Принципи формування групових сигналів в системах передачі з ЧРК

Метою побудови каналоутворюючої апаратури є забезпечення одночасної і взаємно незалежної передачі повідомлень від N абонентів, розташованих у пункті А до N абонентів, розташованих у пункті Б, по одній лінії звязку. Лінія звязку може бути повітряна, кабельна, радіорелейна, тропосферна, супутникова, волоконно-оптична

2015-01-14

139.04 KB

14 чел.


Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск


Державний комітет зв’язку та інформатизації УКРАЇНИ

Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій

КАФЕДРА ________телекомунікаційних__ систем_______________

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідуючий кафедрою

_______________ Беркман Л.Н.___ 

       (підпис, прізвище)

“ ____ “  _____________  2005  року

Л Е К Ц І Я    №  2

з навчальної дисципліни _____Системи передачі електрозв’язку___________

напряму підготовки _______телекомунікації__________________________

освітньо-кваліфікаційного рівня _____бакалавр______________________

спеціальності _____телекомунікаційні системи та мережі_______________

Тема  Принципи формування групових сигналів в системах передачі з ЧРК.

(повна назва лекції)

Лекція розроблена к.т.н., доцент Антонюк М.І. 

(вчена ступінь та звання,  прізвище та ініціали автора)

Обговорено на засіданні кафедри (ПМК)

Протокол № __________

“ ____ “ _____________ 2005 року

Київ


Навчальні цілі Вивчити принципи формування первинної, вторинної, третинної і четверинної груп систем передачі з ЧРК. Вивчити види первинних і групових сигналів систем передачі з ЧРК.

Виховні цілі Формування у студентів інженерно-технічного кругозору, вміння ставити та вирішувати складні інженерні задачі, проводити аналіз, аргументовано робити висновки.       

Час  90 хв.

ПЛАН ПРОВЕДЕННЯ ЛЕКЦІЇ ТА РОЗРАХУНОК ЧАСУ

Вступ ______________________________________________      -_5 хвилин

Навчальні питання

1. Одноступінчатий та багатоступінчастий принцип побудови каналоутворюючої апаратури з ЧРК.      _                                      -_30 хвилин

(найменування питання лекції)

2. Принципи формування предгруп каналів тональної частоти._-_20 хвилин

(найменування питання лекції)

3. Принципи формування основної первинної групи.                    - 20 хвилин

(найменування питання лекції)

4. Принципи формування вторинної, третинної, четвертинної груп КТЧ.                                                                                                         -                                                                                                              10 хвилин

(найменування питання лекції)

Заключення_____________________________________________-_5 хвилин

ЛІТЕРАТУРА:

(рекомендована для студентів)

1.   Н. Н. Баева. Многоканальная связь. – М.: Радио и связь, 1988. 

НАВЧАЛЬНО-МАТЕРІАЛЬНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

(наочні посібники, схеми, таблиці, ТЗН та інше)

Діапроектор, дидактичні слайди


НАВЧАЛЬНІ МАТЕРІАЛИ

І. ТЕКСТ ЛЕКЦІЙ

Вступ

Метою побудови каналоутворюючої апаратури є забезпечення одночасної і взаємно незалежної передачі повідомлень від N абонентів, розташованих у пункті А до N абонентів, розташованих у пункті Б, по одній лінії зв'язку. Лінія зв'язку може бути повітряна, кабельна, радіорелейна, тропосферна, супутникова, волоконно-оптична. Структурна схема системи передачі у випадку використання кабельної лінії зв'язку має вид, зображений на мал.1.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

У цій схемі первинні мовні сигнали c1(t), c2(t), …, cN(t) від N абонентів кінцевої станції А надходять на вхід N каналів, з'єднаних з модуляторами М1, М2, …, МN. Всі N первинні сигнали мають приблизно один діапазон частот 0,1 - 10 кГц (спектр мовного сигналу). За допомогою модуляторів первинні сигнали перетворяться в канальні сигнали u1(t), u2(t), …, uN(t), які мають області частот, що не перекриваються, тому канальні сигнали можна об'єднати в груповий сигнал uг(t), що володіє властивістю можливості поділу на прийомній стороні на окремі канальні сигнали. Задачу формування сигналу uг(t) вирішує групове устаткування (суматор ГО). Груповий сигнал uг(t) за допомогою кінцевого устаткування лінійного тракту передавальної сторони (КОЛТ пер) перетвориться в лінійний сигнал uл(t). Лінійний сигнал uл(t) має властивості необхідні для передачі по зєднувальному тракту від кінцевої станції А на кінцеву станцію Б. До цих властивостей відносяться:

-діапазон частот, у якому зєднувальний тракт має найменше загасання;

-необхідний рівень сигналу, що передається;

-здатність протистояти спотворенням.

