Многоканальная связь на железнодорожном транспорте (стр. 2 из 4)
Группообразование осуществляется, следующим образом:
1) С помощью индивидуального преобразования полоса частот исходных информационных сигналов 0,3…3,4 кГц (для построения системы берём диапазон с защитным интервалом – 0…4 кГц) переносится с инверсией в полосу частот 60…108 кГц 12-канальной первичной группы. Организуется 1200 / 12 = 100 таких первичных групп (ПГ).
Частоты несущих:
fН = 108 – 4 ( n – 1 ), где n = 1 ... 12
fН1 = 108 кГц; fН2 = 104 кГц; fН3 = 100 кГц;
fН4 = 96 кГц; fН5 = 92 кГц; fН6 = 88 кГц;
fН7 = 84 кГц; fН8 = 80 кГц; fН9 = 76 кГц;
fН10 = 72 кГц; fН11 = 68 кГц; fН12 = 64 кГц.
Рисунок 1.5 – Построение 12-канальной первичной группы
2) Далее, полоса частот 12-канальной первичной группы с инверсией переносится в полосу частот 120-канальной вторичной группы (ВГ), где частота нижней несущей должна быть не менее чем в 2 раза выше максимальной частоты сигнала ПГ, т.е. fниж.нес. ≥ 216 кГц, возьмём fниж.нес. = 324 кГц. Итак, сигнал переносится в полосу частот 216…696 кГц. Организуется 100 / 10 = 10 вторичных групп (ВГ).
Частоты несущих:
fН = 324 + 48 ( n – 1 ), где n = 1 ... 10
fН1 = 324 кГц; fН2 = 372 кГц;
fН3 = 420 кГц; fН4 = 468 кГц;
fН5 = 516 кГц; fН6 = 564 кГц;
fН7 = 612 кГц; fН8 = 660 кГц;
fН9 = 708 кГц; fН10 = 756 кГц.
Рисунок 1.6 – Построение 120-канальной вторичной группы
Остальные преобразования осуществляются без инверсии. Полоса частот 120-канальной ВГ преобразуется и переносится в полосу частот 600-канальной третичной группы (ТГ) 2088…4704 кГц. Организуется 10 / 5 = 2 третичные группы (ТГ).
Частоты несущих:
fН = 2088 + 480 ( n – 1 ), где n = 1 ... 5
fН1 = 2088 кГц;
fН2 = 2568 кГц;
fН3 = 3048 кГц;
fН4 = 3528 кГц;
fН5 = 4008 кГц.
Рисунок 1.7 – Построение 600-канальной третичной группы
3) Полоса частот 600-канальной ТГ преобразуется и переносится в полосу частот 1200-канальной четвертичной группы (ЧГ) 16416…21216 кГц. Организуется 2 / 2 = 1 четвертичная группа (ЧГ).
Частоты несущих:
fН = 14112 + 2400 ( n – 1 ), где n = 1 ... 2
fН1 = 14112 кГц;
fН2 = 16512 кГц.
Рисунок 1.8 – Построение 1200-канальной четвертичной группы
4) Полученный групповой спектр, занимающий диапазон частот 16416…21216 кГц, переноситься в диапазон с нижней частотой спектра 22 кГц (в соответствии с заданием).
Так как линейный спектр по заданию содержит две полосы, это значит, что система однокабельная, в котором одна полоса частот (11022…15822 кГц) работает в режиме приёма, а другая (22…4822 кГц) – в режиме передачи. Разделённые частотным интервалом в 6200 кГц, который, по условию, должен быть не менее 1.1 ширины спектра. Перенос будет осуществляться при помощи двойного преобразования.
Рисунок 1.9 – Построение двухполосного линейного спектра
Первое: несущей частотой fН11 = 48000 кГц перемещаем полученный спектр в нижний диапазон частот 26784…31584 кГц. Второе: с помощью несущих частот fН21 = 31606 кГц и fН22 = 42606 кГц перемещаем спектр, полученный в результате первого преобразования, также в нижние диапазоны частот соответственно 22…4822 кГц и 11022…15822 кГц.
А теперь разработаем структурную схему аппаратуры оконечной станции многоканальной системы.
Структурные схемы аппаратуры оконечной станции изображены на рисунках 1.10 и 1.11.
Система содержит 32 номинала несущих частот:
· 12 индивидуальных для формирования / расформирования ПГ;
· 10 групповых для ВГ;
· 5 групповых для ТГ;
· 2 групповых для ЧГ;
· 3 для формирования / расформирования линейного спектра, при этом в передающей и приёмной части для распределения по полосам 2 различные несущие и одна одинаковая в обеих частях системы для первого преобразования (формирования / расформирования линейного спектра).
