Файл: Коган В.С. Телеграфия и основы передачи данных учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 121
Скачиваний: 0
должен защитить приемное устройство данного канала от воздей ствия токов соседних каналов и от посторонних токов, поступаю щих с линии.
Усилители
Групповые тракты передачи и приема, а также индивидуальные приемники каналов содержат усилители. В современном оборудо вании частотного телеграфирования ламповые схемы усилителей полностью заменены транзисторными схемами.
Ограничители амплитуд
Как известно, затухание сигнала зависит от частоты, поэтому принимаемые с линии сигналы верхней частоты будут иметь мень шую амплитуду, чем сигналы нижней частоты, что приведет к ис кажению принятого сигнала.
Для того чтобы сигнал был принят без искажений, в приемник канала с ЧМ включается ограничитель амплитуд, на выходе кото рого получаются сигналы верхней и нижней частот с одинаковыми амплитудами. Необходимость применения ограничителя амплитуд поясняется на графике рис. 5.11.
а) без ограничителя амплитуд; б) с ограничителем амплитуд
На графике рис. 5.11а показаны частотномодулированные сиг налы, принимаемые по схеме без ограничителя амплитуд. Как вид но из графика 1, принимаемые сигналы верхней и нижней частот имеют различные амплитуды. Поэтому на графиках 3 и 4 выпрям ленные токи этих сигналов в приемном устройстве будут иметь различные форму и продолжительность, а следовательно, и сигна лы, передаваемые на телеграфный аппарат или, вернее, в приемном устройстве также будут иметь различную продолжительность (график 5), т. е. принятые сигналы в данном примере будут иметь преобладание на плюс.
ИЗ
На графике рис. 5.116 показаны частотномодулированные ко лебания, принимаемые по схеме с ограничителем амплитуд. На графике 2 показаны сигналы на выходе ограничителя амплитуд. Эти сигналы для верхней и нижней частот имеют одинаковую фор му. Поэтому и сигналы постоянного тока на выходе приемника канала с ЧМ (график 5) имеют одинаковую продолжительность плюсовых и минусовых единичных элементов.
В аппаратуре частотного телеграфирования применяются диод ные ограничители амплитуд, принцип работы которых поясняется схемой рис. 5.12. Диоды Д,1 и Д2 включены последовательно с ба-
Рис. 5.12. Схема диодного ограничи- |
Рис. 5.13. Характери- |
|
теля амплитуд |
стика диодного огра |
|
|
ничителя |
амплитуд |
тареей смещения Есм, полярность которой выбрана так, что оба диода заперты. По переменному току диоды Дд и Д2 включены в противоположных направлениях. Оба диода подключены парал
Rлельно обмотке // трансформатора Тр. Зави симость сопротивления диодов Д! и Д2 от ве
.1 |
1 |
личины и полярности напряжения, приложен |
||||||
|
ного к точкам а и б схемы, |
показано на рис. |
||||||
|
5.13. Для |
диода Д 4 на |
графике 1, для диода |
|||||
fyt* |
Д2 — на графике 2. |
Зависимость |
суммарного |
|||||
|
сопротивления диодного моста от напряжения |
|||||||
|
Ц%+Ди |
на входе приведена ,на рис. 5.14. |
сигнала на |
|||||
|
Пока амплитуда |
напряжения |
||||||
|
|
входе |
ограничителя |
амплитуд не |
превышает |
|||
Рис. 5.14. Зависи- |
заданной |
величины |
напряжения |
£/вх, сопро- |
||||
мость сопротивления |
тивление |
диодного |
моста |
очень |
велико. По- |
|||
ограничителя ампли- |
этому приложенное |
напряжение |
практически |
|||||
его входе |
без |
потерь поступает |
на |
выход |
ограничи |
|||
|
|
теля амплитуд. Если входное напряжение воз |
||||||
растает на величину AU (рис. 5.14), то сопротивление моста умень |
||||||||
шается и через него |
потечет ток, создающий |
на |
резисторе R t (см. |
рис. 5Л2) падение напряжения Д£/4.
