ЗАНЯТТЯ №4 ПРИНЦИПИ ФОРМУВАННЯ ТЕЛЕГРАФНИХ РАДІОСИГНАЛІВ.
1. Характеристика і принцип формування АТ р/сигналів (А-1) - 15 хв.
При амплітудній маніпуляції (АТ) пропорційно дискретному сигналу змінюється амплітуда високочастотного сигналу.
Спектр АТ р/сигналів залежить від швидкості телеграфування і може бути визначенний по формулі ΔFат = (3...5)N(Гц), де N - швидкість телеграфування в бодах. Р/сигнали АТ одні із самих вузькосмугових. При реальних при реальних швидкостях телеграфування N=(15..20)бод:
DFат=(3...5)*N=(3...5) (15...20)=(45-100) Гц.
Телеграфні р/сигнали АТ знаходять широке використання в сучасних р/передавачах будь-якого діапазону частот. В прийомі телеграфних р/сигналів АТ приймають участь органи слуху оператора, що забезпечує високу вибираємість прийому і дозволяє вести прийом при значному рівні завад. До цього слідує добавити простоту технічних методів формування АТ р/сигналів. Суть цих методів зводиться до того, щоб передавач був закритий, коли первинний сигнал відсутній (пауза) і був відкритий при наявності первинного сигналу (на життя). Закривання і відкривання передавача проходить з допомогою телеграфного ключа або спеціального датчика коду Морзе (наприклад Р-010), які поширюють запирання або відкривання напруги на один або декілька каскадів передавача. Необхідність запирання декількох каскадів пояснюється тим, що у паузах між телеграфними повідомленнями не повинно бути “просвічування” коливань високої частоти в антену через паразитні міжкаскадні зв'язки.
Не дивлячись на те, що р/сигнали АТ можуть бути сформовані в будь-якому каскаді передавача, найбільш часто це проходить в блоці формування сигналів збуджувача, при цьому ті ж самі елементи, які використовуються для видів р/сигналів.
2. Характеристика і принцип формування ЧП і ПЧТ р/сигналів (Г1-Г6) -25 хв.
При частотній маніпуляції (ЧТ) і подвійній частотній маніпуляції (ПЧТ) пропорційно дискретним первинним сигналом Uf1(t) і Uf2(t), скачком змінюється частота високочастотного коливання, приймаючи два (при ЧТ) або чотири (при ПЧТ) дискретних значення, що відрізняються один від одного на деяку величину fc, яку називають частотним зсувом.
Звичайно величину частотного зсуву при ЧТ складає 125, 200, 250,400,500, 800, 1000 і 6000 Гц, а при ПЧТ- 200, 250, 400,500, 800 і 1000 Гц.
Рис.2. Графік первинних сигналів в р/сигналів при ЧТ і ПЧТ.
У випадку одноканальної роботи (ЧТ) частота приймає два значення: або fб при передачі безструмового (“0”) повідомлення або fв при передачі струмового (“1”) повідомлення.
Спектр р/сигналів ЧТ і ПЧТ залежить від швидкості телеграфування і від величи частотного зсуву: чим більша швидкість телеграфування N (в бодах), тим більшим повинен бути частотний зсув і тим широкий спектр р/сигналу. Ширина спектру р/сигналу ЧТ може бути визначена по слідуючій формулі: Δfчт=(3...5)N+Δfс,
а р/сигналів ПЧТ по формулі: Δfпчт=(3...5)N+3, де N-швидкість телеграфування в бодах; Δfс — частотний зсув в Гц.
Телеграфні, р/сигнали з частотною маніпуляцією можна розглядати як частковий випадок модуляції, коли замість неперервного модулюючого сигналу використовуються дискретні первинні сигнали. По аналогії, з ЧМ можна ввести поняття девіації частоти, тобто відхилення частоти від середнього значення під дією первинного сигналу.
Девіація частоти ЧТ сигналу з частотним зсувом визначається слідуючим очевидним співвідношенням:
Δfчт =(fв-fб)/2=Δfс /2
а для р/сигналів ПЧТ:
Δfпчт =(fг-fа)/2=3Δfс /2 =3Δfчт
На відміну від ЧМ р/сигналів стабільність частоти ЧТ (ПЧТ) р/сигналів повинна бути високою. Для формування цих сигналів використовують кварцові АГ, в яких з допомогою конденсаторів зсуву дискретно міняють частоту. На мал.З, зображена схема, реалізація даного принципу формування сигналів ПЧТ.
Мал.3. Схема формування ПЧТ р/сигналів.
Якщо в розглядуваній схемі на оба телеграфні входи подаються безструмові повідомлення, тобто Uf1=0 і Uf2=0, то обидва діода D1 і D2 відкриті, так як до цих діодів прикладена додатна напруга від джерела +Е, опір діодів близький до нуля і обидва конденсатори зсуву Сс1 і Сс2 гпідключені до контуру АГ. Частота коливань буде найменшою і рівною:
Якщо ж Uf1=0,а Uf2=0,то тоді діод D1 і далі буде відкритий, а D2 закривається за рахунок подачі на нього додатньої напруги телеграфного повідомлення. Закритий діод D2 має великий внутрішній опір, що рівносильно розриву кола, а значить, відключенню від контуру конденсаторів зсуву Сс2. Частота коливань збільшиться і стане рівною:
При Uf1=1 і Uf2=0 діод D1 закривається, а діод D2 відкривається, в результаті чого до контуру АГ підключається тільки конденсатор Сс2 і частота приймає значення:
Якщо ж на обидва входи одночасно поступлять струмові повідомлення, тобто Uf1=Uf2=1, то обидва діода закриваються, а значить, обидва конденсатора зсуву Сс1 і Сс2 відключаються від контуру АГ, його частота стає максимальною і рівна:
Недоліком даного методу слідує рахувати необхідність мати стільки парних груп конденсаторів зсуву, скільки частотних зсувів використовується в даному передавачі.
Із розглянутого вище прикладу видно, що формування ПЧТ р/сигналів зводиться до формування чотирьох дискретних частот з інтервалом:. Іншими словами, для формування сигналів ПЧТ необхідно синтезувати коливання чотирьох частот (fа,fб,fв,fг) і в залежності від комбінації телеграфних повідомлень в 1 і 2 каналам комутувати коливання цих частот на вихід формуючого пристрою. Спрощена схема, що реалізує даний метод, зображена на мал.4.
Мал.4. Схема формування ПЧТ р/сигналів.
Формування частот fа...fг — проходить шляхом перетворення частоти опорного генератора синтезатора fог. Схема управління, що забезпечує виділення одного з чотирьох коливань, представляє собою швидко перенастороюючий вузькосмуговий фільтр.
Додатна сторона цього методу - трудність, зв'язана з формуванням р/сигналів з різними частотними зсувами. Ліквідація цього недоліку робиться в більш складній схемі, яка використовується в збуджувачі “ Лазурь “ р/станціі Р-161. Така схема буде розглядатись в темі №5.
3. Характеристика і принцип формування телеграфних р/сигналів з відносно - фазовою маніпуляцією (Г9) — ЗО хв.
При передачі дискретних сигналів методом фазової маніпуляції (ФТ) передаваєма інформація є у зміні фази високочастотного гармонійного коливання. Розрізняються два види фазової маніпуляції: абсолютна фазова маніпуляція (ФТ) і відносна фазова маніпуляція (ВФТ). При ФТ фаза високочастотного коливання змінюється на 180 градусів при зміні первинних телеграфних сигналів, тобто при переході від передачі "О"- до передачі “1” і навпаки. Сигнали ФТ досить просто формуються на передаючому кінці р/лінії, але практично не піддаються демодуляції на його прийомному кінці. Тому ФТ практично не використовуються.
При ВФТ зміна фази високочастотного коливання на 180 градусів проходить тільки при передачі елементарного повідомлення, що відповідає логічному “0", і залишається незмінною при передачі логічної ”1''.
| Uофт(t) |
| UF(t) |
| t |
| t |
Мал. 5. ВФТ р/сигнали.
На Мал.5а. зображений телеграфний первинний сигнал, а на рис. 56.- відповідний йому р/сигнал ВФТ. Щоб сформувати такий р/сигнал методами абсолютної фазової маніпуляції (ФТ), необхідно перетворити первинний телеграфний сигнал до такого виду який відповідав би формуємому ВФТ р/сигналу, але маніпуляцію. Такий перетворений первинний сигнал зображений на рис.5в. і називається перекодованим первинним телеграфним сигналом Uf(t).
І так для формування ВФТ р/сигналів необхідно з початку перекодувати первинний телеграфний р/сигнал, а потім здійснювати абсолютну фазову маніпуляцію.
Перекодування звичайно здійснюється в кінцевій апаратурі або в спеціальному додатковому пристрої поза р/передавача, тобто на вхід блоку формування сигналів збуджувача поступають перекодовані телеграфні сигнали.
Одна з можливих схем, що забезпечує перекодування первинних телеграфних сигналів представлена на мал.6.
Мал.6. Схема перекодування первинного телеграфного сигналу.
Схема складається з трьох елементів,схеми “і” і Т-тригера з динамічним входом. Розглянемо роботу схеми скориставшись часовими представленнями сигналів, діючих його точках.
На вхід інвертора від кінцевої апаратури подаються первинні телеграфні сигнали Uf(t) (рис.7а).Інвертовані телеграфні сигнали Uf(t(рис 7б.) поступають на один з входів схеми "і", а на другій - послідовність тактових імпульсів, синхронізованих з елементарними телеграфними повідомленнями U1 (рис. 7в.). Як відомо, на виході схеми “і'' напруга рівна “1” в тому випадку, якщо на обох виходах низькі рівні "1'' (рис. 7г).)
Рис.7. Часові характеристики сигналів при перекодуванні.
Кожний вхідний імпульс послідовності U2 змінює стан тригера, і на його прямому виході формується імпульсна послідовність U3 (рис.7д), що являє собою перекодований сигнал. Одночасно на інвертованому виході тригера формується інвертований телеграфний сигнал U3 (рис. 7е), який також необхідно для формування р/сигналів ВФТ.
Другий стан формування р/сигналів ВФТ здійснюється в збуджувачі шляхом фазової маніпуляції гармонійного високочастотного коливання з частотою fo перекодованими телеграфними сигналами U3 і U3. Структурна схема пристрою, що забезпечує абсолютну фазову маніпуляцію (ФТ), представлена на рис. 8.
Рис. 8. Схема формування ВФТ р/сигналів.
Гармонійний сигнал високостабільної частоти fo від генератора частот подається на вхід фазоінвертора, на виходах якого формуються два гармонійні коливання з частотою fo, зсунуті на 180 градусів. Кожне з гармонійних коливань підлягають амплітудній маніпуляції, здійсненою з допомогою двох ключів (1 і 2). Один з ключів управляється перекодованим телеграфним сигналом UЗ (ключ 1), а другий інвертованим телеграфним сигналом UЗ (ключ 2). Ключі 1 і 2 використовуються тільки при управляючих напругах, рівних “1”, і закриваються при управляючих напругах, рівних “0”.Значить ключ 1 буде відкритий при передачі "І" в перекодованому сигналі, а ключ 2 - коли в перекодованому телеграфному сигналі передається “0” (на інверсному виході перекодовуючого пристрою - "1"). При відкритих ключах гармонійні коливання подаються на вході суматора, а при закритих коливаннях на даному вході суматора відсутні. Таким чином коливання на кожному вході суматора являє собою послідовність р/імпульсів, зміщених в часі одна відносно другої і маючи протифази високочастотних коливань. В суматорі обі послідовності складаються, утворюючи р/сигнал з ВФТ, сформований на частоті fо.
Мал.9. Формування ВФТ р/сигналів.
Спектр ВФТ р/сигналів аналогічний спектру р/сигналів АТ, тобто fвфт=(3-5)*N, де N- швидкість телеграфування в бодах.
Звичайно швидкість телеграфування при ВФТ складає 300-500 бд, тому fвфт=900-2500 Гц. Розглянутий вид маніпуляції використовується в р/станції Р-16І.
