/
Author: Тюрин В.Л. Багуц В.П.
Tags: рельсовый транспорт железнодорожное движение железнодорожный транспорт цифровая техника телефонная связь
ISBN: 5-277-00041-0
Year: 1988
Text
В.П.Багуц, В.Л.Тюрин
МНОГОКАНАЛЬНАЯ
ТЕЛЕФОННАЯ
CRAlk
НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ
ТРАНСПОРТЕ
В.П. Багуц, В.Л. Тюрин
МНОГОКАНАЛЬНАЯ
ТЕЛЕФОННАЯ
СВЯЗЬ
НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ
ТРАНСПОРТЕ
Утверждено
Главным управлением
учебными заведениями МПС
в качестве учебника для техникумов
железнодорожного транспорта
МОСКВА "ТРАНСПОРТ" 1988
УДК 656.254.153(075)
Багуц В. П., Тюрин В. Л. Многоканальная телефонная связь на же-
лезнодорожном транспорте: Учебник для техникумов ж.-д. трансп.—М.:
Транспорт, 1988.—383 с.
Изложены основные вопросы организации связи на большие расстояния,
рассмотрено устройство важнейших типов аналоговых и цифровых систем
передачи, применяемых на железнодорожном транспорте, и приведены основ-
ные сведения об аппаратуре других типов общегосударственной сети связи.
Освещены основные вопросы технической эксплуатации аппаратуры и каналов
многоканальных систем передачи; приведена методика электрических расчетов
каналов связи воздушных и кабельных линий передачи. В настоящее
издание включены материалы по новой аппаратуре многоканальной связи,
получившей применение на железнодорожном транспорте.
Для учащихся техникумов железнодорожного транспорта по специально-
сти «Проводная связь», а также может быть полезна работникам, обслужи-
вающим устройства многоканальной связи.
Ил. 304, табл. 9, библиогр. 20 назв.
Книгу написали: введение, главы 1—7, 13, 17 — д-р техн, наук В. Л. Тюрин:
главы 8—12, 14—16, 18, 19—В. П. Багуц.
Рецензент Н. Г. Янчук
Заведующий редакцией В. П. Репнева
Редактор Н. Л. Немцова
3602040000-282
Б ------------- 202
049(01)-88
ISBN 5-277-00041—0
свод. пл. вып.
лит. для сред,
спец. учеб, заве-
дений на 1988 г.
© Издательство «Транспорт», 1988
ВВЕДЕНИЕ
Многоканальная связь получила широкое распространение на же-
лезнодорожном транспорте СССР. Особенно большое значение эта
связь приобретает в связи с разбросанностью подразделений желез-
нодорожного транспорта на большие расстояния.
Управление работой отдельных хозяйственных единиц требует
организации между командными пунктами (Министерство путей со-
общения, управления дорог и т. п.) и низовыми организациями
оперативной (например, телефон) и документальной (телеграф, пе-
редача данных, факсимиле) связи.
Обеспечение оперативной отчетности и сбора данных от отдель-
ных подразделений для фиксации проделанной работы и составле-
ния оперативных планов возможно только при четко работающей
оперативной и документальной связи.
Организация различных видов оперативно-технологической связи
требует создания между отдельными станциями, узлами и админист-
ративными пунктами соответствующего числа каналов связи. Каналы
могут быть получены с использованием соответствующей ап-
паратуры, обеспечивающей ведение нескольких независимых теле-
фонных разговоров по одной линии передачи.
Идея образования нескольких одновременно действующих кана-
лов связи по общей линии передачи с использованием токов различ-
ных частот была высказана в 1860 г. Г. И. Морозовым. После изобре-
тения телефона Г. Г. Игнатьев в 1880 г. предложил схему для од-
новременной передачи телеграфных и телефонных сигналов, основан-
ную на их разделении прототипами электрических фильтров.
Таким образом было положено начало принципу частотного разде-
ления различных связей, организуемых по общей цепи. В то же
время во Франции Пик^р; и Кайло разработали схему одно-
временного телеграфированйк и телефонирования, построенную по
принципу уравновешенного Моста.
Практическое создание многоканальных телефонных систем
передачи стало возможным после изобретения в 1895 г. радио
А. С. Поповым, электронных ламп и применения их для усиления, ге-
нерации переменных токов, их модуляции и демодуляции, разработки
теории и методов проектирования электрических фильтров, выравни-
вателей и других элементов.
Первая 4-канальная аппаратура высокочастотного телефониро-
вания (так называли ранее системы передачи) была введена в дей-
ствие в США на участке Балтимор — Питсбург в 1918 г. В СССР мно-
з
гоканальную телефонную связь стали применять в начале 20-х годов.
Первая отечественная аппаратура высокочастотного телефонирова-
ния на один разговор, разработанная под руководством П. А. Азбу-
кина при участии Я. И. Великина, была установлена на участке Ле-
нинград — Бологое в 1926 г. В 1928 г. под руководством В. Н. Листо-
ва создана аппаратура, дающая возможность организовать три теле-
фонных канала на воздушных цветных цепях. В последующие
годы был освоен выпуск более совершенной аппаратуры с передачей
электрических колебаний несущей частоты СМТ-34 и вслед за
ней аппаратуры без передачи по линии тока несущей частоты СМТ-35.
Эта аппаратура была использована для организации телефонной
связи Москва — Хабаровск. В 1940 г. была закончена разработ-
ка 12-канальной системы передачи по воздушным цветным цепям.
После окончания Великой Отечественной войны начали выпус-
кать 3-канальную (В-3) и 12-канальную (В-12) системы передачи по
цветным воздушным цепям и систему передачи ВС-3 по стальным воз-
душным цепям.
С начала 50-х годов большое внимание уделяется созданию си-
стем передачи по кабельным непупинизированным цепям. Так, в
1951 г. была разработана 12-канальная система передачи К-12 и
24-канальная система передачи по симметричным кабельным цепям
К-24. С 1956 г. в ряде стран и в том числе в СССР велись
разработки многоканальных систем передачи с импульсно-кодовой
модуляцией (ИКМ), принцип которой был предложен А. Ривсом в
конце 30-х годов.
К настоящему времени выпускаются системы передачи по воздуш-
ным цветным цепям В-3-3 и В-12-3, созданы системьГпередачи по сим-
метричным однокабельным К-12+12 и двухкабельным К-60П ли-
ниям, а также системы передачи по коаксиальным кабелям К-120,
К-300, К-1920, К-3600. Осваивается выпуск аппаратуры на 5400 и
10 800 каналов. Разработана и выпускается специальная система
передачи для организации оперативно-технологической связи отделе-
ния дороги К-24Т. Выпускаются системы передачи с ИКМ на
12, 15, 30, 120, 480 и 1920 каналов. Ведутся разработки по созданию
специальных систем с ИКМ для организации оперативно-техиоло-
нической связи отделений дорог. При модернизации аппаратуры
и разработке новых систем передачи широкое применение находят
транзисторы, микромодули и интегральные схемы и другая современ-
ная элементная база.
Общие принципы организации многоканальной связи на железно-
дорожном транспорте, характеристики используемых при этом систем
передачи, а также вопросы проектирования устройств многоканаль-
ной связи и их эксплуатации излагаются в учебнике.
Глава 1. ОРГАНИЗАЦИЯ СВЯЗИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ
ТРАНСПОРТЕ
1.1. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ СЕТЕЙ СВЯЗИ
Каждая сеть связи состоит из станций соответствующего вида
связи и соединяющих их пучков каналов, служащих для передачи ин-
формации того или иного рода и занимающих вместе со станциями оп-
ределенную территорию.
Сети связи могут быть построены по принципам «каждая (стан-
ция) с каждой», радиальному и радиально-узловому.
Принцип «каждая с каждой» характеризуется непосредст-
венным соединением станций сети друг с другом пучком каналов
связи (рис. 1.1, а), общее число которых
#=0,5 6(6-1),
где k — число станций сети.
Как видно из формулы, с увеличением k растет число пучков
каналов N и соответственно возрастает стоимость сети. Вместе с
тем обеспечивается непосредственная связь между любыми станция-
ми и возможность организации связи по обходным направлениям
(при наличии соответствующего коммутационного оборудования на
станциях сети) в случае повреждения или перегрузки каналов основ-
ного направления. Однако исходящая нагрузка распределяется меж-
ду большим числом пучков, вследствие чего последние содержат не-
большое число каналов. В то же время при малом числе каналов
в пучке использование каждого из них (время в минутах работы
канала в час наибольшей нагрузки) незначительно. Так как использо-
вание каналов малое, то, очевидно, их требуется больше, чем при
более крупных пучках.
Сеть, построенная по радиальному принципу (рис. 1.1, б),
предусматривает установление соединения между различными стан-
циями через один и тот же центральный узел ЦУ, что вызывает боль-
шую загрузку последнего. Кроме того, при таком построении сети
нельзя организовать связь по обходным направлениям, а при выходе
из строя центрального узла нарушается связь между станциями.
Радиально-узловой принцип построения сети (рис. 1.1, в)
в определенной степени устраняет указанные недостатки рассмотрен-
ных систем. Узловые станции 1 и 2 такой сети менее загружены,
чем ЦУ (см. рис. 1.1, б), снижается число пучков каналов
по сравнению с сетью, построенной по принципу «каждая с каждой».
Пучки на направлениях сети, соединяющие узловые станции, ста-
новятся более крупными, что позволяет повысить их использо-
вание. При трех и большем числе узловых станций можно орга-
5
Рис. 1.1. Структурные схемы организации сетей связи
низовать связь по обходным направлениям. Между станциями,
принадлежащими разным узлам (при их соответствующем тяготе-
нии), может быть организована непосредственная связь (см. рис.
1.1, в, штриховая линия).
В крупных узлах применяют автоматическое коммутационное обо-
рудование, осуществляющее транзитные соединения (сквозные) для
непосредственной связи между пунктами, не имеющими между собой
прямой связи, а также для соединений по обходным направле-
ниям. Такие узлы называют узлами автоматической комму-
тации, а сеть, построенную таким образом,— коммутируе-
мой.
1.2. ПОНЯТИЕ ОБ ЕДИНОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СЕТИ СВЯЗИ
Необходимость организационного объединения и технического со-
держания по единым, нормам устройств связи привела к созданию
единой автоматизированной сети связи (ЕАСС), охватывающей ма-
гистральные, областные, городские и сельские сети связи общего
пользования, в которые могут входить также ведомственные, учреж-
денческие и другие сети, использующие типовые каналы.
Основой ЕАСС является первичная сеть (рис. 1.2), состоя-
щая из линий передачи, сетевых узлов СУ и сетевых станций СС, в ко-
торых сосредоточена аппаратура, образующая типовые каналы и
тракты, предназначенные для передачи всех видов информации. На
рассматриваемом рисунке сплошными линиями показаны магист-
ральные линии, штриховыми — магистральные соединительные ли-
нии. Сетевые узлы обычно располагают в местах пересечения
магистральных направлений, сетевые станции — в административ-
ных и промышленных центрах. Главным в иерархии сетевых узлов
является территориальный сетевой узел ТСУ, расположенный на
пересечении нескольких мощных магистралей.
6
Местную, первичную сеть организуют внутри города или райо-
на. 3 о и о в у ю первичную сеть создают внутри области или террито-
рии, совпадающей с зоной нумерации абонентов, она включает в себя
местные первичные сети. Магистральная первичная сеть пред-
ставляет собой систему типовых каналов и групповых трактов,
предназначенных для организации связи между зонами.
Под линиейпередачи понимается совокупность физических
цепей или других линейных трактов, на которых организуются кана-
лы первичных сетей, имеющих общую среду распространения
(кабельные, радиорелейные и спутниковые линии), а также линейные
сооружения и устройства их обслуживания.
По каналам и трактам первичной сети организуют вторичные
сети, предназначенные для передачи соответствующего вида
информации. При этом создают телефонную, видеотелефонную,
телеграфную сети, сеть передачи данных, звукового вещания и т. п.
Во вторичную сеть включают оборудование коммутационных стан-
ций, узлов коммутации, оконечные абонентские устройства.
7
Вторичные сети связи могут быть коммутируемые (соединение
устанавливается по запросу абонентов) и некоммутируемые (с по-
стоянным соединением между собой оконечных абонентских уст-
ройств). В качестве примера на рис. 1.3 показана часть общегосу-
дарственной автоматической коммутируемой телефонной сети
(ОАКТС). В состав сети входят узлы автоматической коммута-
ции первого УАК-I и второго УАК-Н классов, автоматические
междугородные телефонные станции АМТС, групповые тракты и ка-
налы тональной частоты первичной сети. В узлах УАК-I и УАК-П
устанавливаются транзитные соединения каналов и происходит рас-'
нределенис нагрузки от одних АМТС к другим таким же станциям.
Все У ЛК-1 соединяются по принципу «каждый с каждым», а каждый
УАК-Ч - с двумя или более УАК-1.
Автоматическая междугородная телефонная станция совмещает-
ся с сетевой станцией и служит для установления исходящих, входя-
щих и транзитных соединений. Каждая АМТС соединяется с двумя
или большим числом УАК. При тяготении между УАК-П и УАК-К
а также между УАК и АМТС могут быть организованы прямые
и обходные соединения (штриховые и тонкие линии). Жирными
линиями на рисунке обозначено основное направление на междуго-
родной телефонной сети.
Внутризоновые телефонные сети строят по радиально-узловому
принципу. Главной станцией такой сети является АМТС, оконечной
станцией районная АТС РАТС городской сети, а также централь-
ная станция ЦС сельской телефонной сети. При необходимости соз-
дают зоновые телефонные узлы ЗТУ для соединения тяготеющих друг
к другу РАТС и ЦС и связи этих станций с АМТС. Местные сельские
телефонные сети строят по радиально-узловому принципу с узловыми
УС и оконечными ОС станциями.
На рис. 1.3: а — внутризоновая телефонная сеть; б— между-
городная телефонная сеть; в — местная городская телефонная сеть;
г — местная сельская телефонная сеть; АЛ — абонентская линия;
СЛ — соединительная линия.
1.3. ПРИНЦИП ОРГАНИЗАЦИИ МАГИСТРАЛЬНОЙ
и дорожной сетей связи
Организация связи железнодорожного транспорта должна отоб-
ражать административную структуру его. С другой стороны, желез-
нодорожная связь должна учитывать структуру ЕАСС и возможность
рационального совместного функционирования. С этих позиций же-
лезнодорожную связь организуют по линиям передачи с исполь-
зованием узлов связи, на базе которых образуют магистральную,
дорожную и отделенческую первичные сети. Магистральная
первичная сеть содержит типовые каналы и групповые тракты между
МПС (центральная станция связи ЦСС) и управлениями дорог
8
(дорожные узлы связи — ДУ).
Некоторые ДУ наделяются функ-
циями главных узлов (ГУ), что
позволяет укрупнить пучки кана-
лов, повышая их использование.
В дорожную первичную
сеть входят линии передачи и узлы
связи, в которых располагают
аппаратуру образования каналов
и групповых трактов для органи-
зации передачи всех видов инфор-
мации внутри дороги, т. е. между
управлением дороги (ДУ) и ее от-
делениями (отделенческие узлы
связи — ОУ). Отделенчес-
Рис. 1.4. Структурная схема организа-
ции вторичной телефонной сети МПС
кая первичная сеть содержит линии передачи, отделенческие узлы
(ОУ), вспомогательные узлы связи (ВОУ) и отдельные станции, на
которых устанавливают аппаратуру образования необходимого чис-
ла каналов для организации всех видов связи отделения дороги с
оконечными пунктами. На основе первичной сети организуется
вторичная сеть соответствующих видов связи.
Магистральная и дорожная сети, например телефонной, связи,
строящиеся по радиально-узловому принципу (рис. 1.4), служат для
организации связи между МПС и управлениями дорог и между сосед-
ними дорогами. Дорожная телефонная связь обеспечивает обмен ин-
формацией между управлением и отделениями данной дороги, отде-
ленческая связь — между станциями внутри отделений.
На базе первичной сети связи отделения дороги строится систе-
ма отделенческой технологической связи. На базе
магистральной, дорожной и отделенческой первичной сети строятся
вторичные сети телеграфной связи, сети передачи данных и т.п. Вто-
ричная сеть каждого вида связи, будучи ведомственной, должна
иметь на всех уровнях выходы в соответствующую вторичную
сеть ЕАСС. В данном случае под выходами понимается наличие сое-
динительных линий между главными или дорожными узлами магист-
ральной и дорожной, например телефонной (или телеграфной),
связи с соответствующими магистральными сетевыми узлами
и сетевыми станциями ЕАСС. Аналогично, например, сеть отделен-
ческой телефонной связи общего пользования должна иметь соеди-
нительные линии с соответствующими узлами сети зоновой телефон-
ной связи ЕАСС.
Для организации первичной и вторичной сетей связи на железно-
дорожном транспорте используется не только аппаратура, выпускае-
мая Министерством промышленности средств связи, но и ряд систем,
изготовляемых заводами МПС, которые служат для организации
видов связи, специфических для железнодорожного транспорта.
Глава 2. ПРИНЦИПЫ ПЕРЕДАЧИ СООБЩЕНИИ
2.1. ПОНЯТИЕ ОБ ИНФОРМАЦИИ И СООБЩЕНИЯХ
Задачей техники электрической связи является одно- или дву-
сторонняя передача на расстояние различного рода информации.
Понятие информация охватывает широкий круг сведений,
которыми в процессе повседневной деятельности и жизни обменива-
ются люди. В обмене информацией могут принимать участие машины,
используемые для создания, передачи, приема и переработки инфор-
мации. Информацией может быть речь абонента, буквенный или
цифровой текст, математические или другие условные знаки,
музыка, чертежи, рисунки, фотографии, движущиеся изображения,
различные сигналы и т. д.
