ОСНОВЫ РАДИОТЕХНИКИ, РАДИОСВЯЗИ, РАДИОВЕЩАНИЯ И ТЕЛЕВИДЕНИЯ

 

Составители:

Зав. каф.ТКС Коньшин С.В.,

проф. каф. РТ Сартбаев А.Д.

 

 

Литература:

1 Давыдов П.Б. "Информация и сети связи"

2 Романов В.В, Кубанов В.П "Системы и СЭС"

3 Добровольский Е.Е "Развитие и совершенствование радиосвязи,

радиовещания и телевидения"

4 Дубнев В.Д, Зеневич А.Ф и другие "Электросвязь. Введение в

специальность"

Оглавление

Лекция N 1           Основные положения, понятия и определения

Лекция N 2           Система РС (СРС)

Лекция N 3

Лекция N 4

Лекция N 5           СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ РАДИОСВЯЗИ

Лекция N 6           ДИАПАЗОНЫ ЧАСТОТ

Лекция N 7           СОСТАВ РАДИОСЕТЕЙ СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ

Лекция N 8           ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ РС

Лекция N 9           КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИОРЕЛЕЙНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ

Лекция N 10         ТРОПОСФЕРНЫЕ РАДИОРЕЛЕЙНЫЕ ЛИНИИ(ТРРЛ)

Лекция N 11         ГЛОБАЛЬНАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ INMARSAT

Лекция N 12         ВИДЫ МОДУЛЯЦИИ В СИСТЕМАХ РАДИОСВЯЗИ

Лекция N 13         РАДИОВЕЩАНИЕ (РВ)

Лекция N 14         МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ (МЗ) И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ

Лекция N 15         ХАРАКТЕРИСТИКИ БЫТОВЫХ МАГНИТОФОНОВ

Лекция N 16         ФОРМИРОВАНИЕ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА

 

Лекция N 1

Основные положения, понятия и определения

 

РАДИОСВЯЗЬ (РС) - передача сообщений в виде электрических сигналов без использования проводов.

РС бывает односторонняя и двухсторонняя. Односторонняя РС обеспечивает передачу сообщения в прямом, двухсторонняя в прямом и обратном направлениях.

РС бывает симплексная и дуплексная. Симплексная РС предусмат­ривает поочередный (только передача и только прием) обмен информа­цией, при этом переключается приемопередающая аппаратура и требу­ется 1 рабочая частота. Дуплексная РС предусматривает одновремен­ный двухсторонний (прием и передача) обмен информацией, без перек­лючения аппаратуры, но требуется 2 разных несущих частоты.

Канал РС - совокупность технических средств и среды распростра­нения радиоволн, обеспечивающих передачу сигналов от источника к получателю. Они делятся на непрерывные, если входные и выходные сообщения непрерывны, дискретные, если входные и выходные сообще­ния дискретны, и непрерывно-дискретные (дискретно-непрерывные), в зависимости от того какое из сообщений (входное или выходное) неп­рерывно или дискретно.

Линия РС - совокупность всех устройств и сред распространения радиоволн, обеспечивающих РС (одноканальную и многоканальную) в

одном азимутальном направлении.

 

Структурная схема РС

5
 
 

 


1

 

 

 


1 Источник сообщения

2 Преобразователь сообщения в сигнал

3 Усилитель сигнала

4 Преобразователь низкочастотного сигнала в высокочастотный, пере­датчик с антенной

5 Среда распространения радиоволн

6 Источник радиопомех

7 Приемник с антенной

8 Преобразователь высокочастотного сигнала в низкочастотный

9 Преобразователь сигнала в сообщение

10 Приемник сообщения

Радиосеть - совокупность радиолиний связи, работающих на одн­ой, общей для всех абонентов частоте.

Аппаратура уплотнения радиолиний - это совокупность технических средств, обеспечивающих передачу по одной радиолинии 2 и  более  сообщений, предназначенных разным получателям.  Используется в многоканальной РС (спутниковые каналы связи)

 

Оглавление

 

Лекция N 2

Система РС (СРС)

 

CРС - это система, реализующая процесс обработки сообщений мето­дами и средствами РС.  СРС строятся по схеме с  прямым  доступом  с центральной станции (ЦС) к абонентским и с абонентских ЦС,  и между собой или по схеме с прямым доступом АС к ЦС и индивидуальным вызо­вом  АС со стороны ЦС.  Сочетание этих 2 схем позволяет ЦС осущест­влять:  циркулярный (одновременный) вызов всех АЭС и вести одновре­менную передачу информации всем АС и двухстороннюю связь с ними

Отдельные системы РС имеют несколько равнодоступных каналов со своими несущими частотами, которые коммутируются автоматически.

Процедура установления связи следующая: ЦС посылает соответствую­щей АС вызывной сигнал (цифровая комбинация) по одному из свободных в данный момент каналов, по которому и осуществляется связь. А АС связывается с другой АС только через ЦС, посылая вызывной сигнал по автоматически выбранному свободному каналу, по которому после соединения осуществится связь.

Ствол РС - участок диапазона частот, отведенных для частотных каналов одной СРС.

Дежурный прием - это экономичный режим работы приемного устройства радиостанции  в ожидании сигнала вызова.  Сигнал представляет собой электрические колебания,  содержащие преобразованное сообщение. Под электрическим сигналом подразумевают колебания звуковые или высокочастотные, отображающие некоторое сообщение. Под радиосигналом подразумевают колебания радиочастот, модулированные электрическим сигналом.  Под УКВ-сигналом подразумевается колебание УКВ-волн, модули­рованных электрическим сигналом.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИОСЛУЖБ В СООТВЕТСТВИИ С

                         МЕЖДУНАРОДНЫМ РЕГЛАМЕНТОМ РС

 

1 ФИКСИРОВАННАЯ СЛУЖБА - служба между определенными фиксированны­ми пунктами, например радиоприемник, телевизор.

2 ПОДВИЖНАЯ СЛУЖБА - служба РС между подвижными станциями и базовой стан­цией или между подвижными станциями.

3 ВОЗДУШНАЯ ПОДВИЖНАЯ СЛУЖБА - подвижная служба между авиацион­ными наземными станциями и станциями воздушных судов или между станциями судов в которой могут участвовать станции спасательной служ­бы.

4 МОРСКАЯ ПОДВИЖНАЯ СЛУЖБА - подвижная служба между береговыми и cудовыми радиостанциями, или между собой.

5 НАЗЕМНАЯ ПОДВИЖНАЯ СЛУЖБА - подвижная служба между базовыми станциями и наземными подвижными или между наземными подвижными станциями.

 

РАДИОПОМЕХИ

 

Термины, связанные с радиопомехами

1 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ШУМ - электромагнитное явление обычно импуль­сного и случайного, а иногда и периодического характера, не соответствующее какому-либо сигналу.

2 ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ПОМЕХА (ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВОЗМУЩЕНИЕ) - это электромагнитный шум, который может оказаться наложенным на полез­ный сигнал.

3 РАДИОВОЗМУЩЕНИЕ (РАДИОПОМЕХА) - электромагнитное возмущение в диапазоне радиочастот.

4 ИМПУЛЬСНАЯ ПОМЕХА - электромагнитная помеха, воздействие кото­рой на нормальную работу некоторой системы аналогично воздействию последовательности дискретных импульсов.

5 ГЛАДКАЯ ПОМЕХА, ГЛАДКИЙ ШУМ - электромагнитная помеха, воздейс­твие которой на нормальную работу некоторой системы нельзя предста­вить в виде воздействия последовательности дискретных импульсов.

6 КВАЗИИМПУЛЬСНАЯ ПОМЕХА (КВАЗИ - как будто) - результат наложе­ния импульсной и гладкой помех.

7 ЕСТЕСТВЕННАЯ ПОМЕХА ИЛИ ШУМ - помеха, источником которой явля­ется природное явление, а не техническое устройство.

8 ИНДУСТРИАЛЬНАЯ ПОМЕХА - наоборот по отношению к естественным помехам.

9 КРАТКОВРЕМЕННАЯ ПОМЕХА - длительность которой  ме­ньше 0,2 с.

