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

лейкой и тропосферной связи малой и большой протя­ женности, а также на радиолиниях из ультракоротковол­ новых радиостанций, допускающих связь на сравнитель­ но небольшие расстояния.

Элементы аппаратуры и особенности указанных си­ стем радиотелеграфирования рассматриваются в после­ дующих разделах.

Гею. публичная £

Е йучно - тел ни .а и?.;

б мj л.ис 1 в кй С С 'О ?-

Л’,? т ;r_f р. п е*

Глава II

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ТЕЛЕГРАФНОЙ РАДИОСВЯЗИ

Линии коротковолновой телеграфной радиосвязи особенно силь­ но страдают от воздействия атмосферных помех, взаимных помех от' дальних радиостанций и замираний сигналов. Все эти помехи носят случайный характер. Случайность их проявляется в нерегулярности появления, и хаотическом изменении по уровню и продолжительно­

ских мер, обеспечивающих наименьшее воздействие помех. Полное устранение действия помех невозможно, поскольку они— величина случайная. Поэтому в реальных условиях радиоприем всегда прохо­ дит с той или иной степенью искажений принимаемого сигнала.

1. Искажения телеграфных сигналов

Исходящая из телеграфного аппарата элементарная посылка, имеющая прямоугольную форму, при прохождении через передаю­ щий и приемный тракты радиолинии претерпевает искажения. При­ чинами их могут быть помехи радиоприему и неисправная работа передающего и приемного устройств радиолинии и телеграфных ап­ паратов. *

Различают следующие виды искажений нормальных телеграф­ ных посылок (рис. 3): сбои, дробления, изменение амплитуды сиг­

реданной посылки одного знака в приемном устройстве принимается посылка другого знака, например, вместо положительной посылки (нажатие) — отрицательная (отжатие) или наоборот. Такое иска­ жение вызывает в приемном телеграфном аппарате отпечатывание совершенно иного знака (буквы, цифры) по сравнению с переда­ ваемым.

Дробление посылки — резкое понижение уровня (амплитуды) или перемена знака на более короткое время, чем продолжительность целой элементарной посылки (рис. 3,6). Телеграфная посылка раз-

18

бнвается на части и принимает форму, отличную от прямоугольной. Дробление посылки может произойти в любом месте се — па краях и в середине. Причиной дроблений, как правило, являются импульс­ ные помехи.

а

б

в

г

д

е

w

Рис. 3. Виды искажении телеграфных посылок:

а — идеальный сигнал; б — дробление; в — амплитудное преобладание; г, д — посто­ янное временное преобладание; е — пере­ менное временнбе преобладание; дас — иска­ жение формы

Амплитудные преобладания (рис. 3, а) возникают в результате изменения амплитуды посылок нажатия и отжатия (например, амплитуда нажатия оказывается больше, чем отжатия). Различают амплитудное преобладание постоянное и переменное. Постоянное преобладание возникает в том случае, если изменение амплитуды сигнала имеет постоянный характер (например, амплитуды всех

19

положительных посылок одного знака больше амплитуды всех отрица­ тельных посылок и наоборот). Преобладание амплитуды положи­ тельной посылки над отрицательной называют плюсовым, а обрат­ ное— минусовым. Если изменение амплитуды положительной' и отрицательной посылок носит случайный характер, амплитудное преобладание будет переменным.

