книги из ГПНТБ / Емельянов Г.А. Передача дискретной информации и основы телеграфии учеб. для вузов
.pdf9.3. НИЗКОСКОРОСТНАЯ УНИВЕРСАЛЬНАЯ АППАРАТУРА С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ И СКОРОСТЯМИ 50, 100 и 200 бод
Универсальная аппаратура тонального телеграфирования с час тотной модуляцией предназначена для организации низкоскорост
ных каналов ПДИ в спектре |
стандартного канала тч. Аппаратура |
||
позволяет организовать либо |
24 канала |
со |
скоростью 50 бод, либо |
12 каналов со скоростью 100 бод, либо |
6 |
каналов со скоростью |
|
200 бод. Возможны также смешанные варианты построения. Рабо чий спектр частот распределяется так:
— в 24-канальном варианте расстояние между средними часто
тами |
соседних каналов составляет 120 Гц, девиация частоты — |
|
30 Гц, полоса пропускания каждого канала — 80 Гц; |
||
— |
в 12-канальном |
варианте расстояние между средними часто |
тами |
— 240 Гц; |
варианте — 480 Гц. |
— |
в 6-канальном |
|
Принцип построения системы — индивидуальный. Груплообразование частот не применяется. Это связано с тем, что при по строении смешанных вариантов системы использовать группообра- зован-ие нельзя. (Принципиальные схемы индивидуальных передат
чиков и приемников практически |
не отличаются от |
приведенных |
на рис. 9.2 и 9.3. Местные цепи |
передатчика (цепи |
постоянного |
тока) рассчитаны для работы от ± 2 0 — ± 10 мА на нагрузке в 1 кОм
при |
однополюсной |
работе и |
± 5 — ± 1 мА |
при двухполюсной рабо |
те. |
Местная цепь |
приема |
обеспечивает |
выходное напряжение |
+ 20 В на нагрузке |
1 кОм. |
В аппаратуре |
предусмотрен детектор |
|
уровня сигнала, который сигнализирует о пропадании уровня или его снижения на 23,7 дБ.
Искажения, возникающие на выходе канала, при плавных из менениях уровня сигнала в диапазоне +8,7-:—17,4 дБ не превы шают 7%. При действии гармонической помехи, уровень которой ниже уровней полезного сигнала на 20 дБ, искажения посылок не
превышают |
12%. |
|
|
Уровни |
передачи и приема выбраны в соответствии с |
нормами |
|
(см. табл. |
10.4) |
и составляют: в 6-канальном варианте—16,5 дБ; в |
|
12-канальном |
варианте —19,5 дБ; в 24-канальном |
варианте |
|
—22,5 д Б 1 ) . |
|
|
|
Конструкция аппаратуры —блочная. Оборудование каждого ка нала выполнено в виде отдельного врубного блока, содержащего передатчик, приемник, полосовые фильтры. Измерительные гнезда и кнопки управления каналом расположены на лицевой панели блока. Блоки располагаются на стандартной стойке (2600X650X
Х250 м.м), где размещается: |
|
|
|
— 48 блоков каналов, |
которые через 4 |
линейных блока |
могут |
подключаться ік 8 каналам |
тч; |
|
|
4 ) Здесь уровень выбран |
несколько выше, |
чем допускается |
нормой |
і—24,3 дБ). |
|
|
|
— два сетевых блока питания и четыре преобразователя. Пре образователи питаются от сети переменного тока 220 В (50 Гц) или от батареи постоянного тока — 24 В;
—две панели коммутации местных телеграфных цепей;
—один блок точкодавателя на 50, 100 и 200 бод. В этом блоке размещены приборы для измерения преобладаний телеграфных посылок, измерения токов, напряжений и, уровней.
