Основы радиосвязи, радиовещания и телевидения. Структура и основные элементы радиосвязи
Системы радиосвязи являются частным случаем информационных электрических систем связи. Их отличительной особенностью является то, что в качестве переносчика сообщений, т.е. сигнала, используется переменное ЭМ поле, распространяющее за счет тока смещения в материальной среде, т.е. радиоволна.
Отсюда вытекает определение:
Система радиосвязи - это такая система связи, линией связи в которой, является среда распространения радиоволн.
В ходе ведения боевых действий проводные линии связи могут быть легко прерваны противником.
Это определяет ведущую роль средств радиосвязи в ходе ведения боевых действий.
Помимо этого, средства радиосвязи обладают еще целым рядом достоинств.
Достоинства радиосвязи:
меньшая, чем у проводной связи, зависимость от силового воздействия противника (оружия);
возможность обеспечения управления с любых мест дислокации и в движении;
гибкость в выборе способов организации связи (маневр диапазонами частот и режимами работы);
возможность оперативного резервирования канала и т.д.;
простота циркулярной связи;
легко наращивается число абонентов и т.д.
Можно назвать ещё целый ряд достоинств и преимуществ радиосвязи.
Рассмотрим обобщённую схему системы радиосвязи:
передающая часть;
линия связи;
приёмная часть;
элементы, непосредственно не входящие в систему радиосвязи, но влияющие на её характеристики и структуру.
ИС – источник сообщения;
ОУ1, ОУ3 – оконечные устройства связи;
ПС – получатель сообщений;
АПС1,АПС3 – аппаратура преобразования сигналов;
АПК1, АПК3 – аппаратура повышения криптостойкости.
ИС вырабатывает подлежащую передаче информацию, которая может иметь различные формы представления. Это могут быть речевые и видеосообщения, буквенный текст, формализованные сообщения и т.д..
Для преобразования этих сообщений в первичные электрические сигналы используются оконечные устройства (ОУ).
В качестве ОУ могут выступать телефонные аппараты, микрофоны, телеграфные и фототелеграфные аппараты, видеокамеры, ЭВМ и т.д.
Для передачи по радиоканалу они должны быть преобразованы в радиочастотные с помощью радиопередатчика (рпд).
(Он осуществляет модуляцию и усиливает эти сигналы).
С помощью антенны эти высокочастотные электромагнитные колебания преобразуются в радиоволны свободного пространства.
В ряде случаев первичный сигнал требует дополнительного преобразования:
преобразование непрерывного сигнала в дискретный;
кодирование;
формирование группового сигнала (ЧГК или ВКГ) и т.д.
Это осуществляет аппаратура преобразования сигналов ЛПС1.
Это называют первой ступенью модуляции (кодирования).
В РПД осуществляется вторая ступень модуляции – формиррование радиосигнала х (t) путём изменения информационного параметра радиочастотного колебания по закону d (t).
С целью повышения достоверности передаваемой информации применяют аппаратуру АПД.
Для увеличения криптостойкости информации используют аппаратуру увеличения криптостойкости АПК.
АПС1 + АПД1 = АПК1 = тракт формирования сигналов.
Радиоволны принимаются антенной, которая:
осуществляет пространственную, поляризационную и предварительную частотную селекцию;
преобразует электромагнитные волны в высокочастотные колебания тока, которые подаются на РПр.
РПр осуществляет основную частотную селекцию сигналов, их преобразование, усиление и демодуляцию.
Совокупность АПК3 + АПД3 + АПС2 образует тракт обработки сигналов. Который преобразует выходной сигнал РПр в НЧ сигнал а ′ (t).
Глава З
ОСНОВЫ РАДИОСВЯЗИ
СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РАДИОСВЯЗИ
Радиосвязь - вид связи, осуществляемой посредством радиоволн, т.е. это обмен сообщениями между двумя и более абонентами с помощью электрических сигналов, переносимых через пространство радиоволнами. В основе радиосвязи лежит преобразование электрической энергии высокой частоты в электромагнитные колебания радиопередатчиком, распространение их (радиоволн) в пространстве и обратное преобразование радиоприемником электромагнитных колебаний (радиоволн) в электрические колебания.
В зависимости от формы сообщений различают телефонную, телеграфную и телевизионную радиосвязь.