Напряжение на выходе ограничителя амплитуд будет
^вых = U BX + A U — A U X. |
(5.7) |
Параметры схемы ограничителя амплитуд подбираются таким образом, чтобы получилось равенство AU —AUi, поэтому, как видно из ф-лы (5.7), напряжение на выходе ограничителя амплитуд прак тически не меняется при повышении напряжения на его входе.
114
Демодуляторы
Так же как и схемы модуляторов, схемы демодуляторов можно подразделить на индивидуальные и групповые.
Групповые демодуляторы имеют такую же схему, как и груп повые модуляторы (см. рис. 5.10), и используются в групповых приемных трактах для преобразования амплитудномодулированпых сигналов, поступающих с линии, в исходный частотномодулированный сигнал. Для каналов с AM процесс демодуляции выра жается в детектировании принимаемых сигналов, т. е. в выпрям лении сигналов переменного тока и превращении их в сигналы постоянного тока.
Индивидуальные демодуляторы для каналов с ЧМ состоят из частотных и амплитудных детекторов. Частотный детектор с резо нансными колебательными контурами преобразует принимаемые частотномодулированные сигналы в амплитудномодулированные. Схема частотного и амплитудного детекторов, применяемая в ап паратуре ТТ-il7П и ТНТ-6, показана на рис. 5.15.
Рис. 5.15. Схема частотного и амплитудного детектора ЧМ
Резонансные контуры CiLt и С2Г2 включены последовательно в коллекторную цепь транзистора Тi, который включается после ограничителя амплитуд по схеме усилителя мощности. Верхний
контур настроен |
на |
верхнюю |
частоту |
|
|
|
||
сигнала, |
а |
нижний |
контур — на ниж |
|
|
|
||
нюю. При протекании по обоим конту |
|
|
|
|||||
рам тока, модулированного по частоте, |
|
|
|
|||||
их сопротивление изменяется с измене |
|
|
|
|||||
нием частоты (рис. 5.16). В момент при |
|
|
|
|||||
ема сигнала с верхней частотой fB макси |
|
|
|
|||||
мальное сопротивление ZMa„c имеет верх |
|
|
|
|||||
ний контур, |
а сопротивление |
нижнего |
Рис. |
5 16. Изменение вели |
||||
контура при этом |
минимально. Так как |
|||||||
через оба контура протекает один и тот |
чины |
входных |
сопротивле |
|||||
ний |
контуров |
ЧД в зави |
||||||
же коллекторный ток, |
то падение напря |
симости от |
частоты |
|||||
жения на |
контуре с |
большим |
сопротив |
|
|
|
лением будет соответственно больше, чем падение напряжения на контуре с меньшим сопротивлением.
Амплитудный детектор (двухполупериодный выпрямитель) АД( получит большее напряжение, чем АД2. Выпрямленный этим де тектором ток через усилитель постоянного тока, собранный на
115
транзисторе Тг, воздействует на приемное электронное реле ЭР таким образом, что на выходе ЭР образуется положительный сиг нал 'постоянного тока, который и поступает через приемное устрой ство ПТУ в приемный телеграфный аппарат.
При изменении частоты принимаемого сигнала от ,/в до /н со противление верхнего контура становится минимальным, а ниж него — максимальным, соответственно этому большее напряжение получает АДг. Выпрямленный этим детектором ток через усили тель постоянного тока (транзистор Т3) воздействует на приемное электронное реле таким образом, что на его выходе образуется отрицательный сигнал постоянного тока, который и поступает че рез ПТУ в приемный телеграфный аппарат.
Электронное реле
Принцип работы и преимущества электронных реле были рас смотрены в гл; 4. В современной аппаратуре частотного телегра фирования во всех приемных устройствах электромеханические телеграфные реле заменены электронными.