 

Оглавление

 

Лекция N 3

10 НЕПРОДОЛЖИТЕЛЬНАЯ ПОМЕХА - длительность ее сравнительно неве­лика, но не более  2 с.

Напряжение помехи - это U, создаваемое электромагнитным возмуще­нием между проводами электрической сети, на зажимах источников по­мех, на входе приемника.

Напряженность поля помехи создается электромагнитным возмущением в пространстве (делится на электрическую и магнитную).

Мощность помехи - мощность создаваемая электромагнитным возмуще­нием на соответствующем сопротивлении или в пространстве (поток мощности).

Электромагнитная совместимость (ЭМС) - свойство радиоэлектронных средств функционировать без ухудшения качественных показателей в заданной электромагнитной обстановке. Они не должны также неблагоп­риятно воздействовать на другие радиоэлектронные средства и должны противостоять их воздействию.

Коэффициент переноса помех из электрической сети - отношение вы­сокочастотного U на сетевых зажимах мешающего электрического уст­ройства к высокочастотному U на антенных зажимах приемника.

Прогноз радиопомех - данные о характеристиках радиопомех и их изменениях, полученные в результате измерения и предоставленные в обобщенном виде. Прогноз не предполагает экстраполяцию данных.

Норма помех - максимально допустимая величина помех, регламенти­рованная в рекомендациях международного электротехнического слова­ря.

Невосприимчивость к помехам (помехоустойчивость) - способность РЭС (радиоэлектронных средств) сохранять свои функции неизменными или изменяющимися в допустимых пределах в условиях воздействия по­мех.

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ

 

1 РАДИОТЕЛЕФОННАЯ СИСТЕМА ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ (РТСОП) представляет собой систему РС, взаимодействующую с автоматической телефонной сетью и предназначенную для автоматического соединения и дуплексной связи: между абонентами АТС и подвижными или стационарными радиоа­бонентами, между радиоабонентами и ведомственными диспетчерами, а также с абонентами ведомственной телефонной сети.  Позволяет также  производить  радиотелеграфный  обмен и осуществлять передачу данных. РТСОП обслуживает определенную зону или направление, размеры которых определяются диапазоном рабочих частот,  характеристиками  аппаратуры .

В СНГ для РТСОП используется диапазон 150-300 МГц, они имеют один или несколько стволов и состоят из радиоцентров, абонентских радиостанций и стационарного коммутационного оборудования.

Пример РТСОП: система "Алтай". Один ствол этой системы может иметь до 300 абонентов.

2 ВЕДОМСТВЕННЫЕ ДИСПЕТЧЕРСКИЕ РАДИОСИСТЕМЫ (ВДРС) - это локальные системы радиосвязи, предназначенные для оснащения диспетчерских служб, осуществляющих оперативное управление производством. Для ВДРС используются короткие волны: 1,5-8 МГц и метровые волны: 30-174 МГц.

Пример ВДРС: диапазон УКВ, стационарная радиостанция "Нива-М" и переносная "Карат-М" с радиусом действия 20-30 км. Стационарная ра­диостанция "Гроза-С" и переносная "Гроза-П" с радиусом действия 200-300 км. Диапазон МВ: радиокомплексы "Гранит-М", "Вивия", "Паль­ма-М" с радиусом действия 15-25 км.

ВДРС позволяют осуществить прямую радиосвязь диспетчера с радиоа­бонентами в симплексном или дуплексном режимах или радиоабонентов между собой. ВДРС находится на балансе ведомства, которое осущест­вляет его техническую эксплуатацию по согласованию с местным орга­ном МТиК

Оглавление

 

Лекция N 4

 

3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАДИОСИСТЕМЫ (ТРС) - обычные или специализиро­ванные радиокомплексы, предназначенные для управления производственными операциями или технологическими процессами и являются собственностью предприятия, которое они  обслуживают.  Используют  ТРС для облегчения выполнения трудоемких,  сложных и опасных операций, для замены людей в местах соприкосновения с вредной средой, с опасными для здоровья электромаг­нитными полями и напряжениями.

      Пример ТРС: буровые установки, механизированные бригады портовых грузчиков и т.д.

4 СИСТЕМЫ ПЕРСОНАЛЬНОГО РАДИОВЫЗОВА (СПРВ).  Они служат для передачи сигналов радиовызова перемещающимся абонентам. Система односто­роннего действия , не включающая в себя, как правило, радиотелефонного канала.

Преимущества СПРВ по отношению к традиционным средствам радио связи :

а) Эффективное использование радиочастотного спектра, благодаря кратковременности сообщения (длительность вызова несколько секунд),

что позволяет обслуживать на одной частоте несколько тысяч абонентов.

б) Односторонняя передача вызывного сигнала позволяет покрыть большую территорию базовым передатчиком относительно небольшой мощнос­ти за счет высокоэффективной антенной системы и ДУ.

в) Абонентское вызывное устройство может быть достаточно малых размеров, массы, весьма экономичным по питанию.

г) Абонентское вызывное устройство обладает высокой помехоустой­чивостью по отношению к электрическим и акустическим помехам благодаря узкой полосе пропускания и высокой надежности, а также  простоте схемы и конструкции.

              Недостатки: Отсутствие информационного канала системы и ис­пользование для обмена сообщениями между вызываемым и вызывающим або­нентами любого доступного канала в других системах (телефонной, РТСОП, ВДРС и т.д.).

СПРВ используют дециметровый диапазон (ДМВ):160-180 МГц.

5 СИСТЕМЫ АВАРИЙНОЙ РАДИОСВЯЗИ (САРС) представляют собой РС об­щего пользования или специализированные радиокомплексы, предназначенные для передачи сигналов бедствия с помощью радиотелефонов, ради­отелеграфа или автоматически. САРС использует специально выделенные частоты в диапазонах СВ, КВ, УКВ, которые регулярно прослушиваются.

6 РАДИОСИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (РСПД) - специализированные радио­комплексы, предназначенные для передачи  различным радиоабонентам диск­ретной информации или комбинированные радиокомплексы, допускающие пе­редачу наряду с дискретной и других видов информации. Диапазон у специ­ализированных радиокомплексов - коротковолновый.

Оглавление

 

Лекция N 5

 

СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ РАДИОСВЯЗИ

 

Различают формальные и неформальные связи в структурах. Формаль­ные - обусловлены структурой производства. Неформальные - вызывают­ся взаимодействием работников, необусловленных производственной структурой, чрезвычайными обстоятельствами.

Некоторые виды структур, наиболее часто применяемые на практике:

1) Линейная.

 

 

 


Характерна равноправием и одинаковой осведомленностью всех элем­ентов и обладает самой низкой надежностью и скоростью передачи

информации (железнодорожные станции, нефтепроводы, газопроводы).

 

2) Звездная.

 

 

 

 

 

 


Характерна тем, что каждый элемент связан с остальными. Все эле­менты равноправны, а скорость передачи информации и надежность схемы

максимальны (поисковые партии, спасательные группы, милиция).

3) Радиальная

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 


Характерна наличием центра принятия решения (управления).        Применяется в диспетчерских  службах и т.д.

4) Радиальнокольцевая.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Это разновидность радиальной, когда необходимо взаимодействие ис­полнительных элементов между собой при управлении и координации из центра.

5) Иерархическая (многоуровневая).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Характерна иерархией соподчиненностей, каждый уровень имеет свою сеть и канал связи с наиболее высоким и наиболее низким уровнями. Применяется в министерствах.

6) Смешанная. Образуется при взаимодействии более простых структур.

 

ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ

И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ РС

 

Международная регламентация РС включает в себя распределения радиос­пектров в четырех аспектах:

а) Между службами с правом исключительного, вторичного или сов­местного использования

б) По районам мира с целью многократного использования диапазонов при  условии минимальных взаимных помех.

в) Во времени, с целью поочередного использования различными служ­бами одних и тех же диапазонов даже в пределах одного района.

г) В пространстве с целью многократного использования одних и тех же диапазонов даже в пределах одного района.

Региональная регламентация - это соглашение между группой государств одного или нескольких регионов о совместном использовании отдельных диапазонов.