Исходя из этого, передающая часть имеет 31 тип модуляторов М, и, соответственно, приёмная часть имеет столько же разнотипных демодуляторов Д.
Полосовые фильтры ПФ в системе распределяются по номиналам в количестве 32 шт.:
· 12 для ПГ;
· 10 для ВГ;
· 5 для ТГ;
· 2 для ЧГ;
· 1 для первого преобразования полосы частот 1200-канальной группы в линейную полосу частот системы в передающей части и, наоборот, для приёмной;
· 2 разных по номиналу фильтра направления в передающей и в приёмной частях системы.
Чтобы устранить возможность негативного влияния кратковременных чрезмерно высоких уровней, появляющихся в индивидуальном канале тональной частоты, на работу аппаратуры многоканальной системы, на входах ПГ перед ФНЧ в передающей части системы включается ограничитель амплитуд ОА. На входах / выходах каждой группы и при формировании / расформировании линейного спектра соответственно в передающей и приёмной частях системы для выделения нужного спектра применяются 5 номиналов фильтров нижних частот ФНЧ.
Определим диапазон частот, занимаемым 25 каналом.
1) Для передачи.
Так как для передачи линейный спектр – прямой, то первый канал будет занимать низшую полосу частот, т.е. каналы 1…12 занимают полосу 22…70 кГц, по 4 кГц каждый.
fН = 22 + 4
(25 – 1) = 118 кГц,fВ = 22 + 4
25 = 122 кГц.Т.е. 25 канал занимает полосу частот 118…122 кГц.
Определим виртуальную несущую частоту для перемещения в эту полосу частот спектра тональной частоты 0,3…3,4 кГц, взятого с запасом 0…4 кГц.
Следовательно, для того, что бы переместить исходный спектр ТЧ в линейную полосу частот 118…122 кГц, нужно использовать виртуальную несущую частоту:
fВирт.25 = 122 – 4 = 118 – 0 = 118 кГц.
2) Для приёма.
Так как и для приёма линейный спектр также прямой, то:
fН = 11022 + 4
(25 – 1) = 11118 кГц,fВ = 11022 + 4
25 = 11122 кГц.25 канал занимает полосу частот 11118…11122 кГц.
Виртуальная несущая частота: fВирт.25 = 11118 кГц.
1) Что даёт групповой принцип построения, используемый в современных системах многоканальной связи?
Использования принципа многократного преобразования частоты позволяет уменьшить число типов различных устройств (узлов), входящих в схему аппаратуры (полосовых фильтров, преобразователей частоты и т. д.), а так же число номиналов (значений) несущих частот, что значительно упрощает технологию изготовление аппаратуры.
2) Какая частота называется виртуальной и как она определяется?
Виртуальной несущей частотой называется воображаемая несущая частота, с помощью которой можно было бы исходный спектр переместить в линейную полосу частот путём однократного преобразования (минуя все промежуточные ступени преобразования). Виртуальная несущая частота занимает в линейном спектре канала то положение, которое занимала бы в нём нулевая частота, если бы имелась в исходном спектре.
Системы многоканальной связи – это такие системы электросвязи, которые обеспечивают одновременную и независимую передачу сообщений от нескольких отправителей к такому же числу получателей, и в сочетании с коммутационными системами являются важнейшими составными частями единой автоматизированной системы связи. В основе их построения лежит принцип уплотнения линий связи. Наиболее распространено частотное уплотнение, при котором каждому каналу связи отводится определённая часть области частот, занимаемой трактом групповой передачи сообщений. В качестве стандартного канала принимается канал тональной частоты (ТЧ), обеспечивающий передачу речевого (телефонного) сообщения с эффективной полосой частот 300…3400 Гц. С учётом защитных промежутков между каналами каждому из них отводится номинальная полоса частот 0…4 кГц. При построении многоканальной связи с частотным уплотнением используется метод объединения каналов в групповые тракты. Вначале образуют первичный групповой тракт из 12 каналов, в нашем случае стандартный, занимающий полосу частот 60…108 кГц. Для этого каждый канал посредством своего индивидуального преобразователя частоты (модулятора) переносится в соответствующую область полосы частот первичного тракта. Далее, из первичных групповых трактов аналогичным образом формируется вторичный и т. д.
Задача 2.1
Установить, какие составляющие колебания возникнут в спектре стандартного телефонного канала за счёт нелинейности при подаче на его вход двух гармонических колебаний разных частот.
Исходные данные:
Частота колебания f1, кГц:
0,38
1,8
Частота колебания f2, кГц:
0,36
1,25
Решение.
На вход канала подаётся сигнал с величиной амплитуд напряжений для упрощения принятой за единицу:
(2.1)За счёт нелинейности на выходе канала сигнал:
(2.2)Проведём преобразования:
