3.Радіорелейні лінії звязку з часовим розподілом каналів
При тимчасовому ущільненні ліній зв'язку передача сигналів окремих каналів виробляється послідовно в часі. Принцип тимчасового ущільнення заснований на тім, що будь-який безупинний сигнал можна передати по лінії зв'язку за допомогою його окремих (дискретних) значень, що випливають друг за другом через визначені проміжки часу. Пояснимо це положення за допомогою
Рис. 714. До пояснення принципу передачі безупинного сигналу за допомогою імпульсної послідовності:
а)напряжениепередаваемого сигналу,
б)послідовність імпульсів, модулированнаяпередавамым сигналом;
в)напряжениесигнала на виході фільтра нижніх частот
Рові 7.15 До пояснення прншцмпа тимчасового ущільнення: а) сигнал каналу 1; 6) сигнал каналу 2; в) сигнал у лини» зв'язку
Шляхом впливу цього безупинного сигналу на послідовність імпульсів його перетворять у дискретний сигнал (мал. 7 146), що і передається. На прийомному кінці лінії зв'язку установлюється фільтр нижніх частот, не проникну частоту проходження імпульсів, але проникний верхню частоту спектра переданого сигналу (частота проходження імпульсів обов'язково вибирається вище верхньої частоти спектра переданого сигналу). На виході фільтра в цьому випадку буде безупинний сигнал, аналогічний переданому (мал. 7.14в).
Розглянуте явище показує, що передача безупинного сигналу за допомогою його дискретних значень можлива. У цьому випадку виявляється, що лінія зв'язку буває зайнята тільки в проміжки часу, коли випливають імпульси даного повідомлення, а весь інший час вона вільна.
У проміжку часу між двома сусідніми імпульсами даного повідомлення по лінії зв'язку можна передавати імпульси інших повідомлень, тобто по одній лінії зв'язку за допомогою системи тимчасового ущільнення можна передавати відразу кілька повідомлень. Принцип тимчасового ущільнення пояснюється на мал. 7.15. Імпульсні сигнали каналу 1 (мал. 7.15а) і каналу 2 (мал. 7.156) утворять груповий сигнал з тимчасовим ущільненням для двох каналів. Очевидно, що для передачі корисного сигналу за допомогою його дискретних значень необхідно, щоб частота повторення імпульсів була досить високою. Частота повторення імпульсів у даному випадку визначається так називаною теоремою Котельникова. Відповідно до цієї теореми частота проходження імпульсів Fr при передачі з їхньою допомогою безупинних сигналів з верхньою частотою спектра, рівної Fмакс, визначається наступним вираженням:
Ft>2FmKt (7.1)
чи для періоду проходження імпульсів
Tl<1/2Fwmt, (7.2)
т е. частота проходження імпульсів повинна бути не менш чим у 2 рази більше максимальної частоти спектра переданого повідомлення.
Оскільки найвища частота спектра телефонного повідомлення дорівнює 3400 Гц, те при передачі телефонних повідомлень способом тимчасового ущільнення обрана частота проходження імпульсів Fu рівна 8000 Гц відповідно до співвідношення (7.1). Легко підрахувати, що період повторення імпульсів у цьому випадку буде дорівнює
Т1 =125 мкс, тому що Ті= 1/Fi.
Розглянемо тепер, яке ж кількість телефонних каналів можна організувати по одній лінії зв'язку за допомогою системи тимчасового ущільнення. Нагадаємо, що при передачі телефонного повідомлення імпульси повинні випливати друг за другом через проміжки часу, рівні 125 мкс. Виходить, для того, щоб передати по лінії зв'язку по одному імпульсі кожного повідомлення, мається 125 мкс. Природно, що кожен електричний імпульс триває якийсь час. Практично, тривалість імпульсів складає трохи десятих часток мікросекунди (близько 0,5 мкс). У кожного імпульсу існує якийсь час наростання фронту і час спаду, при цьому не можна допустити, щоб фронт наступного імпульсу збігся за часом зі спадом попереднього імпульсу, що неминуче викликає взаємні перешкоди в каналах. Кожен наступний імпульс може випливати в лінії зв'язку тільки після того, як закінчиться попередній (мал. 7.16).
З обліком усіх приведених вище розумінь імпульси сусідніх каналів можуть випливати друг за другом через час порядку
Рис.
