Трехканальные аналоговые системы передачи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Российской Федерации по связи и информатизации

Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики

Межрегиональный центр переподготовки специалистов

Контрольная работа

по дисциплине «Многоканальные системы электросвязи»

Задача 1

амплитудная модуляция частота усилитель канал

Начертить структурную схему трехканальной аналоговой система передачи с ЧРК (частотное разделение каналов) и AM ОБЛ (амплитудная модуляция с одной боковой полосой частот без несущей частоты). Рассчитать границы нижних и верхних боковых полос частот на выходах индивидуальных амплитудных модуляторов каждого из каналов. При расчете принять, что полоса частот первичных сигналов составляет 0,3...3,4 кГц, а несущая частота (в килогерцах) для верхнего по частоте канала равна f_нес1 =60К, где К - число, образованное предпоследней и последней цифрами пароля, 0 и 3.

Считая, что канальные полосовые фильтры выделяют нижнюю боковую полосу частот, изобразить структуру частотного спектра группового сигнала с указанием границ полос частот, занимаемых каждым канальным сигналом. Определить ширину полосы частот группового сигнала.

Решение:

Рис. 1. Трехканальная система передачи с ЧРК и АМ ОБП

амплитудный модуляция частота усилитель канал

При частотном разделении каналов одинаковые по спектру частотой телефонные сигналы (0,3-3,4) кГц переносятся с помощью несущих частот (f_нес1,f_нес2,f_нес3) в разные по спектру частот канальные сигналы (выход ПФ).

Выбираем номиналы несущих частот для двух остальных каналов системы передачи. Они должны быть выбраны так, чтобы спектры канальных сигналов не только не перекрывались, но между ними должен оставаться защитный промежуток (на расфильтровку), величина которого равна 0,9кГц.

f_нес1 = 60 * 3 = 180 кГц

f_нес2 = 180 + 3,4 - 0,3 + 0,9 = 184 кГц

f_нес3 =184 + 3,4 - 0,3 + 0,9 =188 кГц

Ам предназначен для преобразования спектра частот телефонного сигнала.

Спектр на выходе АМ содержит несущую частоту и две боковые полосы частот (ВБП и НБП).

Так, на выходе АМ1 спектр будет:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Так как обе боковые полосы частот на выходе АМ несут одинаковую информацию о спектре исходного сигнала, то в АСП применяется метод передачи одной боковой полосы частот (ОБП).

При этом ПФ пропускают только верхнюю или только нижнюю полосу частот, расстояние между соседними несущими частотами каналов выбирается равным (f₀₂ - f₀₁) - 4кГц.

Предположим, что ПФ рассматриваемой АСП пропускают верхние боковые полосы частот, тогда спектр 191,4

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Спектральная диаграмма линии передачи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ширина полосы частот группового сигнала

?f = 191,4 - 180,3 кГц = 11,1 кГц

Контрольные вопросы

Каково назначение каждого из элементов структурной схемы системы передачи с ЧРК?

В качестве переносчиков в СП с ЧРК используются гармонические (синусоидальные) колебания с различными частотами F1, F2, . . ., F_N (колебания несущих частот); канальные сигналы формируются в результате модуляции одного из параметров переносчиков первичными сигналами a_n (t). В данном случае возможна амплитудная, частотная или фазовая модуляция. Частоты F1,F2,…,F_N подбираются так, чтобы спектры канальных сигналов U₁ (t),U₂ (t),…U_N (t) не перекрывались. Групповой сигнал и u(t), поступающий в линейный тракт системы, представляет собой сумму канальных сигналов:

u(t) = U₁ (t)+U₂ (t)+…+U_N (t)).

При передаче по линейному тракту сигнал u(t) претерпевает линейные и нелинейные искажения и на него накладывается помеха n(t). В результате в приемную часть системы поступает искаженный сигнал U~(t), отличающийся от сигнала u(t), сформированного в передающей части системы.

