Системы связи 2 (стр. 8 из 9)
3.1.5. Аппаратура телеметрии и ее приложения.
На рис. 19 представлена функциональная схема блока телеметрического устройства, использующего КИМ. Представленная подсистема содержит только входную секцию и узел обработки импульсов. Это позволяет осуществить модульную конструкцию телеметрических систем с различным числом (таким, какое потребуется для данного приложения) одинаковых блоков, подключаемых к линии связи. Важно отметить, что блок, подобный рассматриваемому, может быть использован не только для беспроводной связи. Цифровые данные с использованием частотной манипуляции могут быть направлены в телефонную линию, рассчитанную на передачу звуковых сигналов, т. е. информации с полосой около 3000 Гц.
На рис. 19 показаны формирователи сигналов, предназначенные для усиления и формирования сигналов преобразователя (датчика). Формирователь сигналов обычно необходим, так как большинство сигналов от датчиков имеет величину порядка милливольт. Узел обработки аналоговой информации включает в себя аналоговый уплотнитель с подуплотнителем или подкоммутатором, схему выборки с удержанием и аналого-цифровой преобразователь.
Рис. 19. Функциональная схема типичной телеметрической КИМ-системы.Цифровая информация вводится через параллельно-последовательный преобразователь, так как большинство цифровых данных приходит параллельно, а затем через цифровой уплотнитель каналов. Это означает, что ряд источников аналоговых и цифровых данных коммутируются и группируются для образования последовательности КИМ-значений. Аналого-цифровой кодовый селектор (на первой части диаграммы) управляет последовательностью коммутации данных и вводит сигнал в шифратор, который предназначен образовывать подходящие уровни и коды, пригодные для радиолинии или проволочной передачи. (Эта подсистема может быть использована вместе с одной лишь поднесущей.) На рисунке показан генератор синхрокода и идентификации такта. Синхрокод обеспечивает тактовую синхронизацию. Для метода КИМ обычным является использование полной кодовой группы с особым кодом, которая встречается лишь один раз за такт (в течение интервала синхроимпульса). Эта синхронизирующая кодовая группа выполняет функции тактового синхроимпульса. Временной контроль подсистем обеспечивается точным импульсным генератором с набором делителей частоты и различных логических схем контроля. Рассматриваемая подсистема способна обрабатывать кодовые группы от 1 до 16 бит и такты длиной от 1 до 32 кодовых групп; число подтактов может быть от 2 до 32. Скорость, с которой работают различные узлы схемы (т. е. частота бит, частота тактов), контролируется основным блоком контроля; предусмотрен широкий диапазон этих частот.
В настоящее время в большом количестве производится особый класс телеметрической аппаратуры — «модем». Модем ( от слов модуляция и демодуляция) управляет модуляцией и демодуляцией сигналов телеметрии. Цифровые модемы возникли в связи с широким распространением цифровой техники. Они манипулируют только цифровыми данными аналогично подсистеме, изображенной на рис. 19. Применяемый способ модуляции и демодуляции меняется от модуля к модулю. При чрезмерной скорости следования последовательных кодовых групп цифровых данных модем преобразует их в несколько параллельных замедленных строк, которые используются в системе с уплотнением каналов по частоте. Например, скорость 1200 бит/с получена с помощью 16-канального частотного уплотнения телефонной линии с полосой 375—3025 Гц. Каждый из 16 каналов переносит частотно-манипулированные данные со скоростью 75 бит/с для передачи со скоростью 75×16 = 1200 бит/с. Каналы отстоят друг от друга на 170 Гц, начиная с 425 Гц и кончая 2975 Гц. Частотно-манипулированный сигнал состоит из сдвига тона на 85 Гц, сосредоточенного около определенной частоты канала fн. Фактически образуются три различимых уровня: fн + 42,5 Гц, fн - 42,5 Гц и fн. Последний уровень не несет информации. Следовательно, как импульс, так и пауза (или логические «1» и «0») обособлены и отделены от частоты канала.
Фильтры приемного устройства демодулируют 16 частотно-ма-нипулированных каналов и объединяют их для образования первоначальной последовательной кодовой группы.
