2.1. Формирование сигналов в системах с частотным разделением

Многоканальная электросвязь, как было установлено ранее (см. § 1.4), может быть осуществлена методом частотного разделения сигналов. Этот метод поясняется рис. 2.1, на котором изображена схема формирования линейной полосы частот, и рис. 2.2, на кото­ром приведена блок-схема передающей оконечной аппаратуры.

Как видно из этих схем, для организации N связей с одинако­выми исходными полосами частот () полоса ча­стот каждого из N источников информации (например, от микро­фонов) подается на индивидуальные преобразователи М с различными несущими частотами. Так как индивидуальные преобразо­ватели содержат различные полосовые фильтры ПФ, то в тракт (линию) поступят следующие колебания: для первой связи коле­бания с частотами для второй— и для N-й связи .,

Рис. 2.1

Общая полоса частот, передаваемая в тракт определяется полосой, отводимой на одну связь , и числом осуществляе­мых связей

(2.1)

Полоса частот каждого преоб­разованного сигнала . можетбыть равна или шире исходной полосы частотв зависимостиот метода модуляции и условий передачи модулированных сигна­лов, т. е.

(2.2)

Общая же полоса всех N преобразованных сигналов опреде­лится тогда из соотношения

(2.3)

Рис. 2.2

Но при увеличении К расширяется полоса частот,используемая для передачи по тракту модулированного сигнала.

Действительно, если подставить в уравнение (2.9) выражение (2.8), то получим

f (2.11)

Воспользовавшись таблицами функций Бесселя и выражением (2.11), можно найти зависимость при (табл. 2.1).

Необходимая полоса частотдля каждой осуществляемой связиравна:

(2.12)

Из таблицы видно, что если, например, выбрать индекс моду­ляции в пределах от 5 до 20, то линейная полоса частот будет в 8ч-24 раза шире полосы частот амплитудно-модулированных ко­лебаний, а по сравнению со способом передачи только одной боковой полосы частот (при амплитудной модуляции) в 16 - 48 раз шире. Однако частотная модуляция создает условия для высокой помехозащищенности и поэтому, несмотря на расширение полосы частот, в некоторых случаях применяется при организации много­канальной связи.

Формирование сигналов при амплитудной модуляции осуществляется с помощью преобразователя — четырехполюсника, содержащего один или несколько нелинейных элементов.

2.2. Многократное преобразование

При построении аппаратуры многоканальных систем связи используют, как правило, многократное преобразование частоты в передающей и приемной частях аппаратуры. Многократное преоб­разование заключается в том, что спектр частот исходного сигнала преобразуется на передающей станции в линейный спектр не не­посредственно (одной ступенью преобразования), а двумя .и более ступенями. Аналогично, но в обратном порядке преобразуется на приемной станции линейный спектр в спектр исходного сигнала. При этом преобразованию могут быть подвергнуты индивидуаль­ные сигналы (индивидуальное преобразование) и суммарный — групповой — сигнал (групповое преобразование).

Многократное преобразование позволяет преодолеть техниче­ские трудности, связанные с формированием линейного спектра частот, а также создавать экономичные системы. Кроме того, оно дает возможность применять стандартное оборудование для различных многоканальных систем, более рационально использовать линейную полосу частоту, применять простые и дешевые фильтры для выделения требуемых полос частот, преобразовывать исходный сигнал в том случае, если исходная и линейная полосы частот час­тично совпадают, как это показано на рис. 2.9. Из рис. 2.9 видно, что с помощью одной ступени преобразования переместить исход­ную полосу частотв линейную полосуневозможно, так как при этом будет иметь место непосредственное влияние ча­стотс входа преобразователя на соответствующие часто­тына выходе данного преобразователя.

Во избежание непосредственного переходного влияния приме­няется метод с использованием двух ступеней преобразования. Первая ступень преобразования необходима для перемещения ис­ходной полосы в промежуточную полосу , ко­торая не должна совпадать ни с исходной, ни с линейной полосой, а вторая ступень преобразования необходима для перемещения промежуточной полосы в линейную полосу

Для линейной полосы частот, полученной в результате много кратного преобразования, введено понятие о виртуальной частоте преобразования.

Виртуальной частотой преобразования называется фиктивная несущая частота, с помощью которой можно было бы исходную полосу частот сигнала переместить в линейную (результирующую) полосу путем однократного преобразования. Иными словами, вир­туальной является такая частота в линейной полосе, которая со­ответствует нулевой частоте в исходном сигнале.

На рис. 2.10 приведен пример перемещения спектров частот при многократном преобразовании. Исходные полосы (0,15 - 3,55 кгц) 12 телефонных сигналов превращаются в общие линейные полосы / или // с применением трех ступеней преобразования¹). В первой ступени преобразования (индивидуальной) используется несущая частота 108 кгц для исходной полосы частот первого сигнала, 104 кгц— второго и, наконец, 64 кгц — для двенадцатого сигнала, после чего общая полоса частот 604-1108 кгц подвергается группо­вому преобразованию несущей частотой 340 кгц, в результате по­лучается промежуточная полоса 4004-448 кгц, которая, в свою очередь, преобразуется в линейную полосу частот / при помощи второго группового преобразования несущей частотой 484 кгц или в линейную полосу // при помощи второго группового преобразования несущей частотой 364 кгц.

Рис. 2.10

Для .линейной полосы / виртуальными частотами будут 36 кгц для первой исходной полосы частот, 40 кгц —для второй и 80 кгц — для двенадцатой. Для линейной полосы // виртуальными частотами будут 84 кгц для первой исходной полосы частот, 80 кгц — для второй и 40 кгц — для двенадцатой.