Внутригосударственная регламентация складывается из трех основных функций:

1) Распределение частот между ведомствами и службами в соответствии с первыми двумя регламентациями, но с учетом местных условий и госу­дарственных интересов.

2) Техническое планирование диапазонов спектра и размещения средств радиосвязи и вещания.

3) Контроль за соблюдением требований регламента и принципов техни­ческого планирования, а также наложение административных санкций.

Оглавление

 

Лекция N 6

 

ДИАПАЗОНЫ ЧАСТОТ

1) ДИАПАЗОН 0,2-3 МГц

Морская подвижная служба (0,415-0,525 МГц).

0,5 МГц - SOS (save our souls (англ.) - спасите наши души).

1,6-2,85 МГц - морская и наземная подвижные службы.

1,715-1,8 МГц - радиолюбители.

Отдельные участки - СВ и ДВ радиовещания.

2) ДИАПАЗОН 3-30 МГц

а) Морская и воздушная подвижные радиослужбы (отдельные участки этого диапазона)

б) Радиовещание (7 дискретных частотных полос в диапазоне от 6 до 26 МГц)

в)Наземная подвижная служба (отдельные участки в полосе от 3 до 8 МГц)

г) Любительская служба. Имеет следующие полосы: 3,5-3,6 МГц, 7,0-7,1 МГц, 14,0-14,4 МГц, 21,0-24,45 МГц, 28,0-29,0 МГц

д) Службы стандартных частот (имеют 2 рабочих частоты: 13,56 МГц и 27,12 МГц)

Мероприятия по разгрузке этого диапазона

а) Перевод ряда фиксированных и подвижных служб в диапазоны более 100 МГц с использованием многоканальных радиосистем.

б) Замена двухполосных систем системами с одной боковой полосой.

в) Группирование, где это возможно и целесообразно, линий для ис­пользования одних и тех же частот по расписанию.

г) Повышение требований к аппаратуре для уменьшения занимаемой полосы частот.

3) ДИАПАЗОН 30-1000 МГц

а) Службы радиовещания и телевидения (примерно 85 каналов) на частотах от 41 до 916 МГц.

б) Наземная подвижная радиослужба (отдельные участки  30-500 МГц),

сотовые и транкинговые системы радиосвязи (800-900 МГц).

в) Воздушная подвижная радиослужба ( 118-136 МГц и 225-400 МГц).

г) Морская подвижная служба (около160 МГц),  при чем частота 166,8МГц- Международная частота бедствия и вызова помощи - SOS.

д) Служба радиоастрономии (узкие участки диапазона вблизи частот 74;      80;150; 330; 405; 610 МГц).

е) Космическая радиослужба (два узких диапазона: 136-138 МГц, 400-402 МГц).

ж) Средства воздушной службы, воздушной радионавигации и вспомо­гательной службы метеорологии (75 МГц, 108-118 МГц, 329-335 МГц, 960-1215 МГц).

з) Радиолокационные системы. Имеют следующие диапазоны:

137-144 МГц, 216-225 МГц, 400-405 МГц, 890-942 МГц.

и) Службы стандартных частот и времени: 100 МГц, 150 МГц.

к) Аппаратура промышленного, научного и медицинского назначения. Используемые частоты: 40,68 МГц, 443,92 МГц, 890-940 МГц.

л) Любительские радиослужбы

50-54 МГц (малоиспользуемый диапазон)

144-148 МГц (связные передатчики)

420-450 МГц (не используется, так как сложно изготовить оборудо­вание)

Вывод: В общем диапазон 30-1000 МГц характеризуется неравномерной нагрузкой. Он очень перспективен. Основное его достоинство: его эффек­тивно использовать в крупных городах.

4) ДИАПАЗОН ВЫШЕ  1000 МГц (радиорелейные и спутниковые линии передачи).

 

Оглавление

Лекция N 7

 

СОСТАВ РАДИОСЕТЕЙ СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ

 

Радиосети состоят из технических средств и трактов распростране­ния радиоволн.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЛИНИЙ РС

12
 

13
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 


1) Источник информации                                    

2) Кодирующее устройство                                 

3) Модулятор                                                       

4) Усилитель

5) Избирательный усилитель

6) Демодулятор и декодер

7) Получатель информации

8) Генератор несущего сигнала (частоты)

9) Сообщение

10) Кодированный сигнал

11) Модулированный сигнал

12) Пространство радиоволны

13) Кодированный сигнал

14) Несущий сигнал (частоты)

15) Сообщение

В источнике информации создается сообщение. Источник с одной сто­роны может быть звуковым (в телефонной связи), оптическим (в фотогра­фии) или иметь иную физическую природу (в телеметрии). С другой сторо­ны источник может состоять из данных, записанных на перфоленту, маг­нитную ленту, дискету или CD.

Кодирующее устройство предназначено для преобразования входного сообщения в электрический (аналоговый или дискретный) сигнал, в соот­ветствии с правилами кодирования. При кодировании попутно осуществля­ется ряд вспомогательных операций:

1) Согласование характеристик сигнала с требованиями канала, для повышения помехоустойчивости сигнала.

2) Сжатие информации.

3) Снижение расхода энергии.

Генератор несущего сигнала (колебания) вырабатывает переносчик сигнала, основными параметрами которого являются амплитуда, частота, фаза, форма, плоскость поляризации.

В модуляторе осуществляется модуляция переносчика - изменение од­ного из его параметров по закону изменения кодированного сигнала. При изменении амплитуды имеет место амплитудная модуляция. Имеется также ряд других способов модуляции: импульсная, импульсно-кодовая, широт­но-импульсная, фазо-импульсная.

После модулятора модулированный сигнал усиливается и излучается в пространстве с помощью антенны.

В пункте приема радиосигнал обнаруживается с помощью приемной ан­тенны, выделяется и усиливается с помощью избирательных усилителей, декодируется декодирующими устройствами и преобразуется в сообщение получателю.

 

Канал связи характеризуется качественными показателями, которые зависят от способа обмена информацией, характеристик технических уст­ройств, свойств радиосигнала, воздействия внешней среды и решающим образом влияют на показатели системы в целом.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ КАНАЛ РАДИОСВЯЗИ

1) Полоса пропускания частот

2) Время действия

3) Динамический диапазон уровня сигнала

4) Пропускная способность канала

ЗНАЧЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

НЕКОТОРЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ

КАНАЛОВ

(в десятичных единицах информации)

Технические каналы

1) Телевизионные каналы                     миллионы - десятки миллионов

2) Телефон, фототелеграф,

радиотранслятор.                             тысячи - десятки тысяч

3) Телеграфные каналы.                        десятки - сотни тысяч

4) Оптоволоконные каналы.                 сотни миллионов

Биологические каналы

1) Органы зрения.                                 миллионы

2) Органы слуха.                                   тысячи

3) Органы осязания.                             десятки тысяч

4) Органы обоняния.                            единицы - десятки

5) Органы вкуса.                                   единицы

6) Центральная нервная                        единицы

система.

Оглавление

 

Лекция N 8

 

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ РС

 

Применение РТСОП:

Такого рода система, зарождавшаяся как ведомственная, развилась в территориальную систему общего пользования,  обслуживающая весь  комп­лекс крупного  города. В настоящее время признано целесообразным осна­щать РТСОПами крупные города с населением больше 500 тысяч человек.

Особенности РТСОП:

1) Они являются диспетчерскими системами коллективного пользования.

2) На территории крупных городов тракт передачи содержит кроме ра­диоканала коммутируемый телефонный канал.  Связь осуществляется как со стационарными так и с подвижными абонентами в диапазоне УКВ.  При этом подвижных абонентов больше.

3) Мощность передатчика ЦС больше мощности передатчика АС и эффек­тивность ЦС больше эффективности АС.

4) Связь с подвижными абонентами и последних между собой осущест­вляется только через ЦС, причем условия, в которых находится подвижный абонент постоянно меняются. В странах СНГ, в настоящее время, осущест­вляется использование системы такого рода под названием "Алтай ".