Все виды информации делятся на сообщения и данные.
К сообщениям относится информация, представленная в оп-
ределенной форме, например в форме речи при телефонной передаче.
Если сообщение в конечный промежуток времени имеет конечное чис-
ло значений, то его называют дискретным ; если же в конечный
промежуток времени сообщение имеет бесконечно большое число
значений, т. е. характеризуется непрерывной функцией времени,
то оно является непрерывным, или аналоговым.
Сообщению свойственна избыточность, т. е. наличие в нем несу-
щественных для понимания элементов. Такие элементы могут быть от-
брошены без потери смысла передаваемого сообщения. Степень из-
быточности речи зависит от языка передачи и может составить
50% и более. Уменьшение избыточности при передаче сообщений
позволяет снизить стоимость устройств связи. Так, при телефонной
передаче избыточность уменьшают сужением полосы частот переда-
ваемых речевых сигналов. Речевые сигналы занимают диапазон ча-
стот от 80 до 12 000 Гц, а устройства связи (микрофон,
канал тональной частоты, телефон и т. д.) рассчитаны на передачу
сигналов с частотами от 300 до 3400 Гц. Несмотря на такое сужение
полосы частот передаваемых речевых сигналов, разборчивость речи
достигает 98%, что вполне достаточно.
К данным относится различного рода информация, предназна-
ченная для обработки ее вычислительными машинами или уже обра-
ботанная ими. Современные вычислительные машины, как правило,
высокопроизводительны и требуют ввода в них относительно большо-
го объема информации в единицу времени. Предъявляются жесткие
требования к верности передаваемой информации и, следовательно,
к безошибочной работе устройств связи, с помощью которых эта
информация передается в машину.
10
Столь высокие требования к верности передачи заставляют соз-
давать системы связи, работающие почти без помех и искажений (что
практически невозможно) или разрабатывать и применять соответст-
вующие устройства, повышающие верность передачи данных. Подоб-
ные устройства обнаруживают и даже частично исправляют возник-
шие ошибки и искажения. Это достигается применением специаль-
ного кодирования сообщений, вследствие чего неизбежно появляется
избыточность в передаваемой информации, но обеспечивается в ко-
нечном счете передача сообщения с требуемой верностью. Иначе
говоря, ввод в передаваемую информацию некоторой избыточности,
не необходимой для передачи смыслового содержания сообщения,
позволяет обеспечить работу специальных устройств повышения
верности передачи. При этих условиях по каналам многоканальной
связи могут быть переданы как сообщения, так и данные.
2.2. ПРИНЦИП ПЕРЕДАЧИ СООБЩЕНИИ ПРИ ПОМОЩИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ энергии
Поступающая от источника сообщений ИС1 информация
(рис. 2.1) может быть самой разнообразной (речевой сигнал, текст,
изображение и т. п.). На выходе преобразователя П1 эта информация
должна приобретать форму электрического сигнала. Следовательно,
под электрическим сигналом мы будем понимать изменение
электрического состояния цепи (изменение тока, напряжение и т. п.),
однозначно отображающее передаваемое сообщение. Требование од-
нозначности необходимо, так как только в этом случае можно по
принятому на приемной станции электрическому сигналу восста-
новить передаваемое сообщение. В качестве преобразователя ис-
пользуют микрофон при передаче речи, фотоэлемент при передаче,
например, неподвижных изображений, телеграфный аппарат и т. п.
При передаче электрического сигнала в реальных условиях в
передающем Пер, приемном Пр устройствах и линии передачи ЛП бу-
Рис. 2.1. Схема передачи сообщений
11
дут возникать помехи, вызываемые влиянием электростанций и линий
электропередачи, тягового тока электрифицированных дорог, атмос-
ферные помехи и т. п. В этих устройствах сигнал может искажать-
ся, например, вследствие ограничения его спектра частот. Поэтому на
приемной станции сигнал будет принят с некоторыми искажениями
и помехами, которые не должны быть больше допустимых.
Принятый электрический сигнал в преобразователе Пп1 преобра-
зуется в форму, пригодную для получателя сообщения ПС1. Преоб-
разователем Пп1 может быть телефон или громкоговоритель при пе-
редаче речи или музыки, приемная часть телеграфного или факси-
мильного аппарата при передаче текста и т. п.
Самым дорогостоящим элементом системы электрической связи
является линия передачи, в качестве которой используют пару про-
водов воздушной линии, симметричного или коаксиального кабеля,
ствол радиорелейной линии и т. п. Поэтому линию передачи невыгод-
но применять для передачи только одного электрического сигнала.
На рис. 2.1 штриховыми линиями показано поступление на вход
передающего устройства Пер электрических сигналов от других ис-
точников информации. В этом случае в передающем устройстве необ-
ходимо так преобразовать электрические сигналы, чтобы при переда-
че по ЛП они не мешали друг другу, могли быть раздельно приняты в
приемном устройстве Пр и направлены к соответствующим получа-
телям сообщений nCl-nCi.
В некоторых случаях Пер осуществляет кодирование электри-
ческих сигналов. Кодирование заключается в представлении
электрического сигнала в виде комбинации импульсов, составленной
по определенному коду. В этом случае в приемнике происходит деко-
дирование, при котором по принятой комбинаций импульсов восста-
навливается требуемое значение сигнала.
Изучение различных способов преобразования сигналов, поз-
воляющих их разделение, т. е. независимый прием на приемной
станции, является одним из основных вопросов изучаемого предмета.
Совокупность устройств, обеспечивающих независимую передачу
каждого данного электрического сигнала с передающей на приемную
станцию по линии передачи, называется каналом связи.
Система электрической связи, обеспечивающая одновременную и
независимую друг от друга передачу нескольких электрических
сигналов, называется многоканальной. Если передается толь-
ко один сигнал, система называется одноканальной.
2.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Для ознакомления со свойствами электрических сигналов и их
характеристиками рассмотрим один из простейших сигналов, пред-
ставляющий собой периодически повторяющуюся серию импульсов,
интервал между которыми равен длительности импульса (рис. 2.2, а).
12
Рис. 2.2. Импульсный сигнал и его
составляющие
Рис. 2.3. Сигнал как сумма его гар-
моник
Такой сигнал, как изменение электрического тока во времени,
можно представить в виде суммы постоянного тока (рис. 2.2, б), так
называемой постоянной составляющей, равной в данном случае поло-
вине амплитуды импульса 7/2, и суммы синусоидальных составляю-
щих с различными частотами. Частота тока первой гармоники
соответствует частоте следования импульсов, а его амплитуда
равна 2//л (рис. 2.2, в); ток третьей гармоники имеет частоту, в 3 ра-
за большую, и амплитуду 21 /Зл (рис. 2.2, г); ток пятой гармоники,
частота которой в 5 раз больше первой, имеет амплитуду 2//5л
(рис. 2.2, б) и т. д. Следовательно,
Z(/)=2—[cos (dt—cos ЗЫ+4-cos —...]. (2.1)
В справедливости этого утверждения можно убедиться, графи-
чески складывая указанные составляющие (рис. 2.3). Чем больше со-
. 13
Рис. 2.4. Спектр сигнала прямоуголь-
ной формы /
◄
Рис. 2.5. Импульсный сигнал {а) и
его спектр (б)
ставляющих складывается, тем точнее вырисовывается форма исход-
ного импульса. Точно воспроизведена форма сигнала будет только
при сложении бесконечно большого числа гармонических составляю-
щих. Практически абсолютно точного воспроизведения электричес-
кого сигнала на приемной станции не требуется, поэтому всегда
допускается некоторое часто весьма значительное сокращение числа
гармонических составляющих сигнала.
Совокупность гармонических составляющих рассматриваемого
сигнала, называемая его спектром, приведена на рис. 2.4. На этом
рисунке: а — постоянная составляющая; б — первая гармоника; в —
третья гармоника; г — пятая гармоника.
В общем случае сигнал может иметь интервал между импульсами
больше длительности самого импульса /0-Такой сигнал наряду с
постоянной составляющей содержит четные (2, 4, 6, ...) и нечетные
(1, 3, 5, ...) гармонические составляющие (рис. 2.5, а и б) и может
быть представлен выражением
U2Uа / <о/п . о)/п
и(/)= —?--1—— ( sin -у- cos cat + — sin 2-~- cos 2<о/0+
-|- sin 3——• cos 3(о/-f- ...^= UQ-{-U J cos (72cos 2<о/+
+ £/3cos За)/ + Uk cos k(dt, (2.2)
где Uг — амплитуда импульсов;
/о— их длительность;
(o==2nf — круговая частота следования импульсов;
T=\Jf — период повторения последних;
Uo — постоянная составляющая сигнала.
14
Амплитуду /г-й гармонической составляющей сигнала
\ 2U wt п
\ Asinfe—1
\ R kn 2
можно представить в виде
UatQ(i) sin £ Ao/q/2 \ 2^а^0 sin knto/T
U =
(2.3)
T knt^/T
Рис. 2.6. Образование спектра апериоди-
ческого сигнала
Спектры периодически повторяющихся сигналов (см. рис. 2.4 и
2.5, б) называются дискретными, или линиейчатыми.
Электрические сигналы не являются периодическими функциями.
Непериодические функции, как и периодические, могут быть
представлены в виде суммы гармонических составляющих. Пояснить
это можно так. Будем увеличивать период Т последовательности им-
пульсов (см. рис. 2.5, а), сохраняя длительность импульса /о и его
форму. Исходный спектр последовательности импульсов (рис. 2.6, а)
после удвоения периода Т примет следующий вид (рис. 2.6, б). Чи-
сло линий спектра удвоилось, а расстояние между смежными линиями
сократилось в 2 раза и также в 2 раза уменьшилась амплитуда ли-
ний. При дальнейшем безграничном увеличении периода Т частота
первой гармоники coi = 2jcfi = 2jc/T| еще более уменьшится и в
пределе приблизится к нулю. Так же к нулю будет стремиться и ин-
тервал частот между смежными гармониками, так что линии сольют-
ся и в результате образуется сплошной спектр. Вместе с тем будут
стремиться к нулю и амплитуды линий спектра. Изо-
бразить графически такие ли-
нии нельзя. Поэтому вместо
амплитуд линий спектра пока-
зывают (рис. 2.6, в) их относи-
тельные значения v. Функцию
v называют спектраль-
ной плотностью.
Речевой сигнал нельзя счи-
тать периодическим. Лишь с не-
которым приближением можно
отнести к периодическому сиг-
налу длительное воспроизведе-
ние какой-либо гласной буквы.
Речевые сообщения, а следова-
тельно, и отображающие их
электрические сигналы пред-
ставляют собой некоторые
функции времени. Речевой сиг-
нал, поступающий со стороны
15
Рис. 2.7. Речевой сигнал
телефонного аппарата абонента на междугородную телефонную
станцию, имеет непрерывный характер, так как он обусловлен воз-
действием непрерывно меняющегося звукового давлёния на мембра-
ну микрофона. Такие непрерывно изменяющиеся сигналы называют
аналоговыми. Пример речевого сигнала, поступающего на вход
передающего устройства, приведен на рис. 2.7, а.
Как было отмечено выше, для передачи речи с удовлетворительной
степенью разборчивости достаточно передать ограниченный диа-
пазон частот 300—3400 Гц. При этом не передаются высокочастот-
ные составляющие спектра речевого сигнала, определяющие главным
образом тембр или окраску речи. Вследствие этого форма электри-
ческих колебаний несколько изменяется (рис. 2.7, б).
Итак, любой электрический сигнал —это процесс из-
менения электрического состояния цепи во времени, при котором в
ней появляется спектр частот, дискретный при периодических и непре-
рывный при апериодических сигналах. Передать сигнал без искаже-
ний, не передавая его спектр, невозможно. Любое сокращение спект-
ра, допущенное при передаче, ведет к искажению сигнала.
Спектр реальных сигналов всегда ограничен и, следовательно,
при передаче их существуют некоторые искажения, не превышающие
допустимых значений.
Таким образом, ширина спектра сигнала, равная раз-
ности максимальной Fmax и минимальной Fmin частот передаваемого
спектра AF=Finax—Fmin, является одной из важнейших его харак-
теристик.
Другая важная характеристика электрического сигнала — его
динамический диапазон, который представляет собой отно-
шение максимальной (пиковой) мощности Рстах сигнала к его мини-
мальной мощности Рс min» выраженное в логарифмических единицах.
Под пиковой мощностью понимается мощность сигнала, пре-
вышаемая в течение определенного времени. Динамический диапазон
сигнала при использовании системы десятичных логарифмов
£>c=101g^Jnax (2.4)
Fс min
Динамический диапазон речевых сигналов составляет 35—40 дБ.
16
Длительность действия (время существования) сигнала
также является важной его характеристикой, так как определяет
количество передаваемой информации.
Произведение трех перечисленных величин (ширины спектра,
динамического диапазона и времени существования сигнала) назы-
вается объемом сигнала, так как эта характеристика во многом
определяет объем передаваемой информации.
В реальных условиях сигналы связи передаются по линиям пере-
дачи, в которых действуют различного рода помехи. Поэтому наибо-
лее важным является не абсолютное значение мощности сигнала, а
ее соотношение с мощностью помехи. Из этих соображений обычно
рассматривается и нормируется особая величина — защищенность
сигнала от того или иного вида помехи.
Под з а щ и щ е н н о с т ь ю понимается разность уровней сигнала
и помехи в данной точке канала связи:
Лзащ=Рс-Рпом=,01ёТ£- <25)
п
Следует заметить, что реальный речевой сигнал является непе-
риодическим случайным процессом, поэтому при рассмотрении его
свойств следует, строго говоря, пользоваться понятиями и определе-
ниями из теории случайных процессов и теории информации. Тем не
менее в ходе дальнейшего изложения в целях упрощения будем счи-
тать, что сигнал представляет собой спектр конечного числа п
дискретных составляющих, каждая из которых имеет определенную
амплитуду Ut, частоту й, и фазу (pt:
п
W==2 ^iC0S (^Л+ф/)*
i=l
Иными словами, будем считать, что сигнал представляет собой
периодический процесс. Этот подход позволит значительно упростить
анализ и понимание физических процессов, происходящих в элемен-
тах аппаратуры.
Глава 3. КАНАЛЫ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ <
3.1. ДАЛЬНОСТЬ ТЕЛЕФОННОЙ ПЕРЕДАЧИ ПО ПРОВОДНЫМ ЛИНИЯМ
Прежде чем приступить к изучению способов организации на
одной линии передачи (ЛП) нескольких независимых друг от друга
телефонных разговоров, рассмотрим более простой случай передачи
электрического сигнала по физическим цепям воздушной или кабель-
ной линии. Задача организации, например, двусторонней телефонной
связи на относительно небольшие расстояния может быть решена сое-
динением двух телефонных аппаратов системы МБ двухпроводной
физической цепью, так как каждый телефонный аппарат позволяет
вести передачу и прием речевых сигналов и, кроме того, рассчитан для
подключения к двухпроводной цепи.
Однако дальность телефонной передачи по проводным линиям за-
висит от их затухания, амплитудных и фазовых искажений сигнала,
помех разного рода, времени распространения и некоторых других
явлений. В технике многоканальной телефонной связи необходимо до-
статочно хорошо согласовывать входные сопротивления элементов
цепи друг с другом. Поэтому дальность телефонной передачи по зату-
ханию, дБ, может быть определена из выражения для собствен-
ного затухания цепи
а=а/, (3.1)
где а — коэффициент затухания физической цепи на расчетной частоте
800 Гц, дБ/км;
I —длина цепи, км.
Из формулы (3.1) определяется дальность телефонной передачи,
км,
Ь=а/а. (3.2)
Значения коэффициента затухания цепей различного типа из-
вестны. Поэтому для определения дальности телефонной передачи не-
обходимо найти допустимое значение затухания цепи. Следует учиты-
вать, что мощность электрических колебаний на выходе телефонного
аппарата Рпер=1 мВт. Чувствительность телефона, т. е. минималь-
ная мощность электрических колебаний, которую нужно подвести к
нему, чтобы абоненты могли разговаривать, Рпр=0,001 мВт.
Отсюда максимально допустимое значение затухания всего тракта
передачи
a=101g -^L=10lg -^r=101g 1000 = 30дБ.
18
Это затухание принимают равным 29,4 дБ. Но телефонный
аппарат абонента непосредственно в междугородную линию не вклю-
чают. Абонентскую линию АЛ включают (рис. 3.1) через местную
АТС, соединительные линии СЛ и междугородную телефонную
станцию МТС (отделения дороги). Учитывая, что затухание этих
элементов по существующим нормам не должно превышать 9,5 дБ,
максимально допустимое затухание линии передачи может быть не
более 10,4 дБ. Исходя из этого дальность телефонной передачи
по каналу низкой частоты (НЧ) можно определить по формуле
(3.2), принимая затухание а=9-?-10 дБ.
Расчеты показывают, что дальность непосредственной телефон-
ной передачи по воздушным медным цепям с проводами диаметром
3—4 мм составляет 270—430 км, по воздушным биметаллическим
проводам диаметром 4 мм и толщиной медной оболочки 0,4 мм —
160—180 км, по стальным воздушным проводам диаметром 4—5 мм—
40— 75 км, по симметричным кабельным непупинизированным цепям
с жилами диаметром 0,9—1,2 мм—15—25 км и т. д.
Амплитудно- и фазочастотные искажения сигналов возрастают
с увеличением длины линейной цепи и поэтому также ограничивают
дальность передачи. При телефонной передаче большое значение
имеют амплитудно-частотные искажения, обусловленные
зависимостью затухания линейной цепи от частоты сигнала. С уве-
личением длины цепи эти искажения могут вызвать столь большое
искажение передаваемых речевых сигналов, что нельзя будет понять
говорящего. Фазочастотные искажения обусловлены неодина-
ковой скоростью распространения по линейной цепи составляющих
сигнала разных частот. Они не оказывают заметного влияния на
качество передачи речевых сигналов на небольшие расстояния.
