Файл: Емельянов Г.А. Передача дискретной информации и основы телеграфии учеб. для вузов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 273
Скачиваний: 3
выходе канала соизмеримо или больше амплитуды полезного сиг нала, а интервалы следования т значительно превышают длитель ность переходного процесса в канале ft^> 1/(2AF)]. Здесь At — длительность мешающего воздействия в линейном тракте, т — расстояние между смежными импульсными помехами, AF — поло са эффективно передаваемых частот канала.
Причинами помех в каналах связи являются собственные шу
мы аппаратуры (тепловые, пульсации напряжений), |
внятные и не |
||||||||||||
внятные |
переходные |
разго- |
а / |
tH/ |
|
|
|
|
|||||
воры с других систем, нели- |
t |
|
|
|
|
||||||||
нейные переходы |
с других |
1 |
г~ У |
|
|
|
|
||||||
каналов, |
а |
также |
|
влияние |
|
|
|
|
|
|
|||
внешних |
источников |
(грозо |
|
|
|
|
|
|
|||||
вые |
разряды, радиостанции, |
|
|
|
|
|
|
||||||
линии электропередачи, |
про |
|
|
|
|
|
|
||||||
мышленные |
|
электроуста |
|
|
|
|
|
|
|||||
новки) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плавные |
изменения |
уро |
|
|
|
|
|
|
|||||
вня |
принимаемого |
сигнала в |
|
|
|
|
|
|
|||||
каналах |
с амплитудной |
мо |
|
|
|
|
|
|
|||||
дуляцией |
вызывают |
искаже |
|
|
|
|
|
|
|||||
ния типа преобладания. Рас |
|
|
|
|
|
|
|||||||
смотрим |
изменение |
уровня |
|
|
|
|
|
|
|||||
на выходе амплитудного де |
|
|
|
|
|
|
|||||||
тектора от величины Ui до |
|
|
|
|
|
|
|||||||
U2 (рис. |
8.26 |
а), |
в |
резуль |
|
-Лр,дБ-В,7 |
-4,3 |
4,3 |
8,7 |
130 Ар,дБ |
|||
тате |
которого |
регистрирую |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
щее |
устройство |
сработает |
Рис. 8.26. Влияние |
изменения |
уровня |
||||||||
не в точке Л а в точке |
Д и |
||||||||||||
принимаемая |
посылка |
уко |
при AM (а) |
на величину |
краевых иска |
||||||||
|
|
жений |
(6) |
|
|
||||||||
ротится. |
Величина |
этого |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
укорочения |
на переднем |
фронте Аі\ = ГД определяется из треуголь |
|||||||||||
ника |
АБВ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
\сУ. |
|
|
|
(8.65) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Полное укорочение импульса |
составит |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
At |
2М1 = |
ЦЛі-і |
|
|
(8.66) |
|||
а величина |
преобладания |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-Ар |
|
|
|
|
|
|
|
б п |
р = |
±L 100% = |
|
| (10"55- _ 1) | ЮОо/о, |
|
(8.67) |
||||
|
|
|
|
|
т 0 |
|
|
At |
|
|
|
|
|
где AF — эффективная полоса частот канала, Гц; В — скорость передачи дискретной информации, бод; Ар — изменение уровня сигнала, дБ.
Зависимость искажений типа преобладания, представленная на рис. 8.266, показывает, что при уменьшении напряжения сигнала в два и более раз (Ар^—6,1 дБ) прием становится невозможным.
Для уменьшения искажений в приемниках |
аппаратуры переда |
чи дискретной информации с A M применяют системы АРУ. Однако |
|
вследствие некоторой инерционности системы |
АРУ при скачкооб |
разных изменениях уровня сигнала у первых посылок могут воз никнуть значительные искажения, определяемые ф-лой (8.67).
Как показали исследования ЧМ, скачки уровня вызывают пере ходные процессы частоты, краевые искажения от которых характе
ризует выражение |
|
|
|
|
0,04 А р — 100%, |
(8.68) |
|
|
Л F |
|
|
где Ар — величина |
скачка уровня, дБ. Как видно из пунктирных |
||
кривых рис. 8.266, краевые искажения |
при ЧМ значительно |
мень |
|
ше, чем при AM . |
|
|
|
Кратковременные |
перерывы также |
приводят к появлению |
крае |
вых искажений. Так, например, в случае A M |
|
||
|
6 = 2A^ K p n e p B100%, |
(8.69) |
|
Рис. 8.27. Сдвиг рабочих частот при ЧМ
где AtKp пер — длительность пере рыва.