Применение ВДРС:

Как в СНГ, так и в развитых зарубежных странах ВДРС составляют примерно 80 процентов всего парка радиостанций.

Особенности ВДРС:

1) Они являются локальными системами, находящимися в исключитель­ном пользовании конкретного ведомства, предприятия или фирмы.

2) Структура построения и организации системы и условия ее функци­онирования определяются спецификой отрасли и условиями работы предпри­ятий, которые они обслуживают.

3) Многообразие условий, их специфика, обширные зоны обслуживания.

4) ВДРС используют различные частотные диапазоны, условия работы в которых совершенно различны.

5) Для ВДРС разработана и широко используется большая номенклатура радиостанций.

6) В зоне действия ряда ВДРС преобладают индустриальные помехи од­ного определенного класса, например в энергосистемах - помехи линий электропередач; в железнодорожном транспорте - помехи контактной сети, силовых подстанций и электрического оборудования подвижного состава.

7) Для ВДРС не всегда, но необходимо обуславливать очень высокие показа­тели качества, что удешевляет системы ВДРС.

Применение ТРС. Особенности ТРС.

1) Небольшой радиус действия ( от 100 метров до единиц километ­ров).

2) Локальный характер сети, не требующий взаимодействия с другими сетями связи.

3) Непосредственная близость к источникам помех.

4) Возможное наличие акустических помех, механических вибраций, агрессивной среды и т.д.

5) Широкий диапазон климатических условий.

6) Носимые узлы ТРС не должны создавать неудобств, а также дополни­тельной опасности персоналу, который ими пользуется.

7) Сети ТРС должны строится таким образом, чтобы не создавать друг другу взаимных помех, которые могли бы привести к ошибочным действиям оператора.

8) Аппаратура, предназначенная для ТРС может иметь малую мощность передатчиков, невысокую чувствительность приемников, а также невысоки­е другие электрические характеристики, но она должна иметь универ­сальное питание ( как от сети, так и от батарей, аккумуляторов), долж­на снабжаться комплексом различных антенн; управление работой радиос­танции должно осуществляться без помощи рук.

Применение СПРВ. Особенности СПРВ.

1) Передача сигналов идет от передатчика ЦС к абонентским устройс­твам (в одном направлении).

2) Благодаря низкой интенсивности вызова и малому времени его пе­редачи (4 секунды) количество абонентов, которое можно подключить к одному каналу, практически не ограничено.

Применение РСПД И САРС. Особенности РСПД и САРС.

Они должны иметь высокие качественные показатели.

Оглавление

 

Лекция N 9

 

КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИОРЕЛЕЙНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ

 

В зависимости от места первичной сети ЕАСС радиорелейные линии (РРЛ) подразделяют на: местные, зоновые, магистральные и технологичес­кие.

1) Местные РРЛ соединяют две АТС в пределах большого города, рай­центр с селом или село с селом.

2) Зоновые РРЛ (внутриобластные) - линии средней емкости.

3) Магистральные РРЛ - соединяют между собой тракты и каналы пере­дачи различных  зоновых сетей.  Они являются линиями большой емкости (тысячи телефонных каналов) и используют до 8 высокочастотных радиост­волов.

4) Технологические РРЛ - служат для организации технологической связи при эксплуатации нефтегазопроводов и других линейных трасс.  100МГц-15ГГц - диапазон рабочих частот всех РРЛ.

По способу обработки информации РРЛ подразделяются на аналоговые и цифровые.

Аналоговые РРЛ используют для передачи многоканальных телефонных сообщений и телевизионных сигналов совместно с сигналами звукового сопровождения.

Цифровые РРЛ служат для передачи в цифровой форме телефонных сооб­щений ( со скоростью от 2 до 140 МБит/сек), сигналов данных с большой скоростью, а также сигналов телевидения и видеотелефонных сигналов.

Радиорелейные станции (РРС) по функциональному признаку классифи­цируются на узловые, оконечные и промежуточные.

На узловой РРС передаваемая информация перепринимается, вводится и выделяется для нужд потребителя . Кроме этого здесь может предусматриваться организация одного или нескольких ответвлений и пересечений.

На оконечной РРС осуществляется ввод и выделение передаваемой ин­формации и обеспечивается перераспределение информации потребителям (телецентрам, междугородным телефонным станциям, междугородным веща­тельным аппаратным).

На промежуточной РРС передаваемые сигналы ретранслируются, а также при необходимости выделяются сигналы теле­визионного ствола или часть телефонного группового спектра.

По режиму эксплуатации РРС подразделяются на обслуживаемые и авто­матизированные. Обслуживаемые РРС - это узловые и оконечные, а автома­тизированные - это промежуточные. Управление и контроль за работой оборудования автоматизированных промежуточных РРС осуществляется в уз­ловых и оконечных РРС).

АППАРАТУРА РРЛ ПРЯМОЙ ВИДИМОСТИ

 

N

Название

Диапазон частот

Количество каналов

Расстояние между станциями

Мощность  передатчика

 

1

"КУРС 2М"

Узко направленные антенны

1,7-2 ГГц

300 телеф­онных кана­лов

47 километров  

1,6 Вт

 

2

"КУРС-4"

3,4-3,9 ГГц

720 телеф­онных кана­лов, 1 тел­евизионный канал и 23 канала зву­кового соп­ровождения

47 километров   

0,5 Вт

 

3

"КУРС-6"

5,7-6,2 ГГц

1320 теле­фонных ка­налов, 1 телевизи­онный ка­нал, 23 канала зву­кового соп­ровождения

47 километров

7,5 Вт

 

4

"КУРС-8"

7,9-8,4  ГГц

300 теле­фонных ка­нала, 1 те­левизион­ный, 13 ка­налов звукового сопровождения

28-40 километров      

0,4 Вт

 

5

"ГТТ-70-

4000/

1920"

3,4-3,9  ГГц

1920 теле­фонных ка­налов, 1 телевизи­онный, 43 канала зву­кового соп­ровождения

46,3 километров

15 Вт

 

6

"ГТТ-70-

6000/

1920"

5,7-6,2  ГГц

1920 теле­фонных ка­налов, 1 телевизи­онных кана­лах, 43 ка­нала звуко­вого сопро­вождения

46,3 километров

15 Вт

 

7

"ТРАЛ-

400-24"

 

"КОНТЕЙНЕР"

0,39-0,47 ГГЦ

24 телефонных канала

6 телефонных каналов

40 километров   

3 Вт

 

 

1,5 Вт

 

8

"РАДАН-2"

10,8-11,7 ГГц

15 телеф­онных кана­лов

5-35 километров

0,05 Вт

 

Оглавление

 

Лекция N 10

 

ТРОПОСФЕРНЫЕ РАДИОРЕЛЕЙНЫЕ ЛИНИИ (ТРРЛ)

 

ТРРЛ используют эффект дальнего распространения радиоволн и имеют ряд существенных отличий от РРЛ прямой видимости. Длина пролета ТРРЛ обычно составляет 200 - 300 километров; при определенных благоприятных условиях  длина  пролета может увеличиться до 500 километров.  Но

потери мощности сигнала очень велики (порядка  200  децибел,  то  есть

примерно в 500 раз).  Кроме этого сигнал в точке приема имеет многолу­чевой характер, что приводит к дополнительным затуханиям. Мощность пе­редатчиков составляет до 1000 кВт.

Остронаправленные антенны имеют коэффициент усиления до 50 деци­бел, а в приемных устройствах используются малошумящие усилители СВЧ. Пропускная способность ТРРЛ от 12 до 120 телефонных каналов. На ТРРЛ применяют также 3 типа станций. В качестве примера приведем сис­тему ТР 120. У этой системы диапазон частот 800 - 1000 МГц. Длина про­лета 300 километров, число телефонных каналов 120, мощность передатчика 50 кВт. Размер антенны 20 на 20 метров.

 

СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ (ССС)

 

Согласно регламенту радиосвязи все ССС используются в составе сле­дующих  служб радиосвязи:

1) ФИКСИРОВАННАЯ СПУТНИКОВАЯ СЛУЖБА - предназначена для организа­ции связи между земными станциями (ЗС), расположенными в фиксированных пунктах.

