Радиосвязь,_радиовещание,телевидение2

Если сравнить перечисленные каналы вещания по основным тех- нико-экономическим характеристикам (качественные показатели, надежность, стоимость основных фондов и эксплуатационные расходы), то предпочтение следует отдать МВ ЧМ каналам. В зонах уверенного приема МВ ЧМ вещания в настоящее время находится около70 % сельских радиоузлов. В свою очередь, проводные каналы вещания, безусловно, лучше радиоканалов ДВ и СВ диапазонов.

В настоящее время все радиостанции, работающие в диапазоне метровых волн, укомплектованы двумя радиопередатчиками двух центральных программ вещания (рис. 5.10). Для передачи программ местного вещания передатчик Пер2 дополняется подканалом на поднесущей частоте 62,5 кГц. С этой целью разработана система передачи для вещательных каналов УВК-Н, которая содержит генератор подканала (ГП), частотный модулятор (М) и усилитель звуковой частоты (УЗЧ). С выхода УВК-Н поступает ЧМ сигнал(30…95 кГц), который подается (вместе со звуковым сигналом основного канала передатчика Пер2) на ЧМ модулятор передатчика.Таким образом, передатчик Пер2 образует два канала, обеспечивающих одновременно и независимо друг от друга передачу двух вещательных сигналов. Основной канал передатчика используется для передачи центральной программы, подканал – для передачи районных программ вещания. Для дистанционного управления сельскими узлами ПВ сигналы телеуправления, вырабатываемые датчиком (ДТУ), передаются в закодированной форме по основному каналу Пер1 или подканалу Пер2.

Для контроля за работой автоматизированных узлов ПВ и резервного управления применяют аппаратуру АКРУ. На станции ПВ районного центра устанавливают центральный комплект аппаратуры АКРУ-Ц, на автоматизированных узлах– оконечный АКРУ-О. Аппаратура АКРУ-Ц и АКРУ-О взаимодействует по каналам СТС, при этом каждая станция ПВ района становится абонентом СТС. С помощью одного

комплекта АКРУ-Ц можно контролировать работу и осуществлять резервное управление десятью автоматизированными узлами.

Применение аппаратуры систем передачи(АСП) на линиях сельской телефонной связи позволяет организовать сельскую систему проводного вещания (рис. 5.11). Каналы вещания в этой системе организуют с применением комплекса аппаратуры внутрирайонного вещания (АВСП) и используют ее для передачи программ вещания, сигналов телеуправления и телеконтроля на автоматизированные узлы ПВ. Каналы вещания создают на основе искусственных цепей при работе по симметричным кабелям в звуковом спектре частот и за счет использования свободной части линейного спектра при работе с аппаратурой систем передачи, например КНК-12. Аппаратура АВСП является универсальной, ее комплектность зависит от типа применяемой аппаратуры систем передачи, числа направлений и т.д.

Рис. 5.11. Сельская система ПВ с использованием каналов телефонной связи

Передаваемые в каналы вещания сигналы с АВСП центральной станции поступают через разделительные линейные фильтры на аппаратуру АВСП оконечной станции (ОС-ПВ) или на АВСП приеморазветвительной станции (ПРС-ПВ). Станция ПРС-ПВ позволяет организовать каналы вещания по нескольким направлениям. Кроме того, существует возможность преобразования спектра сигнала. Пусть в направлении пункта Б для организации канала вещания искусствен-

ная цепь использована; на ПРС-ПВ спектр принимаемого сигнала преобразуется, и в направлении Б, например, сигнал может передаваться в свободной части линейного спектра системы передачи. Место расположения ПРС-ПВ должно совпадать с местом установки аппаратуры систем передачи и определяться нормами допустимого затухания.

При числе направлений передачи меньше шести вместо ПРС-ПВ оборудуется промежуточная станция(ПС-ПВ), комплектуемая соответствующими блоками аппаратуры АВСП. Если длина усилительных

164 Глава 5. Системы проводного вещания и оповещения

участков превышает номинальную и нет необходимости разветвления программ, устанавливается наружный усилительный пункт(НУП) ПВ, состоящий из отдельных узлов аппаратуры АВСП.

