рована ошибкой противоположного знака. Кроме того, ∆-модуляция несет в себе недостатки, связанные с квантованием по времени и по уровню.

Многократные методы модуляции. Сообщение может быть пе-

редано сложным сигналом, образованным несколькими поочередными

Оценкой достоверности служит вероятность правильного приема, равная отношен ю числа правильно принятых символов сообщения (знаков, ц фр, элементов сообщения) к общему числу переданных символов при достаточно ольшом числе передаваемых сообщений. Обычно такое отношение определяется за некоторый промежуток времени. Иногда пользуются понятием «потеря достоверности», которая оценивается частностью ошибок [2]:

- из-за особенностей распространения сигнала по линии связи; - из-за недостаточной помехозащищенности сигнала. Возникают искажения: линейные, нелинейные и случайные. Линейные искажения не сопровождаются появлением новых

частотных составляющих в спектре сигнала и разделяются на частотные (амплитудно-частотные) и фазовые.

Частотные искажения вызываются неравномерным воспроизведением амплитуд отдельных гармонических составляющих сигнала

69

при его прохождении через электрическую цепь из-за наличия в цепях сосредоточенных распределенных реактивностей, зависящих от частоты. Так, электромагнитная энергия высоких частот при распространении по линии связи затухает больше, чем электромагнитная энергия низких частот.

Фазовые искажения вызываются неодинаковым относительным СибАДИсдвигом во времени отдельных гармонических составляющих сигнала при его прохожден через электрическую цепь. Причина: электромагнитная энерг я высоких частот распространяется по линии с большей скоростью, чем электромагнитная энергия низких частот.

Появляются сдв г начала импульса и искажение его формы.

К л нейным скажениям относятся и искажения из-за ограничения полосы пропускан я.

Нел нейные скажения сопровождаются появлением в спектре сигнала новых гармонических составляющих из-за наличия в цепи нелинейных элементов. Искажается форма сигнала.

Случайные скажения вызываются помехами в канале, которые могут создать ложный сигнал или подавить основной сигнал.

Изменения видеоимпульсов возникают из-за краевых искажений и дробления.

Из-за краевых искажений возникает сдвиг переднего фронта импульса. Краевые искажения делятся на искажения преобладания, характеристические и случайные. При преобладаниях импульсы одного знака полярности удлиняются за счет укорочения импульсов другого знака. Характеристические искажения проявляются в виде выбросов, обусловленных характером переходного процесса, искажений формы импульсов и смещений их фронтов под воздействием переходного процесса от предыдущей посылки, который не успевает закончиться. Смещения фронтов импульсов возникают под воздействием случайных помех.

В видеорадиоимпульсах наблюдаются:

- дробления, т.е. изменение полярности импульса как на части импульса, так на всей его длительности;

-искажения по соседнему каналу (переходные искажения), вызванные влиянием смежных каналов, т.к. реальные фильтры не полностью отфильтровывают одну полосу частот от другой;

-перекрестные искажения, возникающие при одновременной передаче информации от многих источников в различных частотных

70

диапазонах вследствие нелинейности ряда общих для всех каналов элементов и узлов схемы (усилители, демодуляторы и т.п.).

2.6. Организация каналов связи для передачи информации

Для передачи телемеханической информации применяют линии СибАДИпроводной связи, линии электроснабжения и радиотракт (радиоре-

лейные л н , рад опередатчики, радиоприемники, микроволновую

и сотовую связь), опт ческую связь [5].

На более ш роко распространены проводные линии связи. Если они используются только для передачи телемеханической информации, то называются ф зическими проводниками линий связи. Эту пару проводов (воздушную или экранированную) можно использовать для передачи мног х соо щений методами временного или частотного разделен я с гналов (уплотнение линии связи). Физическая цепь или самостоятельная двухпроводная линия связи – лучший вариант для орган зац каналов связи, по которым можно передавать телемехан ческ е соо щен я. Однако он дорог, и прокладку самостоятельной (воздушной или ка ельной) линии связи на большие расстояния производят в исключительных случаях.

Как правило, по проложенным проводам передается информация связи (телеграфные и фототелеграфные сообщения, телефонная связь, передача данных, звуковое вещание и т.д.), а для целей телемеханики предназначается телеграфный или телефонный канал, т.е. выделяется определенная полоса частот.

При небольших скоростях передачи сигналов телемеханики (50–75 Бод) применяют телеграфные каналы (обычно каналы тонального телеграфирования), а при скоростях до 4800 Бод требуется телефонный канал. При более высоких скоростях передачи используют телевизионные каналы.

Телемеханическую информацию можно передавать в разных диапазонах частот: тональном (300–3400 Гц), надтональном

(3400–5300 Гц), высокочастотном (свыше 5300 Гц), а иногда в подтональном (40–300 Гц).

Передачу одного или двух телемеханических сообщений можно осуществлять по занятому телефонному каналу, не прерывая разговора, то есть без выделения специальной полосы частот (упрощенное уплотнение).

71

Линии должны быть надежными, помехоустойчивыми и безотказными.