На рис. 3.1 показана структурная схема радиосвязи. Микрофон (М) преобразует звуковые колебания речи в электрические колебания тока звуковой (низкой) частоты. Одним из основных блоков радиопередатчика является задающий генератор (ЗГ) (или генератор высокой частоты), преобразующий энергию постоянного тока (специального источника питания) в энергию колебаний токов высокой частоты (ВЧ). Усиленный в усилителе низкой частоты (УНЧ) ток звуковой частоты поступает на модулятор (Мод), воздействуя на один из параметров (амплитуду, частоту или фазу) тока высокой частоты, вырабатываемого задающим генератором. В результате в антенну передатчика попадаются токи высокой частоты (радиочастоты), изменяющиеся по амплитуде, частоте или фазе в соответствии с передаваемым и звуковыми колебаниями (передаваемым первоначальным сообщением). Процесс воздействия на один из параметров ВЧ-сигнала по закону изменения передаваемого первоначального сообщения называется модуляцией, соответственно амплитудной, частотной или фазовой.
Рис. 3.1. Структурная схема радиосвязи
Токи высокой частоты, проходя по антенне передатчика, образуют вокруг нее электромагнитное поле. Электромагнитные волны (радиоволны) отделяются от антенны и распространяются в пространстве со скоростью 300 000 км/с.
С помощью специальных форм и конструкций передающих антенн добиваются направленного излучения радиоволн, те. излучения в сторону приемной радиостанции. Так как радиоволны представляют собой модулированные токи высокой частоты, то и сами они как бы переносят передаваемые звуковые колебания (первоначального сообщения).
В приемной антенне радиоволнами (электромагнитным полем) наводится ЭДС радиочастоты, создающая модулированный ток ВЧ, который в точности повторяет все изменения тока в передающей антенне. Токи высокой частоты от приемной антенны по фидерной линии попадаются на избирательный усилитель высокой частоты (УВЧ). Избирательность обеспечивается резонансным контуром, чаще всего состоящим из параллельно включенных катушки индуктивности и конденсатора, образующих параллельный колебательный контур, имеющий резонанс тока на частоте электромагнитных колебаний, передаваемых передатчиком. К передатчикам радиостанций, работающих на других частотах, данный радиоприемник практически нечувствителен.
Усиленный сигнал подается на детектор (Дет), преобразующий принятые сигналы ВЧ в токи звуковых колебаний, изменяющиеся подобно токам звуковой частоты, создаваемым микрофоном на передающем пункте. Такое преобразование называется детектированием (демодуляцией). Полученный после детектирования ток звуковой или низкой частоты (НЧ) обычно еще усиливается в УНЧ и передается на громкоговоритель (динамик или наушники), который преобразует этот ток НЧ в звуковые колебания.
Радиосвязь бывает одно- и двухсторонней. При односторонней радиосвязи одна из радиостанций осуществляет только передачу, а другая (или другие) - только прием. При двухсторонней радиосвязи радиостанции осуществляют одновременно передачу и прием.
Симплексная радиосвязь - это двухсторонняя радиосвязь, при которой каждый абонент ведет только передачу или только прием поочередно, выключая свой передатчик на время приема (рис. 3.2). Для симплексной связи достаточно одной радиочастоты (одночастотная симплексная радиосвязь). Каждая радиостанция имеет одну антенну, которая при приеме и передаче переключается соответственно на вход радиоприемника или на выход радиопередатчика.
Симплексная радиосвязь используется, как правило, при наличии относительно небольших информационных потоков. Для радиосетей с большой нагрузкой характерна дуплексная радиосвязь.
Рис. 3.2. Структурная схема симплексной радиосвязи
Дуплексная радиосвязь - это двухсторонняя радиосвязь, при которой прием и передача ведутся одновременно. Для дуплексной радиосвязи требуются две разные несущие частоты, а передатчики и приемники должны иметь свои антенны (рис. 3.3). Кроме того, на входе каждого приемника устанавливают специальный фильтр (дуплексер), не пропускающий колебаний радиочастоты собственного передатчика. Достоинствами дуплексной радиосвязи являются ее высокая оперативность и пропускная способность радиосети.
Для разрабатываемой функциональной схемы передающей части канала из структурной схемы выбираются: коммутатор К, усилитель мощности, который может состоять из двух каскадов предварительного усиления ПОК1 и ПОК2 и оконечного усилителя мощности ОК. Схема синтезатора-возбудителя предназначена для формирования высокочастотного ЧМ колебания с амплитудой не менее 0,5 В, которое используется для возбуждения предварительного усилителя мощности ПОК1. Диапазон частот возбудителя 151,725 - 156,000 МГц, шаг сетки частот 25 кГц. В состав возбудителя входят: ГУН 1 на транзисторе ГТ311Е и варикапах КВ121А, буферный усилитель на двух транзисторах того же типа, включенных по каскадной схеме ОЭ - ОБ, большая интегральная схема синтезатора частоты типа КФ1015ПЛ4Б (КР1015ХК2). Опорный сигнал частотой 10 МГц для передающего и приёмного синтезаторов вырабатывает высокостабильный генератор "Топаз - 03", выпускаемый на Российских предприятиях по техническим условиям ШИ3.423.009ТУ в виде малогабаритного конструктивного устройства, питаемого стабилизированным напряжением +9 В. В проекте его можно использовать, как функциональный блок без представления принципиальной схемы.
