Файл: Ягодин, В. П. Техника буквопечатающей радиосвязи.pdf

чением количества команд аппаратура ТУ— ТС услож­ няется и снижается надежность работы [66].

Команды ТУ и сигналы ТС могут передаваться по типовым телефонным и телеграфным каналам с обычной или более высокой скоростью телеграфирования. Взамен индивидуальной аппаратуры ввода и вывода (модуля­ тор и демодулятор) сигналов управления возможно при­ менение типовой аппаратуры вторичного уплотнения. Сигналы ТУ—ТС можно передавать по линии и непо­ средственно в виде импульсов постоянного тока, однако возможное расстояние между ЦП н ИП существенно сокращается. Бесперебойная работа устройств ТУ—ТС существенно зависит от устойчивого действия соедини­ тельных линий.

Исполнительный полукомплект аппаратуры ТУ—ТС соединяется с системой автоматики управления, сигна­ лизации, блокировки и защиты управляемого передат­ чика (приемника) через блок совмещения ВС (рис. 37, 38). В задачу аппаратуры ТУ—ТС не входит управление непосредственно самими элементами и цепями пуска органов настройки передатчика,, (приемника).' Исполни­ тельные механизмы аппаратуры телеуправления воздей­ ствуют лишь на реле совмещения в блоке ВС, а кон­ такты последних производят нужные соединения в схе­ мах устройств управления, блокировки, сигнализации и защиты управляемого объекта. При таком соединении неисправное состояние аппаратуры ТУ—ТС не сказы­ вается на работе передатчика (приемника), который на это время может быть переведен на местное управление

[2, 66].

В. П. Ягодин

Г л а в а VI

МНОГОКАНАЛЬНАЯ БУКВОПЕЧАТАЮЩАЯ СВЯЗЬ ПО ОДНОПОЛОСНЫМ РАДИОЛИНИЯМ

Многоканальной (или многократной) телеграфной радиосвязью называют такую связь, при которой через один радиопередатчик одновременно передается несколь­ ко сообщений одному и тому же или разным корреспон­ дентам. Многоканальная буквопечатающая связь широ­ ко применяется на линиях магистральной радиосвязи. Основные требования, предъявляемые к линиям маги­ стральной связи, — большая пропускная способность, высокая помехоустойчивость и надежность. Благоприят­ ные условия для многоканальной связи оказываются в системах однополосной радиосвязи [20, 52), обладающих большой помехоустойчивостью.

1. Принцип работы однополосных радиолиний

При телефонной радиопередаче излучаемое модули­ рованное колебание содержит несущую частоту и верх­ нюю и нижнюю боковые полосы (ВБП и НБП). Переда­ ваемое сообщение заключено только в боковых полосах, а несущая частота играет вспомогательную -роль, хотя на нее тратится две трети излучаемой мощности пере­ датчика. Сообщение можно передавать лишь на одной боковой полосе частот, не излучая несущую и вторую боковую полосу. Такая передача называется однополос­ ной (ОБП). В приемном устройстве к принятому сиг­ налу одной боковой полосы для его детектирования до­ бавляется колебание несущей частоты от местного гете­ родина. Частота последнего строго синхронизируется е

130

несущей частотой, подавляемой в передающем устрой­ стве.

Однополосная (ОБП) радиосвязь имеет существен­ ные энергетические преимущества по сравнению с двух­ полосной (ДБП). Переход на однополосную работу поз­ воляет полностью использовать мощность ламп выход­ ной ступени передатчика’, сужает вдвое полосу излучае­ мых частот и уменьшает искажения принимаемого сиг­ нала из-за особенностей распространения радиоволн в ионосфере.

Принято считать, что однополосная передача по сравнению с двухполосной дает общий выигрыш по излу­ чаемой мощности передатчика приблизительно в 8—16 раз [4]. Это означает, что для связи на заданное расстояние (при равиоценнном качестве) при ОБП требуется мощ­ ность передатчика приблизительно в 8—16 раз меньше, чем при ДБП. Большой эквивалентный выигрыш мощно­ сти при однополосной передаче позволяет широко ис­ пользовать эти системы для многоканальной связи.