Аппаратура потребляет мощность не более 40 вА при |
питании |
от сети переменного тока и не более 300 Вт при питании от |
батареи |
постоянного тока (—24 В). Масса аппаратуры — 300кг. |
|
9.4. СРЕДНЕСКОРОСТНАЯ АППАРАТУРА ОБРАЗОВАНИЯ ДИСКРЕТНЫХ КАНАЛОВ С ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (УПС ЗАВОДА «ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬ»)
Аппаратура передачи дискретных сообщений завода «Электро измеритель» предназначена для передачи данных между вычисли тельными центрами на скоростях 1200 или 900 бод. Аппаратура состоит из двух функциональных, частей: распределительно-коди рующего устройства и устройства преобразования сигналов (УПС). Распределительно-кодирующие устройства приемника и передат чика содержат накопители, устройства повышения верности, уп равляющие устройства и т. п. и предназначены для корректирую щего кодирования двоичной информации с целью повышения верно сти передачи. Эти устройства непосредственного отношения к каналообразующей аппаратуре не имеют и поэтому здесь не рас сматриваются. Принцип работы кодирующих устройств изложен в гл. 11.
Элементом, образующим дискретный канал, является устрой ство преобразования сигналов (УПС). состоящее из передатчика (модулятора) и приемника (демодулятора). Поэтому часто УПС называют модемом, как сокращенное слово от модулятор-демо дулятор.
В рассматриваемом модеме используется относительная фазо
вая |
модуляция |
(ОФМ). Структурная схема |
передающей |
части |
|
УПС |
приведена |
на рис. 9.4. Несущая частота передатчика |
1800 |
Гц |
|
вырабатывается |
камертонным генератором и |
через усилитель |
и |
||
фазосдвигающую цепочку поступает на вход фазового модулятора. От этого же генератора получают последовательность тактовых импульсов, необходимых для работы схемы, осуществляющей от носительную модуляцию на передаче. Частота 1800 Гц поступает на усилитель-ограничитель, на выходе которого действуют прямо угольные импульсы с частотой 3600 имп/с. Отрицательные импуль сы (1800имп/с) подаются на делитель частоты с коэффициентом деления 3 или 4. На выходе делителей действует частота 600 Гц
(1200 бод) или 450 Гц |
(900 бод) *), поступающая |
«а вход |
триггера |
со счетным входом. Образующиеся на выходе триггера |
импульсы |
||
используются в схеме |
формирования посылок |
по закону относи |
|
тельной фазовой модуляции. На выходе фазового модулятора об разуется спектр фазомодулированного колебания, содержащий не
сущую частоту |
1800 Гц и две пары боковых |
полос, |
который уси |
||||
ливается усилителем |
и, |
пройдя |
через удлинитель, |
поступает |
на |
||
|
|
t> |
дї |
Г Г |
|
МТр |
|
/ J |
X \ |
дБ |
ffi/x. ff |
||||
|
|
|
|
1є |
|
канал |
rnf |
|
|
|
|
17,4дБ |
|
||
Н - Г 1 |
|
|
Oi 17,4дБ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
1вОО\Гц |
|
|
|
|
|
|
|
I |
I |
|
|
|
|
|
|
mora
900/1200 |
г |
|
Рис. 9.4. Структурная схе ма передающей части УПС
Формирователь тантобых импульсов
амплитудный корректор. Последний выравнивает неравномерность затухания соединительных линий между УПС и аппаратурой вч уплотнения, которые могут достигать длины до 10 км. Далее фазомодулированное колебание через систему нерегулируемого и регу лируемого удлинителей и линейный трансформатор поступает в ка нал тч. Уровень, устанавливаемый на выходе передатчика УПС, может регулироваться в пределах от —30,4 до +4,34 дБ, что обес печивает нормальный режим работы УПС при различной длине соединительных линий.
В приемнике УПС (рис. 9.5) принятые из канала тч фазомодулированные сигналы последовательно проходят через удлинитель, амплитудный корректор, фазовый корректор (или минуя его), уси литель и поступают на преобразователь частот. Фазовый коррек тор включается только при работе по системам вч уплотнения ста рых образцов, имеющих полосу пропускания 3004-2700 Гц, и слу жит для выравнивания времени замедления в верхней части по лосы пропускания канала.
Для устранения качания фронтов посылок из-за малого отно шения частоты посылок (600 Гц) к несущей частоте 1800 Гц ис пользован способ преобразования частот (см. разд. 8.6). Спектр пришедшего сигнала (1,24-2,4 кГц) с помощью частоты 16,2 кГц, вырабатываемой стабилизированным генератором, переносится в область 13,84-15 кГц (нижняя боковая полоса) и в область 17,44-18,6 кГц (верхняя боковая полоса). Нижняя боковая полоса
') Скорость передачи 900 бод не соответствует рекомендациям МККТ и ис пользуется крайне редко.
