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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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