Помехи в телефонных каналах — это посторонние электричес-
кие колебания, воспринимаемые как звук и влияющие на качество
тракта передачи — маскируют и заглушают передаваемую речь. Зна-.
чение помех (шумов, тресков, переходных разговоров и т. п.), как
правило, возрастает с увеличением длины линии передачи и может
стать настолько большим, что передача речевых сигналов окажет-
ся невозможной.
Дальность телефонной передачи может быть увеличена уменьше-
нием коэффициента затухания цепи или усилением электрических
сигналов. Для уменьшения коэффициента затухания, помимо приме-
Рис. 3.1. Схема распределения затуханий по участкам сети связи
19
2
нения проводов с большим диаметром или большей проводимостью,
может быть использован способ искусственного повышения индуктив-
ности цепи — еепупинизация. Этот способ позволяет в несколь-
ко раз увеличить дальность передачи, однако не решает задачи
организации связи на любые расстояния. К тому же пупинизи-
рованная цепь, т. е. цепь с включенными в нее через определен-
ные расстояния катушками индуктивности, представляет собой
фильтр нижних частот и как таковой ограничивает спектр
частот передаваемого сигнала. Поэтому пупинизированные цепи
не могут быть использованы для организации большого числа кана-
лов связи.
Наиболее целесообразным и перспективным оказался метод уси-
ления электрических сигналов, который стал основным. Однако уси-
лители на электронных лампах и транзисторах обладают односторон-
ним усилением. Выход из этого положения был найден с изобретением
усилителей с двусторонним усилением речевых сигналов, передавае-
мых по двухпроводным цепям, они называются двусторонними
телефонными усилителями. Система связи по двухпровод-
ным цепям с такими усилителями, как будет показано ниже, оказа-
лась пригодной для связи на сравнительно небольшие расстояния
(примерно до 2000 км по воздушным медным и 300—350 км
по стальным цепям) и, следовательно, не решала проблемы уве-
личения дальности телефонной передачи. Каналы НЧ, организо-
ванные по двухпроводным цепям с двусторонними усилителями,
называются каналами НЧ однополосной двухпроводной
системы, так как по таким цепям в обоих направлениях передают-
ся токи одной и той же полосы частот.
Организация двусторонней телефонной связи на большие рас-
стояния возможна по четырехпроводным цепям с односторонними уси-
лителями (рис. 3.2). Каждая двухпроводная цепь (из которых обра-
зуется четырехпроводная) используется для передачи речевых сигна-
лов только в одном направлении; в конечных пунктах таких цепей
устанавливают устройства для перехода на двухпроводные абонент-
ские линии.
’ Каналы НЧ четырехпроводной системы вследствие передачи в
обоих направлениях токов одной и той же полосы частот стали на-
зываться каналами НЧ однополосной четырехпроводной
системы. Основной недостаток таких каналов состоит в использова-,
нии для их организации четырех проводов вместо двух, что экономи-
чески невыгодно.
Теория и опыт показали, что наиболее целесообразно включать
усилители в цепь каскадно через определенные расстояния. Такие
усилители называются промежуточными ПУ с. Положитель-
ный эффект иногда приносит включение в канал оконечных
усилителей ОУс1 и ОУс2 для усиления исходящих и входящих сигна-
лов. Амплитудные, а в необходимых случаях и фазовые искажения
в усилителях устраняют соответствующими корректорами. Для
20
Рис. 3.2. Схема организации связи по четырехпроводной цепи с односторонними
усилителями
установления необходимого уровня громкости передаваемой речи
в состав усилительных устройств вводят регуляторы усиления.
Таким образом, при применении усилителей обеспечивается комплек-
сное решение задачи увеличения дальности передачи. Дифференци-
альные системы ДС1 и ДС2 устанавливают в оконечных пунктах.
Для защиты от помех при устройстве линий передачи используют
ряд мероприятий. К ним относятся применение двухпроводных цепей
вместо однопроводных, скрещивание проводов цепей на воздушных
линиях передачи, скрутка, симметрирование и экранирование цепей в
кабелях и т. д. Кроме того, устройства связи защищают от помех раз-
ного рода фильтрами и другими способами. В результате этого обес-
печиваются приемлемые значения защищенности сигнала от помехи.
3.2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ двусторонних усилителен
В двусторонних усилителях применяют два усилительных элемен-
та УЭ1 и УЭ2 (рис. 3.3), каждый из которых усиливает токи, прохо-
дящие в одном направлении передачи. Для разделения направлений
передачи усилительные элементы включают в двухпроводные цепи
через дифференциальные системы ДС. Каждая дифференциальная
система — это мостовая схема, плечами которой являются линейные
полуобмотки дифференциального трансформатора ДТ (рис. 3.4) с
равным числом витков, линейная
цепь Л и балансный контур БК. В
диагонали моста включены непо-
средственно входная цепь усили-
тельного элемента УЭ1 одного на-
правления передачи и индуктив-
но выходная цепь усилительного
элемента УЭ2 обратного направ-
ления передачи.
Если мост уравновешен, то
выходная цепь элемента УЭ2 и
У 31
уэг
Рис. 3.3. Схема двустороннего усилите-
ля
21
Рис. 3.4. Дифференциальная
как мостовая схема
входная цепь элемента УЭ1 будут
«развязаны», т. е. ток, усиленный
УЭ2, не будет ответвляться в эле-
мент УЭ1. Равновесие дифферен-
циальной системы при равенстве
числа витков линейных полуобмо-
ток трансформатора ДТ достига-
ется при
2б=2л, (3.3)
где ZB—сопротивление балансного
контура;
i 2Л — входное сопротивление ли-
нейной цепи.
Из этого следует, что балансный контур предназначен для ис-
кусственного воспроизведения входного сопротивления линейной це-
пи. Если условие (3.3) соблюдено на обеих сторонах усилителя, то
тогда при передаче, например, со стороны линейной цепи Л1 входя-
щий ток замкнется, как показывают стрелки на рис. 3.3, через вход-
ную цепь усилительного элемента УЭ1 и левую полуобмотку транс-
форматора ДТ1. Ток во вторичной обмотке ДТ2 индуцирует ток в
линейных полуобмотках этого трансформатора, который замыкается
через линейную цепь Л2 и балансный контур БК2.
Передача в обратном направлении происходит аналогично, но
разговорные токи, поступающие из линейной цепи Л2, усиливаются
элементом УЭ2. При передаче в прямом и обратном направлениях
вследствие уравновешенности обеих дифференциальных систем нет
воздействия усиливаемых токов на усилительный элемент обратного
направления. Поэтому в рассматриваемых условиях электрические
сигналы проходят через усилитель в прямом и обратном направ-
лениях по электрически независимым друг от друга цепям.
Направление усиления в обоих усилительных элементах можно
изменить на обратное. В этом случае выходы усилительных эле-
ментов будут включены в средние точки дифференциальных си-
стем, а их входы — во вторичные обмотки дифференциальных транс-
форматоров.
Усиление усилителя или усилительного элемента, нагружен-
ного на согласованные сопротивления, равные 600 Ом, дБ,
/ и р
s = 201g |-^| =20 lg |-^| =10 lg ,
1BX u BX r BX
где /вх, (7BX и Рвх — соответственно ток, напряжение и мощность во входной
цепи усилителя;
Лых, Uвы* и Рвых— соответственно ток, напряжение и мощность в выходной
цепи усилителя.
22
Если дифференциальные системы усилителя неуравновешены, то
на каждой его стороне часть тока, индуцируемого в линейных полу-
обмотках трансформатора ДТ1 (и соответственно ДТ2), ответвляется
во входную цепь усилительного элемента обратного направления пе-
редачи. В результате в усилителе образуется замкнутая цепь рас-
пространения электрических колебаний, называемая цепью об-
ратной связи (ОС) (см. рис. 3.3, штриховая линия). Наличие
цепи ОС в усилителе при определенных условиях может привести
к его самовозбуждению, или генерации. Усилительные элементы
в усилителях телефонной связи рассчитываются для усиления токов
разговорных частот. Поэтому частота генерации усилителя также
располагается в области разговорных частот. Вследствие этого токи,
генерируемые усилителем и распространяющиеся по линейной цепи
в обе стороны от усилителя, воспринимаются в аппаратах абонен-
тов в виде свиста, нарушающего разговор.
3.3. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДВУСТОРОННИХ УСИЛИТЕЛЕЙ
Основными элементами двусторонних усилителей являются соб-
ственно усилительный элемент и дифференциальная система.
Усилительный элемент представляет собой усилитель на
транзисторах с трансформаторным входом и выходом. Для улучше-
ния электрических свойств усилителя применяют отрицательную об-
ратную связь. В многокаскадных усилителях связь между каскадами
преимущественно типа RC. Усилители, как правило, работают в ре-
жиме класса А, что уменьшает нелинейные искажения.
На входе усилительного элемента (рис. 3.5) включен симметри-
рующий трансформатор Т и регулятор усиления РУ. Фильтрующее
устройство ФУ состоит из фильтров нижних и верхних частот. Огра-
ничение спектра частот усиливаемых токов необходимо для облегче-
ния настройки балансных контуров усилителя Ус. Чем шире полоса
частот усиливаемых токов, тем сложнее согласовать сопротивления
ZB и 2Л. Этим объясняется сокращение диапазона частот канала
НЧ, организованного по цветным цепям до полосы 300—2400 Гц, а по
стальным цепям—до 300—2000 Гц. Переменный амплитудный вырав-
ниватель АВ необходим для получения частотной характеристики
усиления, соответствующей частотной характеристике затухания
предыдущего участка.
Дифференциальная система должна предотвращать
электрическую связь между выходом одного усилительного эле-
мента и входом другого. В рассмотренной выше равноплечей
дифференциальной системе это условие выполняется при равенстве
Рис. 3.5. Структурная схема усилительного
элемента
23
Рис. 3.6. Схемы определения затухания дифференциальной системы
сопротивлений балансных контуров входным сопротивлениям уравно-
вешиваемых ими цепей. Дифференциальная система должна вносить
большое затухание в цепь обратной связи, т. е. в цепь, связы-
вающую выход одного усилительного элемента с входом другого,
и по возможности малые затухания в цепь токов основной передачи.
Определим собственное затухание дифференциальной системы от
зажимов 4-4 к зажимам^-/ (рис. 3.6, а). Считая трансформатор ДТ
идеальным, т. е. принимая его к. п. д. равным 100% при хорошо урав-
новешенной (7л=7б) и согласованной с сопротивлениями нагру-
зок дифференциальной системе, мощность Р4, отдаваемая генера-
тором G, распределяется поровну между равными сопротивле-
ниями 7Л и ZB (ток через сопротивление Z\ отсутствует,
так как дифференциальная система уравновешена). Вследствие
этого мощность, отдаваемая линейной цепи, Рл=0,5 Р4, а затухание
от зажимов 4-4 к зажимам /-/:
«fl4.| = 10lg^=101g^=101g2 = 3AB.
г Л и,ог4
Дифференциальная система является пассивным четырехполюс-
ником. Поэтому ее затухание в обратном направлении, т. е. от зажи-
мов 1-1 к зажимам 4-4, также равно 3 дБ. Следовательно,
Од 4 -1 —Од 1-4—3 дБ.
(3.4)
Теперь определим затухание от зажимов 2-2 к зажимам 1-1
(рис.3.6, б). В этом случае мощность Рг, отдаваемая генера-
тором G, также поровну распределяется между равными сопротив-
лениями ZJ1 и ZB.
Мощность Рл, отдаваемая в линейную цепь, равна 0,5 Р%,
а затухание системы на рассматриваемом пути
«Д2.1= ‘О ‘g 77=10 lg к^г=,° lg2=3 дБ-
24
При передаче в обратном направлении по указанной выше причи-
не затухание на этом пути также равно 3 дБ, т. е.
ад 2.1=1.2=3 дБ. (3.5)
Таким образом, собственное затухание идеальной дифферен-
циальной системы на путях основной передачи независимо от часто-
ты тока равно 3 дБ. Заметим, что при этом теряется половина мощ-
ности сигнала.
Затухание уравновешенной и согласованной с сопротивлёниями
нагрузок дифференциальной системы от зажимов /-/ к зажимам 3-3
(и в обратном направлении) бесконечно большое, так как в этом слу-
чае ток в цепи балансного контура равен нулю. Действительно, если
сопротивления Zi и Z2 (рис. 3.6, в) подобраны так, что падение
напряжения на полуобмотке трансформатора ДТ между точками /
и 2 будет равно падению напряжения на сопротивлении Zi, то раз-
ность потенциалов на зажимах 3-3 будет равна нулю.
Затухание дифференциальной системы ап на пути тока обрат-
ной связи, т. е. от зажимов 2-2 к зажимам 4-4 и в обратном направ-
лении, называемое рабочим переходным затуханием, за-
висит от соотношения между сопротивлениями ZJ1 и ZB:
Z 4-Z
«„ = ав2.4=«п4.2=20 lgI ^^1+бдБ. (3.6)
^Л Б
• 2 _|_£
Величину 201g | --•? Б | обозначают ае и называют
An~~ZB
балансным затуханием дифференциальной системы:
Z г. 4~ Z г;
ае=20 lg I .
£л_£б
(3.7)
Вертикальные линии в формулах (3.6) и (3.7) означают, что
десятичный логарифм берется от абсолютного значения дроби.
Если Zn=ZK, то
Л D
ае=20 lg| =20 1g | | = 201g |оо|=оо.
Z'B — Z'B и
Этот результат объясняется тем, что при ZB=ZJ1 дифферен-
циальная система уравновешена. Если ZB мало отличается от ZJ],
то затухание ае принимает конечное, но большое значение. На-
пример, если ZB= 1,IZj, и фазовые углы сопротивлений одинаковы, то
l,lZn + Zn 2,1 zn
af=20 lg I .....-л | =20 lg I -—3-| =20 lg21 = 26,4 дБ.
25
RK/k RKlk Рис. 3.7. Схема эквивалента кабельной
0- Г"Н • ГП 0 вставки
Як Л “г ЯкА
0----l+i----L——| 1---------0
В этом случае ап2_4=ап4_2= 26,4+6= 32,4 дБ, что значительно
превышает затухание дифференциальной системы на путях основ-
ной передачи. Заметим, что значения и фазовые углы сопротив-
лений Zn и ZB зависят от частоты тока и вследствие этого с часто-
той тока изменяется соотношение между ними. По этой причине
балансное затухание ае также зависит от частоты тока.
Чтобы переходное затухание дифференциальной системы было
достаточного значения, линейную и станционную стороны нагружают
на одинаковые сопротивления. Хороших результатов удается добить-
ся только в случае включения с обеих сторон одинаковых элементов.
Если, например, с линейной стороны включены фильтр, линейный сог-
ласовывающий трансформатор, то точно такие же элементы и в такой
< же последовательности должны быть включены с балансной стороны,
т. е. в балансном оборудовании дифференциальной системы. Если,
предположим, воздушная цепь вводится с помощью кабельной встав-
ки, товбалансном оборудовании дифференциальной систе-
мы должен быть включен эквивалент этой вставки (рис. 3.7), где
Ск и /?к — емкость и сопротивление пары жил кабеля.
На рис. 3.8 в качестве примера показано включение одной из
дифференциальных систем усилителя. Собственно балансный контур
БК, уравновешивающий входное сопротивление воздушной линии,
включают после всех остальных элементов балансного оборудова-
ния.
Рассмотрим характеристику волнового сопротивления (Zcoscp
и Zsinq?) воздушной линии связи (рис. 3.9). У цветной воздуш-
ной цепи в диапазоне частот от 300 до 2400 Гц вещественная
составляющая волнового сопротивления Zcosq? почти не зависит
от частоты (штриховая линия). Волновое сопротивление цветной
цепи приближенно отображает однозвенный балансный контур
(рис. 3.10, а).
Волновое сопротивление стальной цепи имеет сильно изменяю-
щуюся вещественную составляющую Zcoscp (см. рис. 3.9, сплош-
ная линия). В этом случае применяют двухзвенный балансный
Рис. 3.8. Структурная схема балансного оборудования дифференциальной системы
26
Рис. 3.9. Зависимость волнового сопро-
тивления линии и входного сопротив-
ления балансных контуров от частоты
Рис. 3.10. Схемы балансных контуров
контур (рис. 3.10, б и 3.9, пунктирная линия). Элементы этого балан-
сного контура могут быть рассчитаны по четырем точкам, отмеченным
на рис. 3.9 кружочками.
Несогласование с нагрузками реальной цепи дает отклонение ее
входного сопротивления ZBX от волнового (штрихпунктирные линии
на рис. 3.9), что ухудшает условие балансировки дифференциальной
системы, уменьшая ее переходное и балансное затухание до 20—
30 дБ.
Условия работы станционной дифференциальной системы оконеч-
ного усилителя или канала связи неблагоприятны, так как со стороны
станции к ней подключаются абонентские линии с различными ха-
рактеристиками и длиной. Балансное оборудование ее обычно состоит
из резистора сопротивлением 600 Ом и в случае необходимости емко-
сти для уравновешивания емкости конденсатора вызывных
устройств. Балансное затухание такой дифференциальной системы в
наихудших условиях равно 5,2 дБ.
В действительных условиях коэффициент полезного действия
дифференциальных трансформаторов не равен единице. Потери мощ-
ности в трансформаторе увеличивают затухание, вносимое дифферен-
циальной системой в различные пути передачи. С учетом потерь для
практически выполненной дифференциальной системы можно при-
нять: ад=ад (.4=аД4.1=ад 1.2=лд 2-1 ^3,5 дБ; un=cin2-4— ^п4-2==^е4~
+7 дб.
