![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Емельянов Г.А. Передача дискретной информации и основы телеграфии учеб. для вузов
.pdfи ТОФМ) 2Аф2 =90°, 2Дфз=45°. Правило кодирования при ДОФМ иллюстрируется табл. 8.4.
Наличие двух вариантов фазового угла в табл. 8.4 связано с тем, что первый вариант несколько проще для реализации, в то
время как второй имеет преимущество в отношении |
возможности |
||||||||||||||
выделения |
из принимаемого |
сигнала |
синхронного |
опорного |
коле |
||||||||||
|
|
|
„о до" |
|
|
|
бания |
при длительной пе |
|||||||
|
|
|
|
|
|
редаче |
|
по каналу |
|
одина |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
135 |
|
|
45" |
|
ковых |
|
символов. |
|
Дей |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
ствительно, |
при |
длитель |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
ной |
передаче |
нулей по |
||||||
|
|
|
/ |
Второй нанал |
обоим |
каналам |
в |
первом |
|||||||
180- |
|
|
варианте |
отсутствуют по |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
вороты |
фазы, в |
результа |
|||||||
.1" |
|
|
|
|
|
|
те чего |
|
оказывается не |
||||||
|
|
/ |
|
\ |
|
|
возможным выделить так |
||||||||
|
|
|
|
|
товую частоту, что приво |
||||||||||
225 |
|
|
J-О |
315° |
|
дит |
к |
|
нарушению |
син |
|||||
|
|
|
хронизации. |
|
|
|
|
||||||||
J"- |
1" |
|
270" |
|
|
|
|
При ДОФМ для пере |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Первый канал |
|
|
дачи информации |
по пер |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
вому |
двоичному |
каналу |
||||||
Рис. |
8.55. |
Векторные |
диаграммы |
при |
используются, |
например, |
|||||||||
|
|
|
ДОФМ |
|
|
|
фазовые |
сдвиги |
|
несущей |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
90 |
и 270°, а |
по |
|
второму |
||||
двоичному |
каналу 0 и 180° (рис. 8.55). На рисунке сплошными ли |
||||||||||||||
ниями показаны фазовые положения векторов |
отдельных |
каналов, |
|||||||||||||
а пунктиром — фазовые положения |
векторов при совместной |
рабо |
|||||||||||||
те двух |
каналов, соответствующие второму варианту |
табл. 8.4. Та- |
|||||||||||||
|
|
|
|
Т а .6 л и ц а |
8.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1-й канал |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
0 |
|
|
1 |
||
2-й канал |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
0 |
||
|
|
45 |
45+ |
0 + |
225+ 270+225= 135+135= 270+135= 45+315= |
||||||||||
|
|
|
+315= +225= |
+45= |
= 135 |
=270 |
|
|
=45 |
|
=360=0 |
||||
|
|
|
=360= |
=225 |
=270 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
—фл-1 |
|
45 |
315 |
225 |
45 |
225 |
135 |
|
|
135 |
|
|
315 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ким образом, любой из комбинаций посылок в каждом из двоичных каналов соответствует определенный сдвиг по фазе, что иллюстри руется табл. 8.5.
Демодулятор ДОФМ устроен так, что при сдвиге фаз между предыдущей и последующей посылками Дф на 45° на выходах обоих
каналов получается «О», |
при Л<р = 225° на |
выходах |
обоих |
кана |
|||
л о в — «1», |
при |
Лф=135° |
на выходе первого канала—«О», |
второ |
|||
г о — «1» и |
при |
Аф = 315° |
на выходе первого канала |
«1», |
а вто |
||
рого — «О». |
|
|
|
|
|
|
|
Необходимо отметить, что ДОФМ при той же скорости передачи |
|||||||
информации в канале |
(в |
бодах), что и ОФМ, обеспечивает |
вдвое |
||||
большую эффективную |
скорость передачи |
(в бит/с), |
поскольку |
каждое фазовое состояние соответствует не одному биту инфор
мации |
(как при ОФМ), а двум |
битам (по одному |
в каждом ка |
|
нале). |
Естественно также, что вследствие меньшей разницы фаз |
|||
между |
смежными |
фазовыми |
состояниями |
( 2 Д ф ^ 0 ф М =90°, |
2 А ф О Ф М |
=180°) помехоустойчивость ДОФМ ниже ОФМ. ' |
Аналогично ДОФМ может быть построена трехкратная относи тельная фазовая манипуляция ТОФМ. При этом снижается поме хозащищенность по сравнению с т , д ДОФМ и сильно усложняется оборудование. Поэтому увеличе ние удельных скоростей передачи свыше 1,5 бод/Гц идет по пути совместного использования мно гопозиционной амплитудной и фазовой модуляций. При этом для сокращения спектра сигнала применяются методы передачи одной боковой полосы частот.
