Для сдачи канала в четырехпроводном режиме, например 1-го канала, механику необходимо:

1. Вопрос Принцип построения систем ТТ – 50 минут.

Телеграфией называется область электросвязи, занимающаяся передачей дискретных сообщений.

Дискретные сообщения представляют собой последовательности символов (буквы, цифры, знаки и т.п.). Совокупность применяемых символов называют алфавитом сообщений. Для передачи символов по каналам связи используют дискретные электрические сигналы.

Дискретным называется сигнал, в котором регистрируется конечное число значений его параметров, например, напряжений. Каждому символу ставится в соответствие определенная комбинация сигналов.

Систему соответствий между символами алфавита сообщений и дискретными сигналами называют кодом.

Совокупность дискретных сигналов, соответствующих определенному символу, называется кодовой комбинацией.

Символы алфавита могут быть пронумерованы натуральным рядом чисел, например, а 1, б2, в 3,… Каждое число удобно представлять в двоичной форме, т.е. а 001, б010, в 011,… Удобство представления чисел в двоичной форме состоит в том, что логически «1» и «0» легко поставить в соответствие простые электрические сигналы. Из рис. 1.1. видно, что «1» может быть поставлена в соответствие токовая (положительная) посылка, а «0» – бестоковая или отрицательная посылка.

Рис. 1.1. Сигналы однополярных посылок

Рис. 1.2. Сигналы двухполярных посылок.

Самую короткую посылку тока - точку длительностью , из которой составляются все кодовые комбинации, называют элементарной посылкой (элементом кода) (рис. 1.2). Интервал, равный длительности точке, также называется элементарной посылкой.

Сигналы, состоящие из однополярных (рис. 1.1) или двухполярных (рис. 1.2) посылок называются сигналами постоянного тока. Минимально необходимое число посылок в кодовой комбинации – n, которое определяется объемом алфавита (это количеством символов) – N и определяется на основании выражения n  log₂N.

Например, для передачи 32 букв алфавита число n будет равно n  log₂32 = 5. В современных телеграфных аппаратах, состоящих на вооружении войск связи, применен код, использующий однополярную последовательность посылок постоянного тока с числом импульсов в кодовой комбинации n = 5. Так, например, букве “Р” русского алфавита соответствует кодовая комбинация вида 01010, букве “Я” – 11101 и т.д.

Устройство, обеспечивающее преобразование символов дискретного сообщения в сигналы постоянного тока на передаче и обратное преобразования на приеме, называется оконечным телеграфным устройством (ОТУ), одной из разновидностей которого является телеграфный аппарат (ТГА). Телеграфный аппарат состоит из передающей и приемной частей. «Передатчик» содержит клавиатуру и кодирующее устройство, преобразующее символы (буквы, цифры, знаки) в сигналы постоянного тока. Основными элементами «приемника» являются декодирующее и печатающее устройства, которые пятиэлементную комбинацию постоянного тока преобразуют в символ и отпечатывают на ленте (рулоне).

Каждое телеграфное сообщение передается с определенной скоростью. Скорость телеграфирования измеряется количеством элементарных посылок, передаваемых в одну секунду. Единицей скорости телеграфирования является Бод (введена в 1927 г.).

Если, например, на какой-либо связи передается 50 элементарных посылок в секунду, то скорость телеграфирования равна 50 Бод. В этом случае продолжительность одной элементарной посылки равно 1/50=0,02 с = 20 мс. Поэтому между скоростью телеграфирования V и длительностью элементарной посылки t₀ существует соотношение

v=1/ t₀ или t₀=1/ v,

т.е. чем больше скорость телеграфирования, тем меньше длительность элементарной посылки. Так, при скорости телеграфирования 50 Бод t₀ =20 мс, а при скорости 200 Бод t₀ =5 мс.

Скорость телеграфирования зависит от типа телеграфного аппарата. Для буквопечатающих телеграфных аппаратов скорость телеграфирования определяется как:

v=Nk/60,

где N - число знаков, переданных аппаратом в минуту; k - количество элементарных посылок, необходимое для передачи каждого знака.

Различают информационную (R_и) и техническую (R_т) скорости передачи.

