V		582–960		582–890			582–960
Таблица 7.4 – Распределение радиоволн по диапазонам (IEEE)
Условное обозначение диапазона частот					Диапазон частот
		VHF			30 – 300 МГц
		UHF			300 – 1000 МГц
		P Band			230 – 1000 МГц
		L Band			1	– 2 ГГц
		S Band			2	– 4 ГГц
		C Band			4	– 8 ГГц
		X Band			8	– 10,9 ГГц
		Ku Band			10,9 – 18 ГГц
		K Band			18 – 26,5 ГГц
		Ka Band			26,5 – 40 ГГц
	Миллиметровые волны				свыше 40 ГГц

7.3. Системы передачи с частотным разделением каналов

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. 7.2 и 7.3 показано преобразование N первичных сигналов, имеющих одинаковые спектры, путем модуляции по амплитуде (АМ) несущих колебаний с различными частотами. Интервал между несущими частотами соседних каналов должен быть таким, чтобы полоса частот канальных сигналов не перекрывалась.

Рис. 7.2. К разделению каналов по частоте

85

Рис. 7.3 Принцип переноса полос частот при ЧРК

На рис. 7.4 представлена структурная схема многоканальной системы передачи. Каждый первичный сигнал s1(t), s2 (t), ..., sN (t) модулирует в

устройствах	M1, M 2 , ..., M N ;	свою несущую;	модулированные	несущее
колебания	υ1(t),υ2 (t), ...,υN (t) ,	полученные на	выходе этих	устройств,

называются канальными сигналами. В отличие от первичных сигналов, имеющих общий спектр, канальные сигналы разнесены по спектру (см. рис. 7.3). Групповой сигнал υ(t) получается объединением канальных сигналов

υ1(t),υ2 (t), ...,υN (t) .

Рис. 7.4 Система передачи с ЧРК

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

~ ~ ~ υ~ υ~ υ~

сигналов s1(t), s2 (t), ..., sN (t) из канальных 1(t), 2 (t), ..., N (t) производится с

помощью демодуляторов Д1, Д2 , ..., ДN .

86

Системы передачи, в которых канальные сигналы размещаются в неперекрывающихся частотных полосах, получили название систем передачи с частотным разделением каналов (ЧРК).

7.4.Построение стандартных групп каналов тональной частоты

Всоответствии с рекомендациями МККТТ, все многоканальные системы имеют количество групп каналов ТЧ, кратное 12. Основные группы каналов получили следующие наименования: первичная группа (ПГ) – 12 каналов ТЧ (стандартный 12-канальный блок аппаратуры уплотнения (АУ)); вторичная группа (ВГ) – 60 каналов ТЧ (стандартный 60-канальный блок АУ); третичная группа (ТГ) – 300 каналов ТЧ (стандартный 300-канальный блок АУ); четвертичная группа (ЧГ) – 900 каналов ТЧ (стандартный 900-канальный блок АУ).

Чтобы обеспечить совместное действие различных многоканальных систем связи принята унификация полосы частот каждой группы каналов. На рис. 7.5 схематически показаны рекомендованные МККТТ полосы частот основных групп и способы их образования.

Рис. 7.5. Преобразование спектров при построении аппаратуры на большое число каналов

Из рисунка следует:

1. Для ПГ выделена полоса частот 60–108 кГц, образуемая путем индивидуального преобразования 12 стандартных спектров звуковых частот 0,3–3,4 кГц с помощью 12 индивидуальных поднесущих частот первичной группы FП . Индивидуальные поднесущие частоты ПГ рассчитываются по

формуле, кГц:

FПп = (112 −4n) ,

где n =1, 2, 3, ...,12 – номер канала.

Ширина полосы частот, занимаемая ПГ, составляет 108 – 60 = 48 кГц. Защитные полосы между соседними каналами равны 0,9 кГц.

87

2. Для ВГ выделена полосы частот 312 – 552 кГц; образуемая преобразованием пяти спектров частот ПГ, равных 60 – 108 кГц, с помощью поднесущих частот FВ , кГц:

FВm = (372 + 48m)

где m =1, 2, 3, 4, 5 – номер первичной группы.

Ширина полосы частот, занимаемая ВГ, составляет 552 −312 = 240 кГц, защитные полосы между соседними ПГ составляют 0,9 кГц.

3. Для ТГ выделена полоса частот 812 – 2044 кГц, образуемая преобразованием пяти спектров частот ВГ, равных 312 – 552 кГц, с помощью поднесущих частот ТГ, кГц:

FТd = (1116 + 248d) ,

где d =1, 2, 3, 4, 5 – номер вторичной группы.

Ширина полосы частот, занимаемая ТГ, составляет 2044 −812 =1232 кГц, защитные полосы между соседними ВГ – 8 кГц.

4. Для ЧГ выделена полоса частот 2108 – 8524 кГц, образуемая преобразованием пяти спектров частот ТГ, равных 812 – 2044 кГц, с помощью поднесущих частот ЧГ, кГц:

FЧq = (2856 +1296q) ,

где q =1, 2, 3, 4, 5 – номер третичной группы.

Ширина полосы частот, занимаемая ЧГ, составляет 8524 – 2108 = 6416 кГц. Защитные полосы между соседними ТГ составляют 64 кГц.

