Структурная схема системы передачи с временным разделением

Обозначения:

ФНЧ – фильтры нижних частот

ЭК – канальный электронный ключ

УО – устройство объединения

РУ – развязывающие устройство

КС – канальный селектор

ГКИ - генератор канальных импульсов

РКИ - распределитель канальных импульсов передачи и приема

ФПСС - формирователь и передатчик синхросигнала

ПСС - приемник синхросигнала

Принцип работы:

C₁(t), C₂(t),..., C_N(t) - первичные сигналы c помощью ФНЧ ограничиваются по полосе частот с частотой среза F_макс и с помощью этих ФНЧ восстанавливаются на приеме. Канальные электронные ключи ЭК-1, ЭК-2,..., ЭК-N осуществляют дискретизацию ограниченных по частоте первичных сигналов на один вход которого поступает сам первичный сигнал С_i(t), а на управляющий - периодическая последовательность прямоугольных импульсов (ПППИ) f_i(t) с периодом Т_д (длительность импульсов ПППИ ). Таким образом формируются канальные сигналы S₁(t), S₂(t),..., S_N(t). Далее с помощью с помощью объединяющего устройство ОУ осуществляется объединение канальных сигналов и синхросигнала, который обеспечивает синхронную работу канальных электронных ключей на передаче и канальных селекторов на приеме, формируется групповой сигнала на входе линии связи S_гр(t). Групповой сигнал пройдя линии связи подвергается воздействию различных шумов . РУ - развязывающее устройство обеспечивает разделение канальных сигналов и синхросигнала на приеме, который в свою очередь локально синхронизирует ГКИ. Далее с помощью KC-1, KC-2, КС-3,..., KC-N - обеспечивается выделение соответствующего канального сигнала. ГКИ - генератор канальных импульсов и РКИ - распределитель канальных импульсов передачи и приема участвует в процессе дискретизации и формировании ПППИ f₁(t), f₂(t),.., f_N(t), которые управляют работой канальных электронных ключей.

Синхронность на передающей и приемной стороне обеспечивает синхросигнал, который также, как и основные канальные сигналы вводится в свой порядковый КИ. Формирование и прием синхросигнала осущеслвяется с помощью ФПСС (формирователь и передатчик синхросигнала) ПСС (приемник синхросигнала) соответственно. f₁(t), f₂(t),.., f_N(t) - ПППИ, управляющие работой канальных электронных ключей.

ПППИ сдвинуты относительно друг друга на величину защитного интервала τ₃, (см. рис.).

Осциллограммы, поясняющие ВРК

Сравнительный анализ аналого-импульсных методов модуляции.

Формирование канальных сигналов в МСП с ВРК осуществляется на основе модуляции одного из основных параметров ПППИ. В основном нашли применение три вида импульсной модуляции: АИМ, ШИМ, ФИМ и ЧИМ. При АИМ амплитуда ПППИ изм еняется по закону первичного сигнала С(t), а длительность импульсов, частота их следования и положение относительно тактовых точек остаются постоянными. Ниже показаны временные диаграммы формирования АИМ канального сигнала.

К пояснению принципов амплитудно-импульсной модуляции

Как было показано, первичный сигнал С_i(t) модулирует амплитуду ПППИ f_i(t) в результате получается канальный амплитудно-модулированный сигнал S(t). При этом различают два вида амплитудно-импульсной модуляции (АИМ):

1) амплитудно-импульсная модуляция первого рода (АИМ-1), при которой мгновенное значение амплитуды импульсов зависит от мгновенного значения модулирующего сигнала, вершины импульсов повторяют исходный сигнал на длительности импульсов (рис. а);

2) амплитудно-импульсная модуляция второго рода (АИМ-2), при которой амплитуда импульсов остается постоянной на всей его длительности (рис. 5, б). При скважности ПППИ q > 10 различия между АИМ-1 и АИМ-2 практически исчезают и потому в дальнейшем не будем делать различия между этими видами амплитудно-импульсной модуляции.

Примечание. За счет использования АИМ-2 улучшаются энергетические характеристики.

См. приложенный файл, который поясняет отличия между АИМ-1 и АИМ-2 рода

Спектр АИМ сигнала S_аим(f) при модуляции сигналом C(t) со спектром, ограниченным нижней F_мин и верхней F_макс граничными частотами. Спектр содержит исходный модулирующий сигнал C(t), гармоники частоты дискретизации F_д, 2 F_д, …, с нижней (от F_д – F_макс до F_д – F_мин) и верхней (от F_д + F_мин до F_д + F_макс) полосами частот при F_д, с нижней (от 2F_д – F_макс до 2F_д – F_мин) и верхней (от 2F_д + F_мин до 2F_д + F_макс) при 2F_д и т.д. Таким образом, в спектре АИМ- сигнала S_аим(f) содержится исходный информационный сигнал C(t). Поэтому на приемной стороне из АИМ-сигнала можно выделить информационный с помощью фильтра нижних частот ФНЧ. Из-за не идеальности ФНЧ необходимо обеспечить полосу расфильтровки ΔFр более широкую, чем сам первичный сигнал.

Примечание. Спектры АИМ-1 и АИМ-2 различны. Верхние спектральные составляющие АИМ-2 как бы «заваливаются».

Рисунок - Спектр АИМ-сигнала

Из рис. следует, что F_макс+ ΔF_р= F_д– F_макс или F_д= 2F_макс+ ΔF_р, т.е. частота дискретизации F_д 2F_макс, что соответствует теореме Котельникова В.А. Знак равенства выполняется для полосы расфильтровки ΔF_р= 0, что возможно только при идеальном фильтре. Для каналов тональной частоты частота дискретизации выбирается равной F_д = 8 кГц, следовательно, при передаче по каналу телефонного сигнала с полосой частот ΔF = 0,3…3,4 кГц полоса расфильтровки составит ΔF_р = (8 – 6,8) кГц = 1,2 кГц.

Пример:

На практике в качестве частоты дискретизации выбирают F_д = (2,15…2,4)F_макс, тогда интервал дискретизации для КТЧ равен мкс.