книги из ГПНТБ / Константинов П.А. Авиационная радиосвязь

табл. 8.1, определяющие значение коэффициента глубины моду­ ляции М Х1, увеличиваются.

Кривые, приведенные на рис. 8.19 и 8.20, построены для п си­ нусоидальных поднесущих с равномерно распределенными фа­

при ЧМ поднесущих.

я Fi,

Если перемодуляция разрешается на время Р„ коэффициент Af, г будет иметь следующие значения:

Мп = - ^ - при AM поднесущих; 2п

Ми= — при ЧМ поднесущих.

Я F Iмакс /

Приведенные соображения по вырору AM поднесущих спра­ ведливы в предположении одновременной 100%-ной модуляции во всех каналах. Однако практически все каналы одновременно полностью не модулируются. Для выбора допустимого Рп в этом случае необходимо иметь дополнительные статистические дан­ ные. Во всяком случае это обстоятельство дает возможность смягчить принятый критерий перекрестных искажений, в соот­ ветствии с которым Рп 10-3.

400

т. е. выполняет функции разделения импульсов по каналам. В результате импульсные последовательности различных кана­ лов будут смещены во времени друг относительно друга.

В модуляторе осуществляется модуляция импульсов данно­ го канала. Модулированные импульсы всех каналов поступают на смеситель, усиливаются в групповом усилителе ГУ1 и затем поступают на передатчик.

Рис. 8.22. Блок-схема многоканальной радиостанции с времен­ ным разделением каналов, работающей в режиме оконечной

Помимо канальных импульсов, ГКИ в течение периода отсче­ та Т0 вырабатывает еще один импульс, который используется для формирования маркерного импульса. В формирующем уст­ ройстве ФМИ маркерный импульс приобретает какое-либо от­ личие от канальных, например, по длительности.

В приемной части аппаратуры после детектирования и уси­ ления в групповом усилителе ГУ2 канальные и маркерный им­ пульсы поступают на временной селектор каналов ВСК и' на ■селектор маркерных импульсов СМИ. Последний отделяет мар­ керные импульсы от канальных и использует их для синхрони­ зации генератора селекторных импульсов ГСИ, устройство ко­ торого аналогично устройству ГКИ в передающей части аппа­ ратуры. Селекторные импульсы разделяются по каналам и так-

402

же поступают на ВСК. Когда селекторные импульсы данного канала совпадают по времени с канальными импульсами, по­ ступающими с приемника, ВСК отпирается. Следовательно, через ВСК проходят только импульсы данного канала, благода­ ря чему обеспечивается разделение канальных импульсов. Кро­ ме того, ВСК обычно выполняет функции преобразования ФИМ в ДИМ или в АИМ, что необходимо для демодуляции ФИМ. По­ сле такого преобразования выделение сообщения осуществляет­ ся с помощью'фильтра нижних частот. С выхода ФНЧ низкоча-

1 2 3 4 5 6 1 2

зги\\ П П П П П П П

Ш Л ___________________А -

лз^ а ___________________ а

Напряжение отпиранп c d l [Г ~П ~П~П~П 7 \

Рис. 8.23. Блок-схема генератора канальных импульсов с линией задержки

стотные колебания через усилитель низкой частоты и диффе­ ренциальную систему поступают на телефон.

Рассмотрим принцип действия наиболее важных элементов схемы, изображенной на рис. 8.22. Одним из таких элементов является генератор канальных импульсов ГКИ в передающей части аппаратуры. Его устройство может быть различным. Один из возможных вариантов показан на рис. 8.23.

Импульсная последовательность с частотой повторения F0 п, вырабатываемая задающим генератором импульсов ЗГИ, посту­ пает на селекторы каналов СК-1, СК-2,..., СК-/г. Генератор им­ пульсов ГИ выдает импульсы только в том случае, когда

•импульс, прошедший линию задержки, вновь возвратится на ге­ нератор импульсов и запустит его. Полное время задержки рав­ но периоду отсчета Т0, поэтому частота повторения импульсов, вырабатываемых ГИ, равна F0. Генератор импульсов ГИ воз­ буждается от ЗГИ.

Линия задержки имеет отводы, взятые через промежутки времени, равные интервалу между импульсами соседних кана­ лов, соединенные с селекторами каналов. Импульсы, распрост­ раняющиеся вдоль линии задержки, искажаются по форме и потому не могут использоваться в качестве канальных импуль­ сов. Они используются в качестве селекторных импульсов. Ког­ да на селекторе каналов импульс, поступающий с отвода линии задержки, совпадает с импульсом, поступающим от ЗГИ, напря­ жение становится выше порога отпирания, селектор каналов

Р и с. 8.24. Блок-схема генератора селекторных импульсов

открывается и пропускает импульс (см. диаграммы напряже­ ний на рис. 8.23 для п — 6). В остальное время данный селек­ тор каналов будет заперт. Другие селекторы каналов будут от­ пираться поочередно через равные интервалы времени, в ре­ зультате чего с каждого селектора снимается последователь­ ность импульсов одного канала.