Как правило, в состав кодовой комбинации, кроме информационных посылок, т.е. тех, с помощью которых непосредственно кодируются символы, входят также служебные посылки, необходимые для обеспечения работы оконечных телеграфных устройств. Так, в стартстопных телеграфных аппаратах это стартовая – бестоковая и стоповая – токовая посылки. Таким образом, в целом кодовая комбинация содержит семь двоичных импульсов (рис. 1.3), из которых пять информационных и два служебных.

Рис. 1.3. Кодовая комбинация из семи двоичных импульсов.

За единицу информации принята одна двоичная посылка («0» или «1»), называемая БИТ.

Технической скоростью передачи называется количество информационных и служебных посылок, передаваемых за 1 сек. За единицу измерения величины R_т принят 1 БОД, предполагающий передачу одного двоичного импульса за 1 сек.

Информационной скоростью передачи называется количество информационных посылок, передаваемых за 1 сек. За единицу измерения величины R_и принят 1 бит/сек. Следовательно, если одна семиэлементарная кодовая комбинация с выхода телеграфного аппарата передается за 1 сек, то R_т=7

Бод, а R_и=5 бит/сек.

1.2. Принцип частотного телеграфирования.

Ранее мы рассматривали передачу телефонного сообщения, при которой в линию посылались посылки постоянного тока. При этом дальность передачи ограничивалась расстоянием, при котором на приемной стороне линии амплитуда посылки постоянного тока была достаточна для срабатывания приемного электромагнита или реле. Для увеличения дальности необходимо было усилить напряжение постоянного тока или включить трансляцию. Однако усиление напряжения постоянного тока сопряжено со значительными трудностями, а использование трансляций ограничивается сопровождающими искажениями. Передача нескольких сообщений посылками постоянного тока требует для каждого сообщения отдельной линии связи.

Все эти задачи – увеличение дальности передачи сообщения и повышение эффективности использования (уплотнение) линии связи – легко решаются с помощью частного телеграфирования. Дальность телеграфирования при этом не ограничена, поскольку легко организовать усиление сигналов переменного тока. Благодаря уплотнению по одной линии связи можно передать одновременно несколько десятков телеграфных сообщений.

Принцип частотного телеграфирования показан на рис. 1.4.

Рис 1.4. Принцип частотного телеграфирования

С помощью ключа «К» к линии подключается генератор переменного тока Г. В качестве ключа может быть использовано реле или триггер, который управляется посылками постоянного тока передающего телеграфного аппарата (рис. 1). Таким образом, переменный ток в линии I_л будет состоять из серии импульсов (рис. 1.4) длительностью, равной продолжительности телеграфной посылки t_о тока в местной цепи I_m. Процесс управления величиной линейного тока называется модуляцией. Так как в результате модуляции кодовая комбинация приобретает еще один признак – частоту заполнения посылки – процесс называется вторичным кодированием.

При модуляции, соответствующей рис. 1.4, изменяется амплитуда линейного тока от нуля до максимального значения I_m, такая модуляция называется амплитудной (АМ).

Известно, что переменный ток характеризуется тремя параметрами: амплитудой I_m, частотой w=2pf и фазой (wt+j). В результате всякий переменный ток можно представить уравнением

i = I_m cos(wt+j).

Модулировать ток можно не только по амплитуде, но и по частоте или фазе. В первом случае модуляция называется частотной (ЧМ), во втором – фазовой (ФМ). Схема частотного телеграфирования методом частотной и фазовой модуляции показана на рис 1.5.

Рис 1.5. Схема частотного телеграфирования методом частотного и фазовой модуляции.

Частотная модуляция заключается в том (рис. 1.5.), что во время действия токовой посылки к линии подключается генератор Г1, который посылает в линию импульс тока с частотой w₁=2pf_1. Когда в линию поступает бестоковая посылка (или отрицательная токовая), к линии подключается генератор Г2, который посылает импульс тока с другой частотой w₂=2pf_2. Обычно w₁ > w₂, но амплитуда тока остается постоянной.