Таким образом, достаточно уравновешенная дифференциальная
система обладает сравнительно малым затуханием на путях основной
передачи и значительно большим затуханием на пути тока ОС.
Дифференциальную систему можно построить только на резисто-
рах (рис. 3.11). Определяя ее затухание ад2.| при согласовании
д> । / к 2
/?л=/? Б и симметрии схемы, найдем р2===12—и ^л*
27
Тогда
Рис. 3.11. Схема дифференциальной
системы на резисторах
Z, 1Л|Дг Р2 1П1„ +
oj2., = 101g—= 101g
= IOlg2+lOlg(-^L) =
Аналогично можно определить затухание
р
<^., = 3+10 1g (1 + ^!-у
Следовательно, одинаковое и минимальное затухание дифферен-
циальной системы на резисторах будет при условии /?Б
и составит ад2.1=яд4-г=6 дБ, т. е. будет в 2 раза больше затуха-
ния дифференциальной системы на трансформаторе. Также увеличи-
вается и переходное затухание ап4_2=а п2_4:
R л+R R
«„4-2=20 ‘К । Hl + 12==ае+ 12 ДБ-
кл КБ
Преимуществами дифференциальной системы на резисторах явля-
ются простота построения и малые размеры, недостатком — большее
затухание в направлении прохождения токов сигнала.
Рассмотренные выше дифференциальные системы являются сим-
метричными, т. е. имеют одинаковые затухания ал во всех направле-
ниях 1.2=^д2-з=а д4-1=^ д4-з- Такие дифференциальные систе-
мы применяются в двусторонних усилителях. В некоторых случаях
могут быть использованы так называемые несимметричные диффе-
ренциальные системы, у которых две части вторичной обмотки транс-
форматора неодинаковы. В этих дифференциальных системах
удается уменьшить затухание в одном из направлений (например,
ад4.1) за счет увеличения затухания в другом (например, ад4_3).
3.4. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДВУСТОРОННЕГО УСИЛИТЕЛЯ
Неуравновешенность дифференциальных систем двустороннего
усилителя вызывает возникновение в нем токов обратной связи.
Практически эти токи всегда существуют в усилителе, так как зави-
28
симость входного сопротивления линейной цепи от частоты тока
вследствие некоторой неоднородности ее имеет волнообразный харак-
тер (см. рис. 3.9).
Если даже входное сопротивление балансного контура будет точ-
но воспроизводить волновое сопротивление линейной цепи, входное
сопротивление ее Zn, имеющее волнообразный характер, будет
отличаться от ZB. вследствие этого переходное затухание диф-
ференциальной системы ап не будет равно бесконечности и воз-
никнет указанная выше обратная связь, которая может повлечь за
собой генерацию усилителя.
Генерация двустороннего усилителя появляется только при од-
новременном выполнении двух условий, называемых условиями
возникновения генерации, а именно когда сумма усилений
обоих усилительных элементов равна или больше суммы затуханий,
вносимых обеими дифференциальными системами в цепь обратной
связи, и когда сдвиг фаз в цепи обратной связи равен нулю
или кратен 2л.
Математически эти условия можно выразить так:
условие амплитуд
5УЭ1+5УЭ2 % + ап2' (3.8)
условие фаз
Фуэ1+Фуэ2+^1-Ь^2==л2л, (3.9)
где 5уэ — усиление усилительного элемента;
ап— переходное затухание дифференциальной системы;
фуэ и ф— углы сдвига фаз, вносимые в цепь ОС усилительным элементом и
соответственно дифференциальной системой;
п — любое целое число.
Физически это значит, что появившиеся вследствие каких-либо
причин электрические колебания, обойдя контур обратной связи, при-
дут в их точку возникновения в такой же фазе и такого же (при ра-
венстве) или большего (при неравенстве) значения. Будут возникать
незатухающие или нарастающие по амплитуде колебания. Начнется
генерация.
Практически можно считать, что второе условие (3.9) будет
обязательно выполняться для какой-либо из относительно широкой
полосы частот усиливаемых сигналов. Поэтому считается, что усло-
вия возникновения или отсутствия генерации будут определяться
только первым условием (3.8). •
Упростим формулу (3.8), введя усиление двустороннего усилите-
ля в целом s и балансные затухания ае его дифференциальных
систем. В цепь тока основной передачи, проходящего через усилитель,
каждая из двух дифференциальных систем вносит затухание 3,5 дБ.
Вследствие этого усиление $уэ каждого усилительного элемента
29
должно быть на 7 дБ больше усиления s усилителя в целом. По-
этому можно написать, что
5УЭ=5+7 дБ. (3.10)
Подставив это значение в формулу (3.8) и учитывая, что аГ| =
=ае+7, получим $i +7+s2+7^aei +7+«e2+7; тогда $i +$2^
^CLe\ .“|"^е2-
Из этого следует, что генерация будет отсутствовать тогда,
когда, обойдя контур обратной связи, возникшие электрические коле-
бания претерпят большее затухание, чем усиление, и не способны бу-
дут поддержать себя. Тогда условие отсутствия генера-
ции можно записать такАи +Яе2>$1 +$2, или в простейшем слу-
чае, когда ае\ =ае2=ае и $i =s2=s,
ае—s>0. (3.11)
Если усиление, при котором возникает генерация, считать
критическим so (когда $0=ае), формулу (3.11) перепишем так
so—s>0. (3.12)
Чем больше разность между критическим усилением $о и тре-
бующимся от усилителя рабочим усилением $, тем устойчивее ра-
ботает усилитель. Поэтому разность, дБ,
a=so—s (3.13)
называется устойчивостью двустороннего усилителя.
Если условия отсутствия генерации выполнены, то усилитель не
генерирует и работает устойчиво. Однако существующий при этом в
усилителе ток обратной связи накладывается на усиливаемые сигна-
лы и вызывает их искажение. Это объясняется тем, что ток обратной
связи усилителя складывается с усиливаемыми разговорными токами
в разных фазах. В результате на одних частотах взаимодействующие
токи складываются, на других вычитаются, а на остальных частотах
складываются геометрически. Это вызывает неравномерное усиление
частотных составляющих разговорного сигнала и является причиной
искажений. Искажения такого рода называются искажениями
от обратной связи.
Выражение (3.13) показывает, что для обеспечения устойчивости
работы двустороннего усилителя необходима возможно лучшая ба-
лансировка его дифференциальных систем, что позволит увеличить их
балансное затухание ае. В то же время из него следует, что
усиление, получаемое от усилителя, ограничено условием $<So—о.
Заметим, что устойчивость усилителя должна быть обеспечена
в наихудших условиях работы канала, в который включен усили-
30
тель, т. е. в режиме холостого хода
на обоих концах, где подключены
коммутаторы или АТС.
Покажем, что устойчивость ка-
нала определяется его остаточным
затуханием. Численно остаточ-
ное затухание канала «о рав-
но разности между суммой зату-
ханий, действующих в канале, и
суммой введенных в него усиле-
ний:
ао—^а—Zs.
Рис. 3.12. Схема включения двусторон-
него усилителя в канал низкой частоты
Рассмотрим простейший случай, когда в канал НЧ включен один
усилитель (рис. 3.12) точно в середине цепи и когда аЛ[—аЛ2~ал
и, следовательно, где sv~=$+7 дБ. Тогда остаточное
Jul vuZ «У О
затухание для этого канала а0=2ал— $.
Предположим, что балансные контуры идеально отображают вол-
новые сопротивления подключаемых участков 2Б=2Л. Вследствие
полного рассогласования (условия холостого хода) затухания отра-
жения на концах канала будут равны нулю. Отсюда затухание между
точками а и б токов, отраженных от концов цепи (на рис. 3.12 путь
токов показан штриховыми линиями), будет а—2ал +2ал=7-|-2ал.
Тогда условия генерации усилителя и, следовательно, канала
2$уэ=2(7+2ал) или $уэ=7-|-2ал, но $уэ=$-|-7, отсюда $=2ал
или 2ал—$=0. Следовательно, если остаточное затухание канала
ао—2ал—s равно нулю, канал будет генерировать. Устойчиво канал
будет работать только в случае наличия в нем остаточного затуха-
ния, которое и определяет его устойчивость. Исходя из условия
допустимых искажений от действия обратной связи остаточное
затухание выбирается равным 7 дБ.
Рассмотренный пример соответствует идеальному случаю, когда
7б=2л. В реальных условиях, когда 2Б#=7Л, устойчивость канала
всегда ниже его остаточного затухания «о- По действующим нормам
устойчивость канала с двусторонними усилителями должна быть не
ниже 1,7 дБ при условии режима холостого хода на обоих его концах.
Устойчивость связи можно повысить снижением усиления усили-
телей, но это повлечет за собой увеличение остаточного затухания
канала.
3.5. КАСКАДНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ ДВУСТОРОННИХ УСИЛИТЕЛЕН
Каналы НЧ с двусторонними усилителями, как показано выше,
обладают склонностью к самовозбуждению. С увеличением числа
двусторонних усилителей в канале эта склонность к самовозбужде-
31
нию возрастает вследствие того, что токи обратной связи, появившие-
ся в каждом усилителе, распространяются в обе стороны от места
своего возникновения (рис. 3.13). Сплошными стрелками на рисунке
показаны токи ОС, возникающие в усилителе Ус1 вследствие неурав-
новешенности его дифференциальных систем. Можно видеть, что ток
ОС, направляющийся из усилителя Ус1 в цепь 2, пройдя последнюю,
поступает в левую дифференциальную систему усилителя Ус2 (штри-
ховые стрелки), где усиливается и вследствие разбалансировки его
дифференциальных систем поступает обратно по цепи 2 в усилитель
Ус1. Результирующий ток ОС в усилителе Ус1 в зависимости от
соотношения фаз токов может возрасти или уменьшиться. Если
этот ток возрастает, то в Ус1 может возникнуть генерация, в то время
как до включения усилителя Ус2 генерация в нем отсутствовала. То
же самое произойдет и в усилителе Ус2 вследствие влияния на него
тока ОС, замыкающегося через усилитель Ус1.
Рис. 3.13. Схема канала низкой частоты с двумя двусторонними усилителями
Чем больше усилителей включено в цепь, тем больше будет по-
ступать токов ОС от других усилителей цепи. В худших условиях с
точки зрения самовозбуждения находятся средние усилители, так как
на них воздействует наибольшее число токов ОС, приходящих с каж-
дой из сторон усилителя. Практически устойчивая работа двухпро-
водных каналов с двусторонними усилителями обеспечивается при
числе каскадно включенных усилителей не более четырех-пяти.
Глава 4. МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ КАНАЛОВ СВЯЗИ
4.1. ВОЗМОЖНОСТИ МНОГОКРАТНОГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ
Линию передачи в большинстве случаев нецелесообразно исполь-
зовать для передачи только одного электрического сигнала, так как
затраты на ее строительство составляют до 95% стоимости всего
сооружения. Поэтому независимая передача по линии одновременно
нескольких электрических сигналов является, несомненно, экономи-
чески выгодной. При этом в общей линии передачи образуют каналы
связи, по которым независимо передаются различные электрические
сигналы. Организовать такие независимо действующие каналы связи
можно несколькими методами. Методы различают по способу разде-
ления каналов на приемной станции.
Если для разделения каналов используется различие их по зани-
маемому в. линии передачи спектру частот, разделение называется
частотным (ЧРК). В случае разделения каналов в зависимости
от различного времени существования отдельных сигналов в общей
линии передачи разделение называется временным (ВРК). Ука-
занные два способа являются основными и широко используются
в существующих и перспективных сетях связи. В основном исполь-
зуются системы передачи, работающие по принципу частотного раз-
деления каналов. Более перспективным является временное разде-
ление каналов. Возможно для разделения каналов использовать фа-
зовые соотношения или уровни передачи. Однако эти методы пока не
нашли широкого применения при передаче речевых сигналов.
Для создания небольшого числа дополнительных каналов связи
можно применить свойство уравновешенного моста.В осно-
ве данного метода лежит взаимодействие электрических колебаний
с различными фазовыми соотношениями между составляющими
электрических сигналов. Но по этому методу можно организовать не-
большое число каналов. Тем не менее из-за простоты и дешевиз-
ны организации дополнительных связей его.применяют на проводных
линиях связи.
Таким образом, основными методами многократного использова-
ния линии передачи являются разделения каналов по частоте и вре-
мени. Ограниченное применение имеет также метод уравновешенного
моста.
Каналоемкость линии передачи и мощность систем передачи при-
нято оценивать по числу организуемых каналов связи. С увеличением
числа каналов снижается стоимость одного канала и уменьшаются
затраты металла на один канал; вместе с тем снижаются и
эксплуатационные расходы по содержанию 1 канало-км связи.
2 Зак. 872
33
4.2. МЕТОД УРАВНОВЕШЕННОГО МОСТА
В качестве линий передачи используют пары проводов (физичес-
кие цепи) воздушной или кабельной линии связи Л1 и Л2 (рис. 4.1).
На оконечных станциях провода цепей включают в линейные транс-
форматоры со средней точкой в линейной обмотке (дифферен-
циальные трансформаторы). По этой паре проводов можно орга-
низовать одновременную передачу телефонных и телеграфных сигна-
лов. Прохождение токов на схеме показано стрелками: сплошными —
телеграфных токов и штриховыми — телефонных. Из схемы видно,
что при телефонной передаче оба провода цепи используются
обычным образом, как провода двухпроводной цепи, соединяю-
щей через трансформаторы телефонные аппараты ТА1 и ТА2. При
телеграфной передаче оба провода цепи используются в качестве
одного проводника, а другим проводником служит земля. Цепь такого
рода, соединяющая телеграфные аппараты ТгА1 и ТгА2, называется
искусственной, или фантомной.
Рассматриваемую схему можно представить в виде «растянутого»
моста, в противоположные диагонали которого включены телефонные
и телеграфные аппараты. Если мост уравновешен, что достигается
при равенстве полных сопротивлений проводов цепи по отношению
к земле и одинаковых электрических свойствах полуобмоток транс-
форматоров, то токи не переходят из одной диагонали в другую
и влияние между телефонной и телеграфной передачами отсутствует.
Используя две двухпроводные цепи, можно образовать фантом-
ную цепь для телефонной связи (рис. 4.2). Телефонные аппараты
ТА1, ТАГ и соответственно ТА2, ТА2' включены в основные
цепи через трансформаторы Т1, ТГ и соответственно Т2, Т2'. Теле-
фонные аппараты искусственной цепи ТАИ и ТАИ' присоединены
к ней через трансформаторы ТИ и ТИ', подключенные к средним
точкам трансформаторов основных цепей. Токопрохождения по ос-
новным цепям показаны на схеме сплошными стрелками, а по
искусственной цепи — штриховыми. Если в средние точки линейных
обмоток трансформаторов ТИ и ТИ' включить телеграфные аппара-
Рис. 4.1. Схема образования фантомной цепи
34
Рис. 4.2. Схема образования фантомной цепи для телефонной связи
ты ТгА й ТгА', то образуется суперфантомная цепь для теле-
графирования. Влияние между различными цепями в рассматри-
ваемой схеме отсутствует при равенстве полных сопротивлений про-
водов основных цепей по отношению к земле и равенстве друг
другу полных сопротивлений полуобмоток трансформаторов. Искус-
ственные телефонные цепи применяют на кабельных линиях, где
имеются идентичные по параметрам пары жил. Рассмотрен-
ный метод разделения каналов достаточно прост, но малоэффективен,
так как по этому методу можно организовать столько связей, сколько
одинаковых по электрическим характеристикам проводов содержит
линия связи.
Метод моста в основном применяют для организации служебной
телефонной связи на кабельных линиях по цепям, используемым
многоканальными системами передачи, и для дистанционного
питания промежуточной усилительной аппаратуры.
4.3. РАЗДЕЛЕНИЕ КАНАЛОВ ПО ЧАСТОТЕ
При частотном разделении электрических сигналов на приемной
станции используется различие их по занимаемому спектру частот.
Если, например в простейшем случае, по одной линии будут переда-
ваться телеграфные сигналы импульсами постоянного тока, занимаю-
щие спектр частот от 0 до 300 Гц, и речевые сигналы в спектре
частот от 300 до 3400 Гц, то разделить спектры этих сигналов
на приемной станции можно фильтрами нижних частот ФНЧ и верх-
них частот ФВЧ (рис. 4.3). Аналогичные фильтры на передающей
2*
35
станции ограничивают спектры передаваемых сигналов, не допуская
их перекрытия в общей линии передачи.
При частотном разделении каналов по линии передачи одновре-
менно и независимо ведутся, например, несколько телефонных раз-
говоров, т. е. одновременно передаются несколько электрических сиг-
налов, занимающих один и тот же спектр, в данном случае 300—
3400 Гц. Это можно сделать, предварительно преобразовав спектры
сигналов, т. е. распределить их по спектру частот так, чтобы диа-
пазоны частот отдельных сигналов не перекрывали друг друга
(рис. 4.4). Для ограничения спектров сигналов на передающей
станции включают фильтры Ф1—ФЗ. Тогда на приемной станции
можно, применяя такие же фильтры Ф1—ФЗ, раздельно принять
спектры частот отдельных сигналов.
Для того чтобы выделенные на приемной станции спектры отдель-
ных сигналов можно было отправить к получателям сообщения, им
нужно придать первоначальный вид, т. е. переместить в диапазон
частот 300—3400 Гц, что показано стрелками в правой части рис. 4.4.
Рис. 4. 3. Спектры телефонных и
телеграфных сигналов и схема их
разделения
Рис. 4.4. Схема распределения спект-
ров сигналов в общей линии пере-
дачи:
а — сигнал 1; б — сигнал 2; в—сигнал 3
36
Рис. 4.5. Схема, поясняющая простей-
ший способ модуляции
Возможность перемещения спектров сигналов поясняется рис. 4.5.