При приеме однополосных сигналов необходимо вос­ станавливать в приемном устройстве несущую частоту и для неискаженного воспроизведения передаваемого со­ общения точно синхронизировать ее с подавляемой не­ сущей передатчика. Расхождение этих частот не должно превышать 10 гц при телефонной передаче и 1— 2 гц при многоканальной телеграфии и радиовещании. Такие же­ сткие требования синхронизации этих частот удовлетво­ ряются двумя путями [4]. Первый путь — в передатчике колебания несущей частоты подавляются не полностью и оставляется остаток ее (примерно 10% максимальной амплитуды тока в антенне). Излучаемый остаток несу­ щей (так называемый пилот-сигнал) образует в прием­ ном устройстве опорный сигнал, с помощью которого ча­ стота гетеродина местной (восстанавливаемой) несущей автоматически подстраивается с высокой точностью. Изза наличия этого остатка несущей эффективность одно­ полосной передачи несколько снижается. Это вынуждает выбирать величину остатка несущей частоты небольшой. Но чрезмерное уменьшение его недопустимо, так как он может оказаться соизмеримым с уровнем помех в прием­ нике, что затруднит работу автоматической подстройки. Второй путь — применение высокостабильных генерато­ ров в возбудителе передатчика и гетеродине -приемника.

Техника стабилизации частоты на коротких волнах по­ зволяет получить относительную нестабильность частоты порядка 1• 10~7; при этом на высшей частоте указанного

более перспективный потому, что не требует излучения остатка несущей, исключает необходимость автоматиче­ ской подстройки частоты гетеродина, упрощает прием­ ное устройство.

Тем не менее в ряде случаев (например, при однопо­ лосной связи- с быстро летящими самолетами) автомати­ ческая подстройка частоты необходима даже при очень высокой стабильности частоты передатчика и приемника [68]. Дело в том, что при изменении направления и ско­ рости движения самолета вследствие эффекта Допплера наблюдается значительное отклонение частоты прини­ маемых сигналов относительно частоты излучаемых. При этом для неискаженного воспроизведения передаваемо­ го сообщения в приемнике нужно компенсировать допплеровский сдвиг частоты. Это можно сделать с по­ мощью автоподстройки частоты.

Формирование сигнала одной боковой полосы в пе­ редатчике и приемнике возможно несколькими метода­ ми. Особенно широко применяется выделение ОБП сиг­ нала с помощью балансных модуляторов и фильтров [5]. Балансный модулятор служит для подавления колеба­ ний несущей частоты, а фильтры выделяют одну из бо­ ковых полос. Боковые полосы незначительно отличаются одна от другой по частоте (примерно 600 гц) и отфильт­ ровать их непосредственно трудно. Поэтому подавления несущей и ненужной боковой полосы в передатчике до­ стигают путем последовательного разноса боковых по­ лос и выделения одной из них с помощью высокоизби­ рательных фильтров.

щей частоты f1 (примерно 100 кгц). В модуляторе в ре­ зультате балансной модуляции колебание несущей ча­ стоты подавляется и остаются только колебания двух боковых полос: верхняя f\ + F и нижняя fi—F. На вы-

132

а

б

Рис. 40. Структурная схема однополосной радиолинии;

а — передающее устройство; 6 — приемное устройство

ходе £Mi фильтром Ф[ выделяется нужная из них (на­ пример, ВВП), и этот сигнал вводится далее в следую­ щий балансный модулятор БМ2. Степень подавления ненужной боковой полосы (примерно в 1000 раз по на­ пряжению) определяется в основном характеристикой избирательности фильтра Ф\. Последняя должна иметь крутые склоны, чтобы фильтр хорошо разделял боковые частоты fi + F и / 1—F, отстоящие одна от.другой мини­ мум на 600 гц. В современных передатчиках для этого широко применяются кварцевые или электромеханиче­ ские фильтры, подавляющие ненужную боковую полосу

/более чем в 1000 раз по напряжению [5].