На рис. 1.5.(б) показан процесс фазовой модуляции. Под действием модулирующих (управляющих) телеграфных посылок постоянного тока в линию посылаются посылки тока одной и той же частоты, но на границе токовой и бестоковой (или отрицательной токовой) посылок скачком меняется фаза колебания на 180°. Амплитуда тока в линии при ФМ и ЧМ остается постоянной.

Частотное телеграфирование с амплитудной модуляцией так же, как однополюсное телеграфирование постоянным током, имеет пассивную паузу, которая снижает помехозащищенность связи.

При частотной и фазовой модуляции пауза заполнена полезным сигналом. Наложение помехи в этом случае вызовет изменение амплитуды сигнала. Поскольку содержание сообщения кодируется не изменением частоты или фазы, то изменение амплитуды при воздействии помехи не искажает закона модуляции, а, следовательно, и содержания сообщения.

Способ передачи информации переменным током, модулированным телеграфным сигналом называется частотным телеграфированием (ЧТ).

Частотное телеграфирование при котором частота переменного тока передаваемых посылок находится в полосе 0,3-3,4 кГц называется тональным телеграфированием (ТТ).

Эквивалентную схему «передатчика» ТГА можно представить в виде ключа (К), который при нажатии на ту или иную клавишу клавиатуры замыкается и размыкается в соответствии с кодом символа.

Рассмотрим, каким образом осуществляется преобразование посылок постоянного тока в полосу частот канала ТЧ.

Упрощенная схема устройства преобразования посылок постоянного ток в полосу частот канала ТЧ может быть представлена в виде, изображенном на рис. 1.6.

Рис.1.6. Упрощённая схема устройства преобразования посылок постоянного тока в полосу частот канала ТЧ.

Последовательно с «передатчиком» ТГА (ключ К) включены источник питания (ЛБ) и реле (Р). Контактная система реле, состоящая из подвижного контакта, называемого якорем (Я) и двух неподвижных левого (Л) и правого (П), в зависимости от положения якоря подключает к каналу ТЧ генераторы с частотами f₁ и f₂ (частоты f₁ и f₂ лежат внутри полосы (0,3 - 3,4 к Гц).

Устройство работает следующим образом. Предположим, что на клавиатуре нажата клавиша «Ы», которой соответствует кодовая комбинация вида рис. 1.7.

Рис.1.7. Кодовая комбинация буквы «Ы».

Для формирования первого двоичного импульса («1») ключ К замкнет цепь источника ЛБ на время t_o. При протекании тока через обмотку реле Р, произойдет намагничивание его сердечника, в результате чего якорь перебросится от левого контакта к правому, и генератор Г2 окажется подключенным ко входу канала ТЧ, в канал пойдет частота f₂ (рис. 1.6.). Для формирования второго бестокового импульса («0») по команде кодирующего устройства ключ К разорвет цепь, обмотка реле Р обесточится, и его якорь под воздействием пружины возвратится к левому контакту. В канал будет передана частота f₁.

Посылки вида рис. 1.7, частота которых лежит в полосе канала ТЧ, называются тональными. Процесс преобразования посылок постоянного тока в тональные посылки называется частотной манипуляцией.

В реальных схемах переключение якоря реле Р обеспечивает перестройку резонансной системы генератора, рис. 1.8.

Рис.1.8. Схема переключения якоря реле Р обеспечивающая перестройку резонансной системы генератора.

Во время перелета якоря к левому или правому контактам в канал ТЧ посылается, так называемая, «средняя» частота - f_0, генерируемая колебательным контуром LC. Частота f₁ (якорь у левого контакта) вырабатывается с помощью элементов L (С + С₀) и f₂ (якорь у правого контакта) – С (1/ L + 1/ L₀). Частоты f₁ и f₂ принято называть характеристическими или «верхняя» (f_в) и «нижняя» (f_н).

Спектр тональных посылок представлен на рис. 1.9.

Рис.1.9. Спектр тональных посылок.

Отклонение частот f_в и f_н от «средней» f₀ – называется девиацией частоты Df,

Df = f_в - f₀ = f₀ - f_н

Для передачи телеграфных сигналов с требуемой на практике достоверностью необходима полоса частот DF <200 Гц. Очевидно, использование канала ТЧ для получения одной телеграфной связи нерационально. Поэтому применяют вторичное уплотнение канала ТЧ получения в полосе (0,3 - 3,4) кГц нескольких телеграфных каналов, рис. 1.10.