На рис. 8.56 показан пример |
Р и с . 856_ восьмипозициониый сигнал |
восьмипозиционного сигнала, соз- |
AM—ФМ |
даваемого путем комбинации че |
|
тырехуровневой амплитудной и однократной фазовой модуляции AM—ФМ. Аппаратура ПД, построенная на таких принципах с пе редачей в канал одной боковой полосы частот (AM—ФМ ОБП), работает с удельной скоростью до 2,5ч-3 бит/Гц.
ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО РАДИОКАНАЛАМ
Для передачи дискретной информации наряду с линиями про водной связи широко используются каналы радиолиний: радио релейных, тропосферных, коротко-волновых, 'опутниковых. Характе ристики каналов радиорелейных, тропосферных и спутниковых ли ний связи, как показали исследования ЦНИИС, весьма близки к характеристикам каналов кабельных линий связи. Коротковол
новые каналы имеют характерную особенность — наличие |
силь |
ных изменений затухания (фединг), что требует применения |
систем |
модуляции, обладающих высокой помехозащищенностью, как, на пример, ЧМ и ОФМ.
Для повышения устойчивости действия кв связи применяется метод сдвоенного приема. Различают два способа сдвоенного прие
ма: |
пространственное |
разнесение |
каналов и |
разнесение |
каналов |
|
по частоте. При пространственном |
разнесении |
каналов на прием |
||||
ном конце используют два территориально разнесенных |
приемни |
|||||
ка, на выходах которых сигналы |
объединяют. При разнесении |
ка |
||||
налов |
по частоте на |
передаче каждым сигналом модулируют |
не |
одну, а две несущие частоты и на приеме объединяют сигналы от двух приемников, работающих на соответствующих частотах. При этом используют свойство отсутствия корреляции между федин гами на разных трассах и разных частотах.
Другой характерной особенностью кв каналов является эффект многолучевости, проявляющийся в распространении сигналов по разным траекториям. Наличие сильно запаздывающих друг отно сительно друга лучей ограничивает использование в кв каналах коротких посылок (длительностью менее 2-ьЗ мс). Это не позво ляет в одноканальной двоичной системе получить скорость пере дачи более 300— 500 бод. Использование многократных систем мо дуляции (ДОФМ—ТОФМ) позволяет повысить скорость передачи до 1000-+1500 бод.
Стремление к обеспечению более высоких скоростей привело к разработке и применению многоканальных систем. В современ ных многоканальных системах с частотным уплотнением исполь
зуют в основном два типа сигналов |
и два способа |
их |
разделения. |
|||||
В системах с ортогональными |
сигналами |
в качестве канальных сиг |
||||||
налов используются отрезки |
гармонических |
колебаний, |
ортого |
|||||
нальные на интервале |
т < т о , |
где то — длительность |
элементарной |
|||||
посылки. Спектры канальных |
сигналов |
при |
этом |
перекрываются, |
||||
а их разделение производится при помощи |
согласованных |
филь |
||||||
тров. |
фильтровых |
системах |
|
|
|
|
||
В многоканальных |
спектры |
канальных |
||||||
сигналов не перекрываются и разделение каналов |
осуществляется |
при помощи полосовых фильтров. В системах с ортогональными
сигналами интервалы |
между канальными |
сигналами |
составляют |
\/Т, Гц, в фильтровых |
системах интервалы |
между канальными сиг |
|
налами больше 2/то, Гц. Поскольку Г<то, |
то пропускная способ |
||
ность систем с ортогональными канальными сигналами |
примерно |
вдвое больше фильтровых систем. Поэтому, несмотря на большую сложность аппаратуры систем с ортогональными сигналами по сравнению с аппаратурой фильтровых1 ) систем, она получает-на кв каналах все большее распространение.
*) Типичным представителем аппаратуры фильтровых систем является ап паратура тонального телеграфирования.