Здесь изменение звукового давления а на мембрану микро-
фона вызывает примерно пропорциональное изменение проводимости
микрофонной цепи, которая получает питание от генератора перемен-
ного тока G. Вследствие этого происходит соответствующее из-
менение амплитуды тока в цепи, т. е. появляются модулированные по
амплитуде колебания.
Если проводимость цепи будет изменяться, например, по коси-
нусоидальному закону
g=G0-f-Gcos Q/= Gofl + cos Qf
Go
и напряжение на зажимах генератора G u=Ucosat, то ток в цепи
i = ug = U cos tot Г60/1 4
cos Q/
где Go — некоторая постоянная составляющая проводимости микрофонной
цепи;
G и Q — амплитуда и частота переменной составляющей проводимости;
U — амплитуда напряжения генератора.
Обозначив в этом выражении G/Go=fe и I=UGq, будем иметь
i—I[ 1 + fccosQ/] coswf.
Полученное выражение показывает, что в цепи будут колебания
высокой частоты (о, изменяющиеся по. амплитуде с частотой сигнала,
т. е. колебания, модулированные по амплитуде.
Если раскрыть скобки и учесть, что
cos Q/ cos fcjf = -~cos (<d-|--у cos ,
(4.1)
то получим
i=I cos tot + -y- cos (<o -f- Q)t + cos (to — Q)f.
Следовательно, модулированные колебания состоят из тока несу-
щей частоты /cosco/ и токов двух боковых частот: верхней
-g-cos(<o+Q)/ и нижней -^-cos(<o—Q)t Заметим, что при пропадании
сигнала (переменная составляющая звукового давления равна нулю)
пропадают боковые частоты, несущая же остается.
37
Если перед микрофоном произнести сложный звук, содержащий
спектр частот, то изменение звукового давления а(/) опреде-
лится выражением
о(/)= Д о-}-। COS (Q jZ-l-CPj )+Д 2C0S 2 ^4“ Ф2 )4" 4“
, п
+ Ancos (Q„/ + <pn)=40 + V л.cos (Q./+<р.
z = I
n
где — сумма n слагаемых, каждое из которых имеет свою амплитуду Дх,
t==l частоту Q, и фазу ф<.
Можно считать, что по такому же закону будет изменяться и
проводимость микрофонной цепи:
s=g0+2l G.cos (й,/+ф<)-
1 = 1
Вводя обозначения Gi/GQ=kt и GqU=I, получим
п
i = ug = I f 1 + fc,cos (Q-/+ ф.у cos
Следовательно, амплитуда высокочастотных колебаний будет из-
меняться по соответствующему закону.
Раскрывая скобки, внося coso)/ под знак суммы и учитывая выра-
жение (4.1), получим
п k.1 п k.I
1 = 1 COS (О/ +2 C0S [(<04“ * 4" Ф t] C0S [(^ ~ Ф£] ’
i = 1 i=l
Около несущей частоты о> (рис. 4.6) появляются верхняя в и ниж-
няя ббоковые полосы частот; а — спектр исходного сигнала.
Заметим, что изменение или пропадание исходного сигнала по-
влечет за собой соответствующее изменение или пропадание токов
обеих боковых полос частот. Ток несущей частоты не изменяется
(несущая частота не несет информацию о сигнале). Каждая из боко-
вых полос частот содержит полную информацию об исходном сигнале
(соотношения амплитуд, частот и фаз составляющих сигнала) и яв-
ляется спектром исходного сигнала, перенесенным в соответствую-
щий участок диапазона частот. Как будет показано ниже, обратное
расположение составляющих (инверсирование) спектра нижней бо-
ковой полосы частот не имеет значения.
38
Выбрав соответствующую не-
сущую частоту и выделив верх-
нюю или нижнюю боковую полосу
частот полосовым фильтром, мож-
но передать спектр данного сигна-
ла в общую линию передачи в
Рис. 4.6. Спектр сигнала и модули-
рованных колебаний
нужном месте диапазона частот.
Схема, приведенная на рис. 4.5,
практически нецелесообразна, так
как через микрофон абонента проходит ток высокой частоты.
Однако на основании полученных результатов можно утверждать,
что для получения модулированных колебаний необходима несущая
частота со и переменное управляемое сопротивление (в рассмотрен-
ном случае микрофон). Практически от источника сообщения посту-
пает электрический сигнал (см. рис. 2.1), который в общем случае
можно представить в виде спектра из п составляющих:
п
M=V U fCOS (й/ + ф<)-
1=1
(4.2)
Для перенесения этого спектра в нужный участок диапазона ча-
стот необходимы несущая частота и переменное управляемое
сопротивление. Последним может быть диод, транзистор или какой-
либо другой элемент с нелинейной характеристикой. В качестве при-
мера на рис. 4.7, а показана зависимость тока диода от приложен-
ного напряжения.
Если проводимость диода обозначить g(t)—ki/ku, то, рас-
сматривая приращение тока Д/ под влиянием приращения напряже-
ния \и в различных точках характеристики, можно построить за-
висимость проводимости диода g от приложенного напряжения
Рис. 4.7. Изменение проводимости диода под действием больших амплитуд прило-
женного напряжения
39
(рис. 4.7, б). Если к рассматриваемому диоду подвести переменное
напряжение u—U (dcoso)Z достаточно большой амплитуды Uw
(рис. 4.7, в), то можно приближенно считать, что проводимость его
будет изменяться согласно кривой, приведенной на рис. 4.7, г.
Полученная зависимость g(t) аппроксимируется рассмотрен-
ной выше функцией (2.1):
^г = б0+ G (COS tot — у COS 3(i)/+ у-COS 5(1)/ — ... ) =
= Gop + k (cos со/—у cos 3(d/ + ...)] . (4.3)
Если теперь электрический сигнал в формуле (4.2) от источника
сообщения подвести к цепи, содержащей диод (рис. 4.8, а), проводи-
мость которой под влиянием напряжения L/(Ocos(i)Z изменяется по за-
кону (4.3), в цепи диода появится ток
п
i = ug = ^ Uicos (Qj /+<pzp + & (cos (o/ —ycos 3(d/ +...^]].
t = i
Обозначим UiGv=Ii, раскроем скобки и, учитывая соотношение
(4.1), будем иметь
п п kl
Zicos -у-COS [(d) —Q.)/-<p.] +
i= i i=i
+2 -yLcos[((° + Qz)/+<pl]-
i=i
"2
1=1
n kl
—1ПГ C°S К 4“ z) / + Фz] + ••• • (4.4)
1 i=i
Полученный результат можно изобразить в виде спектрограммы
(рис. 4.8, б)1, где цифрами (1—5) обозначены соответствующие сла-
гаемые выражения (4.4).
1 В выражении (4.4) для упрощения выводов не учтены гармоники несущей
частоты (о в цепи диода и на выходе схемы (на рис. 4.8 они показаны).
40
Рис. 4.8. Схема использования диода для получения модулированных колебаний
Применяя полосовой фильтр; можно выделить весь спектр моду-
лированных колебаний или отдельно верхнюю или нижнюю боко-
вую полосу частот, перенося тем самым спектр данного элект-
рического сигнала в нужный диапазон частот. Обратно преобра-
зовать принятый спектр данного сигнала на приемной станции
можно, используя такую же схему и такую же несущую частоту о>.
Электрические крлебания, например, только нижней боковой по-
лосы частот «б— 2 (Уб/cos[(о)——cpz] , принятые на приемной
станции, подводятся к нелинейному элементу, проводимость которого
изменяется под влиянием напряжения несущей частоты по закону
(4.3).
Тогда ток в цепи
i==«6g=2 l/^.cos [(<о — &Д t —cos (d/— ~ cos 3<of-|-...^ j
Введя обозначения и раскрывая скобки, получим
i~У /.cos [(to — f —фJ +У —" cos [( 2(d —/ —<рД +
г—i t=l
+2 созГй^+ф/) —cos [(3(0 ——ф.]—
/=! г = 1
n kl
—У с081(2<о4-Й/)/4-ф/']4-— • (4.5)
i=i
Следовательно, спектр частот демодулированных колебаний на-
ряду с высокочастотными составляющими, обозначенными в выра-
жении (4.5) и на рис. 4.9 цифрами 1, 2, 4, 5. будет содержать нужный
41
ФНЧ
cu 2 о Зо
Рис. 4.9. Спектр частот, полученный в результате демодуляции
спектр электрического сигнала (слагаемое 5), который
следует выделить ФНЧ.
Таким образом, применяя модуляцию и демодуляцию, можно пре-
образовывать спектры электрических сигналов, распределяя их по
диапазону передаваемых по линии частот.
При передаче по линии трех сигналов (рис. 4.10) используются
три несущие частоты g>i, С02 и соз для преобразования электри-
ческих сигналов ЭС1, ЭС2 и ЭСЗ в соответствующих преобразовате-
лях Пр. Симметричность схемы подчеркивает аналогию процессов на
передающей и приемной станциях. Фильтры нижних частот ФНЧ на
передающей станции ограничивают спектр частот сигнала, посылае-
мого по линии передачи; ФНЧ на приемной станции (см. рис. 4.9)
отсеивают высокочастотные составляющие, выделяя спектр сигнала.
Для независимого распространения по линии передачи сигналов
с различными спектрами необходимо отсутствие в ней нелинейности,
т. е. зависимость тока от подведенного напряжения в линии передачи
должна подчиняться прямолинейному закону. Тогда при распростра-
нении по общей линии передачи токов отдельных сигналов не будут
появляться гармонические и комбинационные составляющие и на
приемной станции электрические колебания отдельных сигналов мо-
гут быть выделены без искажений.
Диапазон частот, который может быть использован для организа-
ции многоканальной связи по проводам, ограничен возрастанием за-
тухания цепей с повышением частоты передаваемых по ним сигналов,
увеличением электромагнитного влияния между цепями, влиянием
Рис. 4.10. Структурная схема частотного разделения каналов
42
радиостанций и некоторыми другими факторами. Воздушные сталь-
ные цепи уплотняют в спектре частот до 30 кГц, воздушные цветные
цепи — до 150 кГц, симметричные кабельные цепи — до 1000 кГц
и цепи в коаксиальных кабелях — до 30 и даже 60 МГц.
Достоинством метода ЧРК является его значительная эффектив-
ность, особенно при использовании кабельных линий передачи. На-
пример, в спектре частот до 60 МГц по двум трубкам коаксиального,
кабеля можно организовать до 10 800 и более телефонных каналов.
Недостатком данного метода является некоторая громоздкость обо-
рудования оконечных станций из-за большого числа фильтров, пред-
назначенных для выделения частот как отдельных каналов, так и их
групп. Тем не менее этот способ получил широкое распространение.
4.4. ВРЕМЕННОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ КАНАЛОВ
При разделении каналов по времени общая линия поочередно в
течение коротких интервалов времени предоставляется для передачи
электрических сигналов различных источников. Чем большее число
каналов организуется по линии передачи, тем короче интервалы вре-
мени, отводимые для каждого сигнала.
Возможность временного разделения каналов можно уяснить из
рис. 4.11. Здесь показаны обычные амплитудно-модулированные ко-
лебания (рис. 4.11, а), которые, как известно, содержат всю инфор-
мацию о передаваемом сигнале. Информация не теряется и в том слу-
чае, если нижние полуволны электрических колебаний будут срезаны,
например, в результате обычной демодуляции (рис. 4.11, б). Но со-
вершенно очевидно, что информация сохранится и при замене широ-
ких синусоидальных импульсов узкими, кратковременными
(рис. 4.11, в). Но в этом случае в общей линии передачи освобожда-
ются длительные интервалы времени между импульсами данного
сигнала (рис. 4.12, а), которые можно использовать для передачи
таких же кратковременных импульсов второго (рис. 4.12, б), третьего
(рис. 4.12, в) и т. д. сигналов, совокупность которых в линии показана
на рис. 4.12, г.
Если линия передачи используется для передачи, например,
трех сигналов ЭС1, ЭС2 и ЭСЗ (рис. 4.13), то канальные ключи Кл1,
Кл2 и КлЗ на передающей и приемной станциях поочередно предо-
ставляют эту линию для передачи кратковременных импульсов
первого, второго или третьего сигналов. Нормально разомкнутые
ключи передающей и приемной станций управляются синхронно
работающими распределителями, которые открывают соответствую-
щую пару ключей в интервалы времени, отводимые для импульсов
соответствующего сигнала. При этом создается временной канал,
предоставляемый для передачи данного канального импульса.
Можно предположить, что чем чаще общая линия будет предо-
ставляться для передачи данного сигнала, тем с меньшими искаже-
43
Рис. 4.11. Диаграммы, поясня-
ющие возможность разделения
каналов по времени
►
Рис. 4.12. Диаграммы, поясняю-
щие принцип временного разде-
ления каналов
ниями будет передан последний. Поэтому представляет интерес
выяснить минимальную частоту коммутации линии. Для этого попро-
буем аналитически записать процесс передачи сигнала при времен-
ном разделении каналов.
В течение времени разомкнутого состояния ключей Кл1 данного
временного канала проводимость цепи, связывающей передающую
станцию, линию передачи и приемную станцию, равна нулю. За корот-
Рис. 4.13. Структурная схема временного разделения каналов
44
Рис. 4.14. Зависимость проводимости
цепи от времени при временном раз-
делении каналов
t
кий интервал времени замкнутого состояния ключей проводимость
цепи имеет конечное значение. Следовательно, проводимость цепи
для рассматриваемого канала изменяется так, как это показано
на рис. 4.14.
Выражение (2.2) позволяет записать изменение проводимости
цепи так
g= Go4-GjCOS(D/4"^2COs2(d/-}-^3COS3o/-|-... .
Если сигнал может быть представлен в виде спектра
п
ц = C\cos
z = i
то ток в цепи
п п
i=:ug=GрУ U-cos (0^4-ф/) 4-6, cos tA.cos 4-
i = 1 1=1
4- 6 2 cos 2<of 2 4/,cos
(-1
Учитывая, что выражения Gicosco/, G2cos2o>/ и т. д. не зависят от
порядка суммирования по Z, их можно внести под знак соответствую-
щих сумм. Тогда, обозначив Оо1Л==/оГ, G\Uг=1и; GzUi—hi и т. д.,
а также -1- cos (х+у)+~- cos (х-у)-+~ cos (х±у), получим
'о/008 -^Lcos[(a)±QI)/±(f)J +
»=i i=i
n I
+2 cos[(2«±^)^±<pd 4“— •
Z= 1
Полученный спектр (рис. 4.15, а) содержит спектр данного сиг-
нала, боковые полосы, расположенные около частоты коммутации со
и около ее гармоник. Следовательно, после выделения импульсов дан-
ного сигнала на приемной станции можно фильтром нижней частоты
ФНЧ выделить спектр данного электрического сигнала, отсеяв все
высокочастотные составляющие. Выделенный спектр сигнала не бу-
45
Рис. 4.15. Определение минимальной частоты коммутации
дет иметь искажений только в том случае, если нижняя боковая поло-
са частот не будет накладываться на спектр сигнала (рис. 4.15, б),
т. е. со—Qmax^Qmax или о)^2йтах. Следовательно, разделение по вре-
мени возможно, если спектр сигнала будет ограничен (максимальная
частота сигнала конечна и равна Qmax) и частота коммутации о) будет
больше или в крайнем случае равна удвоенной максимальной частоте
спектра сигнала; o)^2Qmax или f^2Fmax.
Следовательно, непрерывно изменяющийся во времени, т. е. ана-
логовый (например, речевой), сигнал с ограниченным спектром
частот (конечное Fmax) можно точно передать, фиксируя ограни-
ченное число мгновенных значений, следующих с частотой, как мини-
мум вдвое большей, чем Fmax. Этот вывод соответствует известной
теореме Котельникова, лежащей в основе всех способов разделения
каналов по времени.
Спектр речевого сигнала составляет 300—3400 Гц. Следователь-
но, 2Fmax=6800 Гц. Частоту коммутации в системах времен-
ного разделения выбирают из условия f>2Fmax и принимают равной
8 кГц. Итак, при временном разделении мгновенные значения
речевых сигналов передаются в интервалы времени т, отводимые
для каждого сигнала в общей линии передачи, следующие через
промежутки времени Д/= 1/8000= 125 мкс. В течение этого интер-
вала т изменение мгновенного значения сигнала можно передать
изменением амплитуды импульса АИМ (рис. 4.16); длительности,
т. е. ширины его ШИМ\ положения внутри интервала ФИМ или ЧИМ.
Во всех этих случаях для передачи сигнала необходимо передать фор-
му импульса, чтобы можно было фиксировать амплитуду АИМ, ши-
рину ШИМ или местоположения ЧИМ или ФИМ последнего. Для
сохранения формы импульса требуется передать широкий спектр его
гармонических составляющих.
Помехи в реальных линиях передачи, искажающие форму сигнала
по мере увеличения длины линии и числа промежуточных усили-
телей, будут накапливаться и в конечном счете ограничивать даль-
ность передачи. Этот недостаток отсутствует, если отводимый интер-
46
вал используется для передачи комбинации импульсов, т. е. кода—
импульсно-кодовая модуляция (ИКМ).
Но так как чйсло импульсов, составляющих код, ограничено, то
и количество возможных комбинаций также ограничено. Например,
из трех импульсов можно составить только восемь комбинаций: ООО,
001, 010, 011, 100, 101, НО, 111. Следовательно, из п импульсов
можно получить 2" комбинации. Из-за ограниченного числа комби-
наций нельзя передать мгновенные значения формы кривой электри-
ческого сигнала абсолютно точно.