На вход синтезатора частоты поступает сигнал с ГУН 1 через буферный усилитель. Входом является входящий в синтезатор делитель частоты с переменным коэффициентом деления ДПКД, с выхода которого сигнал поступает на один из входов частотно-фазового детектора ЧФД. На второй вход детектора подается высокочастотный сигнал опорного генератора ОГ, прошедший через делитель опорной частоты ДОЧ. ЧДФ формирует сигнал ошибки, пропорциональный разности фаз входных сигналов. Это напряжение ошибки по цепи фазовой автоподстройки ФАПЧ через фильтр низких частот ФНЧ подаётся на управляющий вход ГУН 1 , что приводит к изменению его частоты до требуемого, определяемого коэффициентом ДПКД значения. Синтезатор имеет выход сигнала детектора захвата частоты петлёй ФАПЧ. На ГУН 1 одновременно осуществляются частотная модуляция и автоподстройка его частоты. Чтобы не происходило снижения девиации частоты за счёт схемы ФАПЧ, постоянная времени фильтра низких частот ФНЧ на выходе синтезатора выбрана много больше, чем период низкой частоты (F МИН = 300 Гц) спектра НЧ сигнала. При этом ФАПЧ работает на частотах ДF<< 300 Гц и не реагирует на сравнительно быстрые изменения частоты при её девиации, что делает возможным одновременное сосуществование частотной модуляции и автоподстройки. Информация о частоте конкретного канала поступает в регистр синтезатора по цепям "Запись", "Данные" и "Синхронизация". Сигнал "Запись" содержит байт информации о включении или выключении передатчика. Сигнал "Данные" содержит ещё три байта информации для передачи трёхзначного номера канала, общее число которых составляет в диапазоне частот 151,725 - 156,000 МГц N = 172. Т.о. для хранения информации "Запись" и "Данные" должно использоваться 32 - разрядное (4 - байтовое) управляющее слово, формируемое в блоке автоматики. Запись номера канала, по которому устанавливается в ДПКД синтезатора необходимый коэффициент деления, производится двоичным последовательным кодом, продвигаемым через регистр синтезатора с каждым синхроимпульсом, поступающим по цепи "Синхронизация". При этом внутри синтезатора последовательный код преобразуется в параллельный, что обеспечивает нормальное функционирование режима ФАПЧ возбудителя. Все сигналы поступают в синтезатор через буферную микросхему 564ПУ4Б D 1 . Сигнал синтезатора подаётся также на схему контроля для формирования сигнала исправности его работы. Особое место в схеме передающего тракта занимает модулятор, который выполняет следующие функции:
а) обеспечивает номинальную девиацию частоты Дf НОМ;
б) ограничивает максимальное значение девиации частоты Дf МАКС;
в) осуществляет необходимую предкоррекцию амплитудно-частотной характеристики тракта АЧХ по закону +6 дБ/октава.
Для выполнения указанных функций схема модулятора содержит:
Усилитель звуковой частоты, охваченный петлей автоматической регулировки усиления АРУ, которая производит сжатие динамического диапазона входных сигналов;
Амплитудный ограничитель, устраняющий перемодуляцию передатчика;
Фильтр низких частот, служащий для ограничения полосы пропускания модулирующих сигналов в пределах от 0,3 до 3,4 кГц;
Формирователь сигнала исправности модулятора.
Расчёт режима модулятора в данном проекте не выполняется, в принципиальную и функциональную схемы вставляется лишь его функциональный блок и перечисляются все вышеприведенные функции, которые реализует модулятор. Параметры стандартного модулятора:
а) чувствительность модуляционного входа модулятора при R ВХ = 600 Ом должна быть не менее 300 мВ;
б) отклонение амплитудно-частотной модуляционной характеристики передатчика АЧМХ от характеристики с предкоррекцией + 6 дБ/октава должно быть в пределах ± 12,5 дБ;
Функциональная схема передающего канала приведена на рисунке 3.1. В соответствии с этой схемой производятся расчёты предварительных параметров передающей части.