2) ПОДВИЖНАЯ ССС - предназначена для организации связи между под­вижными ЗС с помощью одного или нескольких спутников. Подвижные ССС бывают сухопутными, морскими и воздушными.

3) РАДИОВЕЩАТЕЛЬНАЯ ССС - обеспечивают передачу телевизионных и звуковых программ вещания одному (индивидуальный прием) или группе (коллективный прием) абонентов без использования промежуточных техни­ческих средств (без помощи телецентров). У них более высокая скорость передачи, больше плотность информации, но выше цена, чем у РРЛ.

При использовании ССС для передачи программ телевизионного или зву­кового вещания надо различать 3 случая:

1) ССС для обмена программами вещания между двумя равноправными ЗС.

2) ССС для циркулярного распределения программ вещания между опре­деленным числом ЗС, образующих распределительную сеть

3) ССС для циркулярного распределения программ вещания между боль­шим и неопределенным числом ЗС коллективного пользования или же непос­редственно между индивидуальными абонентскими приемными устройствами.

В первых двух случаях ССС относят к фиксированной спутниковой службе, при этом каждая ЗС соединяется с помощью  наземных средств с ближайшим телецентром. В третьем случае речь идет о системе спутни­кового вещания (ССВ).

ССС первых двух видов обычно организуют в странах с обширной тер­риторией для обмена или подачи программ вещания на наземные средства вещания, удаленные от источника программ. Пример такой системы в нашей стране "Орбита"

В последние годы наибольшее внимание привлекают ССВ, так как они экономически эффективны даже при малой зоне обслуживания и развитой наземной сети вещания. По охватываемой территории, принадлежности и назначению все ССС и ССВ подразделяются на международные, национальные и ведомственные.

1) МЕЖДУНАРОДНЫЕ ССС - нужны для обслуживания различных стран, на­ходящихся на различных континентах, в разных точках Земли. Пример:

1. Интерспутник" 2. "Интелсат".

2) НАЦИОНАЛЬНЫЕ ССС - нужны для обслуживания территории одного го­сударства.

РЕГИОНАЛЬНЫЕ ССС - необходимы для обслуживания обширной части Земли с несколькими странами. Например: для обслуживания ряда стран Западной Европы применяются система "ETELSAT", а для обслуживания стран арабской лиги - "ARABSAT".

3) ВЕДОМСТВЕННАЯ ССС - необходима для организации связи в интере­сах какого-либо ведомства, службы, фирмы. Имеют широкое применение.

Спутники связи подразделяются на специализированные и многофункци­ональные.

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ - спутники, предназначенные для решения одной за­дачи.

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ - спутники, обеспечивающие передачу разнообраз­ной информации и находящие наибольшее применение.

Для современных спутников используются геостационарная орбита. В странах СНГ используются эллиптические орбиты.

ЗС подразделяются на:

1) ПРИЕМНО-ПЕРЕДАЮЩИЕ ЗС - это ЗС, осуществляющие дуплексную пере­дачу многоканальных телефонных сообщений или обмен программами  телеви­зионного вещания.  ЗС  этого  типа используют и для приема циркулярных программ вещания  в  составе  распределительных  систем  фиксированной спутниковой службы.

2) ПРИЕМНЫЕ ЗС - это ЗС, осуществляющие в составе ССВ подачу с Земли на спутник программы циркулярных программ. Если передающая ЗС находится в пределах зоны обслуживания ССВ, то в целях контроля сигна­ла за ней устанавливают также и приемное оборудование.

 

ДИАПАЗОНЫ ЧАСТОТ, ВЫДЕЛЕННЫЕ ДЛЯ СИСТЕМ ССВ

 

Для планомерного распределения частот в пространстве вся земная поверхность разделена на три района:

1) Европа, Африка, территория стран СНГ, Монголия и ряд стран Среднего востока.

2) Северная и Южная Америка.

3) Азия (кроме СНГ и Монголии), Австралия и Океания.

Различают направления передачи: "Земля - Спутник" и "Спутник - Земля" . Используют 4 диапазона частот для спутниковой связи:

6/4 ГГц

8/7 ГГц

14/11 ГГц

30/20 ГГц

Числитель обозначает направление "Земля - Спутник",  а знаменатель

- наоборот.  Широко применяются только первые три диапазона, а последний только в Японии.

Оглавление

 

Лекция N 11

 

ГЛОБАЛЬНАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ INMARSAT

 

На настоящий день система INMARSAT включает в себя 8 спутников.  В то время,  когда часть этих спутников обеспечивает коммерческий  радио­обмен, другая  для гарантии непрерывности служит для гарантии предос­тавления коммерческой радиосвязи.  Спутники находятся на геостационар­ной орбите.

Наземные станции действуют в качестве сопряжения между космическим сегментом и земными сетями, которые осуществляют передачу сообщений к неподвижным пользователям и обратно. ЗС также обеспечивают передачу сообщений , и кроме того, выполняют функцию по изменению формата со­общения. Сообщение, получаемое от ЗС из наземных сетей сначала запоми­наются, а затем преобразуются из их первоначального формата(телекс, данные и прочие) в удобную для системы INMARSAT форму. Сообщение, по­лучаемое от подвижного объекта, запоминается и переводится на формат передачи, который определяется отправителем. На процедуру накопления и передачи уходит обычно несколько минут, однако приоритетные сообщения типа аварийных обрабатываются в течении нескольких секунд.

Пользователи с подвижных объектов могут сами выбрать ЗС для обра­ботки их сообщений. При этом за каждое посланное сообщение отправитель платит ЗС, в свою очередь ЗС платит INMARSAT за использование косми­ческого сегмента.

Правительство каждого государства - члена INMARSAT назначает орга­низацию, которая становится участником INMARSAT и выполняет функции пайщика, участвует в принятии решений и в большинстве случаев обеспе­чивает услуги INMARSAT. Обычно это национальные организации дальней связи. Интересы Республики Казахстан в INMARSAT представляет фирма "Жарык". В настоящее время INMARSAT предлагает 3 подсистемы связи, из­вестные как А, М, С, работающие по принципу "каждый с каждым".

INMARSAT A: Представляет следующие возможности:

1) Телефония с прямым набором номера абонента;

2) Возможность группового вызова;

3) Передача и прием данных до 9,6 Кбит/сек;

4) Высокоскоростная передача данных и их прием: 56 или 54 Кбит/сек;

5) Передача и прием факсимильных сообщений до 9,6 Кбит/сек;

6) Телексная связь от 100 до 600 Бит/сек;

7) Передача группового факсосообщения (3 сообщения) - 9,6 Кбит/сек;

Эта система позволяет передавать видеосообщения (медленное видео); в системе используется параболическая антенна зонтичного или  сборного типа.

Диаметр антенны - 1метр.

Вес всей станции - до 40 килограмм.

Тариф - 4-12 долларов за минуту связи.

INMARSAT M: Цифровая станция нового поколения, которая предос­тавляет следующие виды связи:

1) Телефония среднего качества;

2) Факсимильная связь - 2400 Бит/сек;

3) Передача данных - 2400 Бит/сек;

Рабочий диапазон частот: на передачу: 1626-1660 МГц; на прием: 1525-1559 МГц

Станция представляет собой моноблок, состоящий из плоской антенны (антенны-книжки) и приемопередатчика.  Вес станции - 8,7 килограмма. Возможна установка как вне, так и внутри помещения. Станция выполняет­ся в трех вариантах: портативном, стационарном, морском.

INMARSAT C: Предлагает надежную двухстороннюю связь на уровне со­общений между фиксированными станциями дальней связи и подвижными объ­ектами. Эта система предоставляет ряд дополнительных услуг:

1) Посылка сообщений одновременно практически неограниченному числу заранее определенных терминалов;

2) Циркулярная передача информации по безопасности мореплавателей и для использования данных метеорологических, гидрографических органи­заций, а также организаций береговой охраны и центров координации по­иска спасательных работ; имеют дополнительные возможности по направле­нию сообщений объектам, находящимся в пределах особых географических районов. Некоторые модели поставляются со встроенными приемниками гло­бальной системы местоопределения, которая позволяет автоматически оп­ределить местоположение терминала с точностью до 30 метров. Тариф - 0,15 долларов за 256 Бит информации.

