книги из ГПНТБ / Бородич, Сергей Владимирович. Радиорелейная связь учебник для техникумов связи

ром для синхронизации используются два импульса таких же, как канальные, но смещённые на небольшой промежуток вре­ мени, значительно меньший, чем канальный промежуток. Схемы селектора синхронизирующих импульсов для этих видов отличия показаны на рис. 2.31.

Рис. 2.31а поясняет принцип выделения по признаку боль­ шей длительности. Принятые импульсы подаются в линию за­ держки, от которой сделаны два отвода (1 и 2), присоединён-

ные к двум сеткам селекторной лампы. Время пробега от пер­ вого отвода до второго меньше длительности синхронизирую­ щего импульса, но больше длительности канального импульса, поэтому, как видно из диаграммы напряжений, только синхро­ низирующий импульс вызывает появление напряжений одно­ временно на обеих сетках лампы в течение времени т. На этот промежуток времени лампа отпирается и в её анодной цепи по­ является импульс.

На рис. 2.316 показан принцип выделения двойного синхро­ низирующего импульса. Принятые импульсы также подаются на линию задержки, но линия разомкнута на конце, поэтому им­ пульсы отражаются от разомкнутого конца и возвращаются на вход линии через время, равное удвоенному времени пробега импульса по линии 2^3 . Время пробега т3 подбирается равным половине интервала между импульсами синхронизации, поэтому на входе линии первый отражённый синхронизирующий импульс совпадает во времени со вторым синхронизирующим импульсом,

59

подаваемым в линию, как это показано на диаграмме напряже­ ний. Образующийся вследствие этого совпадения импульс удво­ енной амплитуды отпирает лампу селектора, в анодной цепи которой появляется выделенный синхронизирующий импульс.

Модуляция канальных импульсов осуществляется в специ­ альных модуляторах, устройство которых может быть различ­ ным в зависимости от вида модуляции. Модуляция импульсов по фазе обычно получается не непосредственно, а путём преоб­ разования из модуляции ширины или амплитуды импульсов. Схема канального модулятора для получения ШИМ показана

жения запирания, что вызовет возвращение схемы в первона­ чальное состояние равновесия. При этом в анодной цепи лам­ пы Лч образуется импульс, длительность которого равна проме­ жутку времени, в течение которого суммарное напряжение на сетке Л х превышает напряжение запирания. Этот промежуток времени изменяется при изменении модулирующего напряжения. Так как импульс имеет пилообразную форму, то на выходе мо­ дулятора получаются импульсы, модулированные по длитель­ ности (ширине).

Преобразование ШИМ в ФИМ осуществляется весьма прос­ то с помощью дифференцирующей цепи (рис. 2.33). На вход этой цепи, состоящей из конденсатора и сопротивления, подаются импульсы, модулированные по длительности. Постоянная вре­ мени цепи RC выбрана достаточно малой, меньше длитель­ ности импульса. ‘На выходе такой цепи на сетке лампы воз­ никают импульсы только в моменты времени, соответствую­ щие возникновению и пропаданию импульса на входе. Один из этих импульсов, соответствующий неподвижному краю импудь-

60

са на входе, не пропускается запертой лампой, а второй, соот­ ветствующий подвижному краю, отпирает лампу. В анодной цепи лампы возникают импульсы, модулированные по фазе.

Некоторые схемы модуляторов дают возможность непосред­ ственно получить импульсы, модулированные по фазе. Одна из таких схем изображена на рис. 2.34. Это так называемая реак­ тивная спусковая схема. Отличие её от схемы, представленной на рис. 2.32, состоит в том, что связь первой лампы со второй осуществляется не через сопротивление, а через ёмкость. В со­ стоянии равновесия схемы лампа Л\ заперта током лампы Л 2,

сетке Л\ превысит порог запирания, то лампа Л\ откроется и падение напряжения на сопротивлении R a запрёт лампу Л 2. После этого конденсатор С начнёт заряжаться через сопротив­ ление R и лампу Л х и напряжение на сетке Л 2 начнёт повышать­ ся до тех пор, пока не достигнет напряжения отпирания лам­ пы Л 2 . В этот момент лампа Л 2 отпирается, а Л\ запирается и схема возвращается в исходное состояние. На сетку лампы Л\ подаются канальные импульсы пилообразной формы и модули­ рующее напряжение так же, как и в схеме на рис. 2.32. Момент

61

тора определяется только величиной постоянной времени RC и остаётся неизменной. Положение же этого импульса, определяе­ мое моментом переброса схемы, изменяется в зависимости от величины модулирующего напряжения, т. е. модулируется.