Рисунок 3.1 - Функциональная схема передающей части канала
Для оценки систем радиосвязи используют ТТХ, представляющие совокупность числовых показателей, определяющих основные свойства системы и её возможности по передаче информации с заданными свойствами в заданное время при определенных условиях.
ТТХ можно разделить на 3 группы:
оперативно-тактические характеристики;
технические характеристики;
конструктивно-эксплуатационные характеристики.
Эти характеристики определяются схемным исполнением аппаратуры системы связи.
Тракты формирования и обработки сигналов по своему техническому исполнению идентичны трактам аппаратуры проводной связи.
Специфика характеристик системы радиосвязи определяется используемым каналом радиосвязи. Рассмотрим его более подробно.
Канал радиосвязи или радиоканал образуется совокупностью технических средств и среды распространения радиоволн и представляет собой тот путь, по которому обеспечивается передача радиосигнала (модулирующего ВЧ сигналы) на расстояние.
Совокупность технических устройств и среды распространения сигнала, образующая сигнал связи, основной частью которого является канал радиосвязи, называется линией радиосвязи .
Линия радиосвязи может быть одноканальной и многоканальной.
Свойства канала радиосвязи (особенности).
1. Канал радиосвязи может обладать очень большим затуханием, достигающим 140 ÷ 160 дб. Мощность сигнала на входе приемной части канала часто измеряется величинами 10 – 10 ÷ 10 – 14 Вт., т.е. очень мала.
Для надежной работы оконечной аппаратуры требуется мощность единицы Ватт и более.
Это значит, приемная аппаратура должна иметь КУ не менее 10 10 ÷ 10 14 по мощности или 10 5 ÷ 10 7 пол напряжению.
2. Затухание канала радиосвязи является переменным в широких пределах. Это создает трудности в обеспечении постоянного уровня выходного сигнала, затрудняется дуплексная связь, возможно самовозбуждение канала, большие трудности для связи с подвижными объектами, в горах, в городах.
3. Затухание канала является переменным в силу изменчивости параметров земной атмосферы. Это наиболее заметно в диапазоне КВ при отражении от ионосферы, что обусловлено флуктуациями ионосферы.
4. Неизбежность взаимных помех радиостанций, приводящих к потере части информации:
естественные помехи;
промышленные помехи;
намеренные помехи.
Необходимость решения проблемы совместимости электромагнитных полей.
5. Радиоканал вносит искажения в передаваемый сигнал за счет ограничения его спектра частот.
Необходимость максимального ограничения спектра вызывается:
недостаточной емкостью частотного диапазона;
стремлением уменьшить вероятность попадания посторонних помех в полосу радиоканала.
6. Эффект Допплера.
f = f o + F д F д ~
Итак : радиоканал характеризуется широким диапазоном быстрых и медленных изменений затухания и действием большого количества помех от внешних источников.
Технические характеристики каналов радиосвязи
Полоса частот, пропускаемая радиоканалом
Характеристика нелинейных искажений.
1. Полоса частот
Для разделения радиоканалов необходимо ограничить полосу частот, отводимую каждому радиоканалу. Эта полоса определяется шириной спектра передаваемого радиосигнала и учитывает возможную частотную нестабильность аппаратуры.
Эффективная ширина спектра – это полоса частот, до которой можно ограничить спектр данного вида сигнала без превышения норм на допустимые искажения.
Ширина полосы частот радиоканала задается приемо-передающей аппаратурой и фильтрами.
Свойства распространения RV оказывают влияние на выбор ширины полосы пропускания (например, скорость распространения при связи с самолетом – полоса должна быть больше из-за эффекта Допплера).
Такие свойства радиоканала, как многолучевость распространения RV и их рассеивание в ионосфере, ограничивают возможность передачи шпс сигналов из-за искажения радиоимпульсов, выраженного в увеличении их длительности.
2. АЧХ
Эта характеристика отражает степень влияния радиоканала на амплитудные соотношения составляющих спектра радиосигнала.
В аппаратурной части радиоканала наибольшие искажения возникают на краях полосы пропускаемых частот, т.к. избирательные системы сигнальных трактов не имеют прямоугольную характеристику.
Приходится расширять полосу пропускания, что приводит к потере помехоустойчивости или её снижению.
АЧХ может изменяться в широких пределах за счет селективных замираний при распространении радиоволн через йоносферу. Существуют методы борьбы с этим.
