Принцип частотного уплотнения

Частотное уплотнение канала связи

ПРИНЦИПЫ УПЛОТНЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОГО КАНАЛА

Телевизионное вещание и канал для его передачи

Звуковое вещание и каналы для его передачи

Под каналом звукового вещания подразумевается комплекс аппаратуры и линий от выхода микрофона в студии до входа громкоговорителя.

Магистральный канал вещания является частью канала звукового вещания и обеспечивает обмен программами между двумя коммутационно-распределительными аппаратными или радиовещательными аппаратными. Каналы звукового вещания делятся на три класса: высший (полоса частот 30 Гц...15 кГц), первый (50 Гц...10 кГц) и второй (100 Гц...6,3 кГц). Магистральные каналы вещания должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к каналу первого класса. При формировании каналов звукового вещания могут использоваться объединенные полосы частот каналов ТЧ: трех для первого и двух для второго классов. Отношение максимального напряжения сигнала к псофометрическому напряжению шума на выходе магистрального канала должно быть не менее 57 дБ.

Сигналами телевизионного вещания являются: полный телевизионный сигнал и сигнал звукового сопровождения. Ширина полосы видеосигнала составляет 50 Гц...6 МГц. Динамический диапазон составляет 26...30,5 дБ. Канал телевизионного вещания состоит из тракта передачи изображения и тракта передачи звукового сопровождения. Передача сигнала изображения по каналам связи, образованным с помощью РРЛ и систем связи через ИСЗ, осуществляется в полосе частот 50 Гц...6 МГц. Каналы звукового сопровождения организуются аналогично магистральным каналам вещания и должны удовлетворять всем требованиям к вещательным каналам первого класса.

Принцип частотного уплотнения (ЧУ) состоит в том, что частотные спектры , , ,..., индивидуальных абонентов 1, 2, 3,...,N транспонируются (переносятся) таким образом, чтобы они не перекрывали друг друга (рис.3.1).

Рис.3.1. Транспонирование спектров индивидуальных сообщений

Для передачи суммарного (группового) спектра частот потребуется общая полоса частот

,

где , ,... – защитные полосы частот между спектрами отдельных абонентов. Таким образом при частотном уплотнении широкополосный канал используется абонентами одновременно, т.е. в любой момент времени осуществляется передача сообщений, принадлежащих нескольким абонентам.

Аппаратура ЧУ состоит их двух основных частей: передающей, предназначенной для передачи группового сообщения (рис.3.2), и приемной, в которой осуществляется обратное транспонирование и разделение спектров.

Рис.3.2. Упрощенная структурная схема многоканальной системы радиосвязи с частотным уплотнением

На рис.3.2 показана упрощенная структурная схема многоканальной системы радиосвязи с частотным уплотнением. Поступающие от абонентов 1,2,3,...,N по каналам непрерывные или дискретные индивидуальные сообщения , , ,...,с шириной спектров , , ,..., через дифференциальные системы подаются на индивидуальные преобразователи передачи ИПП₁, ИПП₂, ИПП₃,..., ИПП_N, размещенные в индивидуальной передающей части аппаратуры уплотнения. В этих преобразователях осуществляется амплитудная модуляция колебаний с поднесущими частотами , , ,..., , в результате чего вместо сообщения со спектром частот от до получаются две боковые со спектрами и (рис.3.3).

Рис.3.3. Преобразование спектров индивидуальных сообщений

С выходов ИПП колебания подаются на полосовые фильтры ПФ₁, ПФ₂, ПФ₃,...,ПФ_N, которые пропускают только одну боковую, например, нижнюю, с граничными частотами . Таким образом, в передающей части аппаратуры уплотнения (АУ) осуществляется транспонирование спектров абонентов 1,2,3,...,N, по шкале частот соответственно на величину , , ,..., . В результате объединения этих спектров получается групповое (многоканальное) сообщение. Групповое сообщение после усиления его в групповом усилителе подается к модулятору М радиопередающего устройства П, работающего на несущей частоте . После модуляции и усиления колебания с несущей частотой излучается антенной . Прием колебаний осуществляется антенной , после чего они подводятся к радиоприемному устройству Пр, где осуществляется усиление и детектирование колебаний. На выходе детектора Д, входящего в состав Пр получают групповое сообщение, которое усиливается групповым усилителем ГУ. Затем при помощи полосовых фильтров ПФ₁, ПФ₂, ПФ₃,...,ПФ_N, установленных в приемной части аппаратуры уплотнения, групповое сообщение расфильтровывается таким образом, что на выходе каждого ПФ получается транспонированный спектр только одного абонента. Индивидуальные преобразователи приема ИППр₁, ИППр₂, ИППр₃,..., ИППр_N, на которые подаются такие же, как и на стороне передачи, поднесущие частоты , , ,..., , осуществляют перенос спектров, обратный тому, который осуществляется в передающей части АУ. В результате этого на выходах ИППр получаются индивидуальные сообщения , , ,..., .

3.1.2. Построение аппаратуры уплотнения стандартной
12-канальной группы

За основу построения АУ приняты канал тональной частоты и блок, рассчитанный на уплотнение одного широкополосного канала двенадцатью телефонными каналами. Упрощенная структурная схема такого блока и спектр частот на его выходе приведены на рис.3.4.

В данном случае на ИПП подаются колебания поднесущих с частотами , равными 64, 68,..., 108 кГц, т.е. отличающиеся друг от друга на 4 кГц. В качестве ПФ используются кварцевые или магнитно-стрикционные фильтры с полосой пропускания 3,1 кГц, каждый из которых пропускает только нижнюю боковую полосу частот. Таким образом, спектр частот на выходе фильтров занимает полосу от 60,6 до 107,7 кГц. Полученное таким образом 12-канальное сообщение усиливается ГУ и подается либо к модулятору радиопередатчика М, либо к групповым преобразователям АУ, если система связи рассчитана больше, чем на 12 телефонных каналов. В тракте приема групповое сообщение после усиления в ГУ расфильтровывается, после чего в виде однополосных сообщений кГц подается к индивидуальным преобразователям приема, куда одновременно подводятся индивидуальные поднесущие частоты . В результате на выходе получаются исходные спектры индивидуальных телефонных сообщений. Эти спектры после ФНЧ и УНЧ подаются к соответствующим абонентам. Частоты поднесущих на стороне приема и передачи должны быть очень близкими – расхождение не должно превышать 1-2Гц. Обычно генераторы поднесущих имеют кварцевую стабилизацию частоты. Каждый телефонный канал имеет защитные полосы шириной 0,9 кГц, предназначенные для снижения уровня взаимных помех между каналами в АУ для облегчения требований к характеристикам полосовых фильтров.

Рис.3.4. Структурная схема аппаратуры первичного преобразования и спектр частот на ее выходе

Рассмотренная двенадцатиканальная группа называется первичной группой (ПГ) и на ее основе строится аппаратура уплотнения на любое число телефонных каналов.

При необходимости создания АУ только на 12 каналов общий спектр частот 60-108 кГц с помощью преобразователя и колебаний с поднесущей частотой 120 кГц транспонируется в полосу частот 12-60кГц и получают т.н. аппаратуру уплотнения типа К-12. При создании аппаратуры уплотнения на 24 телефонных канала с помощью фильтров осуществляется сложение спектров аппаратуры уплотнения К-12 и стандартной 12-канальной группы и получается спектр частот 12-108 кГц – аппаратура уплотнения К-24.

Дата добавления: 2014-01-11