Далее в модуляторе БМ2 выделенные фильтром Ф\ колебания ВВП модулируют колебания вспомогатель­ ной частоты f2 (примерно 3000 кгц), и на выходе моду­ лятора полосовым фильтром. Ф2 выделяются колеба­ ния ВВП, равной f2+ f ] + F . В модулятор БМ2 вводится также остаток колебаний несущей fi с небольшой, но строго нормированной амплитудой (около 10% от ам­ плитуды выделяемой ВВП), управляющий автоподстрой­ кой частоты в приемнике (пилот-сигнал). После второго преобразования разнос боковых полос уже достаточно большой и фильтр Ф2 может быть относительно простым. Выделенные им колебания модулируют в третьем ба­ лансном модуляторе БМ3 колебания частотой /3 возбу­ дителя (синтезатора) передатчика. На выходе БМ3 фильтр Ф3 выделяет колебания ВВП /з + Ь + Ь + Б. Здесь применяется полосовой фильтр Ф3, перестраиваемый на различные частоты возбудителя в пределах его рабоче­ го диапазона. Так в результате многократной балансной модуляции на поднесущих частотах / ь f2 и /3 спектр ча­ стот модулирующего сигнала F перемещается в диапа­ зон излучаемой высокой частоты fp.

В зависимости от величины первой несущей часто­ ты /i и ширины диапазона рабочих частот в передатчике могут быть две—три ступени балансной модуляции. Сформированный на малом уровне мощности ОБП сиг­ нал в усилителе УМ подвергается усилению до необхо­ димого уровня мощности. Основное требование к усили­ телю — большое усиление однополосного сигнала при минимальных искажениях.

Для получения высокой стабильности частоты излу­ чаемых колебаний все вспомогательные частоты в пере-

134

датчике получаются от одного высокостабпльного опор­ ного кварцевого генератора в синтезаторе.

В приемном устройстве однополосный сигнал преоб­ разуется в обратном порядке: принимаемый сигнал ча­ стотой fp, содержащий передаваемое сообщение, перено­ сится последовательно из спектра высокой частоты в область . низких частот. Приемное устройство — это (рис. 40, б) супергетеродинный приемник с двойным пре­ образованием частоты [68]. Принятый сигнал /р после усиления в усилителе высокой частоты УВЧ преобра­

стоты УПЧ\ выделяется и усиливается только сигнал разностной частоты / г —fv—/ ПЧ1.Эта частота для полу­

второго гетеродина / г В последующем усилителе вто-'

рой промежуточной частоты УПЧ2 полосовым кварцевым фильтром Ф выделяется вторая промежуточная частота /пча= /г ,— / пч,, представляющая однополосный сигнал,

например, ВВП.

Однополосный сигнал вводится в демодулятор вме­ сте с колебаниями местной несущей частоты fmi. Демо­ дулятор действует подобно гетеродинному преобразова­ телю частоты (смесителю). Для эффективной демодуля­ ции в нем величина напряжения местной несущей уста­ навливается примерно в 5—10 раз больше напряжения однополосного сигнала [3]. В результате демодуляции образуется сигнал низкой частоты F, соответствующий переданному. После необходимого усиления в усилите­ ле УНЧ он поступает на телефонный выход приемника.

Колебания местной несущей частоты fмы для демоду­ ляции однополосного сигнала можно -создавать двумя способами. При приеме сигналов высокостабильных однополосных передатчиков колебания fMн формируют путем преобразования высокостабильной частоты опор­ ного кварцевого генератора в синтезаторе частоты.

Вслучае'приема сигналов-однополосных передатчиков

сотносительно невысокой стабильностью частоты '(по­

135