      У зєднувальному тракті лінійний сигнал uл(t) піддається впливу перешкод, спотворюється за формою і послаблюється по потужності. Для відновлення параметрів сигналів у лінії встановлюють підсилювальні пункти, що обслуговуються і, що необслуговуються, (ОПП, НПП). На прийомній стороні (кінцева станція Б) лінійний сигнал uл(t) підсилюється, коректується за формою і перетвориться в спектр, зручний для поділу на окремі смуги абонентів. Цю задачу вирішує кінцеве устаткування лінійного тракту прийомної сторони. Отриманий на прийомній стороні груповий сигнал uг(t) за допомогою смугових фільтрів Ф1, Ф2, …,ФN розділяється на окремі смуги канальних сигналів u1(t), u2(t), …, uN(t). Ці сигнали мають досить високі частоти і їх необхідно понизити до величини сприйманої вухом людини. Задачу пониження частот канальних сигналів вирішують демодулятори ДМ1, ДМ2, …, ДМ, на виході кожного з яких є фільтр нижніх частот з верхньою граничною частотою 3,4 кГц. Отримані в такий спосіб первинні сигнали c1(t), c2(t), …, cN(t) сприймаються вухом людини.

Перетворення первинних абонентських сигналів c1(t), c2(t), …, cN(t) на передавальній стороні в груповий сигнал може здійснюватися трьома способами:

-шляхом однократного (одноступінчатого) перетворення спектрів первинних сигналів у кожному каналі;

-шляхом багаторазового (багатоступінчасте) перетворення спектрів первинних сигналів у кожному каналі;

-шляхом однократного перетворення в групі каналів і багаторазового по групах.

     

  1.  Одноступінчатий і багатоступінчастий принципи побудови каналоутворюючої апаратури.

 

          Сутність одноступінчатого перетворення полягає в тому, що канальні сигнали u1(t), u2(t), …, un(t), необхідні для формування групового сигналу ur(t)  формуються з первинних сигналів с(t)  за одне перетворення в кожному каналі за допомогою коливань різних несучих частот. Цей принцип ілюструється на мал. 2.

Утворені за допомогою різних по частоті несучих коливань fН1, fН2, …, fНN спектри первинних сигналів кожного каналу переносяться в груповому сигналі в різні частотні області S1, S2, …, SN. На прийомній стороні ці частотні області можна розділити за допомогою смугових фільтрів.

Одноступінчате перетворення використовується для одержання групового сигналу uг(t) з 12 первинних абонентських сигналів у системі передачі К-60П. Схема одержання групового сигналу в цій системі показана на рис 3. Спектр групового сигналу uг(t) 60-108 кГц визначений вимогами МККТТ.

Схема містить 12 перетворювачів і фільтрів з різними середніми частотами смуги  пропущення.

План частот результуючого групового сигналу uг(t) показаний на рис 4.  Області частот 12 каналів, що неперекриваються,  утворяться шляхом вибору несучих коливань 64, 68, …,108 кГц.

З мал. 4 видно, що спектр кожного каналу в груповому сигналі інвертований щодо первинного сигналу. Отриманий спектр 12 канальної групи називається основною первинною групою.

В тому, що спектр кожного каналу в груповому сигналі інвертується на виході смугового фільтра можна переконається, аналізуючи роботу модулятора і фільтра, зображених на мал. 5 для 12-го каналу.

