Опис лабораторного макету.

Мета роботи.

Вивчення структурної схеми і принципу дії дуплексної багатоканальної системи передачі з частотним розділенням каналів, в якій використовується багатократне і групове перетворення частот.

 

Завдання

1. Ознайомитись з основними теоретичними положеннями.

2. Ознайомитись з лабораторним макетом і вимірювальними приладами.

3. Зняти осцилограми струмів в характерних точках макета.

4. Поміряти величину захищеності від перехідних завад.

 

3 Коротка теорія питання.

Апаратура з частотним розділення каналів (ЧРК) дає можливість отримати на одній лінії зв’язку від двох-трьох до декілька тисяч каналів, які використовуються для телефування, передачі дискретних повідомлень, фототелеграми і т.і. В системах з ЧРК спектри сигналів, які передаються по різних каналах, рощміщуються в неперетинаючих одна одну частотних смугах, що і дозволяє одночасно передавати різні повідомлення по одній лінії. Оскільки спектри вихідних інформаційних сигналів частково або повністю перекриваються, необхідно перенести спектр кожного сигналу в частотну область, яка відведена цьому сигналу в лінійному спектрі. Перенос здійснюється за допомогою модуляції несучої частоти інформаційним сигналом. В багатоканальних ситемах передачі з ЧРК найчастіше використовується амплітудна модуляція з передачею в лінію однієї бокової смуги без несучої (АМОБС), що збільшує кількість каналів за рахунок того, що при АМОБС ширина смуги менша, ніж при інших видах модуляції і дорівнює ширині спектру вихідного сигналу. Відсутність несучого коливання дозволяє зменшити середню потужність групового сигналу і використовувати менш потужні підсилювачі в групових трактах.

В сучасній багатоканальній апаратурі з ЧРК, як правило, використовують багатократне перетворення частоти. Це означає, що інформаційні сигнали в передавальній частині апаратури переміщуються декілька разів по шкалі частот перед тим як подаюьться в лінію. Таке ж саме багатократне перетворення чястоти, яле в зворотньому порядку, здійснюється в приймальній частині апаратури.

Перша ступінь перетворення називається індивідуальною, наступні ступені перетворення є груповими.

Використання багатократного і групового перетворення частоти дозволяє

 

найбільш раціонально розмістити спектри окремих каналів в лінійному спектрі системи за допомогою відносно простих смугових фільтрів, дає можливість використовувати стандартне обладнання для перетворення і значно зменшує кількість типів фільтрів і кількість номіналів несучих частот необхідних для формування лінійного спектру багатоканальної системи.

Одним з основних видів завад в багатоканальних системах з ЧРК є перехідна завада, яка виникає внаслідок взаємного впливу між каналами системи. Причинами появи взаємних впливів являються:

- неідеальність АЧХ канальних і роздільчих смугових фільтрів;

- нелінійні спотворення групового сигналу.

У реальних фільтрах затухання поза смуги прозорості кінцеве, тому в смугу частот даного каналу попадають неповністю подавлені складові сигналів сусідніх каналів.

В результаті нелінійних спотворень з’являються гармоніки і комбінаційні частоти спектральних складових групового сигналу. Частина продуктів нелінійності попадає в частотні смуги каналів системи і викликає появу взаємних впливів. Ступінь заважаючої дій завад оцінюється величиною захищеності A_з=

де P_c, U_c – потужність і напруга сигналу на виході каналу;

P_з, U_з – потужність і напруга завади.

 

Опис лабораторного макету.

Для вивчення принципу частотного розділення каналів з багатократним і груповим перетворенням використовується лабораторний макет, який виконаний на базі дуплексної двоканальної системи типу В-2-2 (В-2), яка складається з двох станцій А і В. Спрощена структурна схема макету станції і перетворення частоти приведені на рис.1,2.

 

5 Принцип роботи схеми слідуючий.

1.Телефонний сигнал проходить через комплект НЧ закінчень КНО (дифсистему), в якому здійснюється перехід від двохпровідної схеми телефонної станції до чотирьохпровідної схеми ВЧ каналу і поступає на вхід індивідуального передаючого обладнання 1-го або 2-го каналу (ПРД).

2.На вході кожного індивідуального передавача стоїть фільтр нижніх частот Д-3,4, після якого сигнал подається на індивідуальний модулятор ІМ, де здійснюється перенос спектру телефонного сигналу у високочастотний спектр.

3.Сигнал в модуляторі 1-го каналу перетворюється за допомогою несучої частоти 17,33 кГц, при чому після перетворення використовується верхня бокова смуга частот від 17,63 до 20,73 кГц (рис.2). Сигнал в модуляторі другого каналу перетворюється за допомогою несучої частоти 26 кГц причому після перетворення використовується нижня бокова смуга частот від 22,6 до 25,7 кГц.

4.Невикористані бокові смуги обох каналів частково подавлюються смуговим фільтром П17-26, який включений на виході ПРД. Сформована двоканальна група, яка займає спектр 17,36-25,7 кГц, поступає на вхід групового обладнання.

5.На станції А, яка передає нижню і приймає верхню групу каналів, двохканальна група за допомогою однієї ступені групового перетворення і несучої частоти 30,33 кГц переноситься в діапазон 4,63-12,7 кГц.Для цього призначено обладнання ГП ГУС, яке складається з фільтра Д-28, який подавляє

 

 

високочастотні складові перетворення індивідуальних модуляторів, групового перетворювача ГП, смугового фільтра П4-13 кГц, який подавляє невикористану бокову смугу і інші заважаючі складові і групового підсилювача передачі ГУСпрд, після якого перетворена двохканальна група частот через направляючий фільтр П4-14 і лінійний трансформатор ВЧ каналів блоку АФ поступає в лінію.

6.На станції Б, яка приймає нижню і передає верхню групу частот сигнал з лінії через лінійний трансформатор блоку ЛФ, направляючий фільтр П4-14, постійний і регулюючий коректори блоку АРУ ВЧ поступає на груповий перетворювач ГП ГУС, який призначений для зворотнього перетворення лінійного спектру двохканальної групи 4,63-12,7 кГц в діапазон 17,63-25,7 кГц. Обладнання групового перетворення складається з смугового фільтру П4-13, групового перетворювача ГП і фільтра Д28.

7.Індивідуальне обладнання прийому кожного каналу складається з канального смугового фільтру КФ, який виділяє смугу частот відповідного каналу, індивідуального демодулятора ІД, який переносить сигнал з області ВЧ в тональний спектр фільтра Д-3,4 і підсилювача низької частоти ПНЧ.

8.З виходу індивідуального приймального обладнання телефонний сигнал через КНО (дифсистему) поступає на двохпровідний вихід каналу.

9.В протилежному напрямку передачі Б-А двохканальна група, яка займає спектр 17,36-25,7 кГц, передається по лінії безпосередньо. Обладнання для групового перетворення частот передавальний тракт станції В і приймальний тракт станції А не мають.

10. Конструктивно станції А і Б типу В2-2 виконані у вигляді приладу, в якому функціональні вузли розміщені в блоках, що знімаються. Рахуючи зліва направо, вертикально встановлено одинадцять блоків в наступному порядку:

1. КНО – блок комплекту НЧ закінчень;

2. ПРМІ – блок приймача І каналу;

3. ПРМІІ – блок приймача ІІ каналу;

4. АРУ ВЧ – блок автоматичного регулювання підсилення і вирівнювальних пристроїв;

5. ПРД – блок передавачів;

6. ГП ГУС – блок групового перетворювача і підсилювача передачі;

7. ГО – блок генераторного обладнання;

8. НКФ ГУС – блок направляючих фільтрів і підсилювача прийому;

9. ЛФ – блок лінійних фільтрів;

10. БП – блок живлення.

Контрольні точки виведені на передні панелі блоків.

 

6 Послідовність виконання роботи.

6.1. Зняти осцлограми струмів в характерних точках макета.

Включити живлення макетів станцій А і Б, осцилографа і генератора.

Осцилограми знімати в указаній послідовності (при малюванні осцилограм треба дотримуватися однакового масштабу по осях координат для всіх осцилографуючих сигналів).

Станція А

1. На входах модуляторів (перетворювачів), на які подаються несучі частоти: ПРД, роз’єм Ш1, контакти а₂(земля)-b₂; ГП ГУС, роз’єм Ш1, контакти b₆-b₇.

2. На вході першого каналу – КНО, гнізда a₁-a₂, на які подається сигнал з генератора.

3. На вході індивідуального модулятора: ПРД, роз’єм Ш1, контакти а₂(земля)-b₃.

4. На виході передавача першого коли тональний сигнал з генератора подається тільки на вхід першого каналу: ПРД, роз’єм Ш1, контакт а_2-гніздо ”инд” ”груп”.