Временные искажения (преобладания) означают изменение дли­ тельности принимаемых элементарных посылок (рис. 3, г, д) по сравнению с передаваемыми (идеальными) посылками (увеличение длительности положительной посылки и уменьшение длительности отрицательной или наоборот). Начала н концы элементарных посы­ лок, называемые фронтами, при этом смещаются в ту или иную сто­ рону на различную величину; поэтому такие искажения иногда на­ зывают краевыми. Как п амплитудные, временные искажения могут быть постоянными и переменными. Постоянные временные преобла­ дания наблюдаются в том случае, если изменение длительности по­ сылок имеет постоянный характер (рис. 3, г), например, когда дли­ тельность всех посылок одного знака увеличена по сравнению с- нор­ мальной длительностью то (при увеличении длительности нажатия — плюсовое, а отжатия — минусовое преобладание). Переменные вре­ менные преобладания имеют место, когда изменение длительности посылок имеет случайный характер. При переменных временных преобладаниях длительность положительных п отрицательных посы­ лок непрерывно изменяется относительно нормальной величины то потому, что передний н задний фронты их хаотически перемещаются в ту или иную сторону (рис. 3, е). Временные искажения в букво­ печатающих радиолиниях вызываются неправильной регулировкой различных элементов передающих и приемных устройств, а также особенностями распространения радиоволн.

Искажения формы посылки (рис. 3, ж) вносят различные эле­ менты приемных и передающих устройств: фильтры с сравнительно узкой полосой пропускания, а также цепи постоянного тока, содер­ жащие резисторы н конденсаторы, на которые воздействуют теле­ графные сигналы. В этих цепях возникают переходные процессы в моменты начала и конца каждой посылки, в результате чего проис­ ходят искажения ее формы.

Искажения посылок типа сбоя вызывают обязательно ошибоч­ ную регистрацию передаваемых знаков. Амплитудное преобладание в приемном реле практически часто переходит во временное. Ампли­ тудные преобладания в известной мере могут быть устранены соот­ ветствующей регулировкой аппаратуры (например, реле). Для умень­ шения сбоев передаваемых знаков при дроблениях или временных преобладаниях в телеграфных аппаратах применяются специальные меры — телеграфный аппарат оценивает знак телеграфной посылки не па всем ее протяжении, а только в ее середине.

Амплитудные преобладания, дробления и временные искажения не приводят к ошибочной регистрации передаваемых знаков лишь при условии, если их величина не выходит за пределы исправляющей способности телеграфного аппарата. Исправляющей способностью называют свойство телеграфных аппаратов правильно отпечатывать

.знаки при приеме искаженных по длительности посылок. Количе­ ственно она оценивается допустимой величиной преобладаний, при которой аппарат еще не дает ошибок. Исправляющая способность

20

вычисляется в процентах продолжительности элементарной посылки как отношение длительности искаженной части к полной длитель­

ности элементарной посылки.

Исправляющая способность-— один из основных показателей, характеризующих устойчивость работы оконечных телеграфных устройств. Она зависит от метода регистрации посылок и собствен­ ных искажении на приеме и способа поддержания синфазностн ра­ боты телеграфных передающих и приемных аппаратов. У суще­ ствующих стартстопных аппаратов исправляющая способность около 30%, у синхронных аппаратов — около 35%. Это означает, что, на­ пример, синхронный аппарат может работать устойчиво, если вслед­ ствие искажений посылки удлиняются пли укорачиваются с каждой стороны не более чем на 35%.

2. Общие методы обеспечения помехоустойчивости буквопечатающей радиосвязи

Для надежной работы линия буквопечатающей радиосвязи дол­ жна обладать помехоустойчивостью— способностью противостоять мешающему воздействию помех различного происхождения, сохраняя при этом свои показатели качества неизменными или изменяющими­ ся лишь в небольших (допустимых) пределах. Качество работы ли­ нии радиосвязи (качество связи) в целом определяется помехо­ устойчивостью радиоприема. Численно помехоустойчивость радио­ приемного устройства при буквопечатающей телеграфии оценивают количеством неправильно принятых знаков (ошибок) в процентах в зависимости от отношения напряжений (или мощностей) полезно­ го сигнала и помех на входе приемника [9, 20].

Помехоустойчивость липни радиосвязи характеризует надеж­ ность связи как степень соответствия принятого сообщения передан­ ному корреспондентом. С помехоустойчивостью связана эффектив­ ность липни радиосвязи, которую оценивают пропускной способно­ стью линии — количеством слов (знаков), переданных в единицу вре­ мени с заданной достоверностью. Помехоустойчивость характеризует линию радиосвязи качественно, а эффективность — количественно. Но требования повышения помехоустойчивости и эффективности про­ тиворечивы — повышение эффективности снижает помехоустойчивость линии связи и наоборот. Поэтому на практике обычно стремятся по­ лучить наибольшую пропускную способность при заданной помехо­ устойчивости.

