Задачи, решаемые при использовании многоканальных систем передачи информации (стр. 3 )

7,8. Каналы 2-стороннего действия. Уст-ть каналов 2-стороннего действия (2-проводный 1-полосной канал).

a – затухание, S – усиление

а – затухание отраженного сигнала. Для направления S1 петля ОС образуется через S2 , и наоборот.

Для устойчивости канала нужно, чтобы затухание было больше, чем усиление:

1). ;

2). – сумма фаз между входом и выходом

Так как канал распределенный, то полоса спектра будет широкой, т. е. невозможно выполнение условия 2)., => не нужно выполнять условие 1).

Запас устойчивости:

Sp1, Sp2 – усиление между двумя точками

;

Насколько можно усилить сигнал:

Запас устойчивости создается балансировкой диф. схем.

– РУ (развязывающее устр-во, диф. схема)

– балластное затухание (показывает, как ведет себя отраженный сигнал)

Пусть (усиление в этих точках нулевое) и пусть

Тогда X определяется через A: ; , – балластное затухание внутри диф. схемы.

  , , т. е. схема устойчива.

X связан с АЧХ канала:

Чем больше f, тем больше затухание (по медным проводам), т. е. S надо тоже увеличивать, иначе будет искажение сигнала.

В канале

нормируется величина АЧХ ()

При уменьшении X возникает эхо за счет отражения сигнала.

Считается, что при выполняется условие – неощутимое на слух искажение.

Т. е. удлинители обязательно нужны.

Телефонный канал состоит из двух каналов тональной частоты встречных направлений передачи, объединенных с помощью дифференциальных систем (как правило, трансформаторных). Из-за обратно связи возникают искажения, для этого определяют устойчивость телефонного канала.

Запас устойчивости телефонного канала: Хтлф=2А43. Самые неблагоприятные условия работы двустороннего канала в режиме холостого хода (с точки зрения устойчивости): у=Xтлф/2 (эта величина показывает, насколько может увеличиться усиление усилителя, прежде чем система самовозбудится (т. е. произойдет генерация)). Минимальный запас устойчивости для телефонного сигнала: не менее 12 дБ. Через запас усиления (S) и затухания (A) устойчивость выражается: S-A0 неустойчивая система, S-A=0 граничное положение Устойчивость телефонного канала не зависит от величины затухания транзитных удлинителей, т. к. увеличение их затухания требует увеличения на ту же величину усиления, в противном случае изменится значение остаточного затухания телефонного канала.

Последствие от петли обратной связи:

1) Если ОС будет положительной то в результате возникнет эффект самовозбуждения и генерации.

2) Возникают амплитудно-частотные искажения, их причина: взаимодействие сигнала поданного на вход с вызванным сигналом, который придет по петле обратной связи; ухудшится качество связи и на разных частотах разные коэффициент передачи.

3) Эффект электрического эха.

Критерий Найквиста служит для определения условий возникновения генерации в замкнутой системе: в замкнутой системе не будет возникать генерация, если при изменении частоты от 0 до ∞ график зависимости не будет охватывать или касаться точек с координатами 1 и 0. Этот критерий справедлив: в любом четырехполюснике, входящем в состав замкнутой системы, не должно быть генерации при разрыве замкнутой системы в любой точке; функция перед усилительным элементом должна стремится к 0, когда частота стремится к ∞.

9.Формирование канальных уровней. Методы формирования амплитудно-модулированных сигналов с одной боковой полосой частот.

1) Две боковые+несущая (классическая АМ). Достоинства: простота модуляции и демодуляции. Недостатки: расширение полосы частот, большие затраты мощности, низкая помехоустойчивость, обусловленная малой мощностью. Используется при передаче радиосигналов, в эфирном вещании, где главное простота приемника. Уравнение АМ: Uам(t)=U0[1+m*S(t)]cоsw0t (где S(t) модулирующий сигнал (1≥S(t)≥- 1), w0-несущая частота, m-глубина модуляции(1≥m≥0)).

2) Две боковые (балансная АМ). Достоинства: нет больших затрат мощности (нет несущей). Недостатки: необходимость точного восстановления несущей на приеме сигнала, «биение». Для передачи практически не используют, используется как промежуточная ступень при формировании однополосного сигнала. Уравнение АМ: Uбм=S(t)*cosw0t.