Замена непрерывно изменяющегося сигнала конечным числом
разрешенных значений называется квантованием сигнала.
Предположим, что имеется некоторый непрерывный сигнал
(рис. 4.17, а, сплошная линия) и что для кодирования применяется
трехразрядный двоичный код, т. е. используют кодовые комбинации,
состоящие из трех импульсов типа 1 и 0. Таких комбинаций можно об-
разовать восемь. На рис. 4.17, а слева по оси ординат отложены
порядковые номера комбинаций, а справа — соответствующие им, а
следовательно, и принятым уровням квантования кодовые комбина-
ции. Дискретизация сигнала происходит через, промежутки времени
Д/; в момент отсчета определяется, какому разрешенному уровню
ближе вбего соответствует мгновенное напряжение сигнала. Эти зна-
чения на рис. 4.17, а отмечены крестиками. В результате кодирования
разрешенных уровней в соответствии с двоичными числами, указан-
Рис. 4.16
Рис. 4.17
при различных видах модуляции
Рис. 4.16. Характер импульсов
Рис. 4.17. Квантование сигналов и искажения квантования
47
ными на данном рисунке справа, получаются кодовые комбинации
импульсов (рис. 4.17, б), которые и передаются на приемную
станцию. Если теперь штриховой линией соединить точки, отмечен-
ные крестиками на рис. 4.17, а, то получим кривую фактически
передаваемого сигнала. Этот сигнал несколько отличается от исход-
ного. Разность между передаваемым и исходным сигналами
определяет искажения, вносимые при квантовании сигнала. Можно
считать, что в пункте приема наряду с передаваемым полезным
сигналом действует сигнал (рис. 4.17, в), создающий некоторую
помеху, называемую шумом, или помехой квантования.
Снизить этот шум можно увеличением числа ступеней квантова-
ния, т. е. уменьшением Д(7 (см. рис. 4.17, а). Для этого надо
использовать достаточно большое число импульсов в кодовых комби-
нациях. Исследованиями установлено, что для нормального качества
передачи речевых сигналов кодовые комбинации следует составлять
из семи или восьми импульсов, что дает возможность отображать раз-
решенные уровни речевых сигналов 128 или соответственно 256 ком-
бинациями.
В системах передачи с ИКМ нет надобности сохранять форму им-
пульсов, составляющих соответствующую комбинацию (код). Доста-
точно в каждом промежуточном пункте фиксировать наличие или от-
сутствие импульса на данном месте определенной комбинации. При
этом удается сократить спектр частот передаваемого сигнала
по сравнению с другими импульсными способами модуляции
(см. рис. 4.16), передавая только первую гармонику им-
пульсов кодовой комбинации. Принимаемый импульс может быть до-
статочно сильно искажен помехами реальной линии передачи.
Если в приемном или промежуточном усилительном пункте будет
все же зафиксировано наличие импульса на данном месте ко-
довой комбинации, то этот импульс может быть полностью восста-
новлен регенератором и направлен далее без помех и искаже-
ний.
Таким образом, применение в промежуточных пунктах регенера-
торов (вместо усилителей в аналоговых и других системах с импуль-
сными способами модуляции) позволяет полностью избавляться от
помех на каждом регенерационном участке. Это позволяет не огра-
ничивать дальность телефонной передачи вследствие накопления
помех, неизбежного при использовании других способов модуляции.
Указанные преимущества систем передачи с ИКМ, а также
открывающиеся возможности значительного сокращения размеров и
массы аппаратуры, увеличения стабильности и надежности ее работы
позволяют считать, что этот способ модуляции является наиболее
перспективным как при временном способе разделения каналов, так
и по сравнению с системами передачи, работающими с ЧРК-
Глава 5. ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ
С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ
5.1. ОБРАЗОВАНИЕ КАНАЛОВ ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ
В главе 4 была установлена возможность частотного разделения
каналов, т. е. возможность организации на одной линии нескольких
каналов для независимой передачи соответствующих электрических
сигналов. Предполагалось, что электрический сигнал поступает на
вход канала передающей станции и принимается на выходе канала
приемной станции.
Если требуется организовать двустороннюю телефонную связь
между двумя абонентами, то речевой сигнал должен передаваться
в обоих направлениях. Использование для увеличения дальности пе-
редачи двусторонних усилителей, как это делалось в случае канала
НЧ, в каналах, организованных на более высоких частотах, нецелесо-
образно. Это объясняется тем, что с ростом частоты передаваемого
сигнала возрастает затухание линий и, следовательно, необходимо
увеличивать усиление усилителей или устанавливать их через неболь-
шие расстояния. Увеличение усиления усилителей невозможно из-за
трудностей настройки балансных контуров, а частая установка уси-
лителей приведет к нарушению устойчивости и, следовательно, огра-
ничению дальности телефонной передачи.
Поэтому для организации двустороннего обмена речевой инфор-
мацией следует использовать два канала (рис. 5.1): один К1 в одном,
другой К2 в обратном направлениях. Но абонентские линии всегда
двухпроводные. Поэтому необходимо обеспечить переход с четырех-
проводного соединения двух каналов, работающих в разных направ-
лениях, на двухпроводные абонентские линии, т. е. создать двусто-
ронний канал связи. Как было выяснено выше, для этой цели можно
применять дифференциальные системы (рис. 5.2).
Назовем совокупность устройств, обеспечивающих двусторонний
обмен речевой информацией, каналом связи.
Практически каналы содержат не только элементы, вносящие за-
тухание (линии передачи, фильтры, преобразователи), но и элементы,
усиливающие электрические колебания. В результате каналы, рабо-
тающие в прямом и обратном направлениях, могут иметь результи-
рующее усиление. Рассматриваемая схема становится как бы эквива-
лентной схеме двустороннего усилителя. Однако в этом случае на вхо-
де и выходе схемы включаются не физические цепи, а устройства ком-
мутации, например междугородный коммутатор, посредством кото-
рых абонентские линии соединяются с дифференциальными система-
ми канала.
Последнее обстоятельство является существенным, так как в ком-
мутирующих устройствах возможны значительные изменения сопро-
49
Рис. 5.1
Рис. 5.2
Рис. 5.1. Схема, поясняющая принцип организации двусторонней телефонной связи
Рис. 5.2. Схема организации двусторонней связи между абонентами
тивлений нагрузок. Считается, что канал связи должен работать
устойчиво в любом, самом неблагоприятном случае, в том числе
при коротком замыкании или холостом ходе в коммутирующих
устройствах.
При холостом ходе сопротивление линии 2Л в сторону комму-
тирующих устройств и абонентов будет равно бесконечности и балан-
сное затухание дифференциальных систем
Лл4-Лв 14~ /Z.^/Z.rjX
<*/=20 lg | / уБ| =20 lg | --=20 lg 111 =0 .
Л z Б 1 ~ (^Б'^'л)
В этом случае условие (3.11) устойчивой работы схемы изменя-
ется и будет иметь вид —s>0.
Следовательно, для устойчивой работы канала связи необходимо,
чтобы он обладал отрицательным усилением—(—$)>0, т. е. зату-
ханием. Как уже рассматривалось, из соображений уменьшения ис-
кажений от действия обратной связи это затухание, называемое ос-
таточным «о, берется равным 7 дБ. Оно и будет определять
устойчивость канала а=ао..
С целью обеспечения эксплуатационных удобств при условии сох-
ранения устойчивой работы в канал связи включают удлинители ат,
ау । и ау 2 (рис. 5.3). Образованный таким образом канал называется
типовым каналом тональной частоты (ТЧ). Он
Рис. 5.3. Структурная схема двусторон-
него канала связи
имеет установленные международ-
ными соглашениями характерис-
тики (см. главу 6), в том числе
уровни в двух- и четырехпровод-
ном включении, указанные на
рис. 5.3.
Удлинитель ат затуханием
3,5 дБ используется в ходе эксп-
луатации при установлении двух-
проводных транзитных соедине-
ний. Удлинители аУ|=6 дБ и ау о=
=4 дБ обеспечивают установлен-
50
ные и нормируемые уровни —13 дБ на входе и +4 дБ на выходе четы-
рехпроводного канала ТЧ. Докажем, что при постоянном значении
остаточного затухания канала aQ включение указанных удлинителей
не повлияет на устойчивость канала ТЧ, которая будет определяться
значением «о.
Определим балансное затухание дифференциальной системы при
включении удлинителя ат и холостом ходе двухпроводного выхода
канала. Найдем входное сопротивление транзитного удлинителя ZBX
со стороны дифференциальной системы в указанном режиме. В дан-
ном случае оно будет играть роль 2Л.
Следовательно,
ZB х — Z д— Zc cthaT,
где Zc — характеристическое сопротивление транзитного удлинителя.
Принимая сопротивление балансного контура ZB=ZC, получим
балансное затухание
Z + Z„ cth a
c 1 с т
Z п “Ь z к
ae=201g | | =20 lg |
<6Л“‘6Б
Z -Z cth a
с C T
I =20 lg |
l+thaT
1 — th aT
Если учесть, что
1+th ат 2от(Нп) 0,1ат(дБ)
-——-----— е =10
1-th ат
то ae=2OlglOo,laT=2aT=ao=7 дБ.
Тогда переходное затухание дифференциальной системы ап=
=ае-|-7=14 дБ.
Считая усиление канала sK=4—(—13)=17 дБ (см. рис. 5.3),
найдем его устойчивость о, которая определяется соотношением
между усилением канала $к и переходным затуханием дифферен-
циальной системы с учетом затухания удлинителей ау\ и аУ2. Тогда
получим
<у=ап +^1+^2—$к = 14+6+4—17=7 дБ=а0.
В рабочем режиме нагрузкой канала ТЧ является входное сопро-
тивление абонентских линий, вследствие чего балансное затухание
его увеличивается по сравнению с режимом холостого хода примерно
на 5,2—6 дБ. Тогда устойчивость канала повышается: а=7-|-5,2=
= 12,2 дБ.
Следует отметить, что выводы, сделанные в данном параграфе,
относятся к любым каналам независимо от использования для их ор-
ганизации с частотным или временным разделением кана-
лов.
51
5.2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ С ЧАСТОТНЫМ
РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ
Как было установлено выше (см. § 4.3), при модуляции около
несущей частоты появляются две боковые полосы частот, каждая из
которых полностью несет информацию о сигнале, сохраняя соотноше-
ния амплитуд, частот и фаз составляющих сигнала.
Изображение спектра несущей частоты и боковых полос частот
стандартизовано (рис. 5.4). Вертикальные ординаты треугольников,
определяющих боковые полосы частот, фиксируют не соответствую-
щие амплитуды составляющих спектра, а только значение ча-
стот составляющих модулирующего сигнала. Следовательно, в со-
ставе верхней боковой полосы спектр сигнала не перевернут; верхняя
частота сигнала (o+Qmax (вертикальная сторона треугольника) рас-
положена выше остальных частот спектра. Нижняя боковая полоса
частот перевернута (инверсирована), вертикальная сторона треу-
гольника, фиксирующая место расположения верхней максимальной
частоты спектра сигнала со—Qmax, расположена ниже остальных ча-
стот боковой полосы. В дальнейшем боковые полосы частот будут
изображаться только так.
Для передачи сигнала по линии передачи могут быть использова-
ны электрические колебания несущей частоты и обеих боковых полос
частот, как это делается, например, в радиовещании. Однако, учи-
тывая, что во всех реальных трактах с увеличением частоты растет
и затухание его, целесообразно при ЧРК для передачи каждого элек-
трического сигнала занимать в линии передачи возможно более узкий
спектр частот. Поэтому применение для передачи сигнала электричес-
ких колебаний несущей частоты и обеих боковых полос частот неце-
лесообразно. Учитывая, что каждая из боковых полос частот содер-
жит всю информацию о сигнале, целесообразно спектр сократить в 2
раза, передавая только электрические колебания, например, несущей
частоты и одной из боковых полос частот. Именно так и были сконст-
руированы первые отечественные и зарубежные наипростейшие си-
стемы многоканальной связи, которые назывались системами с пе-
редачей в линию токов несущей частоты и одной
боковой полосы частот. При этом считалось, что передача
электрических колебаний несущей частоты упростит конструирование
приемной части аппаратуры.
Однако эти системы имели ряд существенных недостатков [ 14] ,
причиной которых является присутствие тока несущей частоты в ли-
нии. Желание устранить отмеченные недостатки привело к созданию
систем без передачи в линию тока несущей частоты. При этом в каж-
I
____ I
______1.^^ _____
Рис. 5.4. Спектр боковых полос
52
Рис. 5.5. Структурная схема простейшей 3-канальной системы без передачи в линию
тока несущей частоты
дом канале существует только одна (верхняя или нижняя) боковая
полоса частот и только лишь в том случае, когда данный абонент го-
ворит. Когда абонент слушает своего собеседника и молчит, канал
остается свободным.
Статистические исследования, проведенные в нашей стране и за
рубежом, показывают, что канал активен (т. е. занят речевым сигна-
лом) в среднем только 25—30% времени, остальное время канал сво-
боден. Это обстоятельство позволяет использовать усилитель срав-
нительно небольшой мощности для одновременного усиления сигна-
лов всех каналов данного направления, т. е. применить так называе-
мые групповые у с и л и те л и . На схеме, приведенной на рис. 5.5,
показаны оконечная станция А и промежуточный усилитель системы
подобного типа. Схемы станции А и другой оконечной станции Б ана-
логичны. При передаче в канал токов только одной боковой полосы
частот на передающей станции в качестве преобразователя приме-
няют схему, на выходе которой электрические колебания не содержат
тока несущей частоты. Для обратного преобразования токов боковой
полосы частот на приемной станции к преобразователю необходимо
подвести ток несущей частоты, как это показано на рис. 5.5.
Для организации на линии передачи трех каналов связи (рис. 5.6)
необходимо создать шесть каналов, три из которых предназначены
для передачи сигналов от станции А к станции Б и три другие —
в обратном направлении.
Расположить каналы, казалось бы, выгодно согласно рис. 5.6,
где номер со штрихом обозначает обратный канал каждого направле-
ния. Однако такое расположение нецелесообразно. Действительно,
53
a
Ф1 Фг ФЗ ФЧ Ф5 Ф6 &
Рис. 5.6. Неприменяемое расположение каналов в линейном тракте
фильтры имеют конечное значение затухания в полосе непрозрач-
ности (например, фильтр /'). По каналу Г на станции А принимает-
ся ослабленный затуханием линии передачи полезный сигнал. В то же
время по расположенному рядом каналу 2 осуществляется передача
и, следовательно, в линию передачи посылается сигнал большого
уровня. Возможно возникновение больших помех в канале /' со сто-
роны канала 2. В таком же положении находятся все средние каналы
системы. Поэтому подобное расположение каналов не нашло распро-
странения.
Во избежание указанных влияний каналы группируют (см.
рис. 5.5), т. е. создают нижнюю группу каналов, работающих в одном
направлении, и верхнюю группу каналов, работающих в обратном
направлении. Полосы частот, используемые для расположения кана-
лов разных направлений передачи, разнесены по частоте друг
относительно друга для уменьшения взаимных влияний.
Система, предусматривающая создание в двухпроводной линии
передачи двух полос частот для организации верхней и нижней групп
каналов, называется двухполосной двухпроводной.
Токи.спектров частот всех трех каналов объединяются на входе
усилителя передачи Ус/, который одновременно усиливает электри-
ческие колебания всех трех каналов. Если в направлении передачи
используют нижнюю группу каналов, то на выходе Ус1 ставят фильтр
нижних частот ФНЧ, разделяющий спектр частот нижней группы ка-
налов от верхней группы каналов, работающих в направлении приема
(выделяются фильтром верхних частот ФВЧ).
Применение группового усилителя в промежуточном усилитель-
ном пункте, усиливающего одновременно сигналы всех каналов ниж-
ней (или верхней) группы, и разделение направлений передачи филь-
трами нижних и верхних частот не ограничивают полосу частот уси-
ливаемых сигналов каждого из каналов и, следовательно, не умень-
шают дальность передачи. Отсутствие тока несущей частоты в линии
передачи позволяет расширить спектр передаваемого сигнала, по-
вышая качество тракта передачи. Это же обстоятельство позволяет
уменьшить взаимные переходные влияния между параллельно рабо-
тающими линиями передачи.
К недостаткам рассматриваемой системы можно отнести наличие
на приемной станции генераторов токов несущих частот для каждого
54
канала. Указанные несущие частоты должны соответствовать несу-
щим частотам, применяемым при преобразовании спектров сигналов
на передающей станции. Расхождение несущих частот передающей и
приемной станций на 10—20 Гц влияет на натуральность речи, рас-
хождение на 50 Гц и более — на ее разборчивость, нарушая связь.
Пусть, например, на приемную станцию пришли колебания ниж-
п
ней боковой полосы частот ^6/cos [(w—^z)Z—(pJ’a проводимость
z=i
преобразователя приемной станции изменяется (см. § 3.3) под влия-
нием напряжения местной несущей частоты по закону g=Gcos(co±
±Л(о)/. Тогда ток сигнала на выходе преобразователя будет содер-
жать
п I. п I.
i=ug=^ -у cos [(2(О±Л(О ——Ф-]+2 у-COS [(Q.±A(o)/ + <pJ.
1=1 Z=1
Первое слагаемое будет отсеяно ФНЧ, включенным на выходе
преобразователя, а все составляющие спектра сигнала будут
изменены на величину ±Д(о, что и вызывает указанное
выше искажение речи.
Особенно сильное влияние расхождения несущих частот
получается при передаче по каналу ТЧ сигналов тонального
телеграфирования или данных. В этом случае изменение спектраль-
ных составляющих сигнала не должно быть больше ±1 Гц.
