телеграфний маніпуляція
Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Залежно від параметра, який піддається маніпуляції, розрізняють амплітудну, частотну і фазову маніпуляцію. Амплітудна маніпуляція або амплітудна телеграфія відноситься до способу передачі інформації в кодованому вигляді з підставою коду рівним двом. Один елементарний сигнал коду відповідає випромінюванню незатухаючих коливань передавачем (посилці), а інший сигнал - відсутності цього випромінювання (паузі). Можливість роботи радіосигналами АТ зберігається в найсучасніших радіостанціях, т. К. Вони припускають передачу інформації кодом Морзе і слуховий прийом, що забезпечує високу стійкість перед перешкодами. Радіосигнал при реальних швидкостях маніпулювання є вузькосмуговим сигналом. Зазвичай займана ширина смуги частот 20 ... 25 Гц.
Сигнали підрозділяються на безперервні і дискретні. Дискретні сигнали передаються за допомогою радіотелеграфного зв'язку. Відмінною особливістю радиотелеграфной передачі є кодування повідомлення. Кожен окремий передається символ (буква алфавіту, цифра або знак) мають свою кодову комбінацію елементарних сигналів. Для передачі по каналу зв'язку закодоване повідомлення перетвориться в високочастотний сигнал шляхом маніпуляції радіоколебаній передавача. Залежно від параметра, який піддається маніпуляції, розрізняють амплітудну, частотну і фазову маніпуляції.
Малюнок, що ілюструє методи модуляції цифрового сигналу:
Амплітудна маніпуляція (АМн; англ. Amplitudeshift keying (ASK) - зміна сигналу, при якому стрибкоподібно змінюється амплітуда несучого коливання. АМн.
При амплітудної маніпуляції один елементарний сигнал коду відповідає випромінюванню повної потужності передавача (посилка), а інший - відсутності випромінювання (пауза). Цей вид роботи позначається А1. Іноді виробляють амплитудную маніпуляцію тонального сигналу з подальшою амплітудної модуляцією коливання несучої частоти. Такий вид роботи позначається А2, він вигідний при слуховому прийомі телеграфних сигналів.
Частотна маніпуляція - це передача цифрових даних за допомогою дискретної зміни частоти несучої хвилі. Частотна маніпуляція (ЧС), здійснюється за рахунок невеликих змін несучої частоти. При частотної маніпуляції значенням "0" і "1" інформаційної послідовності відповідають певні частоти синусоїдального сигналу при незмінній амплітуді.
Тому цей вид модуляції застосовується в низькошвидкісних протоколах, що дозволяють здійснювати зв'язок по каналах з низьким відношенням сигнал / шум.
При частотної маніпуляції використовується тільки два значення частоти. Одиниця, як правило, передається низькою, а нуль - високою частотою.
Значення бітів інформаційного сигналу, що дорівнюють 1 або 0, представляються у вигляді позитивного або негативного зсуву частоти несучого сигналу. Під негативним зрушенням частоти мається на увазі її зменшення, під позитивним - збільшення на певну невелику величину. Приймач визначає цей зсув, здійснюючи тим самим демодуляцію сигналу.
Частотна маніпуляція з мінімальним зрушенням є спосіб модуляції, при якому не відбувається стрибків фази, а зміна частоти відбувається в моменти перетину несучої нульового рівня.
Частотна маніпуляція з мінімальним зрушенням унікальна тому, що значення частот відповідних логічним "0" і "1" відрізняються на величину рівну половині швидкості передачі даних. Іншими словами, індекс модуляції дорівнює 0,5.
Наприклад, при швидкості передачі 1200 біт / с - сигнал буде сформований з коливань з частотами 1200 гц і 1800 Гц відповідних логічним "0" і "1".
Частотну маніпуляцію особливо використовували в телеграфної передачі даних.
При частотної маніпуляції (частотної телеграфії) передавач весь час випромінює одну і ту ж енергію, але кожному елементарному сигналу коду відповідає коливання певної частоти. Прийнято вважати, що коливання з більш високою частотою відповідає передача позитивної посилки (натискання), а коливання з нижньої частотою - передача негативної посилки (віджимання). Такий вид роботи позначається F1. Зрушення між частотами «натискання» і «віджимання» вибирають рівними 125, 200, 250, 400, 500, 1000 ГЦ.
Для ущільнення телеграфних ліній використовується двоканальна частотна телеграфія (F6). при якій передавач може випромінювати коливання на одній з чотирьох частот. Коливанню кожної з них відповідає одна з усіх можливих комбінацій телеграфних посилок:
частоті 1 - пауза на обох телеграфних апаратах,
частоті 2 -посилка на першому і пауза на другому апараті,
частоті 3 - пауза на першому і посилка на другому апараті,
частоті 4 - посилка на обох телеграфних апаратах.