7.5. Системы передачи с временным разделение каналов

Пусть в качестве переносчика первичного сигнала s1 (t) выбрана

периодическая последовательность узких импульсов и осуществлена модуляция этой последовательности по амплитуде. Полученный в результате АИМ сигнал – канальный сигнал υ1 (t) первого канала – показан на рис. 7.6,а.

Выберем последовательность импульсов в качестве переносчика второго первичного сигнала s2 (t) таким образом, чтобы импульсы АИМ сигнала υ2 (t)

второго канала передавались в те промежутки времени, когда цепь свободна от передачи импульсов первого канала (рис. 7.6,б). Канальные импульсы третьего (рис. 7.6,в) и других каналов также должны быть сдвинуты во времени относительно импульсов первых двух каналов и относительно друг друга. Групповой сигнал υ(t) получается после объединения канальных сигналов

υ1(t),υ2 (t), ...,υN (t) (рис. 7.6,г).

88

Рис. 7.6. К разделению каналов по времени: импульсы первого (а), второго (б), третьего (в) каналов, групповой

Получить канальные АИМ сигналы практически очень легко. Роль АИМ модуляторов могут выполнять электронные ключи (ЭК) (рис. 7.7), на которые нужно подать первичные сигналы. Ключи управляются импульсными переносчиками. Работа АИМ модуляторов сводится к следующему: импульсы переносчиков поочередно открывают ключи, на выходах которых появляются первичные сигналы. Нужно позаботиться лишь о том, чтобы последовательности импульсов, подаваемые на ключи ЭК, были сдвинуты во времени относительно друг друга (рис. 7.8). Эту задачу выполняет распределитель импульсов каналов (РИК), управляемый генератором импульсов(ГИ).

89

Рис. 7.7. Система передачи с ВРК

Рис. 7.8. Последовательность импульсов на выходах РИК системы передачи с ВРК.

Таким образом, импульсы каждого каналов, несущие в своей амплитуде информацию о первичном сигнале, передаются по цепи только в определенные промежутки времени. Разделение каналов на приеме (т.е. выделение канальных импульсов из группового сигнала) можно легко осуществить также с помощью ЭК.

Академик В.А. Котельников показал, что непрерывный сигнал можно передавать отдельными дискретными его значениями через определенные и равные промежутки времени в виде последовательности коротких импульсов. При этом частота следования импульсов должна не менее чем в 2 раза

90

превышать высшую частоту FВ составляющих спектра сигнала, а амплитуда их

(на рисунке высота) должна быть равной соответствующим мгновенным значениям сигнала. Следовательно, для передачи непрерывный сигнал преобразуется в импульсный с изменяющейся амплитудой. Такой сигнал называется амплитудно-импульсно-модулированным (АИМ-сигналом), а процесс преобразования – дискретизацией. На диаграммах рис. 7.6 показаны АИМ-сигналы, соответствующие сигналам s1(t), s2 (t), s3 (t) . Интервалы

времени между импульсами индивидуальных сигналов равны TД . Следовательно, частота дискретизации f Д =1/ TД .

Как видно из диаграмм, импульсы разных АИМ-сигналом сдвинуты относительно друг друга во времени (по фазе). Сдвиг импульсов обеспечивается коммутатором-распределителем. При объединении индивидуальных сигналов в линии (канале) передачи образуется групповой импульсный сигнал с частотой следования импульсов в n раз (на рисунке в 3 раза) большей частоты дискретизации f Д . Интервал времени между

ближайшими импульсами группового сиг Промежуток времени между соседними импульсами одного индивидуального сигнала называется циклом передачи TЦ . Очевидно, что TЦ =TД . Таким образом в каждом цикле в

определенной последовательности размещается по одному импульсу всех индивидуальных сигналов, смещенных друг от друга на время TК . От

соотношения TЦ и TК зависит число временных каналов. Канальные импульсы υ1(t),υ2 (t), ...,υN (t) с помощью устройства объединения (УО) объединяются в

групповой сигнал.

На приемном пункте системы с помощью аналогового коммутаторараспределителя импульсы распределяются по соответствующим телефонным аппаратам. В каждой приемной цепи индивидуальные АИМ-сигналы должны быть преобразованы обратно в непрерывные сигналы первоначального вида. Эти функции выполняют специальные устройства, которые должны работать синхронна и синфазно с ключами передающей части. Другими словами, ключ каждого канала должен открываться, только когда по цепи приходят импульсы данного канала, и быть закрытым во время прихода импульсов других каналов. Это достигается с помощью управления ключами ЭК импульсными последовательностями (такими же, как и на передаче), вырабатываемыми в РИК приемной части и синхронизированными схемой СС (см. рис. 7.7).

Итак, электронные ключи приемной части выполняют роль канальных селекторов.

Демодуляция канальных сигналов (т.е. выделение их них первичного

~

сигнала) заключается в восстановлении непрерывных сигналов si (t) по дискретным (импульсным) значениям υ~i (t) .

На рис. 7.9,а показаны первичный сигнал i -го канала и его спектр, на рис. 7.9,б – импульсный переносчик i -го канала и его спектр и на рис. 7.9,в – канальный АИМ сигнал i -го канала и его спектр. Спектр канального АИМ

91