6. Контрольные вопросы
6.1. Дайте определения модуляции и демодуляции сообщений.
6.2. Объясните сущность передачи амплитудно-модулированных колебаний на одной боковой полосе.
6.3. Дайте сравнительную оценку исследуемых в лабораторной работе амплитудных модуляторов.
6.4. Дайте сравнительную оценку спектра частот амплитудно-, фазо- и частотно-модулированных сигналов при модуляции гармоническим сигналом (тоном одной частоты).
6.5. Для чего применяется модуляция сигналов?
6.6. Чем объясняется появление побочных высокочастотных составляющих в спектре выходного сигнала амплитудных модуляторов?
Лабораторная работа № 5
«Исследование частотной системы телеуправления двухпозиционными
объектами с использованием радиоканала»
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1.1. Изучение принципа работы частотной системы телеуправления (ТУ) двухпозиционными объектами.
1.2. Снятие амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) полосовых фильтров (ПФ) приёмника.
2. Основные теоретические положения
Физическая среда, по которой передаются сигналы, называется линией связи (ЛС) [1-5]. Одна и та же ЛС может служить одновременно для реализации нескольких каналов связи (КС). Для разделения КС используют частотный, временной и частотно-временной способы.
В зависимости от физической среды, используемой для передачи сигналов, выделяют КС по проводным линиям (воздушным или кабельным) и каналы радиосвязи (радиоканалы). В данной лабораторной работе исследуется система ТУ с каналом радиосвязи.
В системах ТУ на передающую аппаратуру воздействуют органы управления, установленные на диспетчерском пункте (ДП). В приемной аппаратуре управление объектами выполняется с помощью промежуточных объектных исполнительных устройств (электромагнитных реле или других коммутирующих элементов), установленных на контролируемом пункте (КП).
В системах телемеханики используются циркулярные и комбинационные методы избирания. Циркулярные методы избирания характеризуются отсутствием взаимной зависимости сигналов, передаваемых по КС. При этом используется временное, частотное и частотно-временное разделение сигналов. При частотном способе разделения каждый сигнал ТУ или телесигнализации (ТС) передается одним частотным импульсом переменного тока (радиоимпульсом) с определенным значением частоты колебаний.
При однородных импульсах с постоянной длительностью и постоянной амплитудой гармонических колебаний количество сигналов ТУ или ТС определяется по формуле:
M = nЧ,
где nЧ – количество частотных позиций.
Для двухпозиционных объектов, имеющих два состояния «включено» – «выключено», количество частотных позиций:
nЧ = 2NОБ.
При использовании частотного метода избирания с приданием импульсам качественных признаков (амплитудного или широтного) количество команд увеличивается:
M = k∙nЧ,
где k – число используемых качественных признаков сигнала.
Увеличение числа команд достигается при предварительном выборе позиции. В этом случае две частотные позиции служат для передачи сигналов «Включить» или «Отключить» для всех объектов одновременно.
При предварительном выборе позиции и k = 1 количество команд ТУ:
M = 2(nЧ – 2) = 2NОБ.
При групповом выборе число команд также увеличивается. Для двухступенчатого группового выбора в первой ступени производится выбор группы, а во второй – объекта в группе, при этом количество команд:
М = nЧ1∙nЧ2,
где nЧ1 и nЧ2 – количество частотных позиций в первой и второй ступенях.
Для многоступенчатого группового выбора:
М = nЧ1∙nЧ2∙…∙nЧS,
где s – количество ступеней выбора.
При этом общее количество частотных позиций:
.
Максимальное число сигналов будет при nЧ1 = nЧ2 = … nЧs = nЧi.
В этом случае число
команд равно
,
а количество групп kГР
= s
– 1.
В лабораторной работе исследуется система ТУ двухпозиционными объектами с использованием частотного метода избирания с предварительным выбором позиции при k = 1. Особенностью этой системы является использование радиоканала для передачи сигналов ТУ с передающего полукомплекта на приёмный.
На передающей стороне с помощью командных ключей и генераторов посылок, число которых равно числу частотных позиций nЧ, формируются частотные посылки, различающиеся частотой низкочастотного гармонического сигнала и поступающие в амплитудный модулятор, в котором высокочастотный гармонический сигнал (несущая) модулируется по амплитуде этой низкочастотной гармонической посылкой. Высокочастотные амплитудно-модулированные колебания излучаются антенной в окружающее пространство.
На приёмной стороне высокочастотные колебания демодулируются по амплитуде: происходит выделение первичного сигнала (низкочастотной гармонической посылки), который избирается по частоте с помощью приёмников частотных сигналов.
В исследуемой системе передачи данных количество частотных позиций nЧ = 6, следовательно, число команд ТУ составляет:
M = 2(nЧ – 2) = 8,
что позволяет управлять четырьмя двухпозиционными объектами.