Разделение канальных сигналов, т.е. выделение из группового сигнала U~(t), канальных сигналов, производится полосовыми разделительными фильтрами Ф₁ , Ф₂ , . . . , Ф_N . Первичные сигналы восстанавливаются демодуляторами D₁ ,D₂ ,…,D_N ,. Фильтры нижних частот, установленные на выходах демодуляторов, подавляют высокочастотные паразитные продукты демодуляции.

Сигналы a~_n(t) (где n = 1,2,… N) на выходах каналов, вследствие искажений в трактах передачи, неидеальности аппаратуры и наложения помех, отличаются от входных сигналов a_n (t). Чтобы качество связи было достаточно высоким, это отличие должно быть не слишком большим. Критерий близости сигналов a~_n (t) и a_n (t) , характеризующий качество связи, определяется видом передаваемых сообщений и свойствами получателя.

Почему в аналоговых системах с ЧРК широко используется однополосная амплитудная модуляция (АМ ОБП)? В чем состоит ее недостаток?

В линейных трактах современных систем обеспечивается высокая 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. Недостатком однополосной амплитудной модуляции состоит в необходимости восстановления несущей на приемной станции и сложности подавления несущей и боковой полосы на передающей станции.

Задача 2

Рассчитать и построить диаграмму уровней телефонного канала, структурная схема которого показана на рис. 2. Определить остаточное затухание канала.

Рис 2. Структурная схема канала

Длины усилительных участков:

L₁ = 4,5 км;

L₂ = 4,2 км;

L₃ = 4,4 км.

Коэффициент затухания линии связи б, = 4,9 дБ/км;

Уровень на выходе оконечного пункта, Р_пер0 = -8 дБм;

Уровень на выходе канала, Р_{к вых} = -6,9 дБм.

Решение:

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).

дБм

дБм

Для нормальной работы АСП усиление усилителя должно полностью компенсировать затухание прилегающего к нему усилительного участка, т.е.:

S1 = А = 22,05 дБ, S2 = , sоп = .

Тогда уровень передачи (Рпер1) на выходе первого усилителя (S1) будет:

Рпер1 = Рпр1 + S1 = -30,05 +22,05 = -8 дБм.

Аналогично рассчитываются уровни передачи и приема для остальных участков.

дБм

дБм

S2 = = 20,58 дБ

Рпер2 = Рпр2 + S2 = -28,58 + 20,58 = -8 дБм.

дБ

дБм

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Остаточное затухание (Ач) определяется следующим образом:

Ач = Рк вх - Рк вых, дБ

Рк вх = 0 дБм

Рк вых = -6,9 дБм (согласно заданию)

Ач = 0 - (-6,9) = 6,9дБ.

Контрольные вопросы

К чему может привести снижение уровней приема на входах усилителей? Точки, соответствующие выходам усилителей, и точки, соответствующие их входам - это характерные точки диаграммы уровней. Повышение уровней сигналов на выходах усилителей может привести к их перегрузке и появлению заметных нелинейных искажений, а снижение уровней на их входах - к уменьшению помехозащищённости:

где р_с - уровень мощности сигнала на входе усилителя;

р_п - уровень мощности помехи в той же точке.

Поэтому важно, чтобы при эксплуатации диаграмма уровней мало отклонялась от своего номинального положения.

Как сказывается отклонение остаточного затухания канала от его значения на качестве телефонной связи?

При телефонной связи величина остаточного затухания на частоте 800 Гц определяет громкость речи: при его увеличении громкость уменьшается. Уменьшение остаточного затухания по отношению к номиналу ведет к увеличению громкости. Тем не менее, в междугородных телефонных каналах это недопустимо, так как может привести к самовозбуждению канала.

Задача 3

Начертите структурную схему оконечной станции ЦСП с ИКМ и ВРК.

Привести краткое (одна - две фразы) описание назначения каждого элемента схемы.

ФНЧ - фильтр нижних частот, через него поступают исходные сигналы.