Вх. |
ш |
ідБ |
гт |
|
|||
|
і A——I |
|
|
|
ОЩЧдБ |
|
|
0
ЗВООГц~\
fA
1800Гц\
|
|
T>i Г |
л . |
|
|
Л И 7/1'1Г II ^г.. |
1 |
-J |
|
S |
I Л/У. |
ЩЧЩЧкГц |
|
|
Ц01 |
|
|
|
|
|
'900/1200 амп/с |
|
|
16,2 КГц |
|
Г2 |
|
|
h00/1200 |
|
.Ft |
|
|
амп/с |
|
|
|
|
9,0011200Гц |
|
|
ЦЧкГц |
|
|
4 |
|
|
дБ |
|
|
|
|
|
Рис. 9.5. Структурная схема приемной части УПС
выделяется полосовым фильтром с полосой 13,4-^15,4 кГц и через усилитель-ограничитель поступает на вход фазоимпульсного де тектора. Диаграмма преобразования частот показана на рис. 9.6а и б. На другой вход фазоимпульсного детектора подают ана лизирующие импульсы, которые получают путем преобразования
а)
/,2
0) |
13,4+ 15,4 |
|
|
|
|
||
1,8 2,4 |
13,8 14,4 |
15,0 Щ2 17,4 18,0 1В,В •fifty |
|
Рис. 9.6. Спектры |
принятых |
фазомодулированных сигналов: |
|
а — до преобразования частот; |
б — после преобразования частот |
||
когерентной несущей частоты, выделяемой из последовательности ф азомодул ированных сигна лов.
Часть энергии сигнала с выхода усилителя приема подают на умножитель частоты с коэффициентом умножения, равным 2. На его выходе получают колебания в виде полуволн выпрямленного тока с частотой 3600 Гц, которые превращают в синусоидальные колебания с помощью резонансного усилителя. Затем эту частоту
делят надвое и подают на усилитель-ограничитель, |
а получаемые |
|
на его выходе прямоугольные импульсы с частотой |
1800 Гц дейст |
|
вуют на входе преобразователя частоты |
(частота |
преобразова |
ния •— 16,2 кГц). Нижняя боковая частота |
14,4 кГц |
отфильтровы |
вается узкополосным фильтром и, пройдя через усилитель-ограни читель, дифференцируется дифцепочкой.
Поскольку преобразование спектра сигнала и преобразование когерентной несущей производились от одного и того же генера тора 16,2 кГц, в фазоимпульсном детекторе сохраняются фазовые со отношения, которые существовали между сигналом и когерентной не
сущей до преобразования частот.
Упрощенная схема фазоимпульс ного детектора приведена на рис. 9.7, а диаграмма его работы — на рис. 9.8. На рис. 9.8 а показано фазомодулированное колебание до преобразования частот, на рис.
9.86" — это же колебание после преобразования частот, которое по ступает на фазоимпульсный детектор. На диаграмме рис. 9.8в изображены дифференцированные импульсы преобразованной ко герентной несущей, которые подают на Вхі фазоимпульсного де тектора. Детектор представляет собой импульсную логическую схе му И, которая выполнена на кольцевом преобразователе.
При совпадении полярности импульсов, подаваемых на его вхо ды, на выходе действует импульс положительной полярности, а при
несовпадении — импульсы отрицательной полярности (рис, 9.8г)„ Сигналы с выхода детектора управляют работой триггера Тг} (рис. 9.5). Величина краевых искажений, вызванных детектиро ванием, не может превышать расстояния между двумя соседними дифференцированными импульсами. Поэтому чем выше частота преобразования, тем меньше величина краевых искажений.
При выбранной частоте преобразования 16,2 кГц и скорости пе редачи 1200 бод на длине одной элементарной посылки (0,83 мс) укладывается 11 периодов несущей частоты. Значит, расстояние между соседними дифференцированными импульсами равно 0,055то.