На

виході модулятора утворяться коливання несучої частоти 64 кГц і двох бічних смуг. Граничні частоти нижньої бічної смуги утворяться шляхом вирахування з несучої частоти fn граничних частот F1,  F2 спектру мовного сигналу:

fn-F1 =64-0,1 = 63,9 кГц

fn –F2 =64-10 = 54 кГц

     Граничні частоти верхньої бічної смуги утворяться шляхом підсумовування частоти несучої і граничних частот F1, F2 мовного сигналу:

fn+F1 =64+0,1 = 64,1 кГц

fn +F2 =64+10 = 74  кГц

З мал. 5 видно, що для одержання інвертованого спектру 12-го каналу необхідно виділити нижню бічну смугу сигналу на виході модулятора. Якщо виділити верхню бічну смугу, то спектр буде не інвертований.

     За допомогою смугового фільтра на виході модулятора виділяється не вся нижня чи верхня смуга, а тільки частина її, що відповідає спектру мовного сигналу на вході модулятора в смузі 0,3 - 3,4 кГц. Цієї смуги досить для забезпечення якісної передачі мови.

Несучі частоти каналів рознесені на 4 кГц і складають для 12-канальної системи 64, 68, …, 108 кГц. При такому виборі несучих і смуг фільтрів шириною 3,1 кГц спектри канальних сигналів складають 60,6 - 63,7 - 12 канал; 64,6 - 67,7 - 11 канал; …; 104,6 - 107,7 - 1канал, тобто смуга розфільтровки між каналами складає 0,9 кГц (наприклад, між 12 і 11 каналами 64,6 - 63,7 = 0,9 кГц).

Передача канального сигналу u(t), що містить несуче коливання і дві бічні смуги, є нераціональною по наступним причинам. Ширина спектру перетвореного сигналу на виході модулятора в два рази більше, ніж у вихідного c(t). Обидві смуги несуть ту саму інформацію й одна з них є “зайвою”. Несуче коливання інформації не несе, а енергія на нього витрачається. Наприклад, при глибині модуляції m=0,2 потужність несучого коливання в 100 разів більше, ніж потужність бічних смуг. У цьому можна переконатися з наступного аналізу. Нехай на вхід модулятора, зображеного на мал.6, подаються коливання двох частот:

uΩ(t)= U cos(Ωt+ψΩ) - звуковий сигнал;

uω(t) = U cos(ωt+ψω) - несуще коливання.

Тоді на виході модулятора за умови ψΩ=0,ψω=0 одержимо:

u(t) = (U+Ucos Ωt)cos ωt =U(1+ cos Ωt)∙ cos ωt =

= Ucos ωt + Um cos(ω+Ω)t + Um cos(ω - Ω)t

де: =m – коефіцієнт глибини модуляції,

       U+Ucos Ωt – коливання, що обгинає модульоване.

З отриманого співвідношення видно, що спектр коливань на виході модулятора містить коливання несучої частоти з амплітудою U і коливань двох  бічних частот  з амплітудами: ( U)∙ m. 

Тоді потужність коливань несучої частоти на навантаженні R дорівнює:

         Pω= .

Потужність коливань однієї бічної частоти на навантаженні R дорівнює :

        Pω±Ω= .  

Відношення отриманих потужностей дорівнює:

       .

При m=0,3 аналогічно маємо : .

Для виділення однієї бічної смуги використовується фільтровий метод, тому що він дозволяє одержувати досить вузьку смугу розфільтровки між смугами каналів ΔFP.

Відносна смуга розфільтровки визначається величиною      

 і залежить від типу використовуваних фільтрів. Для мал. 5 відносна смуга розфільтровки дорівнює:

 .

Таку малу величину δ можна забезпечити за допомогою магнітострикційних фільтрів. Фільтри типу LC дозволяють одержати величину δ не менше ніж 0,025. Таким чином, при використанні LC фільтрів на виході перетворювача частоти, частота несучих коливань не може бути більше величини кГц. Отже, використовуючи однократне перетворення частоти, не можна побудувати систему передачі з великим числом каналів на фільтрах з низькою добротністю.

         Можливість побудови схем формування групового сигналу uг(t) з використанням фільтрів з низькою добротністю (δ не менш 0,025) досягається при багаторазовому перетворенні частоти. Сутність багаторазового перетворення частоти ілюструється схемою, зображеною на мал.7, для одного  каналу. Схема містить два перетворювачі,  відносна смуга розфільтровки яких дорівнює:

        ;

        .