3. ФЧХ
ФЧХ представляет собой зависимость фазового сдвига составляющих спектра радиосигнала от частоты. Искажения сигнала отсутствуют, когда эта зависимость линейна.
При ограниченной полосе пропускания частот достичь линейности ФЧХ невозможно – она принципиально нелинейна на краях полосы пропускания избирательной системы.
Зависимость качества радиосвязи от нелинейности ФЧХ определяется видом сигнала.
Менее чувствительны - тлф сигналы.
Более чувствительны - дискретные сигналы.
4. Характеристика нелинейных искажений
Это амплитудная характеристика - зависимость амплитуды сигнала на выходе радиоканала от амплитуды на входе.
Нелинейность АX может быть вызвана аппаратурой радиоканала или средой распространения.
Нелинейные искажения ведут к преобразованию спектрального состава радиосигнала. Усложняется проблема ЭМС.
Допустимые нелинейные искажения нормируются.
Степень нелинейных искажений, вызываемых замираниями, зависит от вида сигнала: AM сигнал искажается сильнее, чем ОМ.
Информационные характеристики радиоканала связи:
1.Объем канала
2. Пропускная способность
3. Помехоустойчивость Р о - это вероятность искажения единичного символа - для дискретного р/канала.
В мирное время - 10 – 3
В военное время - 10 – 2
4. Скрытность радиоканала
пространственная;
энергетическая;
частотная;
временная;
организационная;
поляризационная;
структурно-кодовая.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Общие принципы организации радиосвязи
Радиосвязь - это разновидность беспроводной связи, у которой в качестве сигнала используются, распространяемые в пространстве, радиоволны. Принцип радиосвязи основан на передаче радиосигнала от передающего устройства, содержащего передатчик и передающую антенну, путем перемещения радиоволн в открытом пространстве, приемному устройству, содержащему приемную антенну и радиоприемник. Гармонические колебания с несущей частотой, принадлежащей какому-либо диапазону радиочастот, подвергаются модуляции в соответствии с передаваемым сообщением. Модулированные радиочастотные колебания представляют собой радиосигнал. От передатчика радиосигнал поступает в антенну, с помощью которой в окружающем пространстве возбуждаются соответственно модулированные электромагнитные волны. Свободно перемещаясь, радиоволны достигают приёмной антенны и возбуждают в ней электрические колебания, которые поступают далее в радиоприёмник. Принятый радиосигнал поступает в электронный усилитель, демодулируется, далее выделяется сигнал, аналогичный сигналу, которым были модулированы колебания с несущей частотой в радиопередатчике. После этого, дополнительно усиленный сигнал, преобразуется при помощи соответствующего воспроизводящего устройства в сообщение, аналогичное исходному. В местах приёма на радиосигнал могут накладываться электромагнитные колебания от посторонних источников радиоизлучений, способные помешать качественному воспроизведению сообщений, называемые помехами радиоприёму. Влияние на качество радиосвязи могут оказывать изменение во времени затухания радиоволн на пути распространения от передающей антенны к приёмной и распространение радиоволн одновременно по двум или нескольким траекториям различной протяжённости. В последнем случае электромагнитное поле в месте приёма представляет собой сумму взаимно смещенных во времени радиоволн, интерференция которых также вызывает искажения радиосигнала. Поэтому и эти явления относят к категории помех радиоприёму. Принципы радиосвязи далеко не новы. За это время радиосредства прошли путь от первых передатчиков сигналов азбуки Морзе до систем спутниковой связи. Радиоэфир наполнился музыкой радиостанций, сигналами далеких галактик и нашими разговорами. Однако с тех пор не изменилось главное - радиоволны
На рисунке 1.1 приведена упрощенная структурная схема радиолинии. Передаваемое сообщение поступает на преобразователь (микрофон, телевизионную камеру, телеграфный аппарат или ключ), который преобразует его в электрический сигнал. Последний поступает на радиопередающее устройство, которое состоит из модулятора (М), синтезатора несущей частоты (СЧ) и усилителя модулированных колебаний (УМК). С помощью модулятора один из параметров высокочастотного колебания изменяется по закону передаваемого сообщения. С помощью антенны (А) энергия радиочастотных колебаний передатчика излучается в тракт распространения радиоволн.
На приемном конце радиоволны наводят ЭДС в антенне. Радиоприемное устройство с помощью селективных (избирательных) цепей (СЦ) отфильтровывает сигналы от помех и других радиостанций. В детекторе (Д) происходит процесс, обратный модуляции - преобразование модулированных колебаний в исходный электрический сигнал, который управлял радиопередатчиком. С помощью преобразователя (громкоговорителя, телеграфного аппарата, приемной телевизионной трубки) электрический сигнал связи преобразуется в сообщение, доставляемое абоненту.