Задача обеспечения высокой помехоустойчивости линий букво­ печатающего радиотелеграфировапия — одна из основных в технике передачи сообщений. Ее решение основывается на общей теории связи. Эта задача приобретает все большее значение вследствие уве­ личения возможных помех и их интенсивности, а также повышения требований к качеству действия телеграфной радиосвязи.

В общей теории связи свойства подлежащего передаче сигнала и линии связи, по которой он должен быть передан, характеризуют­ ся тремя параметрами— длительностью ео времени Тс (в секундах),

21

Р п — соответственно средние мощности сигнала и помех. Произведе­ ние указанных параметров VC= TCF CH называют объемом сигнала [9].

В реальной линии связи для передачи сигнала отводится опре­ деленное время. Поэтому переносящий сообщение сигнал характери­ зуют его длительностью Т0 (сек) — интервалом времени, в пределах которого он передается и занимает радиоканал. Далее в результате манипуляции несугфго колебания — переносчика сигнала — создает­ ся определенный спектр частот с шириной полосы F c (гц), которая зависит от способа манипуляции н характеризует скорость измене­ ния сигнала во времени. Наконец, передающее устройство линии связи, преобразующее передаваемое сообщение в излучаемый сиг­ нал, развивает мощность лишь в ограниченных пределах. Верхний предел ее обусловлен наибольшей средней мощностью, которую мож­ но передать по линии связи, а нижний определяется средней мощно­ стью помех в линии. Минимальная средняя мощность сигнала дол­ жна быть больше средней мощности помех. Поэтому превышение Н характеризует силу сигнале не абсолютной величиной излучаемой мощности, а относительным средним уровнем сигнала над помехой.

Линия (канал) радиосвязи по своей физической природе может пропустить («вместить») вполне определенный объем сигнала, назы­ ваемый емкостью линии (канала). Для согласования подлежащего передаче объема сигнала с емкостью линии радиосвязи можно изме­ нять характеристики сигнала— время передачи, полосу частот сиг­ нала и превышение сигнала над помехой — так, чтобы объем сигна­ ла не изменялся. Например, увеличивая длительность телеграфного сигнала, можно сократить требуемую полосу частот.

значительного превышения полезного сигнала над помехами в пункте приема за счет увеличения мощности сигнала; увеличение длитель­ ности элементарной телеграфной посылки с сокращением полосы ча­ стот за счет снижения скорости телеграфирования; значительное рас­ ширение полосы частот, занимаемой передаваемым сигналом, при сохранении скорости телеграфирования. Достижения общей теории связи дают много различных технических способов обеспечения вы­ сокой помехоустойчивости радиосвязи.

В основе всех способов повышения помехоустойчивости линий радиосвязи лежит использование определенных различий между по­ лезным сигналом и помехами. Эти различия могут быть созданы и искусственно. Чтобы бороться с той или иной помехой в процессе приема, нужно заранее знать некоторые сведения о свойствах ее и полезного сигнала. Сведения, содержащиеся в передаваемом сиг­ нале и известные на приемном конце линии связи заранее, называют избыточными (или избыточностью). Они увеличивают объем сигна­ ла, снижая эффективность линии связи. Но вместе с тем избыточ­ ность играет важную положительную роль — уменьшает возможность ошибки при приеме сигналов. Если полезный сигнал несет в себе избыточность, то, используя ее соответствующим образом, в прием­ нике можно обеспечить наибольшую вероятность правильного приема сигнала при помехах. Поэтому все способы повышения помехоустой­ чивости основаны на увеличении избыточности.

Общее повышение помехоустойчивости линий радиотелеграфной связи на практике достигается комплексом различных мероприятий.

22