Рис.1.10. Вторичное уплотнение канала ТЧ нескольких телеграфных

каналов.

Достоинства метода ЧРК:

- можно использовать любую оконечную ТГ аппаратуру - стартстопную и синхронную;

- достаточно просто решаются вопросы выделения и ответвления любого числа каналов.

Недостатки:

- значительные потери (до 20%) полосы пропускания канала ТЧ на расфильтровку (защитные интервалы) между каналами;

- мощности сигналов должны выбираться с таким расчетом, чтобы суммарный уровень всех подканалов не превышал допустимого уровня в канале ТЧ.

Совокупность конструктивно-объединенных устройств, предназначенных для образования определенного числа телеграфных каналов (каналов тонального телеграфирования), называется аппаратурой тонального телеграфироваания (АТТ).

Основные преимущества ТТ заключаются в том, что оно позволяет организовать в одном стандартном канале ТЧ более 40 телеграфных каналов, обеспечивая более экономичное использование линий связи. Кроме того, при ТТ возможно осуществить надежную телеграфную связь на практически любое расстояние.

Вывод: Таким образом, в настоящее время наибольшее распространение в военной аппаратуре ТТ получило ЧРК. При ЧРК полоса частот канала ТЧ DF с помощью фильтров делится на несколько узкополосных частотных каналов, в каждом из которых с использованием того или другого метода модуляции образуется отдельный канал ТТ. Основным типом аппаратуры ТТ является аппаратура с ЧРК и с ЧМ.

При использовании малоканальной аппаратуры ТТ возможно одновременное телефонирование и телеграфирование по каналу ТЧ.

2. Структурная схема канала ТТ. Режимы работы каналов ТТ.

Аппаратура с помощью которой получают несколько телеграфных каналов в одном канале ТЧ называют каналообразующей аппаратурой ТТ, а телеграфные каналы - каналами ТТ.

Структурная схема телеграфной цепи и канала ТТ показана на 1.11 (смотри приложение №1).

Принцип работы: На ст. (А) однополярные посылки постоянного тока с выхода ТГА поступают на аппаратный вход переходного устройства (ПУ), в котором они преобразуются в двухполярные импульсы. Эти импульсы подаются на ТГ вход КОА ТТ (каналообразующей аппаратуры ТТ).

В передатчике КОА ТТ (каналообразующей аппаратуры ТТ) двухполюсные сигналы с помощью амплитудной (АМ), частотной (ЧМ) или фазовой модуляции (ФМ) преобразуются в сигналы переменного тока, которые совместно с сигналами других каналов передаются по каналу ТЧ.

Частотно-манипулированный сигнал передается по каналу ТЧ и на ст. (Б) поступает на ЛИН. вход аппаратуры тонального телеграфирования (АТТ), на выходе которой формируются двухполярные посылки постоянного тока. Затем в (переходном устройстве) ПУ осуществляется преобразование в однополярные импульсы, которые и поступают в приемник телеграфного аппарата (ТГА).

В обратном направлении (от ст. Б к А) преобразование сигналов аналогичное.

Следует отметить, что на выходе некоторых оконечных телеграфных устройств, например, телеграфная спецаппаратура, формируются двухполярные посылки постоянного тока. В этом случае необходимость в переходном устройстве отпадает и сигналы от оконечного телеграфного устройства подается (снимаются) на (с) ТГ вход (выхода) АТТ, минуя ПУ.

На полевых узлах связи телеграфные аппараты размещаются в аппаратных машинах, называемых телеграфными станциями (ТГС), например, П-236. Кроме того, они устанавливаются в аппаратных П-238ТК (ТК1), П-236ТК, П-241ТН (ТМ).