5.5. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА КАНАЛА С ЧМ И ЕГО ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Структурная схема канала частотного телеграфирования при ЧМ приведена на рис. 5.17. Форма частотномодулированных сигна лов в канале с ЧМ изображена на диаграммах рис. 5.18. В инди-
Рис. 5.17. Структурная схема канала с ЧМ
П р и м е ч а н и е . |
Цифры I, 2, 3 и т. д., указанные на схеме, обозначают но |
мера диаграмм на рис. 5.18, где показана форма колебаний сигнала в данных |
|
точках канала |
|
видуальный тракт |
канала частотного телеграфирования входит |
передатчик и приемник.
Принцип работы передатчика заключается в следующем. На вход частотного генератора-модулятора ЧМГ поступают двухпо люсные сигналы постоянного тока от приемного устройства ПТУ. ЧМГ преобразует эти сигналы в чаетотномодулированные колеба ния: положительным сигналам иа входе ЧМГ соответствует сигнал нижней частоты fH, а отрицательным — верхней частоты / в. Далее частотномодулированный сигнал поступает на полосовой фильтр передачи ПФПер, который ограничивает ширину передаваемого спектра частот. При работе в схеме фильтра возникают нестацио нарные процессы, в результате чего форма сигнала на выходе ПФцер искажается.
116
|
Приемник канала с ЧМ работа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ет следующим образом. Принимае |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
||||||||
мые с линии частотномодулирован- |
|
|
|
|
|
|
|
п |
: - |
1 |
* |
||||||||
ные колебания попадают на поло |
h |
ШАЛА)flii/i/i/i/i! |
|
||||||||||||||||
совой фильтр приема ПФпр, кото |
ш |
|
э |
||||||||||||||||
рый выделяет из всего принимаемо |
|
Ш |
V |
1 /1 / |
l/l/lluulj |
i |
|||||||||||||
го |
спектра |
частот |
частоты |
только |
|
|
|
J |
|
|
_, |
|
|
|
|
||||
данного канала. Далее сигналы |
M i l |
|
1 /1 i/i/I |
/ \ |
/ |
|
|
1 |
t |
||||||||||
усиливаются |
усилителем |
|
приема |
.111/1/1 |
1 |
|
|
|
|
Of. |
|||||||||
Успр (см. рис. 5.(18), амплитуда сиг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
налов ограничивается в ограничите |
1/1/1/1/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ле |
амплитуд |
ОА). |
Ограничивание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(срезание) |
положительных |
и отри |
ш |
щ |
/ |
w |
v |
y |
v |
У Ш |
|
|
|||||||
цательных верхушек амплитуд сиг |
|
|
|||||||||||||||||
нала |
почти |
полностью |
устраняет |
|
|
|
|
л |
л |
|
U ллллл |
|
|||||||
влияние |
колебаний |
уровня |
сигнала |
\I\J\J\I\J 1/И |
|
£ |
|||||||||||||
в линии |
(канале тональной часто |
|
|
|
1 VI/I/IM/V |
||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
-1 |
|
1 |
|
||||||||||
ты) |
на |
|
длительность принимаемых |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
ЛлЛЛАЛЛЛ /СДД А /\ /А ДЛЛЛАА |
^ |
|||||||||||||||||
телеграфных |
сигналов. |
|
сигнал |
' Wl OTI / VVj у |
|
|
y>vVvVU |
||||||||||||
|
После |
ОА принимаемый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
попадает в частотный детектор ЧД, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1* |
|||||||||
который |
преобразует частотномоду- |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|||||||||
лированный |
сигнал |
в амплитудно- |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
||||||
модулированный. Амплитудные де |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
текторы АД( и АД2 выпрямляют то |
|
|
|
|
|
|
|
) r ' |
|
t |
|||||||||
ки амплитудномодулированных сиг |
+ |
|
|
|
|
|
— ± — |
L_*_ |
|||||||||||
налов. |
Выпрямленный ток управля |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
ет работой |
электронного |
реле ЭР, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
ь |
||||||
Рис. 5.18. Форма частотномоду- |
|||||||||||||||||||
которое и коммутирует двухполюс |
лнрованных |
сигналов |
в канале |
с |
|||||||||||||||
ные сигналы |
постоянного |
|
тока на |
|
|
|
|
|
ЧМ |
|
|
|
|
||||||
выход канала. |
|
|
|
|
|
|
е AM в нашей стра |
||||||||||||
|
Аппаратура частотного телеграфирования |
не не применяется, так как она может обеспечить устойчивую ра боту лишь на небольшие расстояния. Для того чтобы еще раз убе диться в этом, помимо рассмотренного ранее графического срав нения каналов с AM и ЧМ, проведем в табл. 5.1 аналитическое сравнение основных характеристик каналов с AM и ЧМ.