Каналы связи по физическим проводным линиямсвязи. Воз-

душные линии связи. Воздушные линии связи состоят из металлических проводов, подвешенных с помощью изоляторов и специальной арматуры на столбах. В зависимости от условий, в которых находятся

СибАДИподвешенные провода (гололед, ветер и т.п.), различают воздушные линии связи четырех т пов:

- обесс ленного; - нормального; - ус ленного;

- особо ус ленного.

В качестве проводов (линейной проволоки) применяют провода:

• стальной D = 5; 4; 3;2,5; 2; 1,5 мм;

• медный D = 4; 3,5; 3 мм;

• б металл ческ й сталемедный (покрытие меди 0,2 мм) D = 4; 3; 2; 1,6 мм;

• б металл ческ й сталеалюминиевый D = 2,6–6,5 мм. При этом используют:

• стальную воздушную линию fmax до 30 Гц;

• медную воздушную линию fmax до 180 Гц.

Недостатки: подверженность внешним помехам, малая надежность, большая утечка при ухудшении атмосферных условий (гроза, дожди, гололед), большие затраты материалов при сооружении и необходимость постоянного профилактического обслуживания. При снижении температуры на 80 °С активное сопротивление Rакт меняет-

ся в 1,5 раза.

Кабельные линии связи. Кабель состоит из изолированных параллельных проводников, заключенных в общую влагозащитную оболочку иногда в броневые покровы. Различают подземные, под-

водные и воздушные кабели, симметричные и коаксиальные.

Первичные параметры проводных линий связи. Первичными параметрами проводных линий связи являются активное сопротивление R (Ом/км), индуктивность L (Гн/км), емкость C (Ф/км), проводимость изоляции G (См/км).

Активное сопротивление R=R0+Rп.э+Rбл+Rм, где R0 – сопротивление постоянному току; Rп.э – сопротивление поверхностного эффекта; Rбл – сопротивление эффекта близости; Rм – сопротивление потерь в металле (в соседних кабельных цепях и свинцовой оболочке).

72

Для кабеля учитывают все 4 составляющие, для воздушных линий – только первые две, так как Rбл и Rм малы.

R0 зависит от диаметра провода материала, температуры и способа скрутки жил.

Rп.э – сопротивление переменному току.

Rбл – эффект близости, так же, как и поверхностный эффект, возникает за счет взаимного влияния рядом расположенных токонесущих проводов, так как магнитное поле каждого из двух проводов создает в хревые токи в соседнем проводе. Взаимодействие вихревых токов с основным током приводит к увеличению плотности тока на обращенных друг к другу поверхностях проводов. Rбл увеличивается при уменьшен расстояния между проводами.

Rм возн кает з-за того, что вихревые токи, создаваемые внешним магн тным полем цепи, нагревают окружающие металлические части.

L зав с т от расстояния между проводами (уменьшается с увеличен ем расстоян я), от материала (у стали L больше, чем у меди) и частоты f.

С зависит от расстояния между проводами (увеличивается с уменьшением расстояния) и материала диэлектрика между проводами

где µ и ε – магнитная и диэлектрическая проницаемости соответственно.

Для воздушной линии LC=1, для кабеля LC=ε.

Проводимость изоляции (утечка) зависит от типа изоляции, частоты тока (возрастает с увеличением ƒ) и климатических условий. Для воздушных цепей на утечку влияют также гололед и иней.

Различают однородные и неоднородные линии.

Вторичные параметры проводных линий – волновое сопротивление ZВ постоянная передача γ.

73

При частотах больше 10 кГц R и G весьма малы по сравнению с ωL и ωС соответственно, поэтому можно считать, что ZВ L/C .

Для медных воздушных линий связи ZВ=600–900 Ом. опротивление, измеренное в начале линии, называется вход-

ным сопротивлением ZB=Uвх/Iвx, где Uвх и Iвx – напряжение и ток на

входе линии.

Сибгде Р1 Р2 – мощность сигналаАсоответственноДИв начале и в конце ли-

Входное сопротивление линии зависит от волнового сопротив-

ления л н , затухан я линии и величины нагрузки в конце линии.

Входное сопрот вление совпадает с волновым сопротивлением только тогда, когда сопротивление нагрузки ZH=ZB. Только в этом

нии связи.

Каналы связи в выделенной полосе частот проводной линии связи. При передаче небольшого количества телемеханических сообщений на большие расстояния иногда оказывается экономически нецелесообразной прокладка отдельной линии, т.е. осуществление передачи по физическим линиям связи.

Стоимость таких линий связи может значительно превышать стоимость самой системы телемеханики. В этом случае целесообразно использовать уже проложенные линии для передачи сообщений связи: телеграф, телефоны и др. При этом полоса пропускания, которой обладает линия, разделяется на ряд телефонных каналов (первичное уплотнение), каждый из которых в свою очередь может делиться на телеграфные каналы с шириной полосы пропускания до 140 Гц (вторичное уплотнение).

Полоса пропускания телеграфного канала достаточна для передачи обычного телемеханического сообщения, тем более что для об-

74