Временной селектор канала ВСК выделяет из всей последо­ вательности импульсов всех каналов только импульсы данного

канала. В аппаратуре с фазово-импульсной модуляцией вре­ менной селектор канала обычно выполняет также функции пре­ образователя ФИМ и ШИМ или АИМ. Возможная схема такого селектора-преобразователя показана на рис. 2.35. Эта схема вы­ полняет функции селектора, входящего в состав генератора" се­

и задающий импульсы совпадают во времени, диод Л± заперт задающим импульсом, а селекторный импульс попадает на сет-

62

ку Л 3 и отпирает лампу. Длительность импульса, возникающего

ванодной цепи Л 3, определяется длительностью задающего им­ пульса. Для исправления формы вершины селекторного импуль­ са, снимаемого с линии задержки ГСИ, применяется ограничение

всеточной цепи лампы Л ъ с помощью сопротивления R0.

Диод Л 4 и лампа Л 3 выполняют функции селектора, входя­ щего в схему ГСИ. В анодной цепи лампы Л ъ образуется селек­ торный импульс отрицательной полярности, который подаётся на трансформатор Тр. Во вторичной обмотке трансформатора образуется импульс положительной полярности, подаваемый на первую сетку лампы Л х. Эта лампа нормально заперта положи­ тельным смещением на катоде, и селекторный импульс на первой сетке не может её открыть, пока на третьей сетке нет напряжения. На третью сетку Л\ подаются импульсы всех каналов с выхода приёмника. Импульс выделяемого канала совпадает во времени с селекторным импульсом и отпирает лампу Л и в анодной цепи которой появляется выделенный импульс канала (отрицательной полярности). Лампа Л\ выполняет, таким образом, функции временного селектора канала ВСК.

Выделенный отрицательный импульс с анода лампы Л\ по­ даётся на катод диода Л г, отпирает его, попадает на третью сет­ ку лампы Л 3 и запирает эту лампу. В результате этого в анод­ ной цепи лампы //3 импульсы оказываются модулированными по длительности. Действительно, в анодной цепи лампы Л 3, под действием селекторного и задающего импульсов, возникает импульс, начало которого совпадает с началом задающего им­ пульса, т. е. фиксировано во времени, конец же импульса совпа­ дает с моментом возникновения канального импульса, выделяе­

его во времени изменяется, следовательно, импульс, получен­ ный в анодной цепи Л 3, модулирован по ширине, так как его передний край неподвижен, а задний перемещается во времени.

Выделенные и преобразованные канальные импульсы пода­ ются далее на фильтр нижних частот ФНЧ, на выходе которого выделяются разговорные токи данного канала.

§ 2.10. Временное уплотнение радиорелейных линий

Временное уплотнение радиорелейных линий осуществляется с помощью аппаратуры уплотнения, построение которой описано выше. Она устанавливается на оконечных станциях радиоре­ лейной линии и соединяется с приёмно-передающей радиоаппа­

ратурой. На линиях с временным уплотнением чаще всего при­ меняется амплитудная модуляция несущих колебаний. Импульсы с выхода передающей части аппаратуры уплотнения подаются на модулятор передатчика и модулируют амплитуду генерируе­ мых колебаний таким образом, что колебания на выходе пере­

63

датчика существуют только во время существования импульса и отсутствуют в паузе между импульсами. Иногда применяется частотная модуляция, при этом передатчик генерирует непре­ рывные колебания, частота которых изменяется во время {су­ ществования импульса. Обычно при этом применяется ампли­ тудно-импульсная модуляция в аппаратуре уплотнения.

