Глава 18. Частотное телеграфирование и факсимильная связь

18.1. Принцип частотного телеграфирования

При использовании в качестве переносчика переменного тока то­нальной частоты (см.п.16.3) появля­ется возможность передавать ди­скретные сигналы по телефонным каналам. Это позволяет снизить затраты на предоставляемую полосу частот, увеличить коэффициент по­лезного использования канала. Теле­фонный канал может быть занят под один среднескоростной канал (для передачи данных) или по нему может быть организовано несколько низко­скоростных каналов (для телеграф­ной передачи). В последнем случае разделение подканалов осуществля­ется по частоте, времени или по частоте и времени.

Разделение телефонных каналов. При частотном разделении каналов (ЧРК) вся полоса частот делится фильтрами на группу независимых низкоскоростных подканалов, каж­дый из которых имеет постоянно закрепленную за ним полосу частот (рис. 18.1, а). Главным преимуще­ством ЧРК. является относительно недорогая аппаратура, возможность выделять каналы в промежуточных пунктах и соединять системы ка-скадно. К недостаткам ЧРК следует отнести небольшой допустимый уро­вень полезного сигнала в каждом подканале, потерю части спектра из-за необходимости введения полосы

возможность взаимных влиянии меж­ду ними.

При временном разделении кана­лов (ВРК) последний используется многократно путем циклического подключения одинаковых по номеру источников (приемников) информа­ции на определенные промежутки времени с помощью синхронно работающих распределителей (рис. 18.1, б). Системы ВРК более полно используют полосу частот канала, кроме того, в них исключены влияния между подканалами. Недостатками временного способа разделения явля­ются сложность оконечной приемо­передающей аппаратуры и трудность выделения каналов в промежуточном пункте.

Преимущества методов частотно­го и временного разделения реализо­ваны в системе с частотно-временным разделением (ЧВРК). Весь спектр телефонного канала (рис. 18.1, в) делится фильтрами на несколько подгрупп (ЧРК) и в каждой из них организуется определенное число подканалов временного разделения (ВРК). Это позволяет повысить эффективность использования поло­сы частот телефонного канала за счет уменьшения числа полос расфиль-тровки и обеспечить большую гиб­кость за счет возможности выделения

частотных групп в промежуточном пункте.

В зависимости от полосы частот, используемой для передачи дискрет­ных сигналов, различают тональ­ное телеграфирование (ТТ) инадтона льное телеграфи­рование (НТ). Системы ТТ орга­низуются в полосе частот стан­дартного канала ТЧ 300—3400 Гц. Это позволяет вместо одного теле­фонного разговора организовать от шести (при В = 200 Бод) до 24 (при В = 50 Бод) телеграфных перегово­ров. Разновидностью тонального телеграфирования является межто­нальное телеграфирование, когда передача телеграфных сигналов про­изводится с использованием части спектра частот стандартного теле­фонного канала (Л/⁷ =100—800 Гц). Системы НТ организуются в полосе частот от 3400 до 5300 Гц, располо­женной выше полосы частот теле­фонного, канала. Такой способ пере­дачи используется редко, так как указанная полоса частот обычно занята системами ВЧ.

Принцип действия каналов с AM, ЧМ и ФМ. При частотном телеграфи­ровании пользуются способами амп­литудной, частотной и фазовой модуляций (см. рис. 16.4).

Структурная схема системы ТТ и AM показана на рис. 18.2. Импуль-

сы постоянного тока от телеграфного аппарата поступают на амплитудный модулятор АМод, с выхода которого амплитудно-модулированный сигнал через полосовой фильтр ПФ1 пе­редается в телефонный канал. Таким же образом в канал поступают импульсы переменного тока от других подканалов ТТ. Генераторы несущих частот Г всех подканалов должны иметь частоты, отличающиеся друг от друга, а полосовые фильтры — соответствующие полосы пропуска­ния. На приемной стороне сигналы разных подканалов разделяются полосовыми фильтрами ПФ2, усили­ваются усилителем У и выпрямля­ются в демодуляторе АДем. Импуль­сы постоянного тока поступают на телеграфный аппарат.

