Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 86
Текст из файла (страница 86)
В профессиональной радиосвязи наиболее распространена частотная ралиотелеграфия (ЧТ), при которой каждому символу соответствует излучение колебания определенной частоты: символу 1(или нажатию) — частоты/;, а символу 0 (или паузе) — частоты уэ (рис. 8.31,а,в). Возможна и многоканальная работа. На практике широко распространена двухканальная частотная телеграфия (ДЧТ), когда излучаются четыре частоты в зависимости от сочетаний символов в каналах: при сочетании 0,0 излучается 7;; 1,0 — 7~', 0„1 — (Б 1,1 — 74 (рнс.
8.31,6). Разности частот (7~ — у;) = (7з -/~) = ()4 — Я = 26|называют сдвигом (или разносом) частот. В диапазоне 1,5...30 МГц, где осуществляется большая часть радиотелеграфных связей, сдвиги частоты составляют 125...500 Гц. Сигналы ЧТ и ДЧТ формируются в возбудителе при указанных сдвигах частоты и скоростях передачи не более 1000 Бод. Тракт усиления мощности передатчика не вносит ощутимых искажений в сигналы ЧТ и ФТ и работает энергетически наиболее эффективно. Основные проблемы возникают при формировании сигналов ЧТ-ФТ. Строгие решения для спектров ЧТ и ФТ известны [5 — 7], но они довольно громоздки и здесь не приводятся. Спектр сигнала ЧТ можно получить из соотношения для спектров ЧМ, подставив в качестве модулирующей функции выражение для дискретного телеграфного сигнала. При передаче периодической последовательности 0 и 1 спектр ЧТ Ж / га л , '~ту л тз б) «'т га гв рис. 8.3 К Спектры сигналов (и,б) и временнь)е диаграммы напряжения манипуляции и излучаемой частоты (е) при частотном телеграфировании 429 можно представить в виде суммы спектров для несущих колебаний с частотами 7; и~, манипулированных по амплитуде (рис.
8.31л1) с основной частотой манипуляции Р'„= В/2 (см. спектры сигналов А1, $ 6.10), где В в скорость телеграфирования, Бод. Сигнал манипуляции прямоугольной формы (см. рис. 8.31,а) имеет довольно широкий спектр, амплитуды которого уменьшаются обратно пропорционально номеру гармоник /с. При ЧТ с резкими скачками частоты ото; до /э и обратно спектр сигнала имеет большое число составляющих, йе попадающих в полосу приемного устройства корреспондента, но создающих значительные уровни внеполосных излучений. Проблема электромагнитной совместимости требует подавления внеполосных излучений передатчиков до уровней -(60...80) дБ, а в отдельных случаях — и до -(100..120) дБ.
Поэтому при ЧТ необходимо обязательно принимать меры к ограничению внеполосных спектров. Это можно обеспечить, если при формировании сигнала ЧТ изменять частоту не скачком, а плавно, в течение некоторого времени (длительность фронта): с ~ (0,1...0,!5)т;, т, — длительность элементарной посылки (рис. 8.31,г). Эффективность «сглаживания» фронтов можно показать на примере: передается сигнал ЧТ со скоростью В = 200 Бод (Г„= 100 Гц) и сдвигом частоты 2Ц= 800 Гц,при этом индекс манипуляции тчт= = ЛЯР'„= 4. В табл.8.! приведены в процентах относительно немодулированной несущей амплитуды составляющих спектра~ „, отстоящих от Да на расстоянии ЛР = 7~ — Уа для следующих случаев: 1) «сглаживание» не производилось; 2) спектр манипулирующего сигнала ограничен до 20-й гармоники; 3) ограничение до четвертой — пятой гармоник.
Таблица 8. 1 Согласно рекомендациям МККР эффективная ширина спектра реального сигнала ЧТ при 1,5 «тчт < 7 определяется соотношением П 2,6А('+ 1,5 В и при указанных параметрах составляет приблизительно 1,5 кГц. Сформировать ЧТ сигнал можно переключением частот двух независимых кварцевых генераторов Г, и Г (рис. 8.32 э). Однако при этом 430 и!.ня Рис. 8.32. Структуриыс схемы час- тотных манипуляторов с разрывом (а) и без разрыва (6) фазы Рис. 8.33. Структурная схема фор- мирователя сигналов ЧТ (ДТЧ) с уменьшенным уровнем внеполос- иых состаалшоших будут иметь место скачки фазы до 180о в моменты коммутации, что приведет к возрастанию внеполосных составляющих. Этот недостаток можно устранить, применив деление сигнала в )т' раз.
При достаточно большом У и 100...150 скачки уменьшаются до и 1,2...1,8', но одновременно понижается и частота несущей. Дополнительно внеполосные составляющие ослабляются фильтром (Ф). Скачки фазы можно устранить, применив схему рис. 8.32,б, где частоты нажатия г; и паузыУ образуются как боковые составляющие спектра АМ сигнала при модуляции колебания несущей частоты у сигналом частоты)' = с)); причем моменты переключения частот синхронизированы с частотой )', так что коммутация происходит в моменты прохождения сигнала через О.