Контроль и резервное управление автоматизированными узлами ПВ при такой системе проводного вещания производятся аппаратурой АРУ по телефонным каналам СТС. Способ организации телефонной связи между абонентами административного района при включении АВСП не изменяется.

Достоинством системы сельского ПВ с использованием для управления и подачи программ вещания каналов СТС является возможность простыми способами подать программы районного вещания на большое число автоматизированных узлов.

Особенности аппаратуры проводного вещания. Особенности усилителей проводного вещания(УПВ) обусловлены требованиями экономичности усилителей и специфическим характером их нагрузки.

Требование экономичности режима вызвано тем, что УПВ имеют большие мощности и экономия электроэнергии дает в данном случае, в отличие от микрофонных и линейных усилителей, существенный экономический эффект.

Экономичный режим обеспечивается работой оконечной ступени в режиме АВ2 или В, что возможно только при использовании двухтактной схемы усилителя. Применение двухтактной схемы позволяет уменьшить искажения, упростить конструкцию выходного трансформатора, а в целом способствует удешевлению изготовления усилителя.

Повысить экономичность усилителя позволяет используемое в оконечных каскадах УПВ автоматическое регулирование смещения (АРС). При этом в паузах передачи, длительность которых, например, для речевых сигналов составляет около50 % времени передачи, с увеличением отрицательного смещения уменьшается ток покоя. Применение такого способа регулирования наряду с получением экономии по току покоя 20 % приводит к уменьшению нелинейных искажений и улучшает тепловой режим работы ламп.

Одной из важных особенностей УПВ является непостоянство их нагрузки как во времени(в течение суток), так и в диапазоне частот. Изменение нагрузки во времени объясняется непостоянством количества абонентов, подключенных к сети ПВ в течение суток. Изменение нагрузки в диапазоне частот вызвано комплексным характером входных сопротивлений абонентских громкоговорителей и линий ПВ.

Разгрузка усилителя (при минимуме подключенных абонентов) приводит к переходу оконечной ступени в перенапряженный режим, что сопровождается возрастанием выходного напряжения и нелинейных искажений. Постоянство выходного напряжения при изменяющейся нагрузке может быть обеспечено при малом выходном сопро-

166 Глава 5. Системы проводного вещания и оповещения

вышении допустимых значений соответственно амплитудами напряжения на входе и тока на выходе УПВ.

Рассмотрим особенности передатчиков, используемых в системе трехпрограммного проводного вещания. Использование городских сетей ПВ для передачи ВЧ сигналов связано с рядом трудностей. Они вызваны тем, что амплитудно-модулированные сигналы передаются по линиям, первоначально предназначенным для передачи только токов звуковой частоты.

Сеть ПВ содержит ряд элементов и устройств, обладающих распределенной и сосредоточенной нелинейностью. Распределенная нелинейность связана с изменением магнитной проницаемости материалов проводов при их намагничивании протекающим током. При изменении магнитной проницаемости изменяется величина индуктивности и, следовательно, параметры линии. Сосредоточенная нелинейность обусловлена в первую очередь наличием в тракте ПВ трансформаторов. Кроме того, в тракте имеется много контактов

исоединений, качество которых в результате коррозии ухудшается,

иих сопротивление зависит от величины протекающего тока.