7.16. у часі імпульсів двох сусідніх
каналів
Необхідно помітити, що в принципі по одній лінії зв'язку за допомогою цієї системи можна організувати і більше число телефонних каналів, однак це зажадає істотного ускладнення всього комплексу апаратури тимчасового ущільнення, що економічно для випадку РРЛ невигідно. Наприклад, для того, щоб зменшити час наростання фронту і час спаду необхідно розширити смугу пропущення апаратури, що неминуче приведе до її ускладнення.
Практично, на радіорелейних лініях з тимчасовим ущільненням, організується до 28 телефонних каналів. Застосовуються такі РРЛ в основному на залізничному транспорті, газопроводах і т. д Одночасно необхідно відзначити, що РРЛ із тимчасовим ущільненням мають деякі переваги в порівнянні з РРЛ, що використовують частотне ущільнення. Зокрема, радіоустаткування таких ліній трохи простіше устаткування РРЛ із частотним ущільненням. Трохи кращої в цьому випадку буде і перешкодозахищеність у телефонних каналах. Основним недоліком РРЛ із тимчасовим ущільненням є та обставина, що з їхньою допомогою неможлива передача сигналів інформації, що займають широкий спектр частот (зокрема, телевізійних сигналів).
Розглянемо найпростішу структурну схему приемопередающей апаратури тимчасового ущільнення На рис 7 17а приведена структурна схема передавальної частини апаратури тимчасового ущільнення. Генератор тактових імпульсів генерує послідовність імпульсів з частотою 8 кгц. Ця послідовність подається, по-перше, у пристрій формування синхронізуючих імпульсів С и, по-друге, у лінію затримки ЛЗ Пристрій З формує послідовність синхроімпульсів, що випливають з частотою 8 кгц, але отличающихся від всіх інших імпульсів яким-небудь одним параметром, наприклад, амплітудою (мал. 7.176). Синхронізуючі імпульси необхідні для забезпечення нормальної роботи апаратури тимчасового ущільнення на прийомному кінці лінії зв'язку
Лінія затримки має число виходів, рівне числу каналів, утворених у лінії зв'язку. На кожнім виході лінії затримки утвориться послідовність імпульсів, що випливають з частотою 8 кгц, зрушена в часі щодо послідовності на вході ЛЗ і послідовностей на кожнім з інших її виходів.
Рис
7 17 Побудова
систем связзи
з
тимчасовим
ущільненням: а) структурна схема
передавальної частини, б) послідовність
імпульсів у лінії зв'язку, в) структурна
схема прийомної частини
На прийомному (мал. 7.17в) кінці послідовність імпульсів, що приходять з лінії зв'язку, надходить, по-перше, на пристрій виділення синхроімпульсів ВР, а по-друге, на всі канальні демодулятори КД. Пристрій виділення синхроімпульсів виділяє синхроімпульси і з їх допомогою запускає генератор тактових імпульсів ГТИ. Таким чином, робота цього генератора виявляється синхронної з роботою аналогічного генератора на передачі. Послідовність тактових імпульсів з частотою 8 кгц із виходу ГТИ надходить на вхід лінії затримки JI3. Лінія затримки має також число виходів, рівне числу каналів N. На кожнім виході JI3 утвориться послідовність імпульсів, кожний з який попадає в канальний демодулятор тільки в той момент часу, коли на цей демодулятор з лінії зв'язку надходить саме імпульс даного каналу. Демодулятори працюють таким чином, що вони бувають відкритими тільки в тому випадку, якщо на них надходить сигнал з лінії затримки, тобто будь-який демодулятор відкритий при приході на нього імпульсу даного каналу і закритий при надходженні на нього всіх інших імпульсів. Слідчий але, на виході кожного канального демодулятора буде утворюватися сигнал відповідного каналу.
Висновок: Існують різні способи імпульсної модуляції, кожний з який має свої визначені переваги і недоліки, багато хто з них досить широко використовуються в апаратурі тимчасового ущільнення, однак у цієї лекціє ці способи не розглядаються, і тому докладні схеми апаратури тимчасового ущільнення при різних видах імпульсної модуляції тут не приводяться. Апаратура тимчасового ущільнення встановлюється звичайно безпосередньо на радіорелейних станціях, у те час як апаратура частотного ущільнення встановлюється завжди на міжміських телефонних станціях