Многоканальные системы электросвязи
Контрольная
работа
Многоканальные
системы электросвязи
ЗАДАЧА №1
Начертите структурную схему трехканальной
аналоговой система передачи с ЧРК и AM ОБЛ. Рассчитайте границы нижних и
верхних боковых полос частот на выходах индивидуальных амплитудных модуляторов
каждого из каналов. При расчете примите, что полоса частот первичных сигналов
составляет 0,3...3,4 кГц, а несущая частота (в килогерцах) для верхнего по
частоте канала равна fнес1 =60 К где К - число, образованное предпоследней и
последней цифрами пароля. Fн
=60
+16 = 76 кГц
Считая, что канальные полосовые фильтры выделяют
нижнюю боковую полосу частот, изобразите структуру частотного спектра
группового сигнала с указанием границ полос частот, занимаемых каждым канальным
сигналом. Определите ширину полосы частот группового сигнала.
После решения задачи приведите краткие
письменные ответы на следующие вопросы:
1. Каково назначение каждого из элементов
структурной схемы системы передачи с ЧРК?
2. Почему в аналоговых системах с ЧРК
широко используется однополосная амплитудная модуляция (АМ ОБП)? В чем состоит
ее недостаток
Рисунок 1. Структурная схема трехканальной
аналоговой системы передачи с ЧРК и АМ ОБП
При частотном разделении каналов, одинаковые по
спектру частотной телефонные сигналы, переносятся с помощью несущих частот (Fн1,
Fн2, Fн3)
в разные по спектру частот канальные сигналы (выход ПФ) для нашего случая
Fн1
= 76 кГц
Амплитудный модулятор предназначен для
преобразования спектра частот телефонного сигнала. Спектр на выходе
амплитудного модулятора содержит несущую частоту и две боковые полосы частот
(ВБП и НБП).
Так на выходе АМ1 спектр будет:
FH1
= 76 кГц
ВБП (76 +0,3 =76,3 76+3,4=79,4)
НБП (76 - 0,3 =75,7 76 - 3,4 =72,6)
На выходе АМ2
FH2
=80 кГц
ВБП (80+ 0,3 = 80,3; 80+ 3,4 = 83,4)
НБП (80- 0,3 = 79,7; 80 - 3,4 = 76,6)
На выходе АМ3 FM3
FH3
= 84 кГц
ВБП (84 + 0,3 = 84,3; 84 + 3,4 = 87,4)
НБП (84 - 0,3 = 83,7; 84 - 3,4 = 81,6)
Полоса расфильтровки взята 0,9 кГЦ
По условию задания канальные полосовые фильтры
выделяют нижнюю боковую полосу частот.
Изобразим структуру частотного спектра
группового сигнала с указанием границ полос частот заменяемых каждым канальным
сигналам
Спектральная диаграмма линии передачи будет
выгладить так: ширина спектра группового сигнала
Fгр
= (83,7 - 72,6) = 11,1 кГц.
Структурная схема системы передачи с ЧРК
Рисунок 2. Система передачи с ЧРК
М1.n
-амплитудный
модулятор предназначенный для преобразования спектра частот телефонного сигнала
Ф1..n
- полосовые разделительные фильтры предназначенные для разделения канальных
сигналов (выделение из группового сигнала канальных сигналов)
ФНЧ - фильтры низких частот подавляют
высокочастотные продукты демодуляции
D1..n
демодулятор предназначен для восстановления первичного сигнала
A1..n
первичный
сигнал
F1..n
колебания
несущих частот
. В линейных трактах современных систем
обеспечивается выходная защищенность сигналов от помех. В этих условиях
оптимальной оказывается однополосная модуляция (ОБП) при которой в
фиксированной полосе частот линейного тракта получается максимальное число
каналов при достаточно высокой помехоустойчивости
Достоинства:
1.Узкая полоса частот канального сигнала, равная
полосе частот исходного сигнала.
. Так как несущая не передается то энергия
тратится лишь для передачи одной боковой полосы.
Недостатки:
1. Необходимость
восстановления несущей на приемной станции
2. Сложность
подавления несущей и боковой полосы на передающей станции
ЗАДАЧА №2
структурная схема амплитудная
модуляция телефонная
Рассчитать и построить диаграмму уровней
телефонного канала, Определить остаточное затухание канала.
Ответить на следующие вопросы:
1. К чему может привести снижение уровней
приема на входах усилителей?
2. Как сказывается отклонение остаточного
затухания канала от его значения на качестве телефонной связи?
Уровень на входе канала Pk
вх
= 0 дБм
Коэффициент затухания линии связи α
=
6,1дБ/км.
Уровень на выходе оконечного пункта Pпер0
= - 10 дБм
Уровень на выходе канала Pк
вых = - 6,8 дБм
Длинны усилительных участков
L1
= 3.0 км
L2
= 3,3 км
L3 = 2.9 км
Рис. 3. Диаграмма уровней телефонного канала
Для построения диаграммы уровней необходимо
рассчитать уровни передачи и приема для каждого усилителя.
Чтобы определить уровень приема (Рпр1)
на входе первого усилителя (S1)
необходимо рассчитать затухание первого усилительного участка (АУУ1)
АУУ1 = α·
L1
= 6,1· 3,0 = 18,3 дБ
Рпр1 = Pпер0
- АУУ1 = - 10 - 18,3 = - 28,3 дБ
Для нормальной работы АСП усиление усилителя
должно полностью компенсировать затухание прилегающего к нему усилительного
участка т.е
Уровень передачи (Рпр1) на выходе
первого усилителя S1
будет
Рпер1 = Рпр1 + S1
= -28,3 + 18,3 = -10 дБм
Аналогично рассчитываем уровни передачи и приема
для остальных участков.