Аппаратура тонального телеграфирования совместно с переходными устройствами находится в таких аппаратных, как П-254, П-245К (КМ), П-241ТН (ТМ), П-238ТК (ТК1), П-257-24К, Р-161ПУ. Аппаратные ТГС от других аппаратных могут находится на достаточно большом удалении (до 0,5 км). Источник питания линейных цепей, называемые линейной батареей (ЛБ), имеются как в ТГС, так и в АТТ. В зависимости от режимов работы каналов ТТ, которые будут рассмотрены ниже, ЛБ может быть включена в телеграфную цепь на ТГС и в АТТ, а при значительном удалении ТГС от АТТ и на ТГС и в АТТ одновременно. В связи с этим говорят, что питание телеграфных цепей может осуществляться от аппарата, (значит от ЛБ находящейся в ТГС), или от аппаратуры (ЛБ включена в АТТ), или и от аппарата и аппаратуры одновременно.

Аппаратура ТТ имеет две стороны:

- линейную (ЛИН), которой подключаются к каналу ТЧ;

- телеграфную (ТГ) на которой находятся входы и выходы каналов ТТ.

В переходном устройстве также можно выделить две стороны:

- канальную (КАН) на которую подаются каналы ТТ;

- аппаратную (АПП), к которой подключаются ТГ аппараты.

Таким образом, каналом ТТ называется совокупность каналообразующей аппаратурой (КОА) ТТ и канала ТЧ или физической цепи, позволяющая организовать передачу телеграфных сигналов.

Телеграфный канал может быть простым или составным.

Простым каналом называется участок телеграфной цепи, на входе и выходе которого установлена каналообразующая телеграфная аппаратура.

Составным называется телеграфный канал, содержащий два и более последовательно соединенных простых телеграфных канала с переприемами (транзитами) по постоянному току.

Станция коммутации (СК) обеспечивает переприем ТГ сигналов по постоянному току и установление исходящих, входящих и транзитных соединений, реализующих определенный способ коммутации.

Режимы работы каналов ТТ:

В зависимости от типа оконечного устройства, которое будет включено в канал ТТ, этот канал должен быть установлен в один из трех режимов:

I режим - используется при подключении к каналу ТТ телеграфной спецаппаратуры и организации транзита ТГ каналов. Цепь передачи получает питание от “аппарата” (т.е. от линейной батареи (ЛБ) ТГ аппаратуры), цепь приема “от аппаратуры” (ЛБ включена в КОА ТТ). Работа осуществляется по раздельным цепям передачи и приема двухполюсными посылками. Номинальное значение линейных токов, протекающих в цепях передачи и приема i_л =20+5 mА.

II режим - используется для подключения к каналу одного (двух) ТГ аппарата для получения дуплексной незасекреченной буквопечатающей связи. Работа осуществляется по разделенным цепям передачи и приема однополюсными посылками ( обязательно необходимо использовать переходное устройство ).

III режим - используется для подключения к каналу ТТ по одному аппарату на передающей и приемной сторонах, т.е. для получения симплексной незасекреченной буквопечатающей связи. Передача и прием осуществляется по одной цепи однополюсными посылками.

Во II и III режимах телеграфные цепи могут получать питание от “аппарата” или от “аппаратуры”; или от линейных батарей “аппаратуры” и “аппарата” одновременно, i_л = 50 +10 mА.

Вывод: Таким образом, каналом ТТ называется совокупность КОА ТТ и канала ТЧ или физической цепи, позволяющая организовать передачу телеграфных сигналов. Наибольшее распространение в военно-полевой технике получила аппаратуре ТТ ЧРК с ЧМ. Рассмотрим принцип тонального телеграфирования с частотной модуляцией.

1.3. Принцип ТТ с частотной модуляцией (ЧМ)

Структурная схема канала ТТ с ЧМ показана на рис. 1.13.

Рис.1.13. Структурная схема канала ТТ с ЧМ

Модулятор (М) преобразует сигналы постоянного тока в ЧМ колебания. ПФ_пер и ПФ_пр – полосовые фильтры передачи и приема.

Амплитудный ограничитель (АО) устраняет паразитные колебания уровня. На выходе частного детектора (ЧД) появляются два АМ - колебания из которых амплитудные детекторы АД1и АД2 выделяют низкочастотные составляющие. Электронные реле (ЭР) на своем выходе формирует двоичные сигналы постоянного тока.