 

Дворазове перетворення частоти з віртуальною несучою fнв=fн1 +fн2=20+44=64 кГц дозволяє реалізувати схему з використанням LC фільтрів, тому що в обох випадках забезпечується δ>0,025. Недоліком схеми є те, що в ній подвоюється кількість устаткування в порівнянні з попереднім випадком.

Для зменшення кількості устаткування використовують схему формування групового сигналу, у якій первинні сигнали спочатку поєднуються в попередні групи, що потім поєднуються в групи більш високого порядку. Можна показати, що незалежно від загального числа каналів найменше число різнотипного устаткування вийде, якщо вибрати число каналів у групі рівне трьом і групувати спектри по три при кожному об'єднанні.

На практиці використовується схема формування попередніх груп, у які поєднуються по три канали первинних сигналів, а потім чотири попередні групи поєднуються в первинну групу. Схема з такою побудовою зображена на мал.8.

У цій схемі на першому кроці перетворення здійснюється без інверсії спектру, попередня трьохканальна група формується в діапазоні 12-24 кГц. На другому кроці чотири триканальні групи поєднуються в 12 канальну основну первинну групу в діапазоні 60-108 кГц з інверсією спектрів попередніх груп.

Перевагою схеми зображеної на мал.8 є те, що в ній можуть використовуватися фільтри з низькою добротністю. Кількість фільтрів і модуляторів у порівнянні зі схемою з дворазовим перетворенням зменшилася з 24 до 16, кількість типів фільтрів і модуляторів зменшилася з 24 до 7, що важливо при серійному виробництві. Перевагою схеми є також те, що в ній зменшилося число фільтрів працюючих на загальне навантаження. Цим забезпечуються менші спотворення амплітудно-частотної характеристики.

  1.  Принципи формування попередніх груп каналів  тональної частоти.

Попередня група утворюється з трьох каналів ТЧ шляхом переносу спектрів мовних сигналів кожного каналу в області частот групового сигналу, що не перекриваються. Несучі коливання модуляторів вибираються в залежності від типу використовуваних фільтрів. Якщо в схемі використовуються LC фільтри, то трьохканальна попередня група формується за допомогою несучих 12, 16 і 20 кГц. Ця схема зображена на малюнку 9.

Якщо в схемі використовуються електромеханічні фільтри, то троьхканальна попередня група формується за допомогою несущих 132, 136, 140 кГц, відповідно для першого, другого і третього каналів. Формування частот для цього випадку показане на мал. 10.

Отриманий у такий спосіб спектр попередньої групи в діапазоні 132-144 кГц за допомогою несучої 120 кГц може бути перенесений в область частот 12-24 кГц основної попередньої групи.

  1.  Принцип формування основної первинної групи.

В існуючій апаратурі багатоканальних систем передачі К-60П спектр частот основної первинної групи 60-108 кГц формується одноступінчатим перетворенням з використанням п'єзоелектричних чи магнітострикційних фільтрів. Спектр формується зі спектрів 12 каналів ТЧ з використанням несучих частот 108, 104, ... , 64 кГц. Цей спосіб є самим економічним по кількості використовуваних модуляторів і фільтрів. Формування плану частот при одноступінчатому перетворенні показане на мал. 11.

План частот основної первинної групи можна також формувати з чотирьох попередніх груп у діапазоні 12-24 кГц, як показано на мал. 12.

При використанні електромеханічних фільтрів 12 канальна первинна група 60-108 кГц може формуватися зі спектрів попередньої групи 132-144 кГц. Цей спосіб показаний на мал. 13.

  1.  Принцип формування вторинної, третинної, четверинної груп.

Відповідно до рекомендацій МККТТ формування вторинної групи здійснюється з п'яти первинних груп 60-108 кГц. Спектр вторинної групи утвориться в діапазоні 312-552 кГц, шляхом однократного перетворення, ширина спектра 240 кГц. Це перетворення показане на мал. 14. Для виділення спектру вторинної групи використовують LC фільтри, що придушують несучу й одну бічну смугу на 65-70 дБ.