Оглавление

 

Лекция N 12

 

ВИДЫ МОДУЛЯЦИИ В СИСТЕМАХ РАДИОСВЯЗИ

 

Используется 3 вида модуляции:

1) амплитудная

2) угловая

3) импульсная

МОДУЛЯЦИЯ - это изменение одного из параметров сигнала по за­кону сообщения.

1) Амплитудная модуляция (АМ) применяется в диапазонах ДВ, СВ, КВ (от 500 кГц до 30 МГц). Бывает однополосная и двухполосная.

2) Угловая модуляция (УМ) подразделяется на частотную (ЧМ) и фа­зовую (ФМ) модуляции. ФМ - это изменение фазы несущего сигнала в зави­симости от амплитуды сообщения; ЧМ - это изменение частоты несущего сигнала в зависимости от амплитуды сообщения. ЧМ применяется в диапа­зоне выше 30 МГц. ФМ применяется реже, чем ЧМ, в связи со сложной схе­мой передающего тракта. ФМ используется для передачи групповых сообще­ний.

3) Импульсная модуляция (ИМ) бывает:

а) амплитудно-импульсной (АИМ)

б) частотно-импульсной (ЧИМ)

в) фазо-импульсной (ФИМ)

г) кодово-импульсной (КИМ)

в) широтно-импульсной (ШИМ)

ИМ применяется для передачи сигналов телефонии и телеграфии на частотах выше 10 МГц.

Вид модуляции влияет на:

1) Ширину полосы, занимаемой сигналом;

2) Качество передачи информации;

3) Количество передаваемой информации или скорость;

4) Разные мощности приемников и передатчиков системы;

Оглавление

 

Лекция N 13

 

РАДИОВЕЩАНИЕ (РВ)

 

РВ - это передача информационных сообщений (речи, музыки) пос­редством радиоканала с одной вещательной станции на множество индивидуальных приемных станций.  РВ осуществляется,  в настоящее время, на всех диапазонах длин волн до 120 МГц. Мощности радиопередающих уст­ройств для РВ очень большие:

ДВ, СВ - 100 кВт

КВ - 1 кВт - 50 кВт

УКВ - до 5 кВт

Мощности приемных устройств колеблются в очень широких пределах:

от 10 - 6- 10 - 2 Вт (чувствительность приемника). Чем лучше чувстви­тельность на приемнике, тем меньшую мощность он может принять.

Радиоприемные устройства бывают двух классов:

1) Простые - приемники прямого усиления.

2) Сложные (супергетеродинные) - например "Олимпик"

Оглавление

 

Лекция N 14

 

МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ (МЗ) И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ

 

В основу магнитной записи положено свойство магнитной ленты на­магничиваться в магнитном поле и длительное время сохранять остаточное намагничивание. В процессе воспроизведения внешний магнитный поток ленты замыкается через сердечник воспроизводящей головки и индуцирует в ней ЭДС.

Таким образом при воспроизведении головка преобразует энергию движущегося магнитного поля ленты в электроэнергию. При уменьшении длины волны записи (увеличении частоты) до величины соизмеримой с ши­риной рабочего зазора головки ЭДС снижается до нуля. Записывающая го­ловка преобразует электрические колебания звуковой частоты в колебания магнитного поля, мимо которого протягивается магнитная лента. При воспроизведении звука лента с записью движется относительно зазора воспроизводящей головки, создавая в нем магнитное поле.

В головке магнитное поле изменяется в соответствии с намагничен­ностью ленты, а в обмотке головке создает ЭДС пропорционально частоте записанного сигнала. В результате по обмотке протекает ток, который усиливается до определенного уровня и в виде звуковых сигналов воспро­изводится громкоговорителем.

Для улучшения качества записи в магнитную головку вместе с током звукового сигнала подается ток высокой частоты (40-80 кГц), который называется током подмагничивания. Он служит для разрушения связей элементарных частиц. Обычно ток подмагничивания в несколько раз больше тока записываемого сигнала.

На качество записи влияет ширина зазора головки, качество ее гра­ней и скорость движения ленты.  Чем меньше зазор записывающей головки, тем лучше получится запись в высоких частотах.  Качество также улучша­ется при большой скорости движения ленты.

Оглавление

 

Лекция N 15

 

ХАРАКТЕРИСТИКИ БЫТОВЫХ МАГНИТОФОНОВ

 

Магнитофоны подразделяются на бытовые и профессиональные. Быто­вые, в свою очередь, подразделяются на: стационарные, бытовые, минимагнитофоны, плейеры, катушечные, кассетные, монофонические, стереофонические, квадрофонические.

Качество магнитофона определяется его основными параметрами: ме­ханическими, электрическими, акустическими и эксплуатационными.

Механические параметры определяются конструкцией магнитофона и качеством лентопротяжного механизма. К механическим параметрам отно­сятся: скорость движения ленты, изменения ее во время записи и воспро­изведения, неравномерность движения ленты, скорость перемотки ленты.

Скорость движения ленты характеризуется длиной ленты, проходящей мимо головки в единицу времени. Скорость движения ленты в магнитофонах имеет свои стандарты (см/сек): 38,1; 19,05; 9,53; 4,76; 2,38.

Скорости 19,05 (см/сек) и 9,53 (см/сек) относятся к бытовым кату­шечным магнитофонам, а скорость 4,76 (см/сек) к кассетным магнитофонам.

Изменение скорости движения ленты может произойти в следствии из­менения натяжения в приемном и подающем узлах, а также при изменении

скорости подающего двигателя.

Колебания скорости движения ленты (неравномерность) обусловлены биением вращающихся деталей механизмов и упругих продольных колебаний ленты.

Непериодические колебания ленты вызваны переменным трением в под­шипниках, фрикционных узлах, а также заеданием ленты в узлах магнитофона.

Колебание скорости ленты характеризуется детонацией. Наиболее ощутима на слух детонация с частотой 2-6 Гц, которая воспринимается как плавание звука.

Электрические параметры: входная чувствительность, частотная ха­рактеристика, относительный уровень стирания, напряжение питания и потребляемая мощность.

Входная чувствительность характеризуется величиной напряжения, которое необходимо подать на вход магнитофона для получения номинального уровня записи на магнитной ленте.

Динамический диапазон - это отношение максимального и минимально­го уровней сигнала на выходе магнитофона (измеряется в децибелах). Он ограничивается сверху максимальным уровнем сигнала, при котором линей­ные искажения не превышают заданной величины, а снизу ограничивается уровнем шумов.

Относительный уровень шумов определяется величиной напряжения на выходе магнитофона при отсутствии сигнала к напряжению на том же выхо­де при воспроизведении паузы в записи.

Шумы состоят из:

1) Шумов ленты;

2) Шумов канала воспроизведения;

3) Помех усилителя записи;

Наибольшее влияние оказывают шумы ленты, вызванные неоднород­ностью структуры рабочего магнитного поля. Шумы ленты увеличиваются, если ток подмагничивания меньше относительного или номинального и его форма несимметрична.

Шумы канала записи состоят из шумов усилителя записи.

Шумы канала воспроизведения складываются из шумов усилителя, воспроизводящей головки и источников питания.

Частотные искажения (ЧИ) при воспроизведении обычно вызываются неодинаковым уровнем намагничивания ленты на различных частотах. При записи элементарные диполи (магнетики) ориентируются навстречу друг другу, стремясь к тому, чтобы их длина была равна половине длины запи­сываемой волны.

ЧИ вызывают также перекос рабочих зазоров головок, что приводит к завалу высоких частот (ухудшению звучания). Аналогично действует неп­лотное прилегание ленты к головкам. На величину ЧИ влияет и ток подмагничивания.