Большие преимущества системы без передачи в линию
тока несущей частоты определяют широкое распространение
этого способа. Практически вся современная аппаратура с ЧРК
работает по этой системе. Из рис. 5.5 видно, что аппаратура
состоит из двух различных по назначению частей. В левой
части схемы оконечной станции показаны элементы, каждый
из которых обслуживает (усиливает, преобразовывает, отфильтровы-
вает) только ток одного электрического сигнала. Эту часть
аппаратуры называют индивидуальным или канало-
образующим оборудованием.
Через элементы другой части схемы проходит групповой
сигнал нескольких каналов, и они составляют групповую
часть аппаратуры.
Двухполосные системы, дающие возможность получить в двухпро-
водной линии передачи три канала связи, занимают спектр частот
до 30 кГц (см. главу 9). Необходимость образования большого числа
каналов связи заставляет передавать по линии передачи токи
более высоких частот. При использовании воздушных линий
связи занимать частоты выше 150 кГц нецелесообразно, так как на
этих частотах работают широковещательные радиостанции,
55
создающие большие помехи (частота 150 кГц соответствует
длине волны 2000 м). В диапазоне частот от 30 до 150 кГц
(с учетом необходимых межканальных интервалов) располагается
до 24 каналов. При этом можно с помощью аппаратуры
двухполосной двухпроводной системы образовывать 12 каналов
связи. Из соображений удобства конструирования канальных
фильтров спектр частот на выходе каналообразующего оборудования
в этой аппаратуре выбирается в пределах 60—108 кГц.
Образование спектра 12-канального блока поясняется
рис. 5.7. Здесь и в дальнейшем общий спектр группы каналов (в дан-
Рис. 5.7. Преобразование спектров сигналов при образовании 12-канального блока и
его структурная схема
56
ном случае 12) обозначается одним треугольником, показывающим
расположение спектров всех каналов в группе (в данном случае
спектр всех каналов перевернут, т.е. инверсирован). Число каналов в
группе обозначается цифрой внутри треугольника.
Самым сложным в производстве аппаратуры с ЧРК является
изготовление и настройка канальных фильтров. При конструи-
ровании аппаратуры стремятся использовать одни и те же
типы фильтров, освоенные в производстве, для объединения каналов
при передаче и разделения каналов в приемной части
аппаратуры. Поэтому спектр частот на выходе и входе
каналообразующего оборудования обеих станций берется
одинаковым. В этом случае возникает необходимость преобразовать
спектр частот на выходе каналообразующего оборудования
в спектр передаваемого по линии сигнала. На приемной станции
также нужно выполнить обратное преобразование принятого
спектра, перенеся его в диапазон частот, существующий на
входе каналообразующей аппаратуры.
Предположим, что в рассматриваемом случае нижняя группа
каналов должна занимать в линейном тракте диапазон частот
36—84 кГц, а верхняя группа каналов — 92—140 кГц. Следователь-
но, на одной из оконечных станций необходимо переместить спектр
частот 60—108 кГц в диапазон частот 36—84 кГц, а на другой стан-
ции (передающей в линию верхнюю группу каналов) — в диапазон
92—140 кГц. В результате этого преобразования, как и рассмотрен-
ного выше (см. § 4.3), на выходе преобразователя проявляются две
боковые полосы частот, каждая из которых содержит всю информа-
цию группового сигнала.
Несущую частоту следует выбирать так, чтобы требуемая
боковая полоса частот расположилась в необходимом диапазоне
частот. Например, в рассматриваемом случае для преобразования
спектра 60—108 кГц в диапазон частот 36—84 кГц можно
использовать несущую частоту 144 кГц. Тогда (рис. 5.8) нижняя
боковая полоса частот будет располагаться в диапазоне
36—84 кГц, а верхняя (отсеиваемая) — в диапазоне 204—252 кГц.
Однако такое преобразование не нашло практического применения.
Это объясняется тем, что преобразуемый и полученный в результате
преобразования спектры частот перекрываются. Как бы хорошо ни
был сбалансирован преобразователь (см. § 7.1) на его выход
будут просачиваться электрические колебания сигналов, поданных
на вход (вертикальные линии).
Действительно, на выходе преобразователя возникнут „просочи-
вшиеся» электрические колебания, например канала 7, занимающие
спектр частот 80—84 кГц; в то же время в этом диапазоне появятся
электрические колебания преобразованного сигнала канала 12
(тонкие сплошные линии). Таким же образом появятся взаимные
помехи между всеми каналами, расположенными в диапазоне
частот 60—84 кГц.
57
Канал 12.
Рис. 5.8. Схема, поясняющая взаимное влияние между каналами при перекрывающих-
ся спектрах преобразуемого и преобразованного сигналов
252 кГи,
Поэтому при подобных преобразованиях необходимо соблюдать
обязательное условие: спектры частот, преобразуемый и
полученный в результате преобразования, не должны
перекрываться.
При необходимости выполнить указанное выше преобразование
спектров осуществляется двойное преобразование: обычно
сначала спектр частот всей группы из 12 каналов переносится
в верхнюю часть диапазона частот, например 384—432 кГц
при несущей частоте 324 кГц, а затем, используя несущую
частоту 468 кГц, спектр, выделенный после первого преобразования,
перемещается в нужный диапазон частот 36—84 кГц. На
рис. 5.9 иллюстрируются выполненные преобразования и приведена
упрощенная структурная схема аппаратуры, где индивидуальное
оборудование 12 каналов изображено одним квадратом.
Рассматривая рис. 5.9, можно заметить, что системы передачи
с ЧРК по функциональному назначению содержат три группы обору-
дования: каналообразующее оборудование, обору-
дование линейного тракта (линейные усилители и
фильтры оконечных и промежуточных пунктов) и оборудова-
ние сопряжения, выполняющее согласование спектра частот
на выходе каналообразующей части и спектров частот передаваемого
по линейному тракту сигнала.
Двенадцатиканальные двухполосные двухпроводные системы
передачи используются главным образом на воздушных линиях
связи (см. главу 9). Однако применение их возможно и на кабельных
линиях при организации связи на небольшие расстояния (см. гла-
ву 10).
58
Необходимость увеличения числа каналов и ограниченная кана-
лоемкость воздушных линий связи заставляют искать другие линии
передачи, позволяющие передавать более высокие частоты. Такими
линиями являются, например, симметричные и коаксиальные пары
кабельных линий передачи. Использовать симметричные
кабельные линии в спектре частот до 12 кГц признано нецелесообраз-
ным, так как в этом диапазоне происходит сильное изменение
затухания линии, компенсация которого достаточно сложна, и малое
число каналов, размещаемое в этом диапазоне, не оправдывает
затраты. Поэтому пары симметричных кабельных линий используют,
начиная с 12 до 252 кГц и выше, где менее сильна зависимость зату-
хания от частоты.
С ростом частот увеличивается затухание кабельных линий пере-
дачи. Это заставляет ставить промежуточные усилители через не-
большие расстояния, вследствие чего и стоимость магистрали в зна-
чительной степени становится зависимой от стоимости промежу-
точных пунктов. Поэтому целесообразно снизить затраты на изго-
товление промежуточных усилительных станций. Кроме того, выпол-
нение направляющих фильтров ФНЧ и ФВЧ, разделяющих направле-
ния передачи нижней и верхней групп каналов при использовании
Рис. 5.9. Спектрообразование 12-канальной и двухполосной системы передачи и ее
структурная схема
59
Рис. 5.10. Структурная схема 12-канальной однополосной системы передачи
в линии передачи высоких частот, затруднено. Из этих соображений
признано целесообразным на кабельных магистралях отказаться от
двухполосной двухпроводной системы и перейти на четырех-
проводную систему, где по одной паре проводов ведется переда-
ча в одном направлении, а по другой — в обратном. И в том, и в дру-
гом направлениях можно использовать одинаковый спектр частот.
Такую систему называют однополосной четырехпро-
водной. В этом случае промежуточные усилительные станции
максимально упрощаются и содержат только усилители.
В качестве примера можно привести простейшую однополос-
ную систему, позволяющую получить 12 каналов (рис. 5.10). На этом
рисунке показаны оконечная станция и промежуточный усилитель-
ный пункт.
Из спектра 60—108 кГц, существующего на выходе каналообразу-
ющей части, спектр 12—60 кГц линейного тракта можно получить
одним преобразованием (использованием несущей частоты 120 кГц),
так как спектры не перекрываются.
Организация связи в разных направлениях по двум парам жил
одного симметричного кабеля, т. е. создание однокабельной линии пе-
редачи, встречает значительные трудности. Дело в том, что при этом
требуется обеспечить большое переходное затухание между парами
жил, используемыми в разных направлениях (до 95 дБ и более). Та-
кого значения переходного затухания можно добиться, применяя
внутреннее экранирование между четверками, предусмотренными для
передачи сигналов в противоположных направлениях. Это в значи-
тельной степени усложняет конструкцию кабеля и повышает стои-
мость его изготовления.
Целесообразно пары жил, предназначенные для организации свя-
зи в разных направлениях, располагать в различных кабелях, т. е.
создавать двухкабельные линии передачи. Все четверки
одного кабеля используют для размещения каналов одного направ-
60
ления, а по четверкам другого кабеля организуют связь в обратном
направлении. Так как в данном случае взаимными влияниями между
каналами в прямом и обратном направлениях можно пренебречь, то
отсутствуют искажения от обратных связей и тем самым не ограничи-
вается дальность передачи. Двухкабельные магистрали распростра-
нены у нас в стране и за рубежом.
Заметим, что требуемое значение переходного затухания между
парами жил, по которым организована связь в разных направлениях,
можно получить, применяя коаксиальные или волоконно-оптические
кабели. Это позволяет организовать двустороннюю связь по однока-
бельной системе.
5.3. УНИФИКАЦИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ
Изложенные выше принципы построения систем передачи с ЧРК
при использовании кабельных линий передачи позволяют, наращивая
число каналов в каналообразующей части оконечных станций и зани-
мая в линейном тракте все более широкий спектр частот, создать
системы передачи с все большим числом каналов. Например, простым
добавлением одной 12-канальной группы в системе (см. рис. 5.10)
получаем 24-канальную систему передачи, занимающую спектр ча-
стот от 12 до 108 кГц (рис. 5.11).
С увеличением мощности системы передачи (числа организуемых
каналов) весьма усложняется каналообразующая часть аппаратуры.
В целях совершенствования, упрощения и уменьшения затрат на ее
производство возникает необходимость в унификации и стандарти-
зации каналообразующего оборудования с тем, чтобы на основе
унифицированных стандартных блоков можно было конструиро-
вать системы передачи различных мощностей. С другой стороны, при
организации сети связи является нецелесообразным в узлах связи
коммутировать отдельные каналы. Видимо, рационально коммутиро-
вать сразу группы каналов, осуществляя их транзит, ответвление
или выделение. Следует также иметь в виду, что в сети связи
должны быть организованы не только каналы ТЧ, но и широко-
полосные тракты для передачи информации с большими скоро-
стями. Эти групповые тракты также должны быть унифицированы.
В качестве основного, так называемого первичного груп-
пового тракта принимается спектр частот от 60 до 108 кГц, в ко-
120 кГц
fl2 •
Рис. 5.11. Преобразование спектров ------у
при создании 24-канальной однопо- .....:—г-------------------- .
лосной системы передачи О 10 20 30 *tO 50 60 70 80 90 100 кГц
61
Рис. 5.12. Спектрообразование вторичной 60-канальной группы
тором при использовании его для передачи речевых сигналов
размещаются 12 каналов ТЧ. Вторичный групповой тракт ор-
ганизуется в спектре частот от 312 до 552 кГц, он соответ-
ствует группе в 60 каналов ТЧ. Третичный групповой тракт,
использующий спектр частот от 812 до 2044 кГц, может обеспе-
чить передачу сигналов 300 каналов ТЧ. Четверичный груп-
повой тракт, спектр частот которого 8,516—12,388 МГц, соответ-
ствует 900 каналам ТЧ.
При производстве каналообразующей аппаратуры является целе-
сообразным со структурной и конструктивной точек зрения создавать
именно такие унифицированные стандартные блоки каналов, которые
можно использовать для занятия того или иного группового тракта.
Один из способов организации основного 12-канального стандарт-
Рис. 5.13. Спектрообразование третичной 300-канальной группы
62
ного блока был рассмотрен в предыдущем параграфе. Существуют
и другие способы создания такого блока, с которыми можно познако-
миться, изучая конкретные системы передачи (см. главы 9 и 10).
Пять 12-канальных блоков позволяют получить вторичный 60-ка-
нальный блок (рис. 5.12), занимающий спектр частот от 312 до 552
кГц, т. е. соответствующий вторичному групповому тракту. Объедине-
ние пяти 60-канальных блоков дает возможность образования 300-ка-
нального третичного блока (рис. 5.13), который соответствует тре-
тичному групповому тракту.
Электрические характеристики указанных групповых трактов и
соответствующих стандартных блоков (спектр частот, уровни пере-
дачи ит. п.) установлены международными соглашениями, что облег-
чает организацию международного обмена различного вида инфор-
мацией.
Указанная унификация позволяет создавать соответствующую
аппаратуру выделения, транзита необходимых групповых трактов
или соответствующих групп каналов, что делает построение сети свя-
зи страны гибкой, управляемой и экономичной.
5.4. ЛИНЕЙНЫЙ ТРАКТ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ С ЧАСТОТНЫМ
РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ
Линейный тракт состоит из линейного усилителя передачи, рас-
положенного на передающей станции, линии передачи с промежуточ-
ными усилителями и усилителя приема, находящегося на прием-
ной станции. Как уже отмечалось, кабельные линии передачи
обладают большим затуханием. Вследствие этого промежуточные
усилители на них приходится располагать достаточно часто. Поэтому
из экономических соображений большую часть усилителей делают не-
обслуживаемыми НУП. Питание на них (рис. 5.14) подается
по жилам этого же кабеля с ближайшего обслуживаемого усилитель-
ного пункта ОУП. Эти пункты располагаются в крупных
узлах связи, имеющих надежное питание и обслуживающий
персонал.
Затухание воздушных линий передачи значительно меньше, чем
кабельных, число усилительных пунктов на них также меньше и
необходимость во включении НУП (называемых в этом случае
вспомогательными ус и л ительными пунктами ВУС)
встречается редко.
Сигналы связи, проходя по реальным линейным трактам, подвер-
гаются влиянию помех и искажениям, возникающим вследствие не-
одинакового затухания, оказываемого линией передачи током раз-
личных частот. По мере увеличения дальности передачи уровень по-
мех возрастает, накапливаются также и искажения сигналов. Можно
показать, что в этих условиях достичь достаточно большой даль-
63
Рис. 5.14. Структурная схема линейного
тракта
►
Рис. 5.15. Схема включения линейного
выравнивателя и зависимость его зату-
хания от частоты
ности передачи можно, только равномерно включая в линейный
тракт промежуточные усилители, в каждом из которых есть соответ-
ствующие корректирующие устройства. Наивыгоднейшая длина уси-
лительного участка определяется для каждой системы передачи
при ее проектировании. Нарушение равномерности расположения
промежуточных усилителей неизбежно вызовет увеличение уровня
мощности накапливающихся помех и искажений.
Для устранения амплитудно-частотных искажений, зависящих от
длины участка линии передачи, его амплитудно-частотной характе-
ристики (АЧХ) необходимо точное соответствие АЧХ каждого проме-
жуточного усилителя АЧХ затухания предшествующего участка ли-
нии передачи. Этого можно добиться, например, включая на входе
усилителя так называемый линейный выравниватель ЛВ (рис. 5.15),
АЧХ которого (кривая 3) обратна АЧХ предшествующею участка
линии передачи (кривая 2), Тогда суммарное затухание линии пере-
дачи и выравнивателя (кривая 1) будет величиной постоянной, неза-
висимой от частоты, и каскадно включенный усилитель, имеющий по-
стоянное усиление, скомпенсирует затухание участка линии и ЛВ\
амплитудно-частотных искажений не будет.
Однако затухание линии передачи под влиянием различных фак-
торов изменяется во времени. Особенно сильно изменяется затуха-
ние воздушных линий передачи в зависимости от температуры, влаж-
ности, отложений инея и гололеда и т. п. (рис. 5.16). Очевидно,
что в таких же пределах должно изменяться и усиление уси-
лителей.
Таким образом, выравнивающие устройства, устанавливаемые па
входе промежуточных усилителей линейного тракта, должны иметь
постоянные линейные выравниватели, которые компенсируют усред-
64
ненное значение амплитудно-частотных искажений, зависящие от
длины предшествующего участка линии, и переменные линейные
выравниватели, корректирующие усиление усилителей с изменением
во времени АЧХ участка.
Пусть, например, АЧХ участка изменяется во времени в преде-
лах от минимальной (рис. 5.17, а, кривая /) до максимальной (кривая
2). При этом становятся другими затухание, наклон характе-
ристики и ее кривизна. Если каскадно с усилителем, имеющим по-
стоянное усиление s (рис. 5.17,6), включены переменный удлини-
тель У, переменные выравниватели В1 и В2, то, изменяя их характе-
ристики, можно получить АЧХ всего тракта передачи, соответствую-
щую изменяющейся АЧХ участка линии.
Действительно, пусть затухание удлинителя равно нулю
(рис. 5.17, в, прямая А) и характеристика выравнивателя В1 макси-
мально крутая (кривая 3), тогда общее усиление всего тракта пере-
3 Зак. 872
65
дачи по крутизне будет соответствовать кривой 2 (см. рис. 5.17, а).
Если же будет включен весь переменный удлинитель У (см.