Задающий генератор импульсов стабилизируется кварцевым генератором. Это обеспечивает высокую стабильность рассмот­ ренной схемы ГКИ.

Устройство генератора селекторных импульсов ГСИ (рис. 8.24) в приемной части аппаратуры аналогично устройст­ ву ГКИ. И здесь имеются задающий генератор импульсов ЗГИ

404

и генератор импульсов ГИ, вырабатывающие импульсные по­ следовательности с частотами повторения F0 п и F0 соответст­ венно, причем длительность импульсов больше длительности канальных импульсов. Оба генератора синхронизируются мар­ керными импульсами, которые выделяются селектором маркер­ ных импульсов СМИ из всей последовательности принимаемых импульсов.- От ГИ импульсы поступают на линию задержки с отводами, взятыми через интервал времени, равный интервалу между импульсами соседних каналов. Снимаемые с этих отво­ дов импульсы искажены по форме и используются в качест­

в е . 8.25. Схема временного селектора-преобразователя

ве селекторных импульсов. Они подаются на селекторы С-Ь С-2, ..., С-п, куда, кроме того, подаются импульсы от ЗГИ. Отпи­ рается тот селектор, где импульсы двух последовательностей будут совпадать. Таким образом, на выходе С-1, С-2, ..., С-п вы­ деляются селекторные импульсы правильной формы (диаграм­ мы напряжений на рис. 8.24 для п = 6): Эти импульсы посту­ пают на временные селекторы каналов BGK.

Одна из возможных схем временного селектора каналов изображена на рис. 8.25. Кроме функции временного селекторд каналов, эта схема выполняет также функции селектора, вхо­ дящего в состав генератора селекторных импульсов, и преобра­ зователя ФИМ в ДИМ.

Функции селектора, входящего в состав ГСИ, выполняют диод Л4 и лампа Л3. Последовательность импульсов с отвода'

405

линии задержки ГСИ подается на управляющую сетку лампы Л3 и на анод диода Л.х. На катод 774 подается последователь­ ность импульсов от задающего генератора импульсов ЗГИ. При отсутствии напряжения импульсов ЗГИ цепь управляющей сет­ ки лампы Л3 будет замкнута отпертым диодом 77.,. Когда им­ пульсы обеих последовательностей совпадают по времени, ди­ од Л.1 запирается, лампа Л3 отпирается, в ее анодной цепи об­ разуется селекторный импульс отрицательной полярности, мо­ мент начала которого совпадает с моментом начала задающего импульса. Сопротивление Ro в цепи сетки Л3 служит для созда­ ния режима ограничения с целью исправления формы вершины импульса, снимаемого с отвода линии задержки ГСИ.

Селекторный импульс отрицательной полярности подается на трансформатор Тр. Со вторичной обмотки импульс положи­ тельной полярности поступает на управляющую сетку лампы Л\. На катоде лампы </7, имеется положительный потенциал, запирающий лампу. Импульс, поступивший с трансформатора, не может ее открыть. Она отпирается только в том случае, ког­

зуется импульс отрицательной полярности. Следовательно, лам­ па 77, выполняет функции временного селектора каналов ВСКОстается рассмотреть процесс преобразования ФИМ в ДИМ. Выделенный в- анодной цепи Л\ импульс отрицательной поляр­ ности подается на катод диода Л2 и отпирает его. На аноде Л2 образуется отрицательное напряжение, которое подается на третью сетку лампы Л3 и запирает ее. Момент запирания лам­ пы Л3 совпадает с моментом возникновения канального импуль­ са и определяет момент окончания импульса в анодной цепи этой лампы. Момент начала импульса, соответствующий его пе­ реднему фронту, как уже говорилось, определяется моментом начала задающего импульса, поступающего от ЗГИ. Передний фронт импульса в анодной цепи лампы Л3 остается неподвиж­ ным, а задний перемещается во времени при модуляции каналь­ ных импульсов по фазе. Тем самым и обеспечивается преобра­ зование ФИМ в ДИМ. Такое преобразование позволяет приме­ нить фильтр нижних частот для выделения сообщения данного

канала.

В системах радиосвязи с временным разделением каналов обычно применяется фазовая импульсная модуляция. В устрой­ ствах других назначений широко применяются и другие виды импульсной модуляции. Так, в радиотелеметрических системах

дит КИМ [9,].

В рассмотренной схеме радиостанции (рис. 8.22) задача раз-- деления каналов решается генератором канальных импульсов

406

в передающей части и генератором селекторных импульсов и временным селектором каналов в приемной части аппаратуры.

