Практическая работа «Изучение принципов частотного разделения каналов»

Цели работы:

• 
  понять принцип ЧРК;
  
• 
  научиться строить структурную схему N-канальной АСП с ЧРК с однополосной AM;
  
• 
  закрепить знания, полученные при изучении темы «Способы разделения каналов связи».
  

Задание:

1. 
   рассчитайте границы нижних и верхних боковых полос частот на вы­ходах индивидуальных модуляторов каждого из каналов;
   
2. 
   рассчитайте и постройте спектральную диаграмму группового сигнала N-канальной системы передачи с указанием границы полос, занимаемых каждым канальным сигналом. Определите ширину полосы частот группово­го сигнала. Начертите структурную схему N-канальной аналоговой системы передачи с ЧРК с однополосной AM.
   

Исходные данные приведены в табл. 8.1.

Исходные данные для аналоговой системы передачи с ЧРК
Номер варианта	Количество каналов в системе передачи (N)	Несущая частота нижнего канала	Полезная боковая полоса Н – нижняя В - верхняя
1	6	10	Н

3. Порядок выполнения:

1. 
   полоса первичных сигналов составляет 0,3... 3,4 кГц. Определите ши­рину спектра первичного сигнала
   

F = F₂ – F₁ = 3,4 - 0,3 = 3,1 кГц; (8.1)

2. 
   номиналы несущих частот для остальных каналов выбирают с учетом полосы расфильтровки, равной 0,9 кГц, чтобы спектры канальных сигналов не перекрывались. Следовательно, несущие должны отличаться друг от друга на 4кГц:
   

F_нec = 3,1+ 0,9 = 4 кГц. (8.2)

Например, если:

F_нес1 = 6 кГц и N=4;

F_нес2 = F_нес1+ 4 = 6 + 4 = 10 кГц;

F_нес3 = F_нес2 + 4 = 10 + 4 = 14 кГц;

F_несN= F_несN-1 + 4=14 + 4=18 кГц;

---

2. 
   определите границы диапазонов частот, занимаемые нижними и верх­ними боковыми полосами AM-сигналов на выходе амплитудного модулятора (F₁ = 0,3 кГц; F₂ = 3,4 кГц), например, 1 канал:
   

НБП: F_нecl - F₂ = 6 - 3,4 = 2,6 кГц; F_нecl + F₁ = 6 + 0,3 = 6,3 кГц;

ВБП: F_нec1 - F₁ = 6 - 0,3 = 5,7 кГц; F_нecl + F₂ = 6 + 3,4 = 9,4 кГц.

Для остальных каналов расчет производится аналогично, Результаты сведены в табл. 8.2

Диапазоны частот, занимаемые НБП и ВБП АМ – сигналов на выходе амплитудного модулятора
Каналы	НБП	ВБП
1	2,6…5,7 кГц	6,3…9,4 кГц
2	6,6 кГц	10,3…13,4 кГц
…	…	…
N	…	…

2. 
   полосовые канальные фильтры выделяют полезную боковую_____________(БП), т. е. на выходе фильтров будет частотный диапазон: ________________.
   

Например, ПФ выделяют полезную боковую — верхнюю (ВБП):

ПФ, — 6,3 ...9,4 кГц;

ПФ₂ — 10,3... 13,4 кГц;

ПФ₃ — 14,3... 17,4 кГц;

ПФ_N — ... кГц;

2. 
   на основе этих расчетов постройте спектральную диаграмму группо­вого сигнала (рис. 8.3);
   

2. 
   определите ширину полосы частот группового сигнала
   

F = 4 (8.3)

F= (F_max-F_min) +0,9; (8.4)

2. 
   изобразите структурную схему N-канальной аналоговой системы передачи с ЧРК с однополосной AM (см. рис. 8.1);
   
3. 
   ответьте на следующие вопросы:
   

а) как классифицируют кабели связи?

б) какие существуют направляющие среды, охарактеризуйте их?

в) как классифицируют системы передачи?

г) в чем заключается принцип ЧРК?

д) каково назначение элементов в структурной схеме СП с ЧРК?

о) как рассчитать ширину полосы частот группового сигнала?

---

ж) чему равна ширина спектра одного канала?

4. Содержание отчета. Практическая работа должна быть выполнена и отдельной тетради в виде отчета, который должен содержать: название и цель работы, исходные данные, расчет несущих частот каналов, расчет диапазонов частот, занимаемых НБП и ВБП AM-сигналов на выходе ампли­тудного модулятора, частотный диапазон на выходе фильтров, спектральную диаграмму группового сигнала, расчет ширины полосы частот группового сигнала, структурную схему системы передачи с ЧРК, ответы на контроль­ные вопросы.
Теория

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

Принцип частотного разделения каналов (ЧРК) состоит в том, что канал от канала отличается полосой частот.

ЧРК или FDM (от англ. Frequency Division Multiplexing — муль­типлексирование с частотным разделением каналов) применяется в аналоговых системах передачи (АСП).

Суть построения СП с ЧРК состоит в том, что спектр каждого исходного сигнала с помощью несущей частоты модулируется в определенную полосу частот, образуя канальные сигналы с не- перекрывающимися спектрами.

Структурная схема многоканальной системы с ЧРК показана на рис. 8.1.



Исходные сигналы в спектре 0,3... 3,4 кГц поступают на индиви­дуальные модуляторы (М). С генераторного оборудования (ГО) несущие частоты Г_нес подаются на модуляторы, где с помощью ам­плитудной модуляции формируются верхние и нижние боковые полосы (ВВП и НБП).