Оглавление

 

 

Лекция N 16

 

ФОРМИРОВАНИЕ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА

 

Сигналы изображения и звукового сопровождения передаются на двух различных частотах, расположенных рядом. Интервал между несущей часто­той звука и изображения составляет 6,5 МГц. Ширина полосы, которую за­нимают обе частоты составляет 8 МГц. Совокупность всех строк на экране составляет 1 кадр. Также как и строки кадры с течением времени следуют один за другим. Чем больше строк в одном кадре и чем больше кадров в 1 секунде, тем четче будет изображение.

Число строк в одном кадре - 625

Частота кадров - 25 Гц

Частота строк - 15625 Гц

 

ЧЕРЕЗСТРОЧНАЯ РАЗВЕРТКА

 

Если передавать телевизионный сигнал с частотой кадров 50 Гц при 625 строках, то потребуется полоса частот 12,5 МГц. Если уменьшить число кадров до 25, то это приведет к появлению заметного мелькания изображения

В черезстрочной развертке кадр делится пополам по 312,5 строк в каждом полукадре. Строки укладываются между собой. Все нечетные строки относятся к первому полукадру, а все четные ко второму.

 

 

 

 

 

ПОЛНЫЙ ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ СИГНАЛ

 

Кроме сигналов изображения и синхросигналов полный телевизионный сигнал содержит гасящие импульсы, предназначенные для гашения луча ки­нескопа во время обратного хода. Гасящий импульс имеет уровень, соот­ветствующий уровню черного изображения. Чтобы синхроимпульсы не созда­вали помех, их уровень установлен еще ниже уровня гасящих импульсов.

Синхросигнал - сигнал, передаваемый для синхронизации работы раз­личных телевизоров (блока развертки).

Аналогичную структуру имеет и кадровый гасящий импульс. С целью уменьшения влияния помех, телевизионные передачи ведутся негативным сигналом. Чем больше по напряжению амплитуда сигнала, тем меньше яр­кость изображения.

Таким образом, сильные импульсные помехи создают на экране темные точки, которые менее заметны для глаз, чем светлые.

 

АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ

 

Для передачи на расстояние без проводов речи, музыки, изображения используется переменное напряжение высокой частоты (свыше 100 кГц), излучаемое в пространстве антенной радиопередатчика. Чтобы осуществить

радиотелефонную передачу сигнала, амплитуда высокой частоты передатчика или его частота должна меняться по закону низкой (звуковой) частоты.

Амплитудная модуляция характеризуется коэффициентом глубины мо­дуляции (m), который выражает отношение приращения амплитуды высокой частоты (dUm) к ее среднему значению (Um):

m= dUm/Um * 100%

В процессе радиопередачи он может меняться от 0 до 80  процентов

- более увеличивать нецелесообразно, так как могут появляться нелиней­ные искажения сигнала низкой частоты.

Если модуляцию высокой частоты произвести сигналом одной ка­кой-либо низкой частоты (Fн), то промодулированный сигнал будет представлять совокупность  трех частот:  несущей,  верхней боковой и нижней боковой. Если же модуляцию произвести целым спектром частот, то полу­чится спектр высоких частот с верхней и нижней боковыми полосами. Поэтому один вещательный радиопередатчик занимает в высокочастотном диа­пазоне полосу шириной не менее 10 кГц.

К преимуществу амплитудной модуляции можно отнести относительно узкую полосу частот, занимаемую радиопередатчиком в высокочастотном

диапазоне, к недостаткам - слабую помехозащищенность.

 

ЧАСТОТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ

 

При частотной модуляции высокая частота генератора отклоняется от своего среднего значения по закону низкой частоты, а амплитуда остает­ся постоянной. Отклонение высокой частоты называется девиацией и зави­сит от амплитуды сигнала низкой частоты. Чем больше амплитуда низкой частоты, тем большую величину отклоняется от своего среднего значения высокая частота. Частота генератора увеличивается при положительной и уменьшается при отрицательной амплитуде низкой частоты. В вещательных передатчиках обычно величина девиации не превышает 150 кГц в одну сто­рону. Таким образом, полоса занимаемых частот в высокочастотном диапа­зоне составляет примерно 300 кГц. Поэтому частотная модуляция применя­ется при вещании в ультракоротковолновом диапазоне.

К преимуществам частотномодулированного сигнала можно отнести его помехозащищенность, к недостаткам - широкую полосу, занимаемую в диа­пазоне высокой частоты.

 

ИМПУЛЬСНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

 

Кратковременное отклонение напряжение от некоторого постоянного значения называется импульсным. Оно имеет различную форму и полярность и сходно с синусоидальным напряжением.

Длительность импульса (tи) - это промежуток времени, взятый на уровне 0,5 амплитуды - наибольшего значения напряжения импульса (Um) данной формы. За период повторения импульсов принимают время (Т) между началом двух соседних однополярных импульсов. Частота повторения им­пульсов связана с периодом соотношением: f=1/Т. Оно измеряется в таких же единицах, что и синусоидальный ток.

Путем сложения некоторого количества синусоидальных колебаний оп­ределенной частоты (амплитуды и фазы) можно получить импульсное напря­жение любой формы, в том числе и прямоугольной.

Чем большее  количество нечетных гармоник будет склады­ваться, тем точнее их сумма приближается по форме к прямоугольному им­пульсу. Из этого можно сделать вывод, что схема, предназначенная для

усиления прямоугольных импульсов, должна равномерно усиливать все час­тоты, оказывающие существенное влияние на формирование импульса. Если

схема без искажения пропускает все основные гармоники спектра сложных колебаний, то форма импульса также не исказится.

 

РАДИОПРИЕМНИКИ

 

Технические параметры радиоприемников

Любой радиоприемник должен удовлетворять определенным требованиям, которые позволяют использовать его по назначению.  Бытовые вещательные радиоприемники характеризуют следующие основные технические параметры: выходная мощность,  чувствительность,  диапазон частот, нелинейные  и частотные искажения.

Выходная мощность - это мощность, которую радиоприемник отдает в нагрузку или громкоговорителю при соответствующей величине сигнала на входе радиоприемника.

Чувствительность - это способность обеспечить номинальную выход­ную мощность при малой величине сигнала на входе.

Избирательность - это способность радиоприемника выделять из мно­гих сигналов, отличающихся по частоте, сигнал принимаемой радиостан­ции.

Диапазон частот - это участок спектра радиочастот, ограниченный верхней и нижней частотами, в пределах которого обеспечивается прием сигналов.

Нелинейные и частотные искажения определяют качество воспроизве­дения сигнала и зависят в основном от усилительных каскадов радиопри­емника.

 

БЛОК-СХЕМА СУПЕРГЕТЕРОДИННОГО РАДИОПРИЕМНИКА

 

 

 

 

 


1) Входные цепи

2) Усилитель высокой частоты

3) Преобразователь

4) Усилитель промежуточной частоты

5) Детектор

6) Усилитель низкой частоты

7) Громкоговоритель

8) Гетеродин

С антенны сигнал поступает на входные контуры и усилитель высокой частоты, которые предназначены для выделения полезного сигнала и  уси­ления его до необходимой величины,  откуда он подается на преобразова­тель, куда подается и сигнал с гетеродина, представляющего собой гене­ратор синусоидальных колебаний.  Частота гетеродина выше частоты вход­ного сигнала на 465 кГц.

С преобразователя сигнал подается на усилитель промежуточной час­тоты, который обычно состоит из нескольких каскадов полосовых усилите­лей. Усиленный до необходимой величины сигнал с УПЧ поступает на де­тектор, который отделяет низкую (звуковую) частоту от промежуточной частоты. С детектора сигнал поступает на усилитель низкой частоты и усиливается до необходимой мощности, после чего подается на громкого­воритель.

 

ВХОДНЫЕ ЦЕПИ РАДИОПРИЕМНИКА

 

К входным цепям радиоприемника относится система контуров, соеди­няющая антенну со входом первого каскада. Входные цепи должны создать на входе первого каскада наибольшее напряжение полезного сигнала и от­фильтровать напряжение всех остальных частот. Антенны могут иметь меж­ду собой индуктивную, емкостную или индуктивно-емкостную связь. Чтобы получить равномерный коэффициент передачи сигнала по всему диапазону, целесообразно применять индуктивно-емкостную связь контура с антенной.