Возможные схемы этих элементов изображены на рис. 8.23 и 8.25.

Задача разделения каналов может быть решена и другими схемными методами. На рис. 8.26 поясняется принцип разделе­ ния каналов при помощи пилообразного напряжения. Оно соз­ дается генератором пилообразного напряжения ГПН и имеет период, равный периоду отсчета Т0. С выхода ГПН напряже­

по фазе. Таким образом, в данной схеме объединены функции генерирования канальных импульсов и их модуляции.

В случае фазовой импульсной модуляции в качестве форми­ рующих каскадов может быть использована, например, спуско­ вая схема, изображенная на рис. 7.12, а при импульсной моду­ ляции по длительности —-схема, изображенная на рис. 7.8.

Практическое применение находит также схема разделения каналов при помощи фазовращателя (рис. 8.27). Высокоста­ бильный генератор Г вырабатывает синусоидальное напряже­ ние частоты Д . При помощи фазовращателей ipj, ®2 и.ш3 оно превращается в трехфазное напряжение со сдвигом по фазе на 120°. Это трехфазное напряжение подается на обмотки роторд

407

фазовращателям, который представляет собой трехфазный трансформатор с вращающимся' магнитным полем. При этом в обмотках статора будут наводиться э. д. с., фазы которых равны

360 .

<Р<= ------- I,

П .

где п — общее число каналов; i — номер данного канала.

В схеме, приведенной на рис. 8.27, число каналов взято рав­ ным шести, поэтому сдвиг фаз между напряжениями, наводи­ мыми в соседних обмотках, будет равен 60°.

Рис. 8.27. Блок-схема разделения каналов при помощи фазовра­ щателя

Сдвинутые по фазе напряжения поступают на формирующие каскады каналов ФК-1, ФК-2,..., ФК-n. Здесь производится ог­ раничение синусоидальных полуволн по максимуму и по мини­ муму. На выходе ограничителей получим трапецеидальные им­ пульсы. Путем дифференцирования их передних фронтов и по­ следующего ограничения (эти элементы содержатся в форми­ рующих каскадах) получаются канальные импульсы. При от­ сутствии модулирующих напряжений канальные импульсы бу­ дут равномерно расположены во времени. При наличии модули­ рующих напряжений, подводимых через усилители низкой ча­ стоты к формирующим каскадам, уровни ограничения по мак­

4 0 8

симуму и по минимуму будут изменяться. Это приведет к изме­ нению длительности трапецеидальных импульсов, вырезаемых из синусоидальных напряжений, и, следовательно, к модуля­ ции канальных импульсов по фазе (временные диаграммы на рис. 8.27). Таким образом, и в данной схеме одновременно с

формированием канальных импульсов осуществляется их мо­ дуляция по фазе.

Для разделения импульсов на приемной стороне также мо­ гут быть применены схемы, аналогичные изображенным на рис. 8.26 и 8.27.

Помимо рассмотренных методов разделения каналов, воз­ можны и другие методы разделения. Так, в телеметрических системах связи, предназначенных для передачи медленно меня­ ющихся сообщений, широко применяются электромеханические коммутаторы, которые вращаются с частотой 30—50 гц при по­ мощи электрического двигателя.

Синхронизация каналов при временном разделении сигналов

Ранее указывалось, что при временном разделении сигналов возникает задача синхронизации передающей и приемной сто­ рон. Чаще это достигается посылкой дополнительного маркер­ ного (синхронизирующего) импульса. Для того, чтобы маркер­ ный импульс мог быть выделен из общей последовательности, он должен иметь какое-то отличие от канальных импульсов.

Маркерный импульс может отличаться от канальных по амплитуде. Если его амплитуда больше амплитуды канальных импульсов, он может быть выделен посредством ограничения по минимуму. Но маркерный импульс с большей амплитудой для синхронизации, как правило, не применяется. При амплитудной модуляции ■несущей частоты это привело бы к неполному ис­ пользованию мощности передатчика для канальных импульсов, а при частотной модуляции несущей — к расширению спектра.

Чаще применяются маркерные импульсы, имеющие большую по сравнению с канальными импульсами длительность или представляющие собой некоторую кодовую комбинацию, невоз­ можную для канальных импульсов, состоящую из нескольких (обычно двух или трех) импульсов той же длительности и амп­ литуды.

Имеются различные способы выделения маркерных им­ пульсов, длительность которых в несколько раз больше дли­ тельности канальных импульсов. Два таких способа показаны на рис. 8.28. В первом случае (рис. 8.28,а) принятые импульсы подаются в линию задержки. Отводы 1 и 2 присоединены к двум сеткам селекторной лампы. Если время пробега от первого от­ вода ко второму меньше длительности маркерных импульсов, но больше длительности канальных импульсов, тогда появление напряжений одновременно на обеих сетках в течение времени *

409