Полезная информация передается в верхней и нижней боко­вых полосах, несущая является переносчиком. Для повышения пропускной способности по каналу передают только одну боко­вую полосу (ВВП или НБП). Для этого используется полосовой фильтр (ПФ), который выделяет полезные сигналы своего канала (верхнюю или нижнюю боковую полосу) и не пропускает неис­пользованную боковую полосу.

В устройстве объединения

---

(УО) полученные канальные сигна­лы складываются и образуют групповой сигнал.

В связи с неидеальностью амплитудно-частотных характери­стик (АЧХ) фильтров присутствуют переходные помехи между ка­налами. Для устранения влияния соседних каналов между спек­трами каналов вводят защитный интервал, равный 900 Гц. Следо­вательно, ширина одного канала будет 4 кГц (3,4 - 0,3 + 0,9 = 4).

В передатчике (ПРД) групповой сигнал преобразуется в линей­ный. Каждому каналу в линейном тракте отводится свой частот­ный спектр. Так как модуляторы и фильтры ослабляют сигнал, в линейном участке его усиливают, тем самым увеличивая мощ­ность сигнала.

Приемник (ПРМ) усиливает, корректирует и преобразует ли­нейный сигнал в групповой. Полосовые фильтры ПФ выделяют из группового сигнала канальные спектры. Демодуляторы ДМ вос­станавливают первичный сигнал. Фильтры нижних частот ФНЧ выделяют первичный исходный сигнал и подавляют высокоча­стотные гармоники, появившиеся в процессе демодуляции.

Достоинством СП с ЧРК является простота преобразования и эффективное использование полосы частот, а недостатком — большое количество индивидуального оборудования.

Совокупность модуляторов, демодуляторов, полосовых филь­тров, передатчиков, приемников, усилителей передачи и прие­ма и ряда других устройств образует оконечные станции пере­дачи.

ТИПОВЫЕ ГРУППОВЫЕ ТРАКТЫ

Для передачи газет, сигналов изображения ТВ, высокоскорост­ной передачи данных требуется широкая полоса частот. Такая по­лоса частот образуется путем объединения соседних по частоте каналов ТЧ, и создаются типовые групповые тракты.

Групповой тракт — это совокупность технических средств, обе­спечивающая передачу сигналов электросвязи нормализованного числа каналов ТЧ в полосе частот, соответствующей данному груп­повому тракту.

Групповой тракт, параметры и структура которого соответству­ют принятым нормам, называют типовым.

Групповые тракты МСП с ЧРК создаются с помощью типового оборудования первичных, вторичных, третичных групп и групп более высокого порядка, а также оборудования сопряжения. На базе групповых трактов образуются сетевые тракты и потребите­лю предоставляются широкополосные каналы, необходимые для передачи сигналов, имеющих более широкую полосу, чем сигналы ТЧ (например, сигналы радиовещания, телевидения и др.).

---

Широкополосные каналы получаются подключением к оконча­ниям сетевых трактов каналообразующего оборудования, в со­став которого входят полосовые фильтры для формирования ка­нала, заграждающие фильтры для подавления широкополосного сигнала в полосе частот приемников группового контрольного сигнала и частот сетевого контроля, устройства амплитудного ограничения и амплитудно-частотной коррекции, регулирующий аттенюатор.

Широкополосным каналам, образованным на базе типовых групповых трактов, присваивают наименование одноименного группового тракта. В зависимости от числа нормализованных ка­налов групповые тракты называют:

• 
  предгрупповой широкополосный канал с полосой частот 12...
  
• 
  24 кГц на основе трех каналов ТЧ;
  
• 
  первичный широкополосный канал или первичная группа (ПШК или ПГ) с полосой частот 60... 108 кГц на основе 12 кана­лов ТЧ;
  
• 
  вторичный широкополосный канал или вторичная группа (ВШК или ВГ) с полосой частот 312...552 кГц на основе 60 кана­лов ТЧ;
  
• 
  третичный широкополосный канал или третичная группа (ТШК или ТГ) с полосой частот 812...2044 кГц на основе 300 каналов ТЧ;
  
• 
  четверичный широкополосный канал или четверичная группа (ЧШК или ЧГ) с полосой частот 2 108... 8 524 кГц на основе 1 500 каналов ТЧ.
  

В зависимости от полосы частот первичных сигналов, которые нужно передать, выбирается тот или иной широкополосный ка­нал.

ПОСТРОЕНИЕ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

Линейный тракт оснащается различными усилителями и про­межуточными усилительными станциями, компенсирующими за­тухание в линии. В качестве промежуточных усилительных стан­ций используют необслуживаемые и обслуживаемые усилитель­ные пункты. НУП стремятся выполнить менее энергоемкими, так как они дистанционно питаются от ОУП. Аппаратура ОУП и НУП служит не только для усиления многоканального аналогового сиг­нала, но и для коррекции амплитудно-частотных и фазо-частот­ных характеристик линейного тракта.

Для постоянства уровня и остаточного затухания каналов ли­нейные усилители снабжаются устройствами автоматической ре­гулировки усиления (АРУ) по контрольным частотам (КЧ). При ис­пользовании коаксиального кабеля длина усилительных участков в линейных трактах намного меньше, чем в системах передачи по симметричным кабелям. Поэтому устройства АРУ применяются и на участке НУП.

---

Смотрите также файлы

• Данные.doc

• Методические указания Оформить индивидуальный график (план) практики, на основании.docx

• Эффективности предприятия swot and pest analysis as a means of identifying ways to improve the economic efficiency.pdf

• Стратегический анализ факторов внешней и внутренней среды предприятия строительной отрасли.pdf

• 1. Определение основных расчетных показателей 4 Определение производимой продукции 5.docx