Таблица 5.1
АНАЛИТИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАНАЛОВ С AM и ЧМ
Основные характеристики канала частотного телеграфирова |
Способ модул яции |
|
ния |
AM |
ЧМ |
Допустимые изменения уровня приема на входе ка |
|
от —17,41 |
нала относительно номинального, дБ |
± 6 ,1 |
|
|
|
до. +8,69 |
Номинальная помехозащищенность, дБ
Собственные искажения канала, %
30,4
1 о
17,4
Зн-5
117
5.6. АППАРАТУРА ТТ-17ПЗ
Аппаратура тонального телеграфирования типа ТТ-17ПЗ позво-
.ляет в четырехпроводном стандартном канале тональной частоты выделить 17 дуплексных телеграфных каналов, работающих по спо собу частотной модуляции.
Ширина канала — 140 Гц. Девиация частоты — 50 Гц. Расстоя ние между средними частотами соседних каналов — 180 Гц. Мак симально допустимая скорость телеграфирования — 75 Бод.
Эта аппаратура устанавливается для организации магистраль ных связей, но в отдельных случаях используется также и на внут риобластных связях. В качестве оконечной телеграфной аппарату ры можно использовать как стартстопиые, так и синхронные ап параты.
Аппаратура ТТ-17ПЗ построена по групповому принципу, при котором, помимо индивидуального оборудования передачи и при ема каждого канала, имеется общее оборудование, используемое
для |
группы каналов. Оборудование можно подразделить (рис. |
||
5.19) |
на: |
|
|
— и н д и в и д у а л ь н о е |
о б о р у д о в а н и е |
п е р е д а ч и : |
ЧМГ — частотный генератор-модулятор, ПФПер — полосовой фильтр передачи;
— и н д и в и д у а л ь н о е |
о б о р у д о в а н и е п р и е м а : |
ПФпр |
— полосовой фильтр приема, |
ПР — приемник, состоящий |
из уси |
лителя, ограничителя амплитуд, частотного детектора, усилителя постоянного тока и электронного реле;
— г р у п п о в о е о б о р у д о в а н и е п е р е д а ч и ГМ — груп повой модулятор, ГПФпер — групповой полосовой фильтр передачи, ГУпер — групповой усилитель передачи;
— г р у п п о в о е о б о р у д о в а н и е пр ие ма : ГФпр — груп повой фильтр приема, ГУпр — групповой усилитель приема, ГДМ — групповой демодулятор;
— л и н е й н о е о б о р у д о в а н и е п е р е д а ч и и п р и е м а .
Принцип работы индивидуальных элементов канала с ЧМ был пояснен в предыдущих разделах, поэтому здесь целесообразно рас смотреть лишь вопрос группового преобразования частот этой ап
паратуры. Каналы этой аппаратуры |
разбиты |
на три |
группы, а |
в качестве исходной группы частот |
приняты |
частоты |
11 группы |
(каналы 7—12). Линейный спектр частот аппаратуры образуется двукратным групповым преобразованием исходных частот. Исход ными несущими частотами являются частоты: 1,53; 1,71; 1,89; 2,07; 2,25 и 2,43 кГц {значение F„ для каждого канала можно опреде лить по ф-ле (5.4), подставляя соответственно п= 7, п = 8 и т. д.].
Линейный спектр частот I группы каналов образуется моду ляцией тока несущей частоты (групповой) 2,88 кГц, получаемой от группового генератора ГГ» этой группы, токами исходной шести канальной группы 1,53-у2,43 кГц. В качестве группового модуля-
118