Системы связи 2 (стр. 9 из 9)

Ширина полосы телевизионного канала составляет 6 МГц. Максимальная девиация частоты для коммерческого ЧМ-вещания равна ±75 кГц. Это означает, что индекс модуляции для модулированного сигнала на частоте 15 кГц равен 5 (15 кГц — верхняя граница звуковых частот). Индекс модуляции 5 дает 7 пар боковых полос значительной амплитуды или общую полосу 7×2×15 = 210 кГц. Таким образом, предназначенная для одного канала полоса 200 кГц почти достаточна для полной передачи звукового сигнала 15 кГц. Полоса 10 кГц АМ-передач (фактическая полоса по уровню —3 дБ составляет около 9 кГц) допускает максимум звуковой частоты 5 кГц. Как видно, ЧМ-передача обеспечивает гораздо более широкую полосу и, следовательно, более полное воспроизведение звукового диапазона в целом (20 Гц —15 кГц). Для сравнения будет показано ниже, что звуковое ТВ-сопровождение обеспечивается максимальной девиацией ±25 кГц, что приводит к коэффициенту модуляции 25/15 = 1,67 (для звуковой частоты 15 кГц). Это в свою очередь приводит к трем парам боковых полос со значительной амплитудой и к необходимой полосе частот 2×3×15 = 90 кГц. Фактическая передаваемая полоса составляет от 50 до 80 кГц и недостаточна для полного воспроизведения звукового диапазона в целом.

AM- и ЧМ-радиовещанне следует стандартным методам. Функциональные схемы AM- и ЧМ-систем представлены на рис. 21 и 22.

Рис. 21. Функциональная схема системы амплитудной модуляции.

Рис. 22. Функциональная схема системы частотной модуляции.

Оба приемника для получения промежуточной частоты (ПЧ) используют методы смешения частот. Основное преимущество метода преобразования частоты в промежуточную основано на том, что промежуточная частота фиксирована и, следовательно, удобна для усиления в резонансных усилителях с фиксированной частотой настройки. Используемая в АМ-приемниках промежуточная частота 455 кГц является частотой биений (разностной частотой) между колебаниями от местного генератора-гетеродина f_г и входным сигналом f_н. Таким образом, ПЧ = f_г - f_н. При изменении настройки изменяются как f_г, так и f_н, но их разность остается неизменной. ЧМ-приемники имеют промежуточную частоту 10,7 МГц. АМ-детектор состоит из простого выпрямителя и высокочастотного фильтра, который воспроизводит огибающую модулированного сигнала. ЧМ-дискриминатор воспроизводит звуковой сигнал путем преобразования девиации частоты f_н в соответствующее напряжение. Для частотной дискриминации разработано большое число схем. Заслуживает внимания тот факт, что ЧМ-детектору предшествует ограничитель уровня. Амплитуда сигнала поддерживается на постоянном уровне; это уменьшает помехи, которые обычно свойственны амплитудной модуляции.

Телевизионная передача несколько более сложна, так как она использует методы и амплитудной, и частотной модуляций.

Рис. 23. Функциональная схема ТВ-линии связи.

ТВ-линия связи содержит три основные группы информации. Во-первых, ТВ-камерой генерируется сигнал изображения, соответствующий форме и яркости образа. Телекамера развертывающая изображение по горизонтали и вертикали, управляется схемами развертки и синхронизации. Для обеспечения синхронизации развертки изображения на экране кинескопа приемника с разверткой камеры на приемник передаются синхроимпульсы. Строка за строкой на экране сформируется изображение в строгом соответствии с построчным сканированием образа передающей камерой. Наконец, для воспроизведения звукового сопровождения паредаваемой сцены необходимы сигналы звуковой частоты. Видеосигнал (сигнал изображения) н синхроимпульсы модулируют по амплитуде высокочастотную несущую, в то время как сигналы звуковой частоты передаются с помощью частотной модуляции. Для передачи обоих сигналов (ЧМ и AM) используется полоса частот 5 МГц ТВ-канала.