Некоторые модемы вместо частотной манипуляции используют фазовую манипуляцию. Этот метод сдвигает фазу тона в телефонном канале с частотным уплотнением по отношению к опорному сигналу. Обычно фазовые сдвиги на 45, 135, 225 и 315° представляют 2 бита (две логические группы «0» и «1»). Фазовый сдвиг затем измеряется или детектируется в приемном устройстве, и вырабатывается соответствующий логический уровень.
Рассмотренные выше модемы используют узкополосный канал передачи, однако использованные методы пригодны и для широкополосной передачи. Большим преимуществом широкополосной передачи являются очень высокие частоты следования данных, которые могут быть получены, благодаря чему исключается необходимость последовательно-параллельного преобразования данных. Такие широкополосные системы обычно работают на линиях СВЧ, где шумовые эффекты менее вредны. Например, полоса 48 кГц допускает полную скорость передачи информации 48 кбит/с. Теоретически возможны и скорости до 3,8 Мбит/с.
3.1.6.Другие системы связи.
Наиболее общими системами связи являются радиовещание и телевидение. Федеральной комиссией по связи (ФКС) для радиовещания отведены две области частот. Коммерческое радиовещание использует для АМ-передач частоты 535—1605 кГц с полосой 10 кГц на один канал. Для частотной модуляции используется диапазон 88—108 МГц с шириной полосы канала 200 кГц: всего 100 каналов, начиная с номера 201 (88,1 МГц) по номер 300 (107,9 МГц). Коммерческое ЧМ-радиовещание в противоположность другим ЧМ-передачам ограничено каналами 221—300. Коммерческое телевидение располагает 82 каналами (от номера 1 до 83) в диапазоне частот 44—890 МГц. Распределение ТВ-каналов приводится в таблице на рис. 20.
| Ка-нал | Полоса частот, МГц | Ка-нал | Полоса частот, МГц | Ка-нал | Полоса частот, МГц | Ка-нал | Полоса частот, МГц |
| 1 | 44-50 | 22 | 518-524 | 43 | 644-650 | 64 | 770-776 |
| 2 | 54-60 | 23 | 524-530 | 44 | 650-656 | 65 | 776-782 |
| 3 | 60-66 | 24 | 530-536 | 45 | 656-662 | 66 | 782-788 |
| 4 | 66-72 | 25 | 536-542 | 46 | 662-668 | 67 | 788-794 |
| 5 | 76-82 | 26 | 542-548 | 47 | 668-674 | 68 | 794-800 |
| 6 | 82-88 | 27 | 548-554 | 48 | 674-680 | 69 | 800-806 |
| 7 | 174-180 | 28 | 554-560 | 49 | 680-686 | 70 | 806-812 |
| 8 | 180-186 | 29 | 560-566 | 50 | 686-692 | 71 | 812-818 |
| 9 | 186-192 | 30 | 566-572 | 51 | 692-698 | 72 | 818-824 |
| 10 | 192-198 | 31 | 572-578 | 52 | 698-704 | 73 | 824-830 |
| 11 | 198-204 | 32 | 578-584 | 53 | 704-710 | 74 | 830-836 |
| 12 | 204-210 | 33 | 584-590 | 54 | 710-716 | 75 | 836-842 |
| 13 | 210-216 | 34 | 590-596 | 55 | 716-722 | 76 | 842-848 |
| 14 | 470-476 | 35 | 596-602 | 56 | 722-728 | 77 | 848-854 |
| 15 | 476-482 | 36 | 602-608 | 57 | 728-734 | 78 | 854-860 |
| 16 | 482-488 | 37 | 608-614 | 58 | 734-740 | 79 | 860-866 |
| 17 | 488-494 | 38 | 614-620 | 59 | 740-746 | 80 | 866-872 |
| 18 | 494-500 | 39 | 620-626 | 60 | 746-752 | 81 | 872-878 |
| 19 | 500-506 | 40 | 626-632 | 61 | 752-758 | 82 | 878-884 |
| 20 | 506-512 | 41 | 632-638 | 62 | 758-764 | 83 | 884-890 |
| 21 | 512-518 | 42 | 638-644 | 63 | 764-770 |
Рис. 20. Распределение ТВ-каналов.