Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Формування канальних сигналів в багатоканальних системах електрозв’язку методом АМ з одною бічною смугою




 

Канальні сигнали в системі передачі з ЧРК формуються з первинних інформаційних сигналів. Для такого перетворення можна застосовувати різні види модуляції: частотну (ЧМ), фазову (ФМ) і амплітудну (АМ). У сучасної КУА в основному застосовується амплітудна модуляція з використанням однієї бічної смуги частот – односмугова модуляція.

Процес здійснення амплітудної модуляції полягає в зміні амплітуді несучого коливання пропорційно змінам амплітуді несучого коливання пропорційно змінам миттєвого значення та модулюючого коливання.

Для спрощення викладень будемо думати, що сигнал, що модулює, являє собою одночастинне гармонійне коливання виду з одиничною амплітудою. Несучі коливання представимо у виді . У результаті модуляції несучого коливання первинним сигналом вираження для АМ коливання буде мати вигляд:

, (1)

де: - амплітуда напруги несучого коливання, - кругова частота несучого коливання, - кругова частота модулюючого коливання, - коефіцієнт модуляції, - амплітуда напруги, що модулює. На рис. 3. дане графічне представлення даного виразу.

Рисунок 3. АМ-сигнал.

 

Розкриваючи дужки в (1) і використовуючи відому з тригонометрії формулу , одержимо вираження для АМ коливання у вигляді:

. (2)

Даний вираз було виведено в 1916 р. росіянином ученим М.В. Шумейкіним. Він показав, що в найпростішому випадку АМ-коливання являє собою суму трьох синусоїдальних складових:

1. Коливання з постійною амплітудою і частотою , тобто несуче коливання (рис. 4).

2. Коливання з постійною амплітудою і частотою, рівній сумі частот і - верхнє бічне коливання (рис. 5).

3. Коливання з постійною амплітудою і частотою, рівної різниці частот і - нижнє бічне коливання.

Рисунок 4. Несуче коливання. Рисунок 5. Верхня складова АМ-сигналу.

Рисунок 6. Нижня складова АМ-сигналу.

 

Таким чином, параметри переданого сигналу, характеризуємого амплітудою і частотою , закладені в двох частинах вираження (2), що називаються бічними коливаннями АМ-сигналу. Звідси випливає висновок, що первинний сигнал може бути переданий на прийомний кінець не повним сигналом, а одним бічним коливанням. Даний висновок справедливий для простого сигналу.

При модуляції несучого коливання телефонним сигналом зі спектром від до будемо мати:

, (3)

де - спектральна щільність амплітуд інформаційного сигналу.

Як видно з приведеної рівності, у кожній бічній смузі відображається характеристика спектральної щільності сигналу (рис. 7) і тому кожна з них може служити для передачі телефонного сигналу в перетвореному спектрі частот.

Рисунок 7. Спектри вихідного та АМ-сигналу.

 

При цьому необхідно відзначити, що якщо у верхній бічній смузі спектральна характеристика сигналу виявляється зміщеної в область високий частот на величину несучої частоти ω, то в нижній бічній смузі вона відображається дзеркально відносно ω (рис. 7). На рис. 7 і надалі спектральна характеристика мовного сигналу представлена відповідно до прийнятого для нього умовною позначкою, при якому більш низьким звуковим частотам відповідає менша ордината. В якості несучого коливання, необхідного для зворотного перетворення спектра сигналу на прийомному кінці, може служити напруга несучої частоти, що надходить від передавальної станції, або від місцевого генератора.

Таким чином, у БСП з ЧРК формування канальних АМ-сигналів, що містять повну інформацію про первинні сигнали, і їхню передачу можна здійснювати з використанням різних методів:

1. Передача повного АМ-сигналу, що складається з несучої частоти і двох бічних смуг (НБС і ВБС). Зіставлення недоліків і достоїнств, властивому даному методу формування канальних сигналів, привело до дуже обмеженого застосування його в області багатоканального зв’язку.

2. Передача несучої й однієї бічної смуги частот (наприклад, верхньої) (рис. 8). При цьому з’являється можливість зменшити ширину смуги канального сигналу в два рази в порівнянні з першим методом. Однак, цей метод вимагає застосування складних виборчих канальних фільтрів для придушення невикористаної бічної смуги, а через додаткове зменшення співвідношення потужностей корисного сигналу і несуча ще менш вигідний, чим перший метод: потужність корисного сигналу, рівна потужності одного коливання бічної частоти, зменшується при цьому методі передачі ще в два рази в порівнянні з потужністю несучої. Тому даний метод у даний час не знаходять застосування.

Рисунок 8. Варіант формування канального сигналу.

Рисунок 9. Варіант формування канального сигналу.