АУУ2 = α· L2
=
6,1· 3,3 = 20,13 дБ
Рпр2 = Pпер1
- АУУ2 = -10 - 20,13 = - 30,13 дБм
S2
= АУУ2 = 20,13 дБ
Рпер2 = Рпр2 + S2
=
-30.13 + 20.13 = -10 дБ
АУУ3 = α·
L3 =
6,1· 2,9 = 17,69 дБ
Рпр 0п = Pпер2
- АУУ3 = -10 - 17,69 = - 27,69 дБм
Диаграмма уровней приведена на рисунке 3
Остаточное затухание (АЧ)
определяется следующим образом:
АЧ = Рк вх - Рк вых дБ
Рк вх = 0 дБм
Рк вых = - 6,8 дБм
АЧ = 0 - (-6,8) = 6,8 дБ
Снижение уровня приема сигнала на входе
усилителя приведет к уменьшению защищенности от собственной помехи на выходе с
дальнейшим накапливанием что приведет к искажению или потере передаваемой
информации.
Отклонение остаточного затухания канала от его
значения должно быть наименьшим иначе это приведет к амплитудно частотным
искажениям или потере передаваемой информации. При телефонной связи пострадают
такие параметры как слышимость и разборчивость речи.
ЗАДАЧА №3
Начертите структурную схему оконечной станции
ЦСП с ИКМ и ВРК.
Приведите краткое (одна-две фразы) описание
назначения каждого элемента схемы.
Рассчитайте:
1. Тактовую частоту группового ИКМ
сигнала;
2. Количество уровней квантования при
заданном числе разрядов в 3 комбинации.
.Определите частоту и период дискретизации
сигнала с заданной в таб.3 верхней граничной частотой спектра 2,8
.Представьте в восьмиразрядном двоичном коде десятичное
число, образованное предпоследней и последней цифрами пароля. 16
. Изобразите двоичное число в виде кодовой
комбинации, считая, что двоичной единице соответствует токовая посылка, а нулю
- бестоковая посылка.
Дано:
Количество разрядов в кодовой комбинации m
= 7
Частота дискредитации Fd = 8,0 кГц
Верхняя граничная частота спектра 2,8 кГц
Количество каналов N
= 1920
. Рассчитаем тактовую частоту ИКМ сигнала
т = m · Fd ·Nт = 7 · 8 · 1920 = 107520 кГц
. Рассчитаем количество уровней квантования
М= 2m = 27 = 128
. Рассчитаем частоту и период дискретизации для
F max = 2,8 кГц
В соответствии с теорией Котельникова
FД ≥
F
max ≥
2 · 2.8 ≥ 5.6 кГц
FД
= 8 кГц
Тd
= 1/Fd = 1/8000 =
125 мкс.
. Представим в 8 -ми разрядном двоичном коде
число 16
= 0 · 27 + 0 · 26 + 0 · 25
+ 1 · 24 + 0 · 23 + 0 · 22 + 0 · 21 +
0 · 20
Кодовая комбинация: 00010000
Рис. 4
Кодер - устройство осуществляющее квантование по
амплитуде и кодирование квантовонного сигнала (устройство часто называют
аналого - цифровым преобразователем (АЦП)), т.к в результате кодирования
аналоговый АИМ сигнал преобразуется в цифровой.
Устройство обеспечивающее обратную операцию на
приеме называют декодером или цифроаналоговым преобразователем (ЦАП)
ФНЧ - фильтр низких частот служит для
ограничения спектра исходного непрерывного сигнала каждого канала или подавляет
высокочастотные продукты декодирования.
АИМ - амплитудно импульсный модулятор. С помощью
которого осуществляется дискретизация передаваемых сигналов во времени.
(Функцию АИМ выполняют электронные ключи)
ГОПЕР (ГОПР) -
генераторное оборудование вырабатывает периодическую последовательность
импульсов служащие для управления электронным кличем.
пер СС и пр СС - передача и прием синхросигнала
нужного для того, чтобы передаваемый сигнал поступал в соответствующий приемник.
ЗГ - задающий генератор вырабатывает
последовательность прямоугольных импульсов с частотой FД
= 8 кГц Тd = 125 мкс.
УО - устройство объединения осуществляет
объединение модулированных последовательностей импульсов всех каналов.
Формирует многоканальный АИМ сигнал.
УР - устройство разделения разделяет сигналы
речевой информации, сигналы управления и взаимодействия, сигналы цикловой
синхронизации и направляет в соответствующие ветви аппаратуры.
пер. СУВ, пр. СУВ - сигналы управления и
взаимодействия (набор номера, вызова, отбоя и т.д)
РЛ - регенератор линейный восстанавливает форму
и длительность сигналов искаженных при передачи.
ОС - оборудование сопряжения служит для
согласования характеристик группового ИКМ сигнала с характеристиками линий
связи.
СР - станционный регенератор восстанавливает
форму и длительность сигналов искаженных при передачи.
ВТЧ - устройство выделения тактовой из спектра
группового цифрового сигнала с помощью ВТЧ, содержащего высокодобротные
резонансные контуры фильтры выделители или избирательные усилители, выделяется
тактовая частота.
ПК пер - преобразователь кода передачи.
Преобразует униполярный двоичный код, в двуполярный код параметры которого
определенным требованиям.
ПК пр - преобразователь кода приема
соответственно восстанавливает униполярный двоичный сигнал