Расчеты показывают, что требуемая в СП ТТ с ЧМ помехоустойчивость приема обеспечивается при индексе m= 1,2. Глубину модуляции с ЧМ определяет индексом ЧМ m=Df /F_т, где Df - девиация частоты; F_т =1/ Т_т - тактовая частота импульсной последовательности.

Выбор параметров (рис. 1.14.) при различных скоростях передачи осуществляется в соответствии с данными, приведенными в n - количество каналов.

Рис 1.14. Параметры при различных скоростях передачи.

Таблица 1.

2 Вопрос. Назначение, состав, основные ТТД аппаратуры П-317 – 30 минут.

2.1. Назначение аппаратуры П-317

Одноканальная аппаратура тонального телеграфирования П-317 предназначена для уплотнения в четырех проводном режиме телефонных высокочастотных проводных и радиорелейных каналов (300 – 3400 Гц) одной буквопечатающей телеграфной связью с сохранением телефонной связи по уплотненному каналу.

Нормальная работа аппаратуры обеспечивается при температуре окружающего воздуха от -10С до +50и при относительной влажности воздуха до 95% (при температуре до +25С).

2.2. ТТД аппаратуры П-317

Аппаратура П-317 рассчитана на обеспечение работы телеграфных аппаратов, работающих токами двух направлений (двухполюсными посылками), и аппаратов, работающих токами одного направления (однополюсными посылками):

1. Скорость передачи телеграфных сигналов

пер. т. с. = до 75 бод;

2. Питание телеграфных цепей приема и передачи (в режиме I, II, III)

Uпр. пер. тлг. ц. (I, II,III)= 60 В;

3. В режиме III старстопный аппарат (СТА) может быть отнесен от П-317 на расстояние до 70 км

Дста= до 70 км

4. В аппаратуре применена частотная модуляция (ЧМ) средняя (несущая) частота канала на линейном выходе аппаратуры

Fср. кан. = 3150 Гц

5. Велечина девиации частоты (отклонения от средней частоты при поступлении на вход аппаратуры телеграфной посылки)

Fдев. = 55Гц

6. Дополнительное затухание вносимое в тракт передачи телефонного (ТАФ) канала

Аr.доп. таф.к.: На f 800 гц  0,05 нп;

На f 300, 2700 гц не превышает 0,1 нп;

На f 2900 гц не превышает 0,4 нп.

7. Суммарное затухание вносимое в телефонный (ТАФ) канал:

Аr. таф : На f 800 гц не превышает 0,2 нп;

На f 2900 гц не превышает 0,8 нп.

8. Уровень передачи сигналов ТТ (тонального телеграфированя) на выходе аппаратуры составляет –3,00,1 нп

9. Уровень приема сигналов составляет –1,0 нп.

10. Питание аппаратуры:

Uсет= 127/220 В

Uбат = 24 В

11. Потребляемая мощность:

    • от сети переменного тока P(mj)= 35 ВА

    • Рбат=20 ВТ

12. Вес аппаратуры – 25 кг

2.3. Состав аппаратуры и назначение блоков П-317

1. Блок передатчика (ПЕР)

Передатчик служит для преобразования импульсов постоянного тока, поступающих от передающего ТГ аппарата, в модулированное по частоте напряжение, которое подается через блок разделительных фильтров в тракт ВЧ аппаратуры.

2. Блок разделительных фильтров (РФ)

Блок РФ предназначен для разделения телефонного и телеграфного каналов в цепях передачи и приема.

3. Блок приемника (ПР.)

Приемник предназначен для преобразования частотно-модулированного сигнала, поступающего из ВЧ канала, в импульсы постоянного тока, которые подаются на приемный телеграфный аппарат.

4. Блок контрольно-коммутаторный

Блок БКК служит для образования схем телеграфных цепей следующих режимов:

I - двухполюсный с разделенными цепями передачи и приема;

II – однополюсный с разделенными цепями передачи и приема;

III – однополюсный с неразделенными цепями передачи и приема.

5. Блок питания

Предназначен для питания аппаратуры П–317 от сети переменного тока 127/220 В или от батареи постоянного тока 24 В.