Для того чтобы получить высококачественное изображение, необходимо разрешение телекамеры порядка 0,0025 см. Это означает, что каждый участок экрана телекамеры размером 0,0025 см образует свой локальный яркостный сигнал. Реальный образ фокусируется на экран телекамеры, покрытый большим числом миниатюрных (фотоэлементов (размером 0,0025 см), которые и вырабатывают фото-э. д. с. в соответствии с интенсивностью падающего на них света. Эти напряжения снимаются последовательно, образуя непрерывный поток сигналов, в котором каждый уровень сигнала соответствует свету, падающему на соответствующий фотоэлемент. Совокупный сигнал является видеосигналом (сигналом изображения). Выборка производится от точки к точке слева направо. Каждая горизонтальная линия развертки (около 4000 фотоэлементов) образует строчку видеозначений, которые используются в приемном устройстве для воспроизведения яркостных изменений изображения. 525 таких линий полностью покрывают экран телекамеры и,таким образом, содержат видеосигнал, соответствующий реальному образу. Синхронизирующие импульсы поддерживают временную зависимость между разверткой телекамеры и разверткой приемной ЭЛТ (кинескопа), так что положение объектов в реальной картине сохраняется и на экране кинескопа.

Как отмечалось ранее, посредством амплитудной модуляции или, точнее, на частично подавленной боковой полосе частот передается видеосигнал, содержащий также и синхронизирующие импульсы. Как показано на рис. 24, полоса 6 МГц (по уровню — 20 дБ) телевизионного канала содержит 4,2 МГц верхней боковой полосы частот и 0,75 МГц нижней полосы.

Рис. 24. Распределение частот в пределах полосы стандартного телевизионного канала.

Это означает, что основная часть сигналов изображения передается на одной боковой полосе. Низкочастотные видеосигналы (менее 0,75 МГц) передаются с двумя боковыми полосами, в то время как высшие видеочастоты передаются с одной боковой полосой (полностью передается только верхняя боковая полоса). Как показано на рисунке, ЧМ-несущая (несущая звука) расположена на 4,5 МГц выше несущей канала изображения. Телевизионный приемник разделяет эти две несущие для выработки видеосигнала в одном канале и звукового сигнала в другом. Видеосигнал в свою очередь разделяется, образуя синхронизирующие импульсы и сигналы изображения. Последние модулируют по инсивности электронныи пучок кинескопа, воспроизводя передаваемое изображение.

На рис. 25 приведена более детальная (функциональная схема ТВ-приемника. Как показано на схеме, несущая звука снимается либо с блоков НЧ-канала изображения на уровне УВЧ (f_н=15 МГц), либо с видеоусилителя на частоте 4,5 МГц путем фильтрации в видеодетекторе. Затем два типа сигналов (звуковые и видео) обрабатываются раздельно для образования выходных сигналов звука и изображения.

Рис. 25. Блок-схема ТВ-приемника с черно-белым изображением.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Электрическая связь - это огромный комплекс передачи, приема и обработки информации, построение которого в немалой степени обязано достижениям радиотехники, зародившейся как самостоятельная и техническая дисциплина.

Отличительная особенность нашего времени - непрерывно возрастающая потребность в передаче потоков информации на большие расстояния. Это обусловлено многими причинами, и в первую очередь тем, что электрическая связь стала одним из самых мощных рычагов управления.

Претерпевая значительные изменения, становясь многосторонней и всеобъемлющей, электрическая связь становится все более интегрированной в мировое телекоммуникационное пространство.

5. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1) Г. Зангер. «Электронные системы» 1980 г.

2) В. В. Мигулин «100 лет радио» 1995 г.

3) А. С. Касаткин «Электротехника» 1965 г.

4) В. Г. Герасимов «Основы промышленной электроники» 1986 г.