Частотна маніпуляція або частотна телеграфія (ЧТ) при двійковій системі кодування передбачає передачу символів "0" і "1" на двох різних частотах. Кожному елементарного сигналу відповідає коливання власної частоти. Вид і спектр сигналу ЧТ зображений на плакаті. Частота fВ вище частоти fБ. Різниця частот fВ - fБ називають частотним зрушенням.
Телеграфні сигнали - азбуку Морзе - найчастіше передають за допомогою амплітудної маніпуляції. У передавачі цей метод реалізується найбільш просто в порівнянні з іншими видами маніпуляції. Приймач для прийому телеграфних сигналів на слух, навпаки, дещо ускладнюється: в ньому повинен бути присутнім гетеродин. працює на частоті, близькою до частоти сигналу, щоб на виході приймача можна було виділити разностную звукову частоту. Придатні приймачі прямого перетворення, регенеративні в режимі генерації та супергетеродинні з додатковим «телеграфним» гетеродином.
Амплітуда високочастотного сигналу на виході радіопередавача приймає тільки два значення: включено і вимкнене. Відповідно, включення або виключення ( «ключеваніе») виконується оператором за допомогою телеграфу ключа або за допомогою автоматичного формувача телеграфних посилок (датчика коду Морзе, комп'ютера). Що огинає радіоімпульсу (елементарної посилки - точки і тире) на практиці, звичайно, не прямокутна (як це показано схематично на малюнку), а має плавні передній і задній фронти. В іншому випадку частотний спектр сигналу може стати неприпустимо широким, а при прийомі сигналу на слух відчуваються неприємні клацання.
При модуляції дискретних повідомлень використовується двоступенева модуляція, це пов'язано з тим, що в ідеальному випадку смуга пропускання радіоприймача повинна бути дорівнює спектру прийнятого сигналу. Практично ця вимога через нестабільність частоти несучої радіопередавача і частоти гетеродина радіоприймача реалізувати не вдається: смугу пропускання з урахуванням названих нестабільності частоти доводиться розширювати, що знижує стійкість. З цього більш ефективною виявилася двоступенева модуляція, при якій логічні 1 і 0 модулюють спочатку поднесущую порівняно низької частоти, а потім цією піднесе модулюють частоту несучої радіопередавача.
Структурна схема частотної телеграфії
У першій щаблі модуляції сигнал, що надходить від джерела інформації, за допомогою кодує пристрої (кодера) перетвориться в послідовність двійкових сигналів - в біти інформації. Далі в модуляторі 1 логічної 1 присвоюється частота F1, а логічному 0 - F2. Далі синусоїдальний сигнал з частотою F1 і F2 в другому ступені модулює з девіацією частоти несучої радіопередавача. В радіоприймачі такий сигнал двічі проходить процедуру демодуляції: спочатку виділяється частота, а потім - що виходить цифрове повідомлення - бітова послідовність. При такій двоступеневої модуляції смуг пропускання фільтрів, що встановлюються в каналі частоти, що піднесе, вдається звузити до ширини спектра переданого повідомлення і тим самим підвищити стійкість перед перешкодами.
У режимах ЧТ і ДЧТ відповідно до первинним сигналом UF (t) змінюється частота високочастотного коливання, приймаючи два (при ЧТ) або чотири (при ДЧТ) дискретних значення, що відрізняються один від одного на деяку величину # 916; ƒс, звану частотним зрушенням.
Сигнал ДЧТ (подвійне частотне телеграфування) забезпечує передачу інформації одночасно по двох каналах. Кожному поєднанню символів в каналах приписується певна частота (див. Таблицю).
Причому fГ> fВ> fБ> Fа. Частотні зрушення fГ - fВ; fВ - fБ; fБ - Fа вибираються рівними. Для того, щоб прив'язати сигнали ЧТ і ДЧТ до частотної осі, вводять поняття номінальної частоти сигналів f0 = (fБ + fВ) / 2.
У разі одноканальної роботи (режим ЧТ) частота приймає одне з двох значень: ƒБ при передачі бестоковой «0» посилки або ƒВ при передачі струмового «1» посилки.
При двоканальної роботі (режим ДЧТ) частота приймає одне з чотирьох значень: ƒА при передачі бестоковой «0» посилки по обом телеграфним каналах; ƒБ при передачі по першому каналу бестоковой посилки, а по другому струмового; ƒВ при передачі по першому каналу струмового посилки, а по другому бестоковой; ƒГ при передачі по обох каналах струмового посилки.