рис. 5.17, в, кривая 4) и выравниватель В1 имеет минимальный
наклон (кривая 2), то наклон АЧХ усиления будет соответство-
вать кривой 1 (см. рис. 5.17, а). Однако, как видно из рис. 5.17, а,
изменяется не только наклон, но и кривизна АЧХ тракта. Для ее
компенсации служит выравниватель В2 (см. рис. 5.17, б) обеспечи-
вающий требуемое изменение кривизны АЧХ всей схемы (рис.
5.17, г). Затухания переменного удлинителя У и выравнивателей
В1 и В2 должны изменяться автоматически без участия обслуживаю-
щего персонала. При этом изменение затухания линии необходимо
контролировать, для чего обычно используются специальные так на-
зываемые контрольные частоты, расположенные в промежутках
между каналами системы передачи.
Если уровень тока контрольной частоты, посылаемого на вход
контролируемого участка, постоянен, то по изменению уровня прини-
маемого тока соответствующей контрольной частоты можно судить об
изменении затухания участка на данной частоте. Местоположение
контрольных частот выбирают в соответствии с максимальным изме-
нением контролируемого параметра. Так, для контроля изменения за-
тухания (так называемая плоская регулировка) контроль-
ная чартота располагается в верхней части контролируемого диапазо-
на частот /п (см. рис. 5.17, а). Контрольная частота, фикси-
рующая изменение наклона (наклонная регулировка),
расположена в нижней части диапазона fH. Для контроля кривизны
характеристики (криволинейная регулировка) контроль-
ная частота /к выбирается в середине диапазона, где это изменение
максимально.
Совокупность всех устройств, обеспечивающих автоматическое
изменение АЧХ промежуточных усилителей и усилителя приема око-
нечной станции, называется устройствами автоматической
регулировки усиления (АРУ).
Достаточно сложные устройства АРУ, действующие от токов
контрольных частот, обычно устанавливают только в ОУП. В необ-
служиваемых усилительных пунктах применяют простейшие устрой-
ства АРУ, приближенно изменяющие усиление усилителей в зависи-
мости от температуры кабеля. Эти устройства называются грунто-
выми АРУ. Неточность корректировки усиления грунтовыми АРУ в
секции регулирования (ОУП—ОУП) компенсируется частотными
АРУ, включенными в ОУП. х
Следует заметить, что как бы хорошо ни работали устройства
АРУ, точного соответствия АЧХ усилительного участка и промежу-
точного усилителя получить нельзя, так как участок линии — это эле-
мент тракта с распределенными параметрами, а промежуточный уси-
литель — это устройства с сосредоточенными параметрами: Искаже-
ния возникают также вследствие погрешностей согласования вход-
66
них сопротивлений разных элементов тракта. Подобные остаточные
амплитудные искажения накапливаются с увеличением длины линей-
ного тракта и могут принять недопустимые значения, ограничи-
вающие дальность передачи. Остаточные искажения устраняют ис-
пользованием магистральных выравнивателей (МВ),
которые включают в линейный тракт через определенные расстояния,
устанавливаемые для каждой системы передачи.
Большое число каскадно включаемых в линейных тракт усилите-
лей, каждый из которых вносит некоторые нелинейные иска-
жения, неизбежно вызывает накопление их. Допустимое значение
этих искажений должно нормироваться (см. главу 6), и оно опреде-
ляет требования к линейности каждого усилителя линейного тракта.
Современные многопарные симметричные кабельные линии пере-
дачи, применяемые на железнодорожном транспорте, используются
для одновременной работы нескольких систем передачи. При конеч-
ном значении переходных затуханий между используемыми парами
жил неизбежны переходные влияния между одноименными каналами
параллельно работающих систем передачи. Эти помехи, называемые
линейными переходными влияниями, зависят от качест-
ва изготовления и симметрирования кабеля и должны нормиро-
ваться (см. главу 6).
Правильный выбор мест расположения ОУП, равномерное распо-
ложение НУП, а также корректирующих и выравнивающих
устройств являются основными задачами при проектировании линей-
ного тракта систем передачи. Любые нарушения равномерности
расположения элементов линейного тракта вызовут ухудшение от-
ношения сигнал/шум и, следовательно, снижения качества передачи.
3*
Глава 6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
И НОРМИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ
КАНАЛОВ ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ И ГРУППОВЫХ ТРАКТОВ
6.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Типовые каналы ТЧ и групповые тракты, являющиеся составной
частью магистральной, дорожной и отделенческой первичных сетей,
дают возможность организовать соответствующие вторичные сети
для передачи самой разнообразной информации. Каналы ТЧ и груп-
повые тракты должны удовлетворять определенным нормам, гаранти-
рующим высокое качество тракта передачи.
В первом приближении нормирование — это определение допусти-
мых отклонений данной характеристики от соответствующей характе-
ристики идеального канала (тракта). Если, например, в идеальном
случае мы должны передать весь спектр сигнала, а в реальном мы
ограничиваем его, то степень допустимого ограничения следует нор-
мировать. В идеальном канале нет шумов и помех; реальный канал
неизбежно подвержен и тому, и другому; допустимая мощность шу-
мов должна нормироваться. Более того, большинство электрических
характеристик канала зависит от дальности передачи и количества
включаемой в канал аппаратуры. Следовательно, электрические
характеристики могут быть нормированы для вполне определен-
ной эталонной предполагаемой (или гипотетической) цепи
при условии включения определенного числа промежуточных уст-
ройств.
При организации сети связи стараются возможно более укруп-
нить пучки каналов, так как это увеличивает коэффициент использо-
вания каждого канала в пучке. Поэтому большие пучки каналов
ТЧ создаются между крупными узлами связи, в которых при необхо-
димости увеличения дальности передачи организуются временные
или постоянно действующие транзитные соединения (переприемы)
каналов ТЧ или групповых трактов. Таким образом создаются
так называемые составные каналы.
При нормировании число таких переприемов, приходящихся на
длину гипотетической цепи, следует учитывать, так как при каждом
выделении канала ТЧ используются электрические фильтры, ограни-
чивающие полосу пропускаемых частот, и преобразователи, которые
вносят определенные искажения и шумы.
Рекомендуют гипотетические цепи для симметричных кабельных
линий длиной 2500 км (рис. 6.1, а) и воздушной линии длиной
2000 км (рис. 6.1, б). Следовательно, на протяжении 2500 км ка-
нал ТЧ может иметь два переприема (три переприемных участ-
ка), т. е. он проходит через шесть канальных фильтров и шесть инди-
видуальных преобразователей (три модулятора и три демодулятора).
68
В симметричных кабельных линиях передачи первичный групповой
тракт (в спектре 60—108 кГц) может иметь еще по одному пере-
приему на каждом из трех переприемных участков канала ТЧ.
Следует отметить, что в ведомственных сетях связи МПС встре-
чается необходимость в некоторой коррекции изложенных рекоменда-
ций, вызванной использованием кабельных линий передачи для ор-
ганизации одновременно магистральных, дорожных сетей связи и се-
ти оперативно-технологической связи отделений дорог, что требует
более частого выделения каналов ТЧ, т. е. организации дополни-
тельных переприемов и ответвлений каналов и трактов. Тем не менее
каналы и тракты, организуемые в ведомственной сети связи МПС,
должны удовлетворять нормам, рекомендованным для ЕАСС.
В технике связи для измерения или определения соотноше-
ния измеряемых величин (тока, напряжения, мощности) исполь-
зуются так называемые единицы передачи, в которых выра-
жаются уровни сигналов и помех, затухания и усиления элементов
трактов передачи.
Уровнем называют выраженные в логарифмическом масштабе
отношения мощности, напряжения или тока в какой-либо точке
цепи PXt Ux, 1Х аналогичной величине, принятой за начало отсчета
Ро, i/o, /о:
р и I
Рн = 20 1£—pT=201g/-.
Абсолютный уровень мощности определяется относи-
тельно Ро = 1 мВт. Если эта мощность подводится к активному
сопротивлению 600 Ом, то на нем появляется напряжение Uo —
=0,775 В и ток /о=1,29 мА.
Точку канала связи с указанными соотношениями называют точ-
кой абсолютного нулевого уровня мощности, напряже-
ния и тока.
В этой точке Рм=Рн=рт.
а) тч пг тч пг тч пг тч
~2500~
б) ТЧ тч тч тч
Щ--------ЙНВ „„„/"АНН--------Щ
Г_____________2000___________J
П Индивидуальный ^Преобразователь ^Преобразователь
[^преобразователь ^первичной группы ^Вторичнойгруппы
Рис. 6.1. Структурные схемы эталонной (гипотетической) цепи
69
Если в какой-либо точке канала связи сопротивление нагрузки
отличается от 600 Ом, абсолютные уровни по мощности и напряже-
нию (току) в этой точке не будут равны между собой:
pr t/2-600 U finn
P“=10lgTSr=,0lg7^7^2- = 201g 0J75’+10lgT2’ = P"+101g'F’-
H W» 4v} H H
Относительный уровень определяет соотношение между
мощностью передаваемого сигнала в любой точке канала и мощ-
ностью в его начале. Началом канала (условно принимаемой
точкой с относительным нулевым уровнем) считается его вход
(см. рис. 5.3). Относительные уровни по мощности и напряжению
(току) совпадают только на сопротивлениях нагрузки, равных
600 Ом. Относительный уровень определяется разностью абсолют-
ных уровней в данной точке и начале канала.
В реальных условиях работы аппаратуры связи электрические
колебания в каналах могут иметь самые разнообразные уровни, за-
висящие от характера передаваемой информации и ряда других при-
чин. В то же время при эксплуатации аппаратуры необходимо про-
водить эксплуатационные и профилактические измерения, позволяю-
щие контролировать качество тракта передачи. С этой целью вводит-
ся понятие измерительного уровня, под которым понимается
значение абсолютного уровня синусоидального сигнала в данной точ-
ке канала при подключении к его входу (в точку с нулевым абсо-
лютным уровнем) генератора синусоидального сигнала с выходным
сопротивлением 600 Ом и э. д. с., равной 2-0,775 В. Частота
электрических колебаний обычно выбирается 800 Гц. По значению
измерительного уровня сигнала в различных точках канала связи
проводят измерения и настройку аппаратуры. Значения измери-
тельного уровня на входах и выходах элементов аппаратуры ка-
налов и групповых трактов нормируют.
Если канал, групповой тракт или какой-либо элемент аппаратуры
(как четырехполюсник) нагружен на входе и выходе на свои собст-
венные характеристические сопротивления, т. е. в этих точках отсут-
ствуют несогласованность и отражения, то разность уровней на входе
и выходе (или выходе и входе) измеряемого объекта является его
характеристическим затуханием (усилением).
Практическое значение имеет рабочее затухание канала,
группового тракта или какого-либо элемента аппаратуры
ap=101g-^,
н
где —максимальная мощность, которую может отдать генератор на
сопротивлении, включенном непосредственно на его выходе, рав-
ном его внутреннему сопротивлению /?г;
Рн — мощность, фактически выделяемая на нагрузке /?н, включенной
на выходе измеряемого объекта.
70
Если /?г=#/?н, то можно написать
а = ю 1g-^-=10 lg (£/2) R” =20 —
р s Ри ё о и2 в 0,775
н ' г н
U R R
-20 *8 о± + 10 ‘8 Т^вх-Рн+’О !g 7;
Следовательно, при изменений рабочего затухания вначале
определяется уровень напряжения рвх на выходе генератора, на-
груженного на сопротивление, равное его внутреннему, затем измери-
тельный генератор подключается к измеряемому объекту и определя-
ется уровень напряжения на его выходе рн. Рабочее затухание
определяется как разность уровней рвх—рн с учетом поправки
101g(/?H /Rr), зависящей от соотношений сопротивлений.
6.2. ОСТАТОЧНОЕ ЗАТУХАНИЕ (УСИЛЕНИЕ) КАНАЛОВ
ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ
И ЕГО АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Как было установлено, канал ТЧ должен иметь остаточное
затухание, равное 7 дБ. Следовательно, если на вход канала будет
подан измерительный сигнал частотой 800 Гц с нулевым уровнем, то
на его выходе должен быть измерительный сигнал той же частотой с
уровнем —7 дБ.
Остаточное усиление канала ТЧ в четырехпроводном включении
должно быть 17 дБ. Предполагается, что если на вход его подать
ток измерительного сигнала частотой 800 Гц с уровнем —13 дБ, то на
выходе его будет ток той же частотой с уровнем +4 дБ (см. рис. 5.3).
Погрешность установки остаточного затухания не должна превы-
шать ±0,43 дБ. Изменение остаточного затухания (усиления) носит
случайный характер, поэтому нормами предусматривается статисти-
ческая оценка его нестабильности.
Значение среднего квадратичного отклонения во времени оста-
точного затухания (усиления) от его среднего значения на частоте
800 Гц не должно быть более 1 дБ на один переприемный участок про-
тяженностью до 2500 км. Разность между средним и указанным выше
нормированным значением остаточного затухания не должна быть
больше 0,5 дБ. Максимальное отклонение во времени остаточного
затухания (усиления) от нормированного значения на одном пере-
приемном участке не должно превышать 2,5 дБ с вероятностью 0,95.
Для каналов НЧ с двусторонними усилителями допускается увеличе-
ние нормированного значения остаточного затухания до 8,7 дБ на
частоте 800 Гц.
71
Амплитудно-частотной характеристикой канала
или тракта называется зависимость остаточного затухания (усиле-
ния) от частоты синусоидального сигнала. В связи с этим установлено
понятие о п о л о с е эффективно передаваемых частот,
т. е. полосе, ограниченной частотами, на которых остаточное затуха-
ние канала на 8,7 дБ превышает его значение на частоте 800 Гц. Если
характеристика остаточного затухания известна, например, из изме-
рений (рис. 6.2), то полосу эффективно передаваемых частот
(/н —/в) можно определить так, как показано на указанном рисунке.
Вследствие наличия в канале переходных трансформаторов, фильт-
ров и других приборов характеристика остаточного затухания реаль-
ного канала имеет вид, близкий к кривой, приведенной на
рис. 6.2. Если в полосе эффективно передаваемых частот оста-
точное затухание значительно зависит от частоты, то будут наблю-
даться искажения передаваемых речевых сигналов, называемые
амплитудно-частотными.
Полоса эффективно передаваемых частот для типовых каналов ТЧ
установлена 300—3400 Гц.
Амплитудно-частотную характеристику нормируют, используя
ступенчатые кривые — шаблоны (рис. 6.3), ограничивающие допу-
стимые изменения ее в сторону увеличения затухания (уменьшения
усиления). Уменьшение затухания (увеличение усиления) ограничи-
вается соответствующей прямой линией, так как оно одинаково опас-
но на любой частоте вследствие возможности возникновения генера-
ции канала. При пользовании шаблонами надо иметь в виду, что по
оси ординат откладывается величина Ддо=д0/—до воо (где До/ — зна-
чение остаточного затухания на данной частоте /; до воо — значение
этой величины на частоте 800 Гц). При этом исключается влияние
допустимого изменения во времени остаточного затухания на норми-
рование полосы эффективно передаваемых частот.
Так как каналы участвуют в транзитных соединениях, то к частот-
ной зависимости остаточного затухания составного канала предъ-
Рис. 6.2. Определение полосы эффективно передаваемых частот
Рис. 6.3. Нормирование частотной зависимости остаточного затухания
72
Рис. 6.3
являют соответствующие требования. Ступенчатая кривая, отмечен-
ная цифрой 12, дана для случая прохождения каналом ТЧ 12 перепри-
емных участков. Кривые, относящиеся к одному и пяти переприемным
участкам, обозначены на том же рисунке цифрами 1 и 5 [ 5] .
Для телефонных каналов низкой частоты, организуемых на сталь-
ных воздушных цепях, полоса эффективно передаваемых частот до-
пускается от 300 до 2000 Гц. Как было отмечено, это объясняется
трудностями настройки балансных контуров дифференциальных си-
стем двусторонних усилителей при передаче более широкой полосы
частот. Для каналов низкой частоты, организованных на цветных
воздушных цепях, полоса эффективно передаваемых частот 300—
2400 Гц. Ступенчатые шаблоны для этих случаев приведены на
рис. 6.3. Шаблон для цветных цепей обозначен буквой Ц, для
стальных цепей — буквой С. Реальная кривая остаточного затуха-
ния, удовлетворяющая норме, для одного переприемного участка изо-
бражена тонкой линией. Допустимые отклонения АЧХ первичного
группового тракта от его среднего значения не должны во всем
диапазоне частот (от 60 до 108 кГц) быть больше 4=0,43 дБ.
6.3, ПОМЕХИ В КАНАЛАХ СВЯЗИ
Посторонние мешающие электрические колебания в реальных
каналах связи можно условно разделить на шумы и переходные раз-
говоры.
К шумам относятся различные звуки типа шорохов, тресков,
гудений, свиста и т. п., которые мешают нормальному действию связи.
Переходные разговоры — это внятные или невнятные пере-
ходные влияния между каналами связи, организованными на данной
или параллельно идущей линии передачи.
Шумы подразделяются на внешние и внутренние. Шумы внешнего
происхождения в каналах возникают под действием электродвижу-
щих сил, индуцируемых соседними линиями сильного тока, цепями
связи, в том числе телеграфными проводами, радиопередачами, кон-
тактной сетью электрифицированных дорог, разрядами атмосферного
электричества (атмосферные шумы); сюда можно отнести также шу-
мы помещения говорящих абонентов и т. п.
Для уменьшения влияния внешних шумов на качество тракта пе-
редачи принимают следующие меры: соблюдают симметрию двухпро-
водных цепей по отношению к земле, скрещивают провода цепей воз-
душных линий, скручивают жилы в кабелях, симметрируют кабель-
ные цепи при помощи конденсаторов, экранируют цепи в кабелях
и т. д. Для подавления части линейных шумов на входе прием-
ников систем передачи включают полосовые фильтры, применяют
устройства сжатия динамического диапазона речи при передаче