Весь спектр высоких частот в радиоприемнике разбивается на диапа­зоны, каждый из которых имеет свой контур. При переключении диапазонов один определенный контур подключается ко входу первого каскада радиоп­риемника. К нему подключается также конденсатор переменной емкости для плавной настройки на соответствующую частоту. Разбивка на диапазоны делается потому, что конструктивно невозможно выполнить настройку од­ним контуром на весь спектр радиочастот.

Иногда бывает необходимость увеличить плавность настройки прием­ника на коротких волнах. Для этого коротковолновый диапазон делят на несколько поддиапазонов. Но переменная емкость имеет определенную мак­симальную величину, поэтому на коротких волнах, где емкость контура принимает малые величины, возникают определенные трудности применения ее в контуре. С целью искусственного уменьшения емкости контура на КВ - диапазоне конденсаторы включают последовательно.

 

ПРИЕМ ЦВЕТНЫХ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПЕРЕДАЧ

 

При разработке техники цветного телевидения необходимо было ре­шить вопрос о возможности совмещения его с черно-белым телевидением. Конкретное решение заключалось в возможности приема черно-белых пере­дач в цветном изображении цветными телевизорами, а также в возможности

приема цветных передач в черно-белом изображении черно-белыми телевизо­рами. Трудности решения этой задачи заключались в том,  что необходимо было дополнительно передавать сигналы цветовой информации без расшире­ния полосы  частот телевизионного канала.  Это наложило свой отпечаток на схемные решения цветного телевизионного приемника.

Цветные телевизионные приемники имеют ряд существенных отличий от телевизионных приемников черно-белого изображения. Для воспроизведения цветных телевизионных передач необходим специальный кинескоп цветного изображения. В схему обычного черно-белого телевизионного приемника необходимо ввести специальный блок выделения сигнала цветовой информа­ции и различные вспомогательные схемы.

 

ОСОБЕННОСТИ ВОСПРИЯТИЯ ЦВЕТНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

 

Свет представляет собой электромагнитные колебания с длиной волн 0,5-0,7 мкм, воспринимаемые глазом в виде различных цветов от фиолето­вого до красного. С помощью призмы белый цвет можно разложить и полу­чить соответствующий спектр цветов, плавно переходящих друг в друга. Затем эти цвета можно снова сложить и получить белый цвет.

Опытным путем установлено, что чувствительность глаза неодинакова к лучам света с различной длиной волны и что глаз обладает наибольшей чувствительностью к зеленому цвету с длиной волны около 0,555 мкм.

Практически любой цвет можно получить путем смещения трех основ­ных: красного R, зеленого G, синего B. Чтобы получить белый цвет, не­обходимо три основных цвета сложить в следующей пропорции: У=0,59G+0,3R+0,11B. Опытным путем установлено, что зрение человека не различает цвета мелких деталей, а фиксирует их по яркостному различию. При этом синие детали теряют свою окраску раньше, чем красные, а крас­ные - раньше, чем зеленые. Когда же размеры деталей всех цветов достаточно малы, они все воспринимаются как серые.

Учитывая эту особенность человеческого зрения, можно уменьшить объем информации о цветности мелких деталей без ухудшения качества изображения. Но при таком условии обязательно должна передаваться пол­ная информация о яркости мелких деталей. Поэтому система цветного те­левидения - это передача черно-белого изображения, средние и крупные детали которого имеют цветовую окраску.

 

СИСТЕМА ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ СЕКАМ

 

Для совмещения цветовой и черно-белой информации в телевизионных передачах сигнал изображения претерпевает ряд существенных изменений. В начале для  получения яркостной информации сигналы цветовой информации необходимо сложить в следующей пропорции: Еу= 0,59Eg + 0,3Er + 0,11Eb.

Для повышения качества цветных передач целесообразно передавать цветоразностные сигналы. Эти операции осуществляет формирователь сиг­налов. Цветоразностные сигналы не несут информации о яркости и мини­мально мешают воспроизведению черно-белого изображения:

Еr-y=0,75Еr-0,59Eg-0,11Еb; Eb-y=0,89Eb-0,3Er-0,59Eg.

Так как яркостный сигнал представляет собой сумму трех цветовых сигналов, то, имея в наличии два цветовых сигнала и сигнал яркости, всегда можно получить третий цветовой сигнал путем вычитания двух цве­товых сигналов из яркостного. Это дает возможность исключить передачу сигнала зеленого цвета. Для еще большего уплотнения информации полосы частот цветовых сигналов, цветоразностные сигналы красного и синего цветов в системе СЕКАМ передаются поочередно. Во время передачи четных строк передаются красные цветоразностные сигналы, нечетных - синие.

 

БЛОК-СХЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 


1) Объектив

2) Формирователь сигналов (Er -y; Eb-y; Ey)

3) ЧМ-генератор поднесущей

4) Суммирующее устройство

Прежде чем промодулировать цветовую поднесущую частоту, сигналы цветовой информации претерпевают ряд существенных изменений. После электронного коммутатора они поступают в цепь низкочастотных предискажений. В результате воздействия этой цепи на участках резких перепадов уровня сигнала возникают выбросы (пики напряжений), амплитуда которых достигает утроенного значения входного напряжения сигнала. Сохранить эти перепады невозможно из-за ограниченных пределов девиации частоты при частотной модуляции поднесущей. Поэтому эти пики срезаются ограни­чителем на уровнях, соответствующих предельной девиации.

Ограничение пиков приводит к потере части цветовой информации, но зато повышает помехоустойчивость цветового сигнала. Наиболее заметнее просматривается потеря цветовой информации из-за ограничения пиков при передаче вертикальных цветовых полос. По этой причине границы между цветовыми переходами синей и красной, желтой и голубой полосами полу­чаются нечеткими. Это объясняется тем, что именно в этих местах пики получаются наибольшими и ограничиваются сильней.

Поднесущая частота цветности модулируется сигналами цветовой ин­формации по частоте. Она должна быть уложена в спектр яркостного сиг­нала 6,0 МГц, не расширяя его и создавая минимум помех черно-белому изображению. Для обеспечения наилучшей совместимости в качестве подне­сущей частоты наиболее подходит частота 4,5 МГц. При частотной модуля­ции полоса частот цветовой информации будет составлять 1,5 МГц. Конк­ретно для цветовой информации синего цвета используется поднесущая частота 4,250 МГц, а для цветовой информации красного цвета - 4,406 МГц. В соответствии с этими частотами выбраны следующие девиации час­тот: fb+500 кГц, fb-350 кГц - для синего цвета, fr+350 кГц, fr-500 кГц

- для красного цвета.

Промодулированный по частоте сигнал цветовой поднесущей пропуска­ется через фильтр высокочастотных предискажений. Цепь предискажений уменьшает уровень цветовых поднесущих, в результате чего уменьшается помеха в сигнале черно-белого изображения от цветовых поднесущих. В цепи высокочастотных предискажений цветовая поднесущая подвергается амплитудной модуляции в силу того, что ее коэффициент передачи различен

для различных частот.  В таком виде поднесущая частота цветоразностных

сигналов складывается с яркостным сигналом в суммирующем устройстве.

На осциллограммах можно увидеть сигнал цветных полос двух смежных строк: Ur-y, Ub-y. Средние составляющие поднесущих частот сигналов цветности соответствуют уровням сигналов яркости каждой полосы. На задних площадках строчных гасящих импульсов размещаются пакеты подне­сущих частот. Размах этих сигналов для строки Ur-y больше, чем для строки Ub-y, и выбран с таким расчетом, чтобы обеспечить правильность

работы дискриминаторов декодирующего устройства в телевизионном прием­нике.

Так как сигнал цветности передается поочередно через строку, для опознавания этих строк в телевизионном приемнике передаются сигна­лы цветовой синхронизации. Эти сигналы передаются во время гасящих им­пульсов после кадрового синхронизирующего и выравнивающих импульсов в течении девяти строк с 7 по 15 строку и с 320 по 328 строку. Они представляют собой пакеты поднесущей частоты цветности, промодулиро­ванные по частоте, импульсы положительной полярности для красного и отрицательной для синего цвета. Оглавление