Иными словами, |
искажения |
детектирования |
не превышают |
5,5%. |
|||
Помимо искажений от детектирования, в |
принятых |
посылках |
|||||
имеются краевые искажения от помех в линии. Поэтому |
приемник |
||||||
УПС снабжен регенератором, который содержит схему |
выделения |
||||||
и формирования тактовых (стробирующих) импульсов, |
две |
логи |
|||||
ческие схемы И и выходной триггер Тг2. |
из |
последовательности |
|||||
Стробирующие |
импульсы |
выделяются |
|||||
посылок, получаемых |
на выходе триггера |
Тгі. |
Работа схемы |
выде |
|||
ления стробирующих |
импульсов поясняется диаграммами рис. 9.9. |
||||||
Последовательность |
посылок |
(рис. 9.9а) |
дифференцируется |
(рис. |
|||
9.96), выпрямляется |
(рис. 9.9в) и поступает |
на расширитель им-, |
|||||
пульсов. На его выходе действуют импульсы с длительностью, не много меньшей 0,5 то (рис. 9.9г). С помощью узкополосного камер тонного фильтра из этой последовательности импульсов выделяет ся первая гармоника спектра сигнала (рис. 9.9(5), которая при лю бых комбинациях посылок равна по частоте скорости передачи сиг налов (900 или 1200 Гц). Далее полученную частоту усиливают,
8—45 |
— 225 — |
ограничивают (рис. 9.9е) и дифференцируют по переднему и зад нему фронтам. Последовательность дифференцированных импуль сов по задним фронтам (рис. 9.9ж) используется в качестве стробирующих, так как по фазе они расположены в средней части входящих посылок (сравните рис. 9.9а и ж). Стробирующие им пульсы действуют совместно с принимаемыми сигналами на входы
v 0 "О
|
|
І |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
! |
|
|
|
|
|
і |
|
|
|
|
L _ |
! |
іі |
|
|
|
|
'і |
. .1. . . .J |
|
|
г |
||
\ |
|
|
|
|
||
г |
|
п |
1 |
|
|
|
h |
|
|
|
|
||
|
|
|
і |
|
|
|
Л |
V/ |
, |
Л , |
Л |
, |
V/ |
|
|
• |
V V |
|||
~l
іІ
І
1 Оо |
\ |
1 '-д |
і |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
\ |
і .То |
|
||||
|
|
|
|
|
|||
і |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
' 2 |
|
|
|
|
|
Рис. 9.9. |
Временная |
диаграмма, |
поясняющая принцип |
||||
|
|
выделения |
стробирующих |
импульсов |
|||
схем И, обеспечивая работу выходного |
триггера Тг%. Таким обра |
||||||
зом, выходной триггер Тг% повторяет |
работу |
входного триггера Тгі |
|||||
только в моменты действия стробирующих импульсов, следующих через интервалы времени т0 . Этим обеспечивается регенерация (ис правление по длительности) искаженных посылок. Величина ис правляющей способности регенератора определяется длительностью времени стробирования и точностью работы схемы выделения так товых сигналов.
Регенерированные посылки, соответствующие закону относи тельной фазовой модуляции, через эмиттерный повторитель посту пают на выход приемника УПС и далее (на схеме 9.5 не показано) с помощью способа сравнения полярностей последующей и пре дыдущей посылок преобразовываются в последовательность ин-
формационных посылок. Для работы устройства сравнения поляр ностей необходима тактовая частота следования импульсов. Ее по
лучают из дифференцированных по передним фронтам |
импульсов |
(диаграмма з рис. 9.9), которые, воздействуя на вход |
счетного |
триггера, включенного перед эмигтерным повторителем |
(рис. 9.5), |
обеспечивают последовательность прямоугольных импульсов с час тотой 900 (1200) имп/с.