При временном уплотнении простое соединение радиорелей­ ной линии с кабельной невозможно, так как по обычной кабель­ ной линии нельзя передавать последовательность импульсов - без существенных искажений. Поэтому аппаратура уплотнения

висимости от числа выделяемых каналов, либо с помощью око­ нечной аппаратуры уплотнения, либо с помощью специальной аппаратуры выделения.

Блок-схема аппаратуры выделения каналов для одного на­ правления связи показана на рис. 2.36. Аппаратура состоит из тех же блоков, что и оконечная аппаратура уплотнения.

Импульсы всех каналов с выхода приёмника направления А подаются на селектор синхронизирующих импульсов СИ, вре­ менные селекторы выделяемых каналов ВСК и на блок «стира­ ния» импульсов БСИ. Выделенные на выходе СИ синхронизи­ рующие импульсы подаются на генератор селекторных импуль­ сов ГСИ и синхронизируют его. Селекторные импульсы от' ГСИ подаются на временные селекторы выделяемых каналов ВСК, где с помощью этих селекторных импульсов производится выде­ ление канальных импульсов. Демодуляция производится обыч­ ным способом с помощью фильтра нижних частот ФНЧ.

Блок «стирания» импульсов предназначен для запирания им­ пульсов выделенных каналов. В простейшем случае он представ­ ляет собой лампу, на которую подаются импульсы всех каналов в положительной полярности и селекторные импульсы выделен­ ных каналов в отрицательной полярности с коллектора КСИ. Селекторные импульсы запирают лампу и поэтому импульсы выделенных каналов не проходят на передатчик направления Б. Вместо них вводятся новые импульсы через коллекторы ККЙ-1

64

и ККИ-2. Эти импульсы образуются из тех же селекторных им­ пульсов, а модуляция их осуществляется в модуляторах М.

Блок «стирания» импульсов выделяемых каналов БСИ вы­ полняет такую же функцию, что и заградительный фильтр ЗФ (рис. 2.20) в аппаратуре выделения с частотным уплотнением. Безусловно, что устройство БСИ проще, чем устройство загра­ дительного фильтра, поэтому щ выделение каналов на промежу­ точных станциях проще при временном уплотнении, чем при частотном.

§'2.11. Области применения способов частотного и временного уплотнения радиорелейных линий

Описанные выше два способа уплотнения радиорелейных линий далеко не равноценны по своим свойствам, что и опре­ деляет различие областей их применения. При современном уровне техники способ частотного уплотнения более эффективен, чем способ временного уплотнения, и обладает по сравнению с последним рядом существенных преимуществ.

Прежде всего, с помощью частотного уплотнения можно по­ лучить значительно большее число каналов, чем с помощью временного. На современныхрадиорелейных линиях с частотным уплотнением получают до 600 телефонных каналов в одном ство­ ле линии. Дальнейшему увеличению числа каналов препятствует возрастание уровня тепловых шумов и шумов нелинейных пере­ ходов между каналами, т. е., иначе говоря, качество группового тракта линии, а не трудности построения аппаратуры уплот­ нения. По мере развития техники это препятствие преодоле­

невозможно. Это ясно видно из следующего простого примера. Для удовлетворительной телефонной передачи частота повто­ рения импульсов одного канала должна быть не менее 8 кгц, что соответствует периоду повторения, равному 125 мксек. Что­ бы получить 600 телефонных каналов, при временном их разде­ лении, необходимо за время, равное периоду повторения, пере­ дать 600 импульсов, т. е. время, отведённое на один канал, дол-

жно быть равно — ~0,2 мксек. Длительность импульса канала

должна, следовательно, измеряться уже сотыми долями микро­ секунды, а точность синхронизации — тысячными долями. Оче­ видно, что создать систему с такими параметрами при совре­ менном-уровне техники невозможно. Кроме того, даже если бы такая система и была создана, то помехоустойчивость связи, обеспечиваемая ею, была бы очень низкой, так как помехоустой­ чивость падает с уменьшением времени, отведённом на один ка-

нал. В применяемых в настоящее время системах связи с вре^

менным уплотнением число телефонных каналов не превыша­ ет 24.