Как указывалось выше, звуковые сигналы первого канала передаются высоким уровнем. Максимальный ток этого канала достигает в фидерных линиях 5 А. В то же время амплитуда номинального тока несущих высокочастотных каналов равна всего0,1 А для РФ и0,3 А для МФ. Поэтому возникает нежелательная (паразитная) модуляция токов высокой частоты током звуковой частоты. Иначе говоря, создается модулятор, в котором нелинейным элементом являются линии ПВ, модулирующим сигналом – сигналы первой программы, а несущей частотой – ВЧ сигналы второй и третьей программ. Возникает переходная помеха, уровень которой может достигать–30 дБ относительно уровня полезного сигнала при использовании стальных проводов и –40 дБ при использовании биметаллических проводов. Это намного превышает уровень помех, допускаемый существующими нормами. Особенно заметна переходная помеха в паузе вещательных программ второго и третьего каналов, когда она не маскируется

сигнала по второй и третьей программам уровень несущей передатчика уменьшается в10 раз, что приводит к пропорциональному уменьшению переходной помехи. При номинальном уровне сигнала передается номинальный уровень несущей, но в этом случае переходная помеха будет маскироваться сигналом программы. Напряжение несущей (рис. 5.13) с выхода синтезатора частоты(СЧ) (78 или

Рис. 5.13. Структурная схема передатчика трехпрограммного вещания типа УПТВ-200

управляющим звеном (УЗ) и зависит от уровня сигнала программы на входе передатчика. В модуляторе (М) несущее колебание модулируется вещательным сигналом. Сформированный АМ сигнал усиливается усилителем модулированных колебаний (УМК).

Малое выходное сопротивление передатчика обеспечивается введением в УМК глубокой отрицательной обратной связи по напряжению. Это позволяет уменьшить влияние изменения нагрузки передатчика на режим его работы. Кроме того, уменьшается взаимное влияние передатчиков.

Приведенную структурную схему имел первый в стране передатчик типа УПТВ-200, который давно снят с производства. Здесь же мы сочли возможным привести ее, так как устранение недостатков, которые выявились в процессе эксплуатации этого передатчика, легли

воснову современного передатчика ПТПВ 500/250.

Кнедостаткам описанной функциональной схемы следует отнести:

-возникновение перемодуляции в процессе нарастания уровня вещательного сигнала, так как соответствующее нарастание уровня несущей частоты относительно фронта вещательного сигнала происходит более медленно. Сделать время нарастания (и время спада) уровня несущей очень малым нельзя: это приведет к заметным на слух переходным процессам в приемнике;

-возникновение динамических искажений при модуляции с уменьшенным уровнем несущей;

-довольно значительную величину пульсаций огибающей (в управляющей цепи). Уменьшить пульсации увеличением времени разряда конденсатора управляющей цепи не удается, так как при этом огибающая не будет соответствовать реальному сигналу.

Эти недостатки устранены в передатчике ПТПВ 500/250 (рис. 5.14). Звуковой сигнал задерживается линией задержки (ЛЗ) на 5 мс. За это время напряжение несущей частоты возрастает до необходимой величины, что устраняет перемодуляцию. Модуляция осуществляется при номинальном уровне несущей частоты в балансном модуляторе

Рис. 5.14. Структурная схема передатчика трехпрограммного проводного вещания типа ПТПВ 500/250

(БМ). Как известно, на выходе БМ несущая отсутствует. Регулируемая несущая вводится после балансного модулятора.

С целью получения минимального коэффициента пульсации -на пряжения огибающей вещательного сигнала параллельно с основным выпрямителем управляющего звена (УЗ) работают еще два выпрямителя, сигналы на которые подаются с задержкой соответственно на 2,5 и 5 мс. Для устранения возможности возникновения перенапряжений имеется усилитель-ограничитель максимальных уровней (УО).

Аппаратура сельских узлов ПВ. Аппаратура автоматизированного узла проводного вещания ТУПВ-0,25x2 (рис. 5.15) предназначена

для сельских радиоузлов, расположенных в зоне приема МВ ЧМ станций.

Центральная и районные программы принимаются на МВ ЧМ (УКВ) приемника, которые выделяют две основные программы. С помощью декодера (Д) выделяются сигналы управления и дополнительных программ. Сигналы основных каналов и подканалов поступают на коммутатор источников программ (КИП), а сигналы управления – на автоматический переключатель каналов (АПК). Одновременно на КИП заводятся резервные программы: с радиоприемника (например, «Ишим») и от местной студии(микрофонного пункта). С помощью АПК производится дистанционная коммутация центральных, районных и резервных программ.