Рисунок 1.1 - Структурная схема радиолинии
Рассмотренная радиолиния обеспечивает одностороннюю передачу сообщения, что приемлемо только в службах оповещения. Одностороннюю радиосвязь представляет собой, в сущности, и радиовещание, хотя в этом случае приём ведётся не в одном, а во множестве пунктов. Приём во многих пунктах ведётся также при циркулярной передаче: распоряжения передаются многим исполнителям; сообщения передаются из пресс-центра редакциям газет и т.д.
Для организации двусторонней радиосвязи в каждом пункте надо иметь и передатчик, и приёмник. Если при этом передача и приём на каждой радиостанции осуществляется поочерёдно, то такая связь называется симплексной (рисунок 1.2, а). Двусторонняя радиосвязь, при которой связь между радиостанциями реализуется одновременно, называется дуплексной (рисунок 1.2, б).
При дуплексной радиосвязи передача в одном и другом направлениях ведётся, как правило, на разных несущих частотах. Это делается для того, чтобы приёмник принимал только сигналы от передатчика с противоположного пункта и не принимал сигналов собственного передатчика.
Рисунок 1.2 - Структурные схемы организации: а - симплексной, б - дуплексной радиосвязи
Симплексная связь используется, как правило, при наличии относительно небольших информационных потоков. Для объектов с большой нагрузкой характерна дуплексная связь.
Если необходимо иметь радиосвязь с большим числом объектов, то организуется так называемая радиосеть (рисунок 1.3). Одна радиостанция, называемая главной (ГР), может передавать сообщения как для одного, так и для нескольких подчинённых объектов. Ее радист-оператор следит за порядком в радиосети и устанавливает очередность работы на передачу подчиненных станций (ПР). Последние при соответствующем разрешении могут обмениваться информацией не только с ГР, но между собой. Этот вариант организации радиосети может быть построен на основе как сложного симплекса (рисунок 1.3, а), так и сложного дуплекса (рисунок 1.3, б). В первом случае возможно использование совмещенных приемопередатчиков и общей рабочей радиоволны (частоты). Во втором случае ГР ведет передачу на одной частоте, а принимает на нескольких (по числу подчиненных радиостанций). Для радиосвязи на большие расстояния применяют радиопередатчики мощностью десятки и сотни киловатт. Поэтому, хотя при дуплексной связи приемник настраивается не на ту частоту, на которую настроен свой передатчик, трудно обеспечить его нормальные действия вблизи от мощного передатчика. Исходя из этого, приемник и передатчик приходится размещать на расстоянии в десятки километров друг от друга.
Рисунок 1.3 - Структурные схемы радиосетей: а - сложный симплекс, б - сложный дуплекс
В этих условиях передатчики и передающие антенны располагают на радиостанции, которую называют радиопередающим центром. Приемники и приемные антенны располагают на приемном радиоцентре.
Процессы в электроэнергетических сооружениях, на электрифицированных железных дорогах, в электрических установках и бытовых электроприборах, множество которых имеется в городах, связаны с излучением электромагнитных волн. Поскольку эти излучения могут быть помехами радиоприему, приемный радиоцентр обычно помещается в стороне от населенных пунктов и железных дорог. Для соединения источников сообщения с радиопередатчиками и радиоприемниками и контроля качества радиосвязи в городах оборудуют радиобюро.
Схема комплекса средств радиосвязи, обслуживающих административный или хозяйственный центр, изображена на рисунке 1.4.
Рисунок 1.4 - Схема комплекса средств радиосвязи
На рисунке: 1 - передающий радиоцентр с радиопередающими устройствами Пер 1 , Пер 2 ,…, Пер n ; 2 - приемный радиоцентр с радиоприемными устройствами Пр 1 , Пр 2 ,…, Пр n ; 3 - город, который связан с радиоцентрами соединительными линиями связи 4 и 5. По линиям 4 на радиоцентр 1 поступают передаваемые сигналы, а по линиям 5 в город передаются сигналы, принятые радиоцентром 2; по этим же линиям передаются сигналы дистанционного контроля работы радиоцентров и сигналы дистанционного управления оборудование. Радиобюро - 6, соединено линиями связи с телеграфной и фототелеграфной аппаратными центрального телеграфа 7 и 8, междугородной телефонной станцией 9, а также радиовещательной аппаратной 10. Радиовещательная аппаратная служит для обмена радиовещательными программами с другими городами или странами
2. Схемы питания узлов проводного вещания
В зависимости от построения сети проводного вещания могут быть однозвенными, двухзвенными и трехзвенными (рис. 2)
Однозвенные сети применяются в маломощных узлах. Сигналы звукового вещания поступают с выхода усилителя станции (УС) на вход абонентских громкоговорителей по абонентским линиям (АЛ). Номинальное напряжение в АЛ принято равным 30 В. К одной АЛ можно подключить несколько десятков абонентских устройств, поэтому однозвенные сети применяют в небольших населенных пунктах.