Передатчик и приемник УПС аппаратуры завода «Электроиз меритель» конструктивно смонтированы в упаковках габаритами 650X400X150 и 650X400X210 мм. Каждая упаковка снабжена ин
дивидуальным |
блоком |
питания, работающим |
от напряжения |
220 В (50 Гц) |
или 220 В |
(400 Гц). Потребляемая |
мощность одним |
блоком питания не превышает 100 В-А. |
|
||
9.5. СРЕДНЕСКОРОСТНАЯ АППАРАТУРА ОБРАЗОВАНИЯ ДИСКРЕТНЫХ КАНАЛОВ С ЧАСТОТНОЙ
МОДУЛЯЦИЕЙ («МОДЕМ-1200»)
Устройство преобразования сигналов «Модем-1200» входит в ап паратуру передачи данных «Аккорд 1200-ПП» и предназначено для передачи по стандартным каналам тч дискретных сообщений со скоростями 600 или 1200 бод. Модем может включаться как в ка налы тч с четырехпроводным, так и с двухпроводным окончанием. В первом случае передача и прием ведутся одновременно (дуплекс ная связь), во втором — поочередно.
Особенностью аппаратуры «Модем-1200» является то, что он предназначен для работы в системах с обратной связью (см. гл. 11). В подобных системах необходим обратный канал связи для пере дачи сигналов запроса неправильно принятых комбинаций и дру гих служебных комбинаций. Поэтому спектр канала тч разделяют на два канала: прямой, используемый для передачи данных, и об
ратный, используемый для запроса (см. разд. |
8.6). |
|
|
||||
В прямом канале ведется передача данных со скоростью |
1200 |
||||||
или 600 бод методом частотной |
модуляции. При |
скорости 600 бод |
|||||
средняя |
частота )/ср= 1500 Гц, девиация частоты |
А / = ± 2 0 0 Г ц ; |
при |
||||
скорости |
1200 бод |
/С р=1700 Гц, |
девиация |
частоты |
А/==±460 Гц. |
||
В обратном канале |
ведется прием сигналов |
запроса |
со скоростью |
||||
не более 75 бод. Способ модуляции — частотный. Средняя частота канала / с р = 420 Гц, девиация частоты А / = ± 3 0 Гц.
Уровни передачи прямого и обратного каналов выбираются (в зависимости от длины соединительной линии) от 0 до —17,4 дБ, а уровни приема — от —4,34 до —34,7 дБ.
По каналу, образованному модемом, молено вести передачу от источников сообщений, которые работают синхронным или асин хронным способом. При синхронной работе появляется возмож ность выделить когерентную несущую частоту и осуществить реге нерацию принимаемых посылок аналогично тому, как это делалось
8* |
с— 227 — |
з аппаратуре с ОФМ (см. разд. 9.4). Исправляющая способность регенератора — не менее 40%.
Конструктивно аппаратура «Модем-1200» выполнена в виде при
бора |
настольного типа габаритными размерами |
234X573X653 мм. |
||
Питание осуществляется от |
сети переменного |
тока |
напряжением |
|
220 В |
(50 Гц), потребляемая |
мощность — не более |
100 В-А, мас |
|
са — |
35 кг. |
|
|
|
9.6. |
НИЗКОСКОРОСТНАЯ |
СТАРТСТОПНО-СИНХРОННАЯ |
||
АППАРАТУРА С ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫМ УПЛОТНЕНИЕМ (ЧВТ)
Аппаратура ЧВТ предназначена для организации в спектре одного стандартного канала тч 44 низкоскоростных каналов, ра ботающих со скоростью 50 бод, или 28 каналов, работающих со скоростью 75 бод. Допускается также организация четырех каналов
средней скорости (600 бод). |
|
|
||
Метод разделения |
каналов — частотно-временной. В |
спектре |
||
стандартного тч канала |
(0,3-^3,4 кГц) организуются четыре |
частот |
||
ных какала с |
полосой |
эффективно передаваемых |
частот |
около |
700 Гц каждый. |
іВ свою очередь, .каждый частотный |
канал |
уплот |
|
няется 12-кратной временной системой. Временные системы могут использоваться независимо одна от другой. Распределение частот ных каналов внутри стандартного канала тч показано на рис. 9.10.