Вканалах проводной связи и,
вчастности, в каналах тональной частоты имеют место сдвиги ча
стот задающих генераторов на передаче и приеме, что приводит к краевым искажениям типа пре обладания в каналах с ЧМ. При сдвиге частот df точка срабаты вания приемника смещается на величину (см. треугольники АОВ и ОДС на рис. 8.27)
Ah = = ^ , |
(8.70) |
где ta — время нарастания переходного процесса; А/ — девиация частоты.
Полное укорочение посылки А/ = 2 А ^ а величина преобладания составит
Зп р = A tB 100 % |
= |
|
taB |
100 о/0. |
|
(8.71) |
||
С учетом того, |
что |
|
время |
|
нарастания |
при |
ЧМ |
|
tH~ 1/AF, получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-•пр |
\df\ |
В |
100% |
|
(8.72) |
||
|
|
l±f |
A F |
|
о . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
- 174
При |
передаче |
данных по каналам тональной частоты |
(df^ |
sgC±5 |
Гц) искажения типа преобладания очень малы ( б п р ^ 1 % ) , |
||
а при тональном |
телеграфировании достигают значительных |
вели |
|
чин («пр>1Ю%). |
|
|
|
П р и м е р . 1. Передача данных: В = 1200 бод, Д/ = 500 Гц, AF=3000 Гц,
df=5 Гц:
5-1200 б п Р ~ 1 Ь ^ о о о " = с м % -
2. Тональное телеграфирование: 5 = 5 0 бод, Д^=30 Гц, Af=80 Гц, сЦ=
==5 Гц:
5-50 °пР : 30-80: = 10%.
Скачки фазы вызывают краевые искажения при ЧМ, A M и в не которых случаях при ФМ. Так, например, при ЧМ величина иска жения составляет
б = 0,4В |
tg Дер 100%, |
(8.73) |
где Аф - скачок фазы. Из ф-лы (8.73) следует, что особенно опас ны скачки фазы, приближающиеся к 180°, так как tg —
Т а б л и ц а 8.2
Тип моду |
Величина искажений 6, % |
Максимальная величи- |
|||
на искажений б м а к С , %\ |
|||||
ляции |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
—Д р |
—Д а |
- А р |
|
AM |
2-1о'"2 °_ 10~2 °"в100 |
2-Ю 2 0 В100 |
|||
|
Л F |
Д F |
|||
|
—Д р |
—Д а |
- А р |
||
ЧМ |
|
|
|
10 2 0 вюо |
|
|
AF |
Д / |
Д F |
||
|
—Д р |
—Д а |
- Д р |
||
ФМ |
|
|
|
10 2 0 ВЮО |
|
|
|
Д F |
Д F |
||
примечание
Др—разность уровней сигнала и помехи на входе приемного фильтра, дБ
Да—разность между за туханием приемного филь тра на частоте помехи и на средней частоте, дБ
ДF—ширина канала на уровне 6,1 дБ
Д/п—разность между частотой помехи и средней частотой канала
с— коэффициент, зави сящий от девиации часто ты Д t
Гармонические помехи являются причинами появления краевых искажений при всех видах модуляции (см. табл. 8.2).
-30
/ |
/ |
1 \ |
/ |
і |
\ \ |
J |
Л |
і |
\ / |
і |
\ Ч \ |
|
|
-uf |
0 |
+Af |
|
Рис. 8.28. Зависимость искажений от частоты гармонической помехи при-.
/ — AM; 2 — ФМ и 3 — ЧМ
Зависимости |
краевых искаже |
|
ний от частоты |
помех, представ |
|
ленные на рис. 8.28, |
показывают, |
|
что наименьшей |
защищенностью |
|
обладают каналы |
с A M , вдвое |
|
лучшей с ФМ, при ЧМ помехоза щищенность еще выше и лишь в областях двух «горбов» такая же, как при ФЛІ.