Для расширения обслуживаемой территории применяют двухзвенные сети. В таких сетях энергия сигналов вещания передается с помощью повышенного напряжения (обычно 240 В) по распределительным фидерным линиям (РФ). В местах расположения абонентов устанавливаются понижающие абонентские трансформаторы (АТ), с помощью которых осуществляется питание АУ через АЛ. Распределительные фидерные линии называют вторым, а абонентские - первым звеном распределения.
При большой нагрузке (более 10 тыс. абонентских устройств) двухзвенная сеть не может обеспечить распределение сигналов с достаточно малыми потерями. В этих случаях создают трехзвенные сети. Территория, обслуживаемая такой сетью, разбивается на зоны, в каждой из которых строят автономные двухзвенные сети. Питание этих сетей осуществляется по высоковольтным (обычно 960 В) магистральным фидерным линиям (МФ) через понижающие трансформаторные подстанции (ТП). Сеть МФ считают третьим звеном распределения.
Все городские узлы проводного вещания можно разделить на две группы: с централизованным и децентрализованным питанием сетей (рис. 2.1).
Рисунок 2 - Схемы однозвенной (а), двухзвенной (б) и трехзвенной (в) сетей проводного вещания
При централизованном питании все мощные усилители сети установлены в одном месте - на станции. Такое построение сети упрощает резервирование и обслуживание станционного оборудования, обеспечение его гарантийным энергоснабжением, но из-за сложности сети она не способна обеспечить высокую надежность работы. При нагрузке более 50ч100 тыс. абонентских устройств централизованные системы неприменимы.
радиосвязь магнитный сигнал электрический носитель
Рисунок 2.1 - Схема узлов проводного вещания с централизованной (а) и децентрализованной (б) системами питания узлов
При децентрализованной системе питания территория города разбивается на районы, в каждом из которых сооружается двухзвенная или трехзвенная сеть.
Для питания этих сетей организуются мощные опорные усилительные станции (ОУС). Управление и контроль всем оборудованием проводного вещания осуществляется из одного пункта, называемого центральной станцией проводного вещания (ЦСПВ).
Для повышения надежности работы проводного вещания предусмотрено резервирование тех звеньев, отказ которых вызывает прекращение подачи программ большому количеству абонентов. В крупных городских узлах такими звеньями являются источники программ, усилительное оборудование ЦСПВ, соединительные линии, усилители ОУС, магистральные фидеры. На рис.2.3 приведена структурная схема узла ПВ города. Из рисунка видно, что к каждой ТП подведен рабочий и резервный магистральные фидеры, причем резервный фидер (РМФ) подведен от другой ОУС. При выключении ОУС или МФ питание ТП переключается на соседние ОУС. Если вблизи нет ОУС, от которой можно провести РМФ, то для резервного питания ТП строят резервную усилительную подстанцию - так называемую блок-подстанцию (БП). Эта подстанция включается только при аварийном отключении МФ. В качестве примера на рис.2.3 приведена схема узла проводного вещания, в состав которого входят четыре ОУС и восемь ТП.
Рисунок 2.3 - Структурная схема узла ПВ города
Распределительные фидеры и абонентские линии - наиболее протяженная и дорогая часть линейных сооружений. В то же время повреждения этой части приводят к прекращению подачи программ только ограниченному числу абонентов. Поэтому для данной части сети применяют меры локализации повреждений, то есть меры, сводящие к минимуму число необслуживаемых абонентов при повреждениях сети.
3. Физические принципы магнитной записи электрических сигналов
Принцип магнитной записи электрических сигналов на движущийся магнитный носитель основан на явлении остаточного намагничивания магнитных материалов. Запись и хранение информации на магнитном носителе производится путем преобразования электрических сигналов в соответствующие им изменения магнитного поля, воздействия его на магнитный носитель и сохранения следов этих воздействий в магнитном материале длительное время, благодаря явлению остаточного магнетизма. Воспроизведение электрических сигналов производится путем обратного преобразования.