\ i |
X і'Х |
ГХ |
|
i 7 i |
|||||
т ш |
woo 1WO |
то |
woo то |
ггю |
гвоо |
гюо |
ЗОБО |
ЗЧОО |
f,ru |
Рис. 9.10. Разделение |
спектра канала |
тч на |
два |
канала: прямой |
и |
||||
|
|
|
обратный |
|
|
|
|
|
|
Работа в каждом частотном канале ведется |
методом частотной |
||||||||
модуляции с девиацией |
частоты ±200 Гц, скорость |
работы |
состав |
||||||
ляет 600 бод. В |
аппаратуре |
для получения |
линейного |
спектра час |
|||||
тот использовано группообразование. Спектр частот четвертого час тотного канала передают в канал связи непосредственно, а осталь ные — с преобразованием частот.
Структурная |
схема оборудования |
частотной части |
передатчи |
ка приведена на |
рис. 9.11а, приемника |
— на рис. 9.116. |
Преобра |
зование частот осуществляется с помощью стабилизированных ге нераторов на 3700, 4500 и 5300 Гц. Генераторы являются общими как для передающей, так и для приемной частей. Заметим, что каждый из четырех частотных каналов можно использовать для передачи дискретных сообщений со скоростью 600 бод.
Создание |
12 низкоскоростных |
каналов |
(50 бод) или |
8 |
каналов |
|||
{75 бод) |
в каждом из четырех частотных |
каналов |
достигается |
вре |
||||
менным |
уплотнением. |
|
|
|
|
|
|
|
Рассмотрим работу апаратуры |
при скорости |
50 бод, |
так |
как |
||||
аналогичная |
работа при скорости |
75 бод |
достигается |
изменением |
||||
частот задающего генератора и изменением числа входов в рас
пределителе. Структурная схема |
временной системы |
уплотнения |
||||
для одного частотного канала приведена на рис. 9.12а |
и б. Она |
со |
||||
стоит из индивидуального блока |
телеграфного |
канала |
(передаю |
|||
щая и |
приемная части), распределителей |
передачи и |
приема, |
за |
||
дающего |
генератора с делителями и устройств |
синхронизации |
и |
|||
фазирования.
Необходимые для работы аппаратуры последовательности им пульсов с частотой следования 600 имп/с (для работы распредели телей передачи и приема), 750 имп/с (для работы схем согласо вания временных режимов входных сигналов и сигналов внутри аппаратуры ЧВТ) и 50 имп/с (для работы выходных устройств ин дивидуальных приемников) получают путем деления частоты за дающего генератора 18 000 имп/с.
Индивидуальный блок телеграфного канала (передающая часть) предназначен для согласования стартстошюй работы теле графного аппарата или сигналов от других источников с синхрон
ной работой |
системы. Это согласование осуществляется |
регенера |
|||
цией входных |
сигналов. |
|
|
|
|
Низкоскоростной сигнал |
.в виде |
стартстопных комбинаций |
из |
||
7,5 посылок (1 стартовая, 5 |
кодовых |
и 1,5 стоповой) поступает |
на |
||
вход Вхі, где |
осуществляется его «привязка» к тактовым |
импуль |
|||
сам временной системы, состоящая в том, что значащий ХМВ сме щается до его совпадения с ближайшим импульсом тактовой по следовательности (750 имп/с). Ошибка «привязки» при этом не мо жет превышать 1/750=1,33 мс, или 6,6% от длительности элемен тарной посылки то=20мс. «Привязанный» с помощью логических схем И сигнал воздействует на входной триггер Тгі. Сформирован ные на выходе триггера посылки подвержены краевым искажениям. С целью их устранения использована регенерация посылок со стробированием в средней их части. Восстановленные по длительности посылки с выхода триггера Тг2 поступают на первый вход распре делителя передачи.
Стробирующие импульсы регенератора вырабатываются стартстопным распределителем, состоящим из двух делителей частоты с коэффициентом деления 15 и 7 соответственно и стартстопного
триггера Тг3. В исходном (стоповом) положении |
триггер Тг3 |
на |
|
ходится в состоянии, при котором с его выхода |
на |
логическую |
|
схему # 5 сигнал не поступает. Поэтому импульсы |
750 |
имп/с на |
де |
литель на 15 также не поступают. При получении со входа Вх^ стар товой посылки и срабатывании триггера 7/гі дифференцированный сигнал опрокинет триггер Тг3. Делитель на 15, который представ-