Структурная схема системы ТТ и ЧМ приведена на рис. 18.3. Импуль­сы постоянного тока в частотном модуляторе ЧМод превращаются в импульсы переменного тока разной частоты f\ и /г. Пройдя полосовой фильтр ПФ1, они поступают в теле­фонный канал.

На приемном конце сигналы, соответствующие данному подкана­лу, выделяются полосовым фильтром ПФ2, проходят усилитель Ус и ограни­читель Огр и подаются на частотный демодулятор ЧДем, представляющий собой колебательные контуры КК1 и

КК2. Эти контуры настроены соответ­ственно на частоты f\ и /₂. Электриче­ские колебания возбуждаются то в одном, то в другом контуре, выпрямляются диодами и действуют на соответствующие обмотки поляри­зованного реле Р, которое и посылает импульсы постоянного тока к теле­графному аппарату.

Структурная схема системы ТТ с ФМ приведена на рис. 18.4. При поступлении от телеграфного аппа­рата импульсов постоянного тока на фазовый модулятор ФМод фаза колебаний генератора П изменяется на 180° с изменением полярности приходящих посылок. Эти колебания через полосовой фильтр ПФ1 посту­пают в телефонный канал. На приемной стороне сигналы г.осле выделения их полосовым фильтром ПФ2 поступают через усилитель У и ограничитель Огр на фазовый демодулятор ФДем. В простейшем случае преобразование ФМ-сигналов в импульсы постоянного тока про­исходит в два этапа. Сначала в результате сложения напряжения сигнала с напряжением, поступаю­щим от опорного генератора Г2, работающего синхронно и синфазно с генератором Г1, ФМ-сигнал превра­щается в АМ-сигнал. Далее ампли-тудно-модулированный сигнал с по­мощью выпрямителя преобразуется

в импульсы постоянного тока, кото­рые и поступают на телеграфный аппарат.

Наибольшей помехоустойчиво­стью обладает фазовая модуляция. Однако применение ее связано с трудностями в синхронизации и фазировании частот генераторов передатчика и приемника.

Наибольшее распространение в настоящее время получила частотная модуляция как обеспечивающая наи­большую надежность связи, хотя при этом требуется более широкая полоса частот, чем при AM.

Ширина частотной полосы канала ТТ при ЧМ выбирается из следующих соображений. При'скорости fi = 50 Бод минимальная ширина полосы пропускания берется равной 50 Гц, т. е. через подканал пропускается несущая частота и две боковые /о + 25 Гц и fo — 25 Гц. Практически это соответствует ширине полосы пропускания фильтра А/⁷ = 80 Гц. Между подканалами необходимо выделить полосу расфильтровки 40 Гц, так как характеристики реальных фильтров неидеальны. Сле­довательно, расстояние между сосед­ними подканалами по частоте (сосед­ними несущими частотами) составит 120 Гц. Всего в телефонном канале с полосой пропускания 300—3400 Гц может быть размещено 24 канала ТТ, скорость передачи в каждом из которых равна 50 Бод. При скоростях передачи 100 и 200 Бод расстояние между несущими частотами увеличи­вается до 240 и 480 Гц, а число телеграфных каналов каждый раз уменьшается вдвое. Значение девиа­ции частоты также изменяется в зависимости от скорости модуляции и при в = 50 Бод Af=±30 Гц, при в=100 Бод А/=±60 Гц и при £ = 200 Бод Д/=± 120 Гц.

В табл. 18.1 приведены частоты каналов аппаратуры ТТ с ЧМ для скоростей передачи 50, 100 и 200 Бод. Первая цифра трехзначного номера канала указывает на скорость ди­скретной модуляции: 1—50 Бод, 2—100 Бод, 4—200 Бод, а вторые цифры обозначают номер канала.