6 Аналогові системи передавання інформації

6.1 Формування і передавання сигналів в аналогових системах передавання

В аналогових системах здійснюється передавання неперервних сигналів, які можуть приймати нескінченну кількість значень за кінцевий інтервал часу. Для організації на одній лінії великої кількості каналів, найчастіше в таких системах використовують метод частотного розподілу каналів. Для найбільш ефективного використання коштовних лінійних споруд бажано у певній смузі частот розташувати якнайбільше каналів, тобто спектр частот для сигналу одного каналу повинен бути якнайвужчим.

Для амплітудної модуляції характерним є найвужчий спектр сигналу, що складається з коливання-носія та двох бічних смуг частот. Виходячи з цього у більшості випадків використовується амплітудна модуляція. Модуляція переносника первинним сигналом здійснюється у модуляторі, на який подається сигнал від джерела повідомлення і коливання-носій, що виконує функцію переносника. Кількість таких модуляторів дорівнює кількості каналів у системі передавання.

П ередавання канального сигналу, який вміщує в собі коливання-носій і дві бічних смуги частот недоцільне тому, що ширина спектра цього сигна­лу Δf_k удві­чі більша ніж ширина спектра первинного сигналу Δf_c. В той самий час передавання обох бічних смуг необов’язкове, тому що вони несуть однакову інформацію про первинний сигнал. Коливання-носій взагалі не містить інформації про первинний сигнал, хоча основна потужність амплітудно-модульованого сигналу припадає саме на коливання-носій. Якщо глибина модуляції m_a = 0.2, то потужність коливання-носія в 100 разів більша, ніж потужність бічних частот.

Сучасні системи передавання з частотним розподілом каналів використовують метод передавання однієї бічної смуги частот без коливання-носія. На виході модулятора вмикається смуговий фільтр, який придушує верхню або нижню бічну смугу частот. Коливання-носій придушується, у більшості випадків, в самому модуляторі. Сполучення модулятора і фільтра називають перетворювачем частоти. При використанні цього метода спектри первинного та канального сигналів мають однакову ширину Δf_k = Δf_c. Зрозуміло, що порівняно з передаванням повного амплітудно-модульованого сигналу передавання однієї бічної смуги дозволяє удвічі збільшити кількість каналів у смузі частот лінії зв’язку, тобто збільшити ефективність експлуатації лінійних споруд. Крім цього з’являється можливість використання всієї потужності сигналу для передавання інформативного сигналу.

а – передавач; б – лінія зв’язку з підсилювачами; в - приймач

Рисунок 6.1 – Структура системи передавання аналогової інформації

Разом з тим, використання даного метода призводить до ускладнення приймальної частини аналогової системи передавання, тому що з’являється необхідність відновлення коливання-носія на приймальній частині. Частота цього коливання повинна співпадати з частотою коливання-носія на передавальній частині. Для перетворення канального сигналу на первинний у приймачі встановлюють амплітудний детектор. Якщо передається повний сигнал, то на вхід демодулятора поступають складові з частотами f_н, f_н + f_c та f_н - f_c. За допомогою демодулятора виділяють початковий сигнал f_c та придушують всі інші складові. Якщо передається одна бічна частота, наприклад f_н + f_c, то сигнал f_н потрібно формувати у приймачеві та подавати на демодулятор. Структурна схема засобу передавання інформації наведена на рисунку 6.1. Особливістю даної схеми є те, що сигнал, який передається до лінії зв’язку необхідно попередньо підсилити, тому що модулятори і фільтри ослаблюють відповідні канальні сигнали, а разом з тим зменшується і потужність групового сигналу.

Якщо з виходу передавача виходить сигнал потужністю Р_пер, то на вході прийма­ча цей рівень зменшується і складає:

Р_пр = Р_пер - αl , (6.1)

де l - довжина лінії;

α - коефіцієнт згасання.

Потужність сигналу на вході приймача становить:

. (6.2)

Тобто, потужність сигналу під час передавання зменшується у ра­зів. Для компенсації зменшення потужності необхідно потужність вихідного сигналу передавача збільшити на цю саму величину. Якщо довжина лінії становить 100 Км і для 24-канальної системи максимальна частота складає 108 КГц, коефіцієнт згасання складає 1,75 дБ, то для рівня передавання - 1 дБ:

αl = 175 (дБ) ,

Р = (мВт)  250 (млрд. КВт).

Для прикладу можна зауважити, що потужність однієї електростанції не перевищує 10 млрд. КВт. Тому підсилювачі розташовуються рівномірно за всією лінією зв’язку. Сукупність лінії передавання та підсилювальних станцій утворює лінійний тракт. Частина лінії між двома підсилювальними станціями називається підсилювальною ділянкою.