2 Вопрос. Принцип построения многоканальных систем передачи информации с чрк. – 40 минут

Принцип построения многоканальных систем определяется в первую очередь методом разделения каналов.

Существуют линейные и нелинейные методы разделения.

К линейным относятся такие, при которых разделение сигналов отдельных каналов производится линейными устройствами.

При использовании для разделения сигналов нелинейных устройств и методы разделения считаются нелинейными.

В системах передачи, использующих линейные методы разделения сигналов, групповой сигнал является линейной функцией канальных сигналов и может быть представлен в виде:

(2.1)

Для линейного разделения сигналов должна быть обеспечена линейная независимость канальных сигналов, т.е. ни один из них не должен представляться линейной комбинацией других канальных сигналов. Это требование выполняется, если сигналы составляют ортогональные функции. Следовательно канальные сигналы на некотором интервале 0 < t <Т должны отвечать условиям ортогональности

(2.2)

Указанным условиям удовлетворяют:

- любые функции, имеющие не перекрывающиеся между собой частотные спектры;

- последовательность неперекрывающихся импульсов;

- ортогональные системы тригонометрических функций, функции Уолша, полиномы Лежандра, Чебышева и др.

В связи с этим системы передачи, использующие линейные методов разделения каналов можно классифицировать как показано на рис. 3.

П ри ЧРК исходные сигналы переносятся при помощи преобразователя (модулятора) в верх по спектру в один из участков рабочей полосы тракта многоканальной системы. Расположение преобразованного спектра определяется номиналом несущей частоты, а на приемном конце полосы отдельных каналов разделяются электрическими фильтрами и с помощью демодуляторов образуются в исходные сигналы.

При ВРК (данный принцип основан на теореме В.А. Котельникова) непрерывный сигнал может быть передан с помощью своих дискретных отсчетов, взятых через интервалы времени Т 1/2F_макс, где F_макс - максимальная частота передаваемого спектра.

При ВРК сигналы отдельных каналов передаются не одновременно как при ЧРК, а по очереди. АИМ (амплитудно-импульсная модуляция) в чистом виде для передачи дискретных сигналов непригодна, и поэтому в системах с ВРК применяют более сложные виды модуляции - это импульсно-кодовая модуляция, дельта модуляция и их разновидности.

2.1. Принцип частотного разделения каналов

Частотное разделение каналов находит наиболее широкое применение в современных многоканальных системах передачи. Это объясняется тем, что при таком методе разделения обеспечивается возможность получения чрезвычайно большого числа каналов при относительной простоте всего оборудования. Принцип частотного разделения каналов легко уяснить по упрощенной структурной схеме системы передачи с ЧРК (рис. 4, плакаты № 107, 119).

Отличительными признаками канальных сигналов в этой системе передачи являются разные неперекрывающиеся полосы частот, которые занимают эти сигналы. Такое различие позволяет разделить канальные сигналы в приемной части аппаратуры с помощью электрических фильтров. Первичные информационные сигналы C_i(t) могут быть различного вида. Некоторые из них могут иметь спектр, в основном сосредоточенный в тональном диапазоне частот.

При передаче таких сигналов используются каналы ТЧ. Другие сигналы характеризуются более широким спектром. Эти сигналы передаются по широкополосным каналам. На структурной схеме показано, что сигналы C_i(t) - C_n(t) передаются по каналам ТЧ, а С_шк(t) - по каналу ШК.

Спектральные диаграммы этих сигналов показаны на рис. 5.

В передающей части системы передачи первичные информационные сигналы С_i(t) поступают на входы преобразователей частоты, в которых и происходит смещение спектров. Для преобразования спектров сигналов используются модуляции колебаний несущих частот f_i - различных в различных каналах.

Д иапазоны частот, занимаемые канальными сигналами S₁(t; f_i) также показаны на спектральной диаграмме. Там же приведен план частот группового сигнала S_ (t; f), передаваемого по линейному тракту.

В приемной части системы передачи канальные сигналы с выхода линейного тракта поступают на устройство разделения, состоящее из параллельно включенных полосовых фильтров Ф_i , каждый из которых пропускает канальный сигнал в диапазоне f_i - f_i^’ и подавляет все остальные канальные сигналы.

Выделенные полосовыми фильтрами канальные сигналы поступают на преобразователи частоты - демодуляторы, которые осуществляют преобразование канальных сигналов S_i(t; f_i) в первичные информационные сигналы С_i(t).

В принципе в рассмотренной системе передачи с ЧРК возможно полное разделение каналов, если предположить, что преобразователи частоты и фильтры имеют идеальные характеристики, а линейный тракт идеальные линии, Это объясняется тем, что используемые канальные сигналы являются ортогональными функциями.

Однако, как уже отмечалось, реально между каналами имеет место взаимное влияние.

При разработке систем передачи принимают специальные меры (защитные интервалы, показать графически), позволяющие свести эти влияния к минимуму.

В частности для обеспечения требований к полосовым фильтрам применяют такие преобразователи частоты, которые позволяют получить минимальное количество и небольшие амплитуды поточных колебаний, Между полосами частот, занимаемыми каждым канальным сигналом, предусматривают защитные промежутки, а линейность линейных усилителей делают достаточно высокой.