6. Частотный метод передачи информации

Назначение работы: знакомство с частотным методом передачи информации, использующим для передачи информации частотное разделение каналов и определение некоторых основных характеристик элементов, составляющих рассматриваемую систему.

Рабочее задание

1. Ознакомиться с лабораторной установкой и измерительной аппаратурой, используемой в работе.

2. Снять частотные характеристики фильтров, определить их собственную частоту и полосу пропускания, сравнить качество используемых фильтров.

3. Сделать расчет индуктивности фильтров Lк.

Описание лабораторной установки

В реальных условиях для одновременной передачи двух и более информаций используются соответственно два и более генераторов переменного тока Г₁ и Г₂, выходы которых подключены к одной линии связи (ЛС). На рис. 6.1 изображена блок-схема системы для передачи двух потоков информации.

Рис. 6.1. Структурная схема лабораторной установки

Каждый генератор вырабатывает напряжения определенной частоты Uf1 и Uf2, поэтому по линии связи одновременно проходят два переменных тока различных частот, несущих на себе передаваемую информацию «И₁» и «И₂» в простейшем случае в виде двух синусоидальных напряжений.

На приемной стороне необходимо выделить каждое напряжение самостоятельно. Это делается с помощью избирательных фильтров F₁ и F₂, настроенных соответственно на частоты генераторов Г₁ и Г₂. К выходам фильтров подключены приемники информации, представляющие собой сигнальные, измерительные или исполнительные устройства.

В лабораторной работе на передающей стороне вместо двух генераторов, работающих на фиксированных частотах, применен один перестраиваемый генератор сигналов типа «ГЗ-56/1», который может вырабатывать любую частоту в диапазоне от 20Гц до 200кГц.

На приемной стороне в качестве избирательных фильтров F₁ и F₂ применены колебательные контуры с узкой полосой пропускания, а в качестве приемников информации к выходу фильтров подключены измерительные приборы (микроамперметры), по углу отклонения стрелок которых и судим о прохождении данной информации. Схема лабораторной установки показана на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Принципиальная электрическая схема лабораторной установки

Для обеспечения уверенного приема информации, избирательные фильтры должны иметь максимальный коэффициент передачи только на одной частоте, на которую они настроены. При этом, чем уже полоса пропускания, чем больше резонансный максимум коэффициента передачи, тем выше качество контура фильтра, тем надежнее прием информации. На рис. 6.3 показаны частотные характеристики, т.е. зависимость амплитуды выходного параметра от частоты приходящего на вход фильтров сигнала. Из графика видно, что полоса пропускания – это спектр частот, лежащих между ординатами, составляющими 0,7 от Imax, т.е. от максимального значения тока на резонансной частоте fрез1. Следовательно, сигнал частоты fрез1 фильтр пропустит к максимальным коэффициентом передачи Kmax1, что вызовет максимальное отклонение стрелки прибора А₁. Этот же сигнал на фильтр F₂ никакого воздействия не оказывает и стрелка прибора А₂ при частоте сигнала fрез1 останется на нуле.

Наоборот, при частоте сигнала fрез2 не будет никакого воздействия на фильтр F₁, стрелка прибора А₁ будет на нуле, а фильтр F₂ пропустит этот сигнал с максимальным коэффициентом передачи Kmax2 и стрелка прибора А₂ отклонится максимально.

Рис. 6.3. Частотные характеристики фильтров