9
Г Л А В А
Аппаратура образования дискретных каналов
9.1. НИЗКОЧАСТОТНАЯ АППАРАТУРА ОБРАЗОВАНИЯ ДИСКРЕТНЫХ КАНАЛОВ С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (ТТ-17ПЗ)
Аппаратура тонального телеграфирования с частотной модуля цией ТТ-17ПЗ предназначена для организации в спектре одного стандартного канала тч семнадцати низкоскоростных каналов, ра
ботающих |
со скоростями 50—75 бод. Метод разделения каналов — |
||||||
частотный, |
ширина полосы |
пропускания |
каждого |
канала |
AF = |
||
=•135-=-140 |
Гц, полоса |
расфильтровки |
40 |
Гц, девиация частоты |
|||
Л/ = 50Гц, |
расстояние |
между |
средними |
частотами |
соседних |
кана |
|
лов 180 Гц. |
|
|
|
|
|
|
|
Многоканальные системы тонального телеграфирования по схем ным и конструктивным решениям делятся на индивидуальные и групповые. В индивидуальных системах каждый канал оконечного комплекта имеет свое собственное оборудование (передатчики, фильтры и т . д.). Количество типов оборудования равно числу каналов.
В групповых системах существуют общие элементы для всех или части каналов. Исходная группа каналов многократно повто
ряется посредством |
групповой модуляции для заполнения рабо |
чего спектра частот. |
По сравнению с индивидуальными системами |
в групповых сокращается число типов генераторов, фильтров и т. д. Это упрощает производство аппаратуры, сокращает число запас ных изделий и приборов (ЗИП) и обеспечивает взаимозаменяе мость оборудования.
Аппаратура ТТ-17ПЗ — групповая (рис. 9.1). Основная группа каналов с № 7 по № 12 занимает спектр частот 1460-f-2500 Гц. Сигналы ооновной группы каналов поступают на вход канала тч без преобразований. Спектр частот 1—6-го каналов образуется пу тем модуляции несущей частоты 2880 Гц спектром основной груп пы и выделения нижней боковой полосы. Полученный спектр за
нимает полосу |
от 380 Гц (2880—2500 = 380 |
Гц) до |
1420 Гц |
(2880—1460=1420 |
Гц). Спектр частот 13—17-го |
каналов |
получают |
путем модуляции частоты 4860 Гц спектром пяти каналов основной группы (14602320 Гц) и выделением нижней боковой полосы.
ІЧбО 2500Гц
ЗЄ00-1420Гц |
Г і |
ЧІНЕН |
|
гвдоги
... _оП:
to |
|
/ISO ПООГц |
|
|
і? |
ІЧ60-2500ГЦ |
4 И — Ё |
||
|
||||
|
|
|
то-ззгога
р?°—@—Щ-\
от *
ч и —
Рис. 9.1. Структурная схема аппаратуры ТТ-17ПЗ
Рис. 9.2. Принципиальная схема передатчика канала
Полученный спектр расположен в полосе от 2540 |
Гц |
(4860—2320 = |
||
= 2540 Гц) до 3400 Гц (4860—1460 = 3400 Гц). |
Таким |
образом, |
||
полный спектр частот, занимаемый всеми |
каналами |
аппаратуры, |
||
составляет 380-^-3400 Гц. В приемной части |
аппаратуры |
производят |
||
обратное преобразование спектров частотных групп. |
|
|
||
Искажения, возникающие на выходе канала при плавных изме |
||||
нениях уровня сигнала в диапазоне +8,7-4 |
17,4 |
дБ, не превышает |
8%. Искажения посылок при действии гармонической помехи с раз
ницей уровня сигнала |
и помехи в 20 дБ не превышают 10%. |
Наи |
||||||||
большие |
искажения |
|
возникают при |
сдвиге частот. |
Сдвиг |
частот |
||||
на 4 Гц вызывает искажения посылок до |
10—12%. Общий |
уровень |
||||||||
передачи |
(уровень |
в |
канале тч) в соответствии с |
рекомендацией |
||||||
МККТТ составляет — 8,7 дБ, что несколько ниже |
максимально до |
|||||||||
пустимого |
(см. табл. |
10.3). Уровень |
передачи |
каждого |
канала |
|||||
ТТ —21.5 дБ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Принципиальная |
|
схема |
передатчика |
канала |
приведена |
на |
||||
рис. 9.2. Генератор |
выполнен |
на транзисторе Ті, |
в |
коллекторную |
цепь которого по автотрансформаторной схеме включен колеба
тельный контур |
LiCi (обмотка |
/ трансформатора |
Трі). Модуляция |
осуществляется |
с помощью диодных мостов МІ и М2, включающих |
||
в обмотку / Я трансформатора |
Трі либо емкость |
Сг, либо индуктив |
|
ность Lz- |
|
|
|
Если от телеграфного аппарата не подается напряжение, то оба диодных моста МІ И М2 имеют большое сопротивление и обмотка / / /
оказывается практически разомкнутой. Частота генератора в дан ном случае определяется только элементами L i и Сі. Величина последних подбирается так, чтобы генерировалась средняя частота канала.
