формуле

ΔF ДЧТ = (3 − 5)В+3Δƒс

где В − скорость телеграфирования в бодах; Δƒс − частотный сдвиг в герцах.

ЧТ и ДЧТ сигналы широко используются при автоматической документальной связи, обеспечивающей передачу буквенно-цифрового текста со скоростями 50…200 Бод.

Бод - единица скорости телеграфирования, равная количеству элементарных импульсов тока, передаваемых в секунду. Названа в честь французского изобретателя Ж. М. Бодо.