При цифровой магнитной записи в магнитную головку поступает ток, при котором поле записи через определенные промежутки времени изменяет свое направление на противоположное. В результате под действием поля рассеяния магнитной головки происходят намагничивание или перемагничивание отдельных участков движущегося магнитного носителя. Для осуществления записи звуконоситель необходимо подготовить, т.е. удалить с него записанные ранее сигналы. Процесс удаления сигналов называется стиранием и осуществляется оно с помощью головки стирания ГС. Питается ГС от генератора стирания и подмагничивания (ГСП).
Транспортирование носителя записи осуществляет движущий механизм ДМ, который в случае использования ленты в качестве звуконосителя называется лентопротяжным (ЛПМ).
Лентопротяжный механизм содержит ведущий двигатель Д 1 , к оси которого лента прижимается прижимным роликом Р; подающий узел, снабженный двигателем Д 2 , и приемный узел, снабженный двигателем Д 3 . Вращающий момент двигателя Д 2 направлен противоположно вращающим моментам двигателей Д 1 и Д 3 . Благодаря подтормаживающему действию двигателя Д 2 лента находится в натянутом состоянии и плотно прилегает к сердечникам головок. Во многих бытовых магнитофонах функции двигателей объединяются в одном с целью уменьшения массы, размеров и снижения стоимости.
Из сказанного следует, что в любом аппарате для магнитной записи можно выделить три основных функциональных узла:
магнитное звено (магнитный носитель и головки);
движущий (чаще всего лентопротяжный) механизм;
электронные блоки (усилители записи и воспроизведения, генератор стирания и подмагничивания, входной и выходной преобразователи).
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Состояние и перспективы развития средств беспроводной связи на железнодорожном транспорте. Оборудование сети мониторинга поездной радиосвязи в ОАО "РЖД" (ЕСМА). Структурная схема мониторинга, технические параметры радиостанций поездной радиосвязи.
дипломная работа , добавлен 15.05.2014
Принципы расчета и построения систем беспроводной связи. Особенности распространения и затухания сигналов в системах радиосвязи с радиальной структурой. Определение максимального расстояния уверенного приема и посредственного, неуверенного приема.
курсовая работа , добавлен 08.10.2012
Устройство общих схем организации радиосвязи. Характеристика радиосистемы передачи информации, в которой сигналы электросвязи передаются посредством радиоволн в открытом пространстве. Особенности распространения и области применения декаметровых волн.
реферат , добавлен 10.07.2010
Особенности видеосигналов и трудности, возникающие при их записи. Траектория движения магнитной ленты в магнитофоне. Сущность наклонно-строчной записи. Структурная схема конструкции видеомагнитофона. Основные характеристики записи в формате VHS.
реферат , добавлен 14.11.2010
Описание существующей схемы связи на участке проектирования. Оборудование поездной радиосвязи участка. Описание радиостанции РВС-1-12. Электрический расчет дальности связи в сетях технологической железнодорожной радиосвязи диапазона 160 МГц (ПРС-С).
дипломная работа , добавлен 16.04.2015
Общие принципы работы телевизионных приемников PHILIPS на базе шасси L01.1E AB. Принципиальные и структурные схемы ряда узлов. Принципы работы видеопроцессоров, микроконтроллеров, источников питания. Блок-схема алгоритма диагностики модуля радиоканала.
курсовая работа , добавлен 24.03.2015
Анализ оснащенности участка проектирования системами связи. Требования к стандартам радиосвязи. Преимущества GSM-R, принципы построения, организация каналов доступа, особенности базовой структуры. Энергетический расчет проектируемой системы радиосвязи.
дипломная работа , добавлен 24.06.2011
Системы связи как наиболее распространенный вариант радиоэлектронных систем передачи информации, их классификация и типы, принципы функционирования и структура, управление. УКВ- и СВЧ-системы радиосвязи: сравнительное описание, условия применения.
реферат , добавлен 21.08.2015
Структурная схема системы связи. Сущность немодулированных сигналов. Принципы формирования цифрового сигнала. Общие сведения о модуляции и характеристики модулированных сигналов. Расчет вероятности ошибки приемника в канале с аддитивным "белым шумом".
курсовая работа , добавлен 07.02.2013
Схемотехнические принципы проектирования усилителя электрических сигналов. Обоснование его структурной схемы. Выбор типов и номиналов элементов устройства. Обоснование схемы инверсного и реостатного каскадов. Проверка расчётов по коэффициенту усиления.