Спектр вторинної групи 312-552 кГц, при зазначених на мал. 14 частотах несучих не інвертований щодо спектрів вхідних сигналів 0,3 -3,4 кГц. Цей спектр називається основним. Якщо як несучі коливання вибрати частоти 252, 300, 348, 396, 444 кГц, то одержимо спектр вторинної групи інвертований щодо спектрів вхідних сигналів. Цей випадок показаний на мал.15.

На практиці використовується також спектр вторинної групи, що одержується за допомогою несучих коливань з частотами 420, 468, 516, 564, 444 кГц.

План частот, що отримується у цьому випадку, зображений на рис 16. Спектр вторинної групи, одержуваний за допомогою частот несучих коливань, показаних на мал. 16, використовується в апаратурі К-60 для роботи з апаратурою К-24.

       

Спектр третинної групи в діапазоні 812-2044 кГц, також як спектр вторинної групи, формується шляхом однократного перетворення з п'яти вторинних груп 312-552 кГц.

Частоти несучих коливань вибираються таким чином, що в плані частот третинної групи між спектрами вторинних груп утворяться частотні проміжки по 8 кГц. Процес перетворення вторинних груп у третинну показаний на мал. 17.

        Ширина спектра третинної групи складає 1232 кГц і включає 300 каналів ТЧ. Для виділення спектра третинної групи використовують LC фільтри.

Спектр четверинної групи в діапазоні 8516-12388 кГц формується однократним перетворенням з трьох третинних груп 812-2044 кГц із проміжками 88 кГц.

Процес перетворення показаний на мал. 18. Ширина спектра четверинної групи складає 3872 кГц і включає 900 каналів ТЧ. Для виділення спектра четверинної групи використовуються LC фільтри.

Заключення

Таким чином, принцип побудови групових систем передачі з числом каналів більше, ніж 12, заснований на об'єднанні каналів систем передачі більш низьких порядків. МККТТ рекомендує систему формування групових сигналів, зображену в узагальненому виді на мал. 19.

       На мал. 19 показані п'ять кроків перетворення. На першому кроці перетворення формується попередня трьохканальна група в діапазоні 12-24 кГц. На другому кроці чотири попередні групи обєднуються, і формується первинна 12 канальна група в діапазоні 60-108 кГц. На третьому кроці поєднуються п'ять первинних груп і формується вторинна 60 канальна група в діапазоні 312-552 кГц. На четвертому кроці поєднуються п'ять вторинних груп і утвориться 300 канальна третинна група в діапазоні 812-2044 кГц. Нарешті, на п'ятому кроці поєднуються три третинних групи, і формується четверинна група 900 каналів у діапазоні 516-12388 кГц.


II. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Дисципліна “Системи передачі електрозв’язку ”- це теоретичні основи принципів побудови апаратури комплексів СП.

Дисципліна вивчається на протязі 6-го та 7-го семестрів. У лекційному процесі широко використовуються  діафільми, учбові плакати і компютерні моделі обладнання.

Основні форми поточного контролю – спостереження за діями студентів, проведення модульного контролю.

Самостійна робота студента по підготовці до поточних занять, модульного контролю в межах відведеного часу планується особисто кожним студентом.

III. ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Н. Н. Баева. Многоканальная связь. – М.: Радио и связь, 1988г. 

(автор, назва, видавництво, рік видання)

Розробник лекції                                   доцент кафедри ТС

___                          Антонюк М.І. 

(підпис, прізвище)

“ ____ “  _____________  2005  року



 