С КИП сигнал программы поступает на входы УЗЧ, усиливается и поступает на выходную распределительную панель(ВРП), где распределяется по фидерам. На ВРП расположены блоки локализации поврежденных фидеров, блок измерений линий и система переклю-

Рис. 5.15. Структурная схема сельского радиоузла, оборудованного аппаратурой ТУПВ-0,25х2

чения фидеров с усилителя на усилитель. Далее через блок линейной защиты (БЛЗ) фидеры выводятся со станции. На каждом проводе фидеров БЛЗ смонтированы плавкие предохранители с сигнализацией.

5.5. Системы оповещения населения

Жизнь современного общества невозможна без массового оповещения о надвигающихся стихийных бедствиях, катастрофах, крупных транспортных и промышленных авариях, непредсказуемых действиях маньяков, наконец, о надвигающейся военной угрозе. Исторически для оповещения населения во время войн и стихийных бедствий использовались различные средства: огонь или дым костров, колокольный звон, гудки паровоза (заводские гудки) и др.

Необходимость в массовом оповещении населения страны, региона, города, района города или какого-либо микрорайона обусловливается событиями и, соответственно, задачами оповещения. Сформулируем требования к системам массового оповещения:

1.Максимально полный охват населения на заданной территории независимо от местонахождения каждого человека (дома, в убежище, на улице, на транспорте).

2.Максимально возможная надежность оповещения, живучесть системы оповещения независимо от возможных нарушений энергоснабжения, коммуникаций, от состояния оповещаемых (стресс, мас-

совая паника), от внешних условий (ветер, наводнение, землетрясение, взрывы и т.д.), затрудняющих восприятие звуковой информации.

3.Локализация оповещаемой территории определяется в каждом конкретном случае для уменьшения ненужных волнений населения на безопасных территориях.

4.Постоянная готовность к работе(время подготовки системы оповещения к передаче сообщения не должно превышать нескольких минут для всей охватываемой территории).

5.Задержка в передаче сообщений не должна превышать разумных пределов для всех групп населения.

6.Принятие всех необходимых мер по предупреждению несанкционированного включения системы, в то же время после включения системы при повреждении ее элементов недопустимо самопроизвольное выключение.

7.Работа системы оповещения не должна нарушать работу - ос тальных систем жизнеобеспечения населения (транспорта, связи, непрерывных технологических процессов).

Системы оповещения – самые массовые системы, поэтому особое внимание приходится обращать на их стоимость, простоту и затраты на обслуживание.

При благоприятном стечении обстоятельств системы массового оповещения никогда не должны использоваться. Из этого постулата вытекает сложность контроля их работоспособности и желательность интеграции с другими системами массовой информации. Наиболее полно требованиям организации массового оповещения отвечают системы звукового вещания.

Уже в начале второй мировой войны системы ЗВ начали использоваться в качестве систем массового оповещения в Советском Союзе, Великобритании и Германии.

Врезультате напряженного труда сотрудников Московской городской радиотрансляционной сети за25 дней до начала Великой Отечественной войны специальной комиссией была принята с оценкой «отлично» система оповещения Москвы. А через месяц после начала

войны в ночь на 22 июля население Москвы было оповещено о налете фашистских самолетов. Эта система, по существу, регулировала ритм жизни города и спасла тысячи человеческих жизней. Она обеспечивала постоянную связь командования противовоздушной обороны, партийных и советских организаций с населением. Даже в самые напряженные дни битвы под Москвой, когда город подвергался интенсивному воздушному нападению противника, рушились линии, не хватало электроэнергии, система оповещения столицы четко выполняла свои функции.

Ленинградцы, пережившие блокаду, с благодарностью вспоминают звуки метронома, ритм которого определял степень безопасности их