В сучасних радіосистеми формування дискретних частот, відповідних комбінацій первинних телеграфних сигналів, здійснюється на основі високостабільного опорного кварцового генератора за допомогою подільників частоти і схеми управління.
Смуга частот, яку займає радіосигналом ЧТ, визначається за формулою
# 916; F ЧТ = (3 - 5) У + # 916; ƒс,
а радіосигналом ДЧТ за формулою
# 916; F ДЧТ = (3 - 5) В + 3 # 916; ƒс
де В - швидкість телеграфування в бодах; # 916; ƒс - частотний зсув в герцах.
ЧТ і ДЧТ сигнали широко використовуються при автоматичній документального зв'язку, що забезпечує передачу буквено-цифрового тексту зі швидкостями 50 ... 200 Бод.
Бод - одиниця швидкості телеграфування, рівна кількості елементарних імпульсів струму, що передаються в секунду. Названа на честь французького винахідника Ж. М. Бодо.
Фазова маніпуляція - це стрибкоподібне (дискретне) зміна фази коливання передавача відповідно до переданої послідовністю. У порівнянні з розглянутими вище маніпулювати за частотою і амплітудою сигналами фазоманіпулірованних сигнал має одну істотну особливість. При прийомі сигналів як з амплітудною (AT), так і частотної (ЧТ) маніпуляцією можна точно виміряти і амплітуду, і частоту випромінюваного передавачем коливання. Іншими словами, в будь-який момент часу за вимірюваним значенням амплітуди (при AT) або частоти (при ЧТ) коливання на виході передавача можна точно сказати, який елементарний сигнал передається - посилка або пауза.
Фазова маніпуляція (ФМ) відбувається за рахунок невеликих змін фази несучого сигналу. При ФМ для передачі даних використовуються зміни фази, в той час як частота залишається постійною. Фазовий зсув може бути як позитивним, так і негативним щодо фази опорного сигналу. Приймач здатний виявляти ці зрушення фази і отримувати в результаті відповідні біти даних.
Пріфазовой маніпуляції можна виміряти відносне значення фази коливання або по фазі іншого, або, як його називають, опорного коливання, або по фазі того ж коливання, але на іншому інтервалі часу. У першому випадку говорять про систему фазової телеграфії (ФТ), у другому - про систему відносної фазової телеграфії (ОФТ). При ФТ передавач безперервно випромінює коливання на одній і тій же частоті, причому натискання відповідає випромінювання несучого коливання зі зсувом по фазі на 180 °.
Фазова маніпуляція здійснюється стрибкоподібним зміною фази при переході від посилки до паузі і від паузи до посилці.
Перед тим як окремі поднесущие частоти будуть об'єднані в один сигнал, вони зазнають фазову модуляцію, кожна - своєї послідовністю біт.
Як видно на малюнку, зміна фази відбувається при кожній зміні полярності сигналу даних.
Основним недоліком фазового телеграфії є виникнення «негативної роботи» при випадковому стрибку фази опорного колебаніяна 180 °. Від цього недоліку вільна система ОФТ.
В системі ОФТ при переході від однієї елементарної посилки до іншої фаза сигналу змінюється тільки в тому випадку, якщо наступна передана посилка буде негативною. Так, при передачі натискання фаза високочастотного елементарного сигналу збігається з фазою попереднього, а при передачі віджимання - протилежна їй. Знаходить застосування і подвійна фазова і відносна фазова телеграфія.
Коефіцієнт шуму - це відношення потужності шуму на виході приймача до потужності шуму, яка була б на його виході тільки через шумів узгодженого джерела сигналу.
Під чутливістю зазвичай розуміють здатність приймача приймати слабкі сигнали і відтворювати їх з відповідним рівнем і необхідною якістю.
Згідно з рекомендаціями міжнародної консультативної комітету з радіозв'язку (МККР) під максимальним відгуком на увазі найменше значення напруги вхідного сигналу (виражене через ЕРС або потужність несучого коливання в антені), поданого через еквівалент антени на вхід приймача, при якому на його виході виходить певна потужність при заданій якості прийому. Якщо посилення в приймачі досить для отримання необхідного вихідного рівня, то максимальна чутливість обмежується шумами РПУ. В іншому випадку при недостатньому посилення чутливість обмежується посиленням РПУ. Для порівняння приймачів по чутливості зручно користуватися граничною чутливістю. під якою розуміється такий рівень сигналу в антені, при якому відношенні сигнал-шум на виході приймача дорівнює одиниці.