Амплитуда напряжения флуктуационных помех является слу чайной величиной с нормальным законом распределения. Вероят ность появления искажений бфЛ , больших заранее заданной вели чины бь определяется выраже нием
Л(бф„>6і) = |
І - Ф ( х ) 1 ) , |
|
(8.74) |
||
где х—6і/6ср кв, бер кв — среднее |
квадр этическое |
значение |
искаже |
||
ний при флуктуационной помехе, .рассчитываемое |
по формулам: |
||||
— для AM |
-АР |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
^ср кв |
/ 2 10 2 0 |
В ЮО о/0 , |
(8.75) |
||
Д F |
|
|
|
||
для ЧМ |
|
|
|
|
|
|
- А р |
|
|
|
|
^ср кв |
10 2 0 |
в |
100%, |
|
(8.76) |
2Д F |
|
|
|
|
|
для ФМ |
|
|
|
|
|
|
- А р |
|
|
|
|
^ср кв |
10 2 0 |
в |
100%, |
|
(8.77) |
|
|
|
|
|
|
VTAF
где Ар — уровень флуктуационной помехи, дБ. Как видно, наи большую защищенность от флуктуационных помех имеет ЧМ, а наименьшую — A M .
Краевые искажения от импульсных помех (меньших уровня сигнала) при различных видах модуляции могут быть определены:
— для AM
б |
4 А 5100%, |
(8.78) |
*) Здесь Ф (х) •• V2:И |
dt. |
|
2л. J |
|
|
— для ЧМ |
|
|
б = |
^ - 5 1 0 0 о / 0 , |
(8.79) |
|
и с |
|
для ФМ |
|
|
б = |
2 ^ 5 1 0 0 о/0) |
(8.80) |
|
Uс |
|
где Л 0 — площадь импульса; |
Uc — напряжение сигнала |
на выходе |
фильтра приема. Как видно, защищенность каналов с ЧМ в четы
ре, а каналов с ФМ в два раза выше, чем каналов |
с A M . |
|
Таким образом, можно сделать общий вывод, что |
наибольшей |
|
защищенностью от помех обладают каналы с |
ЧМ |
и наимень |
шей — с AM . |
|
|
КОРРЕКЦИЯ ФАЗО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАНАЛОВ СВЯЗИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Как было показано в предыдущих разделах, ограничение спект ра сигнала в каналах связи вызывает появление переходных про цессов, сопровождающихся «хвостами». Нелинейность фазо-часгот- ных характеристик вызывает удлинение переходных процессов. По
явление «хвостов», имеющих заметную |
амплитуду |
на |
довольно |
||
большом временном интервале, приводит к взаимному |
влиянию |
||||
импульсов, так |
называемым |
межсимвольным помехам. |
Это вызы |
||
вает колебания |
амплитуды |
принимаемых |
импульсов |
и, |
следова |
тельно, снижает помехоустойчивость передачи дискретной инфор мации. При больших фазо-частотных искажениях передача оказы
вается |
невозможной даже при отсутствии помех (более подробно |
см.гл. |
10). |
Для уменьшения межсимвольных помех применяют коррекцию частотных характеристик каналов. Это позволяет повысить скоро
сть |
передачи по каналу, увеличить помехоустойчивость и работать |
||
на большие расстояния. |
|
||
|
Как показывает опыт при работе с каналам тч со сравнитель |
||
но |
небольшими |
скоростями (до 600 бод) необходимость в |
коррек |
ции |
отсутствует, |
при скорости передачи порядка 1200 бод |
коррек |
ция применяется только на связях с большим числом переприем ных участков, в случае больших скоростей коррекция обязатель на. При высокоскоростной П Д работа с относительно небольшими скоростями по весьма дорогим групповым трактам нецелесообраз на, поэтому применение коррекции оказывается неизбежным.
Различают |
два |
типа |
корректирующих устройств: корректоры |
||
из фазовых звеньев и ортогональные |
корректоры. |
|
|||
Корректоры |
из |
фазовых |
звеньев1) |
представляют |
собой четырех |
полюсники, частотная характеристика группового |
времени замед- |
||||
') Устройство и расчет этих корректоров рассматриваются в курсе «Теория линейных электрических цепей».