Очень важно также и то, что для частотного уплотнения ра­ диорелейных линий применяется типовая аппаратура уплотне­ ния дальней проводной связи, а для временного уплотнения требуется специальная оконечная аппаратура с импульсной мо­ дуляцией, непригодная для уплотнения кабельных линий. Поэто­ му радиорелейные линии с частотным уплотнением могут непо­ средственно соединяться с кабельными линиями по групповому тракту без переприёма по низкой частоте, Соединение же ка­

бельных линий и радиорелейных с временным уплотнением воз­ можно только с помощью полного переприёма всех каналов по низкой частоте, для чего в пункте соединения должны быть ус­ тановлены два комплекта оконечной аппаратуры уплотнения (один с частотным, а другой с временным разделением кана­ лов). Такое соединение экономически невыгодно, неудобно в экс­ плуатации и ухудшает качество связи. Следовательно, частотное уплотнение радиорелейных линий обеспечивает большую гиб­ кость системы связи и упрощает её эксплуатацию.

Кроме того, радиорелейные линии с частотным уплотнением могут применяться как для многоканальной телефонной связи, так и для передачи программ телевидения, т. е. они универ­ сальны, тогда как обычные линии с временным уплотнением практически не пригодны для передачи телевидения.

Благодаря этим преимуществам способа частотного уплот­ нения на современных радиорелейных линиях связи он нахо­ дит почти исключительное применение. Способ временного уплотнения обычно применяется на линиях с небольшим чис­ лом каналов, не имеющих непосредственно соединения с ка­ бельными линиями и в подвижных системах связи, где могут быть реализованы преимущества этого способа, заключающие­ ся в большей компактности аппаратуры уплотнения, относи­ тельной простоте радиоаппаратуры и сравнительной лёгкости выделения каналов на промежуточных станциях. Однако с раз­ витием техники преимущества способа временного уплотнения перед частотным даже для малоканальных и подвижных систем связи постепенно исчезают. Так, например, благодаря примене­ нию современных малогабаритных деталей и полупроводнико­ вых элементов, оконечная аппаратура частотного уплотнения может быть существенно упрощена, а габариты её значительно уменьшены.

§ 2.12. Вторичное уплотнение телефонных каналов

Телефонные каналы современных систем дальней связи яв­ ляются универсальными, т. е. пригодными не только для теле­ фонной, но и для телеграфной и фототелеграфной связи.

66

пая система отключается и работа проводится по четырёх­ проводной схеме.

Другим видом вторичного уплотнения является фототелеграфирование. При фототелеграфировании используется весь телефонный канал для одной связи, приспособление же этого

объединяют 2 или 3 телефонных канала при помощи специаль­ ной аппаратуры. В системах с частотным уплотнением для об­ разования вещательного канала применяется обычный способ индивидуального преобразования частот с применением широ­ кополосных кварцевых фильтров.

На рис. 2.37 показана блок-схема оконечной аппаратуры для передачи программ вещания с полосой от 60 до 7300 гц по сдвоенным каналам систем высокочастотного телефонирования. Преобразование частоты звуковых токов осуществляется в мо­ дуляторе М, питаемом током несущей частоты 96 кгц от гене­ ратора. Для выделения тока несущей частоты 96 кгц и подав­

широкополосный кварцевый фильтр КФ, выделяющий нижнюю боковую полосу частот. В приёмной части .аппаратуры с по­ мощью такого же фильтра КФ производится выделение поло­ сы частот, соответствующей каналу вещания, и обратное пре­ образование этой полосы & полосу звуковых частот в демоду­ ляторе Д с помощью той же несущей частоты 96 кгц. Фильтр нижних частот ФНЧ и усилитель УНЧ служат для выделения токов звуковой частоты после демодуляции и повышения уров­ ня этих токов.

Передающая и приёмная части аппаратуры подключаются через развязывающие сопротивления параллельно передающему и приёмному трактам контрольных частот оконечной аппарату­ ры уплотнения.

Описанная аппаратура обеспечивает канал вещания, зани­ мающий полосу частот от 88 до 96 кгц, соответствующую вось-

68