АИМ - амплитудно-импульсные модуляторы, с их помощью осуществляется дискретизация передаваемых сигналов во времени.

ГО_пер - генераторное оборудование передачи, формирует импульсные последовательности.

перСУВ - передатчик сигналов управления и взаимодействия, здесь они дискретизируются с помощью импульсных последовательностей, формируемых в ГО_пер, и объединяются в групповой сигнал (Гр.) СУВ.

Пер.СС - передатчик синхросигнала, от него поступает на устройство объединения (УО) кодовая группа синхросигнала.

Кодер - кодирующее устройство, на которое поступает групповой ИКМ-сигнал, и которое одновременно осуществляет операции квантования по уровню и кодирование.

УО - устройство объединения, здесь объединяются кодовые группы каналов с выхода кодера, образуя циклы и сверхциклы, и обеспечивается правильный порядок их следования в цикле передачи.

ПКпер - преобразователь кода передачи, в нем перед передачей в линию однополярный ИКМ сигнал преобразуется в биполярный, удобный для передачи по линейному тракту.

РЛ - линейный регенератор, с его помощью сигнал периодически восстанавливается (регенерируется) в процессе передачи по линии ИКМ.

ПКпр - преобразователь кода приема, в него поступает биполярный ИКМ и вновь преобразуется в однополярный.

ПРсс - приемник синхросигнала, в нем осуществляется опознавание кодовых групп, структура которых совпадает со структурой синхросигнала, и вырабатывается информация о принадлежности опознанных кодовых групп предаваемому синхросигналу.

УР - устройство разделения, разделяет кодовые группы телефонных каналов и каналов СУВ.

ВТЧ - устройство выделения тактовой частоты, выделяет из ИКМ сигнала тактовую частоту, которая используется для работы ГО_пр.

Дек - декодер, преобразует групповой ИКМ сигнал в групповой АИМ сигнал.

ГОпр - генераторное оборудование приема, формирует и передает импульсные последовательности на прСУВ и АИМ.

Пр. СУВ - приемник групповых сигналов управления и взаимодействия, управляемый импульсными последовательностями, поступающими от ГО_пр, распределяет СУВ по своим каналам.

Рассчитать:

Тактовую частоту группового ИКМ сигнала;

Количество уровней квантования при заданном числе разрядов в кодовой комбинации.

Определить частоту и период дискретизации сигнала с заданной верхней граничной частотой спектра.

Представить в восьмиразрядном двоичном коде десятичное число, образованное предпоследней и последней цифрами пароля - 26. Изобразить двоичное число в виде кодовой комбинации, считая, что двоичной единице соответствует токовая посылка, а нулю - бестоковая посылка.

Исходные данные:

количество разрядов в кодовой комбинации m =5

частота дискретизации Fd = 8 кГц

количество каналов N =120

Верхняя граничная частота спектра fmax =3,4 кГц.

Решение:

1. Тактовая частота ИКМ сигнала:

кГц.

2. Количество уровней квантования:

M = 2^m = 2⁵ = 32.

3.Частота и период дискретизации для fmax = 3,4 кГц:

Fd ? 2fmax ? 2 х 3,4 ? 6,8 кГц

Fd = 8 кГц

Td = 1/Fd = 1/8000 = 125 мкс.

4. Число 03 в 8-разрядном двоичном коде:

03 = 0*2⁷+ 0*2⁶+ 0*2⁵ + 0*2⁴ + 0*2³ + 0*2² + 1*2¹ + 1*2⁰ =

= 0*128 + 0*64 + 0*32 + 0*16 + 0*8 + 0*4 + 1*2 + 1*1

Кодовая комбинация: 00000011

Литература

1. Системы электросвязи / В.П. Шувалов, Г.П. Катунин, Б.И. Крук и др.; Под ред. В.П. Шувалова.- М.: Радио и связь, 1987 г.

2. Конспект лекций.

Размещено на Allbest.ru