3. Передача однієї бічної смуги частот при придушенні несучої і другої бічної смуги (ОБС) (рис. 9). У цьому випадку спектр модульованого сигналу стає ще вужче, ніж у попередньому методі. При використанні методу ОБС у результаті модуляції відбувається переміщення сигналу по шкалі частот при незмінній ширині займаної їм смуги. Такий метод модуляції називається перетворенням частоти.

Демодуляція також приводить до переміщення сигналу по шкалі частот, тільки в зворотному напрямку. Тому в апаратурі багатоканального зв’язку з ЧРК, заснованої на використанні методу ОБС, модулятори і демодулятори називаються перетворювачами частоти.

Даний метод формування канальних сигналів володіє в порівнянні з іншими поруч переваг, що полягають у наступному:

- передача однієї бічної смуги частот дає можливість при заданому числі каналів у багатоканальної системі одержати груповий сигнал з мінімальною шириною чи смуги інакше при заданій смузі частот одержати в груповому сигналі більше, у порівнянні з іншими методами, число каналів;

- оскільки передається одна бічна смуга, а несуча частота і друга бічна смуга придушується, те вся потужність витрачається на передачу корисного сигналу, що несе інформацію. Це дозволяє одержати високу перешкодозахищеність переданих сигналів при порівняно невеликих потужностях вихідних каскадів підсилювачів;

- груповий сигнал при даному методі являє собою суму канальних сигналів, що є перетвореними інформаційними сигналами. Оскільки інформаційні сигнали є випадковими функціями часу (випадковими процесами), те і груповий сигнал є випадковим процесом. максимальна потужність цього сигналу буде менше суми максимальних значень потужностей канальних сигналів. Тому при використанні загальних групових підсилювачів від не потрібно одержання надмірно великої вихідної потужності. Це також, як і звуження загальної смуги частот. Приведе до спрощення і здешевлення устаткування лінійного тракту.

Поряд з перевагами даний метод не позбавлений недоліків, до яких варто віднести:

- ускладнення кінцевого устаткування внаслідок того, що при передачі необхідно з АМ-сигналу виділити одну бічну смугу і надійно придушити другу бічну смугу частот і несучу частоту, що вимагає застосування складних селективних фільтрів;

- придушення несучого коливання на передачі і необхідність відновлення його на прийомі приводить до ускладнення прийомної частини апаратури, тому що потрібно створення генератора несучої. При цьому для відновлення сигналів без перекручування несуча частота повинна бути в ідеальному випадку такої ж, яка була сформована в тракті передачі. Точність збігу несучих, з огляду на, що по каналах ТЧ може здійснюватися передача сигналів тонального телеграфування, повинна бути порядку 1-2 кГц.

Необхідно підкреслити, що незважаючи на недоліки, властивому розглянутому методу, він є основним при формуванні канальних сигналів в апаратурі багатоканального зв’язку в силу тих переваг, що перераховані вище.

Іноді приходиться забезпечувати передачу АМ сигналу з асиметричними бічними смугами. Це обумовлено тим, що придушення однієї бічної смуги можливо в тому випадку, коли між бічними смугами мається захисний проміжок достатньої ширини.

Абсолютна ширина проміжку визначається вираженням . Так для телефонних сигналів кГц.

Однак деякі інформаційні сигнали, наприклад телевізійні. Займають смугу частот від 50 Гц) до 6 Мгц. У результаті амплітудної модуляції несучого коливання сигналами такого роду утворяться дві бічні смуги частот без проміжку між ними. Тому що реалізувати фільтр із нескінченною крутістю наростання загасання неможливо, АМ коливання передаються або у виді несучої і двох бічних коливань, або у виді однієї бічної смуги і частини другий, тобто АМ коливання з асиметричними смугами (рис. 10).

Для забезпечення передачі без спотворень в таких системах застосовуються спеціальні фільтри, наприклад Найквиста. Даний метод використовується при передачі спеціальних сигналів.

З аналізу методів формування канальних сигналів видно, що основним методом, використовуваним у даний час у багатоканальних системах передачі з ЧРК, у тому числі і військових, є третій, тобто метод передачі однієї бічної смуги частот при придушенні несучої частоти і другої бічної смуги частот (ОБС).

Основним способом формування односмугового канального сигналу є використання для цієї мети модулятора і смугового фільтра. (рис. 11). В якості модуляторів використовуються балансові або кільцеві перетворювачі частоти. На їхньому виході спектр частот містить меншу кількість продуктів перетворення в порівнянні з іншими схемами перетворювачів. У даному питанні ми досить докладно зупинилися на розгляді матеріалу, що стосується формування канальних сигналів. Наступне питання присвячене формуванню групових сигналів.

Рисунок 10. Варіант формування канального сигналу.

Рисунок 11. Формування канального сигналу.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 1227; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.017 сек.