3.2 Груповий сигнал в системах часового
розділення каналів
Безперервний сигнал кожного каналу піддається дискретизації з періодом TД < 1/FВ, де FВ — верхня частота сигналу. Дискретні відліки сигналів кожного каналу зсунуті в часі відносно один одного на час ∆t. Це необхідно для формування групового сигналу, який складається із відліків декількох каналів. Якщо кількість початкових канальних сигналів дорівнює N, період дискретизації TД, то тривалість одного імпульсу відліку τі в багатоканальному сигналі повинна бути менше ∆t = TД/Nі, і як правило, τi = 0,5TД/N, що забезпечує необхідний захисний інтервал між імпульсами. Часові діаграми утворення групового багатоканального сигналу АІМ показані на (рис.3.7).
Для того, щоб розподілити на прийомі відліки сигналів по своїх каналах, необхідно на початку кожної групи імпульсів ввести додатковий імпульс або групу імпульсів, які відрізняються по будь-якій ознаці від імпульсних канальних сигналів, наприклад, по тривалості. Цей сигнал визначає початок циклу передачі і називається сигналом циклової синхронізації. Як видно із рис.3.7., тривалість циклу передачі дорівнює періоду дискретизації TЦ = TД.
Рисунок 3.7
Структурна схема трьохканальної системи з часовим розділенням каналів приведена на рис. 3.8
В передаючій частині системи інформаційні сигнали через фільтри нижніх частот, які обмежують їх частотний спектр частотою FВ, поступають на електронні ключі, які здійснюють дискретизацію безперервних сигналів. Електронні ключі почергово періодично з частотою дискретизації FД підключають вхідний сигнал до навантаження на час тривалості імпульсів τi.
Роботою ключа керують послідовності прямокутних імпульсів, які подаються від розподілювача канальних імпульсів (РКІ), зсунуті один від одного на час ∆t, які виробляє генератор тактових імпульсів (ГТІ). В суматорі відбувається об’єднання дискретних відліків сигналів з імпульсами циклової синхронізації, які виробляються в формувачі імпульсів циклової синхронізації (ФІЦС).
Рисунок 3.8
В приймальній частині апаратури приймач циклової синхронізації (ПЦС) виділяє імпульси циклової синхронізації, які керують роботою розподілювача канальних імпульсів. Імпульсні послідовності з РКІ поступають на ключі своїх каналів, здійснюючи часову селекцію канальних імпульсів із групового сигналу АІМ, наприклад, відліків сигналу 1-го канала. Фільтри нижніх частот в приймальній частині апаратури відновлюють безперервні сигнали із послідовності їх дискретних відліків. Через шуми в лінії і помилки квантування, виділений безперервний сигнал С’(t) в загальному випадку відрізняється від вхідного сигналу С(t).
3.3 Перехідні перешкоди в системах з часовим розділенням каналів
Спотворення сигналів, які виникають при проходженні їх через кола з нерівномірними амплітудними і фазочастотними характеристиками, називаються лінійними. Лінійні спотворення групового АІМ сигналу виникають при його формуванні і проходженні по колам з обмеженою смугою пропускання. Передача імпульсного сигналу по колу з обмеженою або нерівномірною АЧХ призводить до того, що форма імпульсів викривляється: виникає затягування фронтів і утворення викидів, які при певних умовах можуть перекрити часові інтервали других каналів. В цьому випадку в системах з ЧРК (ВРК) виникають перехідні перешкоди між каналами, а ступінь такого перекриття визначає величину перехідних перешкод.
Обмеження смуги частот зверху виникає із-за обмеженої швидкодії транзисторів, які використовуються при формуванні групового АІМ сигналу, і наявності реактивних елементів в колах, по яким проходить груповий АІМ сигнал. В цьому випадку еквівалентну схему тракту передачі можна представити інтегруючим ланцюжком. Передача прямокутного імпульсу через такий ланцюжок супроводжується спотворенням його форми: фронт і спад імпульсу затягуються, в результаті чого збільшується його тривалість. При проходженні через таке коло групового АІМ сигналу виникає перекриття часових інтервалів імпульсів сусідніх каналів і підсумовування залишків напруги попереднього відліку з напругою наступного відліку.(рис.3.9).
Рисунок 3.9 Рисунок 3.10
Із рис.3.9 видно, що зміна амплітуди відліку першого каналу викликає приблизно такі ж зміни залишку напруги в другому каналі і призводить до появи в ньому перехідної перешкоди. Найбільший перехідний вплив чинять імпульси попередніх каналів, вплив на більш віддалені в часі канали значно зменшується. Такі спотворення і перехідні перешкоди, які виникають із-за обмеження смуги зверху, називають спотвореннями 1-го роду.
Обмеження смуги частот знизу виникає із-за наявності в колах проходження групового сигналу (трансформаторів, ємностей) реактивних елементів. В цьому випадку еквівалентну схему тракту, по якому проходить груповий АІМ сигнал, можна представити диференціюючим ланцюжком. Імпульс прямокутної форми при проходжені по такому колу викривляється із-за спаду АЧХ в області нижніх частот, виникає скол вершини імпульсу і викид від’ємної полярності. (рис. 3.10).
Якщо через таке коло проходить груповий АІМ сигнал, то викиди зворотньої полярності попередніх імпульсів зменшують амплітуду відліків наступних імпульсів, викликаючи перехідні перешкоди. На відміну від викривлень I-го роду негативні викиди затухають дуже повільно, а тому впливу підлягають канали, значно більш віддалені від впливаючого. Спотворення і перехідні перешкоди із-за обмежень смуги знизу називають спотворенням 2-го роду.
Нелінійні спотворення групового сигналу при часовому розділенні каналів (ЧасРК) можна пояснити слідуючим чином:
Груповий АІМ сигнал проходячи через тракт передачі, який має якусь визначену нелінійність і, отже, викликає нелінійні спотворення групового сигналу. Нелінійні спотворення виникають при проходженні сигналу через нелінійні чотирьохполюсники, такі, як амплітудні обмежувачі, електронні ключі і т. д. В цьому випадку припускають, що ці пристрої являються безінерційними, тобто не обмежують смугу сигналу, що передається.
Якщо сигнал проходить через чотирьохполюсник з нелінійною амплітудною характеристикою, то на його виході змінюється амплітудні співвідношення відліків кожного із каналів (на вході і виході), але взаємовплив між сусідніми канальними відліками відсутній, тому що тривалість імпульсів не змінюється.
Отже в порівнянні з системами передачі з частотним розділенням каналів, нелінійні спотворення групового сигналу систем з часовим розділенням каналів не приводять до появи перехідних перешкод між каналами.