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.
6519. Нелінійні спотворення сигналів в системах передачі з ЧРК 42.95 KB
  В багатьох пристроях систем передачі з ЧРК напруга (струм) на виході нелінійно залежить від напруги (струму) на вході. До таких пристроїв відносяться модулятори (демодулятори), обмежники, підсилювачі при нелінійному режимі роботи, фільтри, коректори, котушки індуктивності яких виготовлені з використанням феритових сердечників.
6498. Об’єднання та розподіл сигналів в системах ПДП. Узгодження дискретних сигналів з дискретним та аналоговим каналами 10.56 KB
  Дифференціальним методом можна організувати порівняно невелику кількість штучних ланцюгів каналів. Методи другої групи засновані на тому що сигнали окремих каналів у передатчику наділяються деякими наперед обумовленими ознаками селекції які дозволяють виділити на прийомі сигнали окремих каналів із групового сигналу. До неадитивних так званих комбінованих методів відносяться методи при яких розділення сигналів засноване на різниці в комбінаціях сигналів різних каналів. При СЧР ознакою за якою на прийомі сигнали окремих каналів...
6497. Дискретні сигнали. Методи їх передачі і прийому в СДЕЗ. Синхронна та асинхронна передача сигналів 10.63 KB
  Параметр сигналу даних зміна якого відображує зміну повідомлення називають інформаційним. Момент в який здійснюється зміна значущої позиції сигналу називається значущим моментом ЗМ. Інтервал часу між двома сусідніми ЗМ сигналу називається значущим інтервалом ЗІ. Мінімальний інтервал часу якому дорівнюють ЗІ часу сигналу називається одиничним.
6512. Принципи побудови багатоканальних систем передачі з ЧРК 74.11 KB
  Вивчити задачі навчальної дисципліни, роль і місце багатоканальних систем передачі в мережах звязку. Вивчити види сигналів електрозвязку і їхніх характеристик. Ознайомити студентів з перспективами розвитку мереж звязку України.
6517. Завади в системах передачі з ЧРК 39.05 KB
  Вплив перешкод можна також оцінювати по величині напруги або потужності шуму в точці з відомим відносним рівнем передачі, що визначає потужність корисного сигналу. Зручно в якості такої точки вибрати точку з нульовим відносним рівнем передачі. Відповідні потужність та напругу відзначають індексом
6511. Принципи побудови систем АРП кабельного лінійного тракту систем передачі з ЧРК 123.51 KB
  Пристрої автоматичного регулювання посилення призначені для регулювання рівнів передачі підсилювачів магістралі в заданих межах і для стабілізації залишкового загасання каналів звязку.
6499. Дискретний канал неперервного часу і реєстрація сигналів. Крайові перекручення, оптимальний пристрій реєстрації сигналів. Пристрої синхронізації в СДЕЗ 22.6 KB
  Пристрої синхронізації в СДЕЗ. Ефективна виправляюча спроможність вимірюється в реальних умовах тобто враховуються помилки синхронізації та розподілювача приймача. Вимоги до пристроїв синхронізації: Висока точність синхронізації тобто допустиме відносне відхилення синхроімпульсів від ідеальних моментів. Незалежність точності синхронізації від статистичної структури повідомлень.
6514. Формування лінійного сигналу в кінцевому обладнанні кабельного лінійного тракту систем передачі з ЧРК 120.49 KB
  Сигнали контрольних частот для роботи системи АРУ вводяться в груповий сигнал на вході підсилювача відповідної групи. Для введення контрольних частот використовується диференціальна система.
6495. Інформаційні характеристики джерел дискретних повідомлень. Ентропія та її властивості. Первинні коди. Види сигналів для ПДП, основні характеристики сигналів, критерії вибору 62.94 KB
  Форми представлення інформації дуже різноманітні: письмовий текст мова музика графічне зображення електромагнітне поле взаємне розташування предметів у просторі та інше. Залежно від характеру джерела інформації має різновиди: неперервна функція неперервного аргументу тобто в деякому кінцевому інтервалі в довільні моменти часу може приймати будьяке значення з нескінченної множини мова музика температура; неперервна функція дискретного аргументу тобто в деякому кінцевому інтервалі може приймати будьяке значення...
2064. Хвильові передачі 49.13 KB
  Контрольні питання Список додаткової літератури Призначення і сфери застосування Хвильовою передачею називається зубчатий або фрикційний механізм призначений для передачі і перетворення руху зазвичай обертального в якому рух перетвориться за рахунок хвильової деформації вінця гнучкого колеса спеціальною ланкою вузлом генератором хвиль. Багатозонний контакт забезпечується за рахунок форми генератора хвиль кулачок частіше з двома рідко з трьома виступами багатопарний за рахунок податливості зубчатого вінця гнучкого колеса....
© "REFLEADER" http://refleader.ru/
Все права на сайт и размещенные работы
защищены законом об авторском праве.