Более совершенным оказывается формирователь ЧТ сигнала (рис. 8.33), где применен манипулятор, выполняющий более сложные функции, чем в предыдущих вариантах, — так называемый блок-формирователь фронта(БФФ). Назначение остальных элементов довольно очевидно. Изменение выходной частоты происходит за счет изменения коэффициента деления ДПКД с У, на ))( под действием сигнала с выхода 2 БФФ. При этом на некоторое время могут устанавливаться одно или несколько промежуточных значений ))(ср()((, < У„~ < Ж ), что сглаживает резкие скачки частоты, либо в этой же схеме по выходу 2 от БФФ подается сигнал, размыкающий ключ К, т.
е. отключающий на некоторое время систему АПЧ, а по выходу 3 поступает импульс, управляющий частотой ГУН в нужном направлении, чем н обеспечивается необходимая скорость изменения частоты. За это же время коэффициент деления частоты ДПКД доводится до нужного значения У2, и затем 43! ключ и замыкается. Благодаря отсутствию скачков фазы и плавному изменению частоты резко снижаются уровни внеполосных излучений. Прн небольшом усложнении БФФ рассмотренное устройство может формировать и сигналыдвойного частотноготелеграфирования(ДЧТ).
В данной схеме сложно независимо менять выходную частоту д х и сдвиги частоты ф: Формирование сигналов ЧТ и ДЧТ непосредственно на рабочей частоте передатчика способствует уменьшению побочных продуктов излучения. На рнс. 8.34 представлена структурная схема возбудителя, содержащего автогенератор Гз, управляемый напряжением (ГУН), частота которогоу;мх стабилизирована системой ФАПЧ, содержащей делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД).
Эталонный сигнал поступает от стабильного опорного генератора (ОГ) через делитель с коэффициентом деления ис. При нормальной работе схемы должны выполняться условия Флс Хама~»' д';„х =1„=д",л„~т пРи нажатии, д, „= 1'„=~,л„1т при паузе; Ял„- и„)/гп = 26| — сдвиг частоты; д,(и„+ л„)/2тп =д",пв(ги =' У' — значение частоты без манипуляции. Так как выходной сигнал обеспечивает ГУН, то имеет место ЧТ без «разрыва» фазы, а необходимый сдвиг частоты обеспечивается изменением коэффициента деления ДПКД с п„на лгг В настоящее время в системах передачи дискретной информации все шире используют фазовую манипуляцию или по аналогии с предыдущими терминами — фазовую телеграфию (ФТ).
По сравнению с частотной она обеспечивает двухкратный энергетический выигрыш, лучшую помехоустойчивость или при такой же пропускной способности двухкратный выигрыш по занимаемой полосе частот. При ФТ передатчик излучает колебание одной частоты, фаза которого может принимать два или более дискретных значения в зависимости от передаваемого сообщения. При однократной телеграфии символам 0 и ! соответствуют Вг" б Вход манил.
Уееанобка д Рис. 8.34. Структурная схема формирователя сигналов ЧТ иа рабочей частоте 432 фазы несущего колебания 0 и 180' — так называемая я-манипуляция. Прн лвухкратной фазовой телеграфнн (ДФТ) фаза может принимать значения О, 90~ 180 и 270'. В спектре ФТ при йр = 180' отсутствует несущая и содержатся боковые составляющие только нечетных порядков, амцлитуды которых медленно уменьшаются пропорционально 1й. Поэтому для уменьшения внсполосных излучений передатчика формирование сигналов ФТ (как и ЧТ) следует производить без резких скачков фазы.
При этом составляющие спектра убывают пропорционально 1Пс 1601 и внеполосные спектры значительно сокращаются. Наибольшую экономию спектра и лучшую помехоустойчивость обеспечивает относительная фазовая телеграфна (ОФТ), называемая также фаэораэностлной маливуляяией (ФРМ), когда изменение дискретных значений фазы происходит лишь при переходе, например, от 1 к О, а при обратном переходе фаза не изменяется.
При этом число манипуляций фазы вдвое меныле, благодаря чему спектр сигнала ОФТ занимает полосу частот П » 5 В, как и сигнал ЧТ (см, $ 6.10). Простейший фазовый манипулятор может быть выполнен по принципу коммутации фазовращателей, обеспечивающих необходимые сдвиги фазы несущего колебания. При этом во избежание значительного расширения' внсполосного спектра моменты коммутации фазы целесообразно синхронизировать с несущим колебанием 1591.
В возб9днтелях иногда сигналы ФТ получают изменением частоты на фиксированную величину с последующим делением частоты в Ф раз. Так как изменению частоты на 1 Гц соответствует изменение фазы на 360', то для л-манипуляции необходимо деление с М = 2.
Различные варианты фазовых манипуляторов рассмотрены в [23, 39, 40, 621: Ня'практике часто формирование сигналов ФТ и ОФТ производят в манипуляторах, работающих на частотах стандартного телефонного канала, и сформированный сигнал подают на вход телефонного канала возбудителя связного однополосного передатчика. При этом фильтры в тракте формирования ОМ сигнала способствуют ограничению внеполосных излучений. В многоканальных и спутниковых системах связи, а также телеметрических системах в целях повышения качества, помехоустойчивости и достоверности все чаще используется передача сигналов в дискретной (цифровой) форме. При этом дяя передачи по одному каналу ТЧ с полосой 300...3400 Гц применяется дискретизация с частотой Г 8 кГц и осуществляется кодирование восьмнразрядным двоичным кодом, так что скорость передачи информации в одном канале составляет В, = = 8 10~ 8 = 64 кбнт/с; 32 канала объединяются в первичную группу и требуют скорости передачи Вц = 64 32 = 2,048 Мбнт1с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