3) Одна боковая (однополосная АМ). Достоинства: ширина спектра как у исходного модулирующего сигнала (узкий), высокая помехоустойчивость. Недостатки: сложность ПФ как выделителя боковых (зависит от соотношения:2fполосы/fнесущая; если оно >0.02, то применяют дешевые LC-фильтры, если меньше, то – кварцевые и др.); необходимость достаточно точного восстановления несущей частоты. Основная область применения аналоговые системы с частотным разделением каналов.

4) Одна боковая+несущая (теоретически, исторический интерес). Низкая помехоустойчивость.

5) Одна боковая+вторая боковая частично подавленная. Часть второй боковой составляет 10-20 %, используют этот способ, т. к. выделить одну боковую полосу сложно. В основном применяется для передачи телевизионных сигналов

Методы формирования одной боковой полосы.

При реализации передачи одной боковой полосы необходимо подавить несущее колебание и одну боковую полосу частот. Несущая частота подавляется при выборе соответствующей схемы преобразователя частоты: балансная и двойная балансная схемы канального амплитудного модулятора. Подавление ненужной боковой полосы осуществляется фильтровым, фазоразностным или фазофильровым методами.

Фильтровый метод формирования ОБП: Первичный сигнал S(t) cполоса частот: ∆Fc=F2-F1 поступает на балансный канальный амплитудной модулятор КМ, на выходе которого имеем амплитудно-модулированный сигнал Saм(t), содержащий нижнюю и верхнюю боковые полосы частот (f-F2)…(f-F1)и (f+F1)…(f+F2). Полезная боковая полоса частот(верхняя) выделяется КПФ (канальный полосовой фильтр). Сложность технической реализации фильтрового способа заключается в том что высокие требования к минимально допустимой величине затухания КПФ в полосе эффективного задерживания Amin. Это величина зависит от ширины полосы расфильтровки ∆Fp=(f+F1)-(f-F1)=2F1. Недостаток фильтрового способа разнотипность КПФ, число которых равно канальности системы передачи с частотным разделением канала. При большом числе каналов это удорожает и усложняет производство и эксплантацию каналообразующего оборудования. Фазоразностный способ формирования ОБП: Формирование однополосного сигнала может быть выполнено на основе изменения фазовых соотношений между различными составляющими амплитудно - модулированного сигнала. Способ формирования: перемножить колебание несущей частоты и модулированного сигнала; перемножить колебание несущей частоты, сдвинутого по фазе на р/2 и модулированного сигнала, также сдвинутого на р/2, относительно исходного сигнала; сложить сигналы. Наиболее сложно осуществить перемножение колебания несущей частоты и модулирующего сигнала, так как фазовращатели должны иметь бесконечное число звеньев, а в реальности у фазовращателей конечное число звеньев. Конечное число звеньев может достигнуть на некоторых частотах, степень подавления неиспользованной боковой полосы частот 26-40 дБ.10. Формирование спектров групп каналов. Группы каналов в трактах передачи с частотным разделением каналов и их спектры частот. Обобщенная структурная схема многоканальной системы передачи с частотным разделением каналов. Оборудование оконечных станций. Многоканальные системы передачи с частотным разделением каналов. Оборудование линейного тракта

Частотное разделение каналов (ЧРК) широко используются в электросвязи, радиовещании и телевидении. На его основе разрабатываются оптические системы со спектральным разделением каналов. Принципы ЧРК:

1) Каждому передаваемому сигналу выделяется определенная полоса частот.

2) Перенос спектра сигнала в эту полосу частот осуществляется с помощью модуляции любого вида (чаще АМ, как наиболее узкополосную).

) В качестве переносчиков используют гармонические колебания с разными частотами (несущие).

4) Групповой сигнал формируется, как сумма канальных сигналов. Его разделение на приемной стороне осуществляется при помощи ПФ.

5) Несущие частоты соответствующих каналов на передачи и приеме должны быть одинаковые (при использовании однополосной модуляции, когда передается одна боковая полоса). Характеризуется следующими параметрами: ширина спектра (∆fчрк=∆fк*N, где ∆fк – ширина полосы одного канала, N – число каналов), ширина полосы одного канала (∆fk= ∆fкс+∆fз, где ∆fкс – ширина спектра канального сигнала, ∆fз – запас на расфильтровку).