Усилитель - ограничитель Устройство Олохиродни •
приемника, si
Рис. 9.3 Принципиальная схема
При поступлении на модулятор посылки положительной поляр ности открывается мост М2 'и к обмотке / / / подключается индуктив
ность L2 , вследствие чего в обмотку / трансформатора |
пересчиты- |
вается дополнительная индуктивность L B H ) которая |
оказывается |
подключенной параллельно основной индуктивности L t |
. Общая ин |
дуктивность колебательного контура уменьшается, и генератор ге нерирует верхнюю частоту / в = / с р + 50 Гц.
При поступлении на модулятор отрицательной посылки откры вается мост М\, а мост М2 в это время закрыт. К колебательному контуру подключается емкость С2. Генератор генерирует нижнюю частоту /н=/ср—50 Гц. Частотномодулированные сигналы далее по
ступают |
в усилитель |
мощности и через согласующий удлинитель и |
||||
фильтр |
передачи |
— в групповую часть аппаратуры. |
|
|
||
Принципиальная |
схема приемника |
канала |
изображена |
на |
||
рис. 9.3. Частотномодулированные сигналы, пройдя |
фильтр приема |
|||||
индивидуального |
канала и согласующие |
удлинители, попадают |
на |
усилитель-ограничитель, который работает по двухтактной схеме и содержит два каскада. Усилитель при малых уровнях сигнала работает в режиме усиления, при повышении уровня оба каскада переходят в режим ограничения. Ограничение происходит за счет верхней отсечки полуволн тока в коллекторной цепи. Поскольку в усилителе использована двухтактная схема, ограничение поло жительных и отрицательных полуволн тока симметрично. Поэтому приемник работает с минимальными искажениями. Наличие огра ничения амплитуд перед частотным детектором устраняет влияние изменений уровня приема на процесс демодуляции сигнала. Этим устраняются искажения телеграфных посылок типа преобладаний, которые могли бы возникнуть при отсутствии ограничения.
элентрон- 'мо телешсрняму
приемника канала
После усилителя-ограничителя сигнал поступает в усилитель мощности, в коллекторную цепь которого включены последовательно два параллельных колебательных контура, образующие частотный детектор (частотный дискриминатор). При резонансе токов в кон туре, резонансная частота которого совпадает с частотой прихо дящего сигнала (верхний контур настроен на частоту і/в, нижний — на частоту / н ) , возникает значительное напряжение, которое вы деляется амплитудным детектором. Амплитудный детектор выпол нен по схеме двухполупериодного выпрямителя, напряжение ко
торого управляет работой |
усилителя постоянного |
тока. Сигналы |
с выхода усилителя поступают на вход электронного |
телеграфного |
|
реле, схема которого была |
ранее подробно описана |
(см. рис. 3.30). |
Часть мощности частотномодулированного сигнала с трансфор матора Тр2 снимается устройством блокировки приемника, которое представляет собой анализатор амплитуд. При снижении уровня сигнала на 20 дБ относительно номинального устройство срабаты вает и подает на вход электронного реле сигнал, соответствующий полярности стоповой посылки. Одновременно замыкается цепь лам пы сигнализации занижения уровня.
Конструкция аппаратуры — блочная. Блоки расположены на од ной стойке стандартных размеров (2600X650X250 мм). Питание аппаратуры может осуществляться от сети переменного тока на пряжением 127 или 220 В (50 Гц) или от источников постоянного тока (—24 В и ± 6 0 В) . Потребляемая мощность (вместе с мест ными телеграфными цепями) — 200 Вт. Масса аппаратуры — 250 кг.
9.2. НИЗКОСКОРОСТНАЯ МАЛОКАНАЛЬНАЯ АППАРАТУРА ОБРАЗОВАНИЯ ДИСКРЕТНЫХ КАНАЛОВ С ЧАСТОТНОЙ М О Д У Л Я Ц И Е Й (ТНТ-6)
Аппаратура тонального телеграфирования ТНТ-6 предназначе на для уплотнения каналов тч, а также для уплотнения физичес ких стальных цепей и цепей из цветных металлов в тональном и надтональном спектрах частот. Аппаратура ТНТ-6 разработана на базе аппаратуры ТТ-17ПЗ и имеет с ней одинаковые параметры.
Модификация ТТ-6 предназначена для организации шести дву сторонних каналов в спектре частот 0,3-=-1,5 кГц по четырехпроводным каналам тч или же по каналам двухполосной связи. В каче стве индивидуальных передатчиков и приемников использованы каналы основной группы (с 7-го по 12-ый) аппаратуры ТТ-17ПЗ. Перенос спектра группы (1460-Ч-2500 Гц) в спектр 380-ь 1420Гц осуществляется вторичным преобразованием частот путем моду ляции частоты 2880 Гц и выделением нижней полосы частот. По этому структурная схема аппаратуры ТТ-6 не отличается от верх ней части схемы (рис. 9.1) аппаратуры ТТ-17ПЗ.
Модификация |
ТТ-5 |
работает |
в спектре 25404-3400 Гц и обра |
зует пять двусторонних |
каналов. |
Используются каналы с № 7 по |
№ 11 оановной группы. Перенос спектра (14604-2320 Гц) їв область 25404-3400 Тц осуществляется модуляцией несущей частоты 4860 Гц.
Поэтому схема |
аппаратуры ТТ-5 аналогична |
нижней |
части |
|||
схемы ТТ-17ПЗ |
(рис. 9.1). |
|
|
|
|
|
Модификации |
ТТ-5А |
и ТТ-5Б |
предназначены |
для |
работы п о |
|
двухпроводным |
цепям |
в спектре |
0,34-2,5 кГц. Поэтому |
на |
одной |
станции (А) устанавливается аппаратура ТТ-5А, в которой пере дача осуществляется с преобразованием частот, а прием — без преобразования. Н а другой станции (Б) ставят аппаратуру ТТ-5Б. В ней прием происходит с преобразованием частот, а передача — без преобразования.
В качестве индивидуальных передатчиков и приемников исполь зован блок каналов с № 8 по № 12 основной группы. Исходный спектр частот (16404-2500 Гц) при передаче в направлении от А к Б переносится с помощью модуляции несущей частоты 2880 Гц. Обратная передача от Б к Л происходит без преобразования (16404-2500 Гц).
Модификация НТ-4 предназначена для организации четырех двусторонних каналов по физическим цепям из цветных металлов, или стальным цепям, а также по цепям, уплотненным аппаратурой высокочастотного телефонирования типа В-3. Поэтому аппаратура использует надтО'Нальный спектр частот.
Аппаратура может работать в двух режимах: режиме А и ре жиме Б. В режиме А передача ведется в полосе частотой 45804- 4-5260 Гц, а прием — в полосе 31404-3820 Гц. В режиме Б полосы передачи и приема — обратные. Переключение режимов осущест вляется заменой блоков генераторов. В качестве индивидуальных,
передатчиков и приемников использованы блоки |
каналов |
с № |
8 до |
|||||
№ 11 основной группы. Спектр основной группы |
составляет |
16404- |
||||||
4-2320 |
Гц. Перенос |
спектра основной |
группы |
в |
область |
31404- |
||
4-3820 |
Гц происходит путем вторичной |
модуляции |
частоты |
5460 Гц. |
||||
и выделения нижней полосы частот. Перенос |
спектра |
основной |
||||||
группы |
в область 45804-5260 Гц осуществляется |
выделением |
верх |
|||||
ней боковой полосы после преобразования на частоте 2940 Гц. |
|
|||||||
Конструктивно |
все модификации |
аппаратуры ТНТ-6 |
вы |
полнены на базе унифицированной стойки, габариты которой 866X657X257 мм и масса 95кг. Три стойки, установленные друг на друга, образуют стандартную стойку высотой 2600 мм.
Питание аппаратуры осуществляется от сети переменного тока 127 или 220 В (50 Гц) или от источника постоянного тока —24 В. Потребляемая мощность не превышает 85 Вт.
Уровни передачи и приема при различных модификациях раз личны и зависят как от типа используемых каналов или цепей свя зи, так и от направления передачи. Более подробные сведения об аппаратуре ТНТ-6 приведены в {35].