Частотное разделение каналов
Системы передачи, в которых канальные сигналы размещаются в неперекрывающихся частотных полосах, получили название систем передачи с частотным разделением каналов (ЧРК).
Один из способов разделения канальных сигналов (или разделения каналов) заключается в следующем. В качестве переносчиков выбирают гармонические несущие колебания с различными частотами. В результате каждый первичный сигнал после преобразования в канальный сигнал (т.е. после модуляции) будет размещаться в своей полосе частот. В качестве примера на рис. 5.1. показано преобразование N первичных сигналов, имеющих одинаковые спектры, путем модуляции по амплитуде (AM) несущих колебаний с различными частотами. Интервал между несущими частотами соседних каналов должен быть таким, чтобы полосы частот канальных сигналов не перекрывались.
Рис. 5.1.
На рис. 5.2. представлена структурная схема многоканальной системы передачи. Первичные сигналы s1(t), s2(t),..., sN(t) преобразуются устройствами М1, М2, .... MN; модулированные несущие колебания v1(t), v2(t), .... vN(t), полученные на выходе этих устройств, называются канальными сигналами. В отличие от первичных сигналов, имеющих общий спектр, канальные разнесены по спектру (рис. 5.1). Групповой сигнал v(t) получается объединением канальных сигналов (t), v1(t), v2(t),..., vN(t) в устройстве объединения (УО).
На приемном конце канальные сигналы выделяются из группового с помощью разделительных частотных фильтров Ф1,Ф2,.....ФN, пропускающих сигналы своего канала и подавляющих остальные. Восстановление первичных сигналов s1(t),s2(t),...,sN(t) из канальных v1(t),v2(t), ...,vN(t) производится с помощью демодуляторов Д1,Д2, ....,ДN, в состав которых входят фильтры нижних частот.
Рис. 5.2. – Многоканальная система передач с частотным разделением каналов
Принципы построения систем передач с ЧРК
Наибольшее распространение в системах передач с ЧРК получила амплитудная модуляция, при которой требуется значительно меньшая полоса частот для организации одного канала, что позволяет разместить большее число каналов в отведенной полосе частот.
Однако, помехозащищенность АМ гораздо ниже, чем у сигналов ФМ и ЧМ. Полезная информация содержится как в нижней так и в верхней боковой полосе, а в несущей полезной информации нет. Поэтому передавать АМ сигнал по общему групповому тракту можно одним из следующих способов:
1. Передача токов несущей и обеих боковых полос (рис. 5.3. а);
2. Передача несущей и одной боковой полосы (рис. 5.3. б);
3. Передача одной боковой полосы с восстановлением на приеме (рис. 5.3. в);
4. Передача двух боковых полос с восстановлением несущей на приеме (рис. 5.3. г);
5. Передача несущей, одной из боковой и части второй боковой (рис. 5.3. д).
Рис. 5.3. а, б, в, г, д
Наиболее применима оказалась передача АМ сигнала с одной боковой полосой, поскольку имеет наименьшую ширину спектра по сравнению с остальными. Также в силу отсутствия несущей передавать сигнал с ОБП по линии с усилителями оказывается наиболее применимым, поскольку отсутствие несущей снижает динамический диапазон (Pmax/Pmin) сигналов в групповом тракте, что снижает взаимные влияния в параллельных цепях.
Несмотря на недостатки, аппаратура систем передач с ЧРК всегда строилась по групповому принципу. При построении используется многоканальное преобразование частоты, в результате которого формируется линейный спектр систем передачи (рис. 5.4.).
1. Первичная группа – 12 каналов ТЧ – 60-108 кГц;
2. Вторичная группа – 60 каналов ТЧ (5 ПГ) – 312-552 кГц;
3. Третичная группа – 300 каналов ТЧ (5 ВГ) – 812-2044 кГц;
4. Четвертичная группа – 900 каналов ТЧ (3 ТГ) – 8516-12388 кГц.
Полоса частот каждой типовой группы каналов выбирается таким образом, чтобы ее абсолютная и относительная полоса (ширина) была как можно меньше.
где: АППГ – аппаратура преобразования первичной группы; АПВГ – аппаратура преобразования вторичной группы; АПТГ – аппаратура преобразования третичной группы; АС – аппаратура сопряжения; ОЛТ – оборудование линейного тракта; ГО – генерирующее оборудование.
АС осуществляет формирование линейного спектра системы передачи путем преобразования полосы частот соответствующих типовых групповых каналов на передаче и обратного преобразования на приеме.
ОЛТ – содержит линейные усилители передачи и приема, устройства авторегулировки уровней (АРУ) линейного тракта, устройства согласования входных сопротивлений аппаратуры и физические цепи, корректоры АЧХ и т.д.
ГО – генераторное оборудование вырабатывает индивидуальные и групповые несущие частоты и контрольные частоты для работы АРУ.
 |
Рис. 5.4. –
Структурная схема системы передачи с ЧРК
Полоса частот каждой типовой группы каналов выбирается таким образом, чтобы ее абсолютная и относительная полоса (ширина спектра) была как можно меньше.
Абсолютная ширина зависит только от эффективной передаваемой полосы частот канала ТЧ и частотного интервала, необходимого для разделения канала ТЧ.
Рис. 5.5. – Абсолютная ширина полосы частот канала
Относительная ширина полосы частот каждой группы зависит от места ее размещения на шкале частот. Желательно, чтобы fMAX / fMIN < 2. Тогда вторые и комбинационные частоты (гармоники) разместятся, в основном, за пределами полосы частот данной группы и не будет оказывать мешающего действия.
Рис. 5.6. – Относительная ширина полосы частот канала
21 групообразвоание в чрк АСП ЧРК