5. На виході групового модулятора, коли тональний сигнал подається на вхід першого каналу: ГП ГУС, роз’єм Ш1, контакти а₃-b₃.

6. На виході передавача, коли тональний сигнал з генераторів подається на входи двох каналів ПРД, роз’єм Ш1, контакт а₂ гніздо ”инд” ”груп”.

7. На виході групового перетворювача при передачі по двох каналах: ГП ГУС, роз’єм Ш1, контакти а₃-b₃.

8. На виході групового підсилювача: ГП ГУС, роз’єм Ш1, контакти а₅(земля)-b₅.

9. З’єднати вихід станції А (ЛФ, роз’єм ”ст.лінія”) з входом станції Б (ЛФ, роз’єм ”ст.лінія”) і зняти осцилограми струмів у вказаних роз’ємах.

 

Станція Б

10. На виході групового перетворювача: ГП ГУС, роз’єм Ш1, контакти а₅(земля)-b₅.

11. На виходах приймачів: ПРМІ, ПРМІІ, гнізда ”вих”-”лінія”.

12. На виходах КНО першого і другого каналу: КНО, гнізда а₄-а₂.

6.2. Вимірювання перехідних завад між каналами.

6.2.1. Подивитись і поміряти перехідні завади між першим каналом станції А і другим каналом станції Б.

1. Подати сигнал частотою 1 кГц і напругою 1 В станції А: КНО, гнізда а₁-а₂.

2. Перевірити наявність сигналу на виході першого каналу станції Б (КНО, гнізда а₁-а₂).

 

3. Підключити осцилограф на вихід другого каналу станції Б (КНО, гнізда а₁-а₂) і перевірити наявність перехідної завади між першим каналом станції А і другим каналом станції Б. На появу перехідної завади показує присутність стороннього сигналу на виході другого каналу, який зникає при відключенні сигналу від входу першого каналу. Чутливість осцилографа при цьому має бути максимальною.

4. Підключити до виходу другого каналу замість осцилографа селективний вольтметр і заміряти напругу перехідної завади на частотах 1 кГц, 2 кГц, 3 кГц (U_з1(f=1 кГц), U_з2(f=2 кГц), U_з3(f=3 кГц)).

Щоб знайти величину захищеності необхідно заміряти напругу корисного сигналу на виході другого каналу станції Б, для чого треба сигнал з генератора відключити від входу першого каналу станції А, і підключити його на вхід другого каналу цієї ж станції і поміряти напругу корисного сигналу U_c селективним вольтметром на виході другого каналу станції Б. Захищеність визначається по формулі А_з= ,дБ.

6.2.2. Аналогічним способом заміряти перехідні завади між першим каналом станції Б і другим каналом станції А і визначити захищенність.

Отримані результати занести в таблицю 1.

 

Направлення каналів передачі	Напруги перехідних завад (мВ)	Захищеність
Uз1(f=1 кГц)	Uз2(f=2 кГц)	Uз3(f=3 кГц)
Ст.А Ст.Б
Ст.Б Ст.А

 

7.Контрольні питання.

1. Яке призначення окремих функціональних вузлів багатоканальної системи передачі з розподілом по частоті?

2. Які існують способи передачі амплітудно-модульованих сигналів?

3. Які додатні і від’ємні сторони багатоканальних систем передачі?

4. Як впливає на якість зв’язку асинхронність несучих коливань приймача і передавача?

5. Які причини погіршують розділення сигналів в системах з ЧРК?

6. Що таке багатократне і групове перетворення частот?

7. Додатні і від’ємні сторони багатократного групового перетворення частот?

8. Чому нелінійні спотворення приводять до появи перехідних завад?

9. Поясніть, чому напруги перехідних завад замірюються на частотах, які вказані в даній роботі?

8.Зміст звіту.

7 Структурна схема лабораторного макету з частотним розділення каналів і опис призначення основних блоків.

8 Осцилограми струмів в заданих точках.

9 Результати вимірювань перехідних затухань.

 

Література.

1. Баева Н.Н. Многоканальная электросвязь и РРЛ.-М.: Радио и связь, 1988, с.83-102,168-179.

2. Баева Н.Н.,Бобровская И.К.,Брескин В.А.,Федорова Е.Л. Многоканальная электросвязь и РРЛ.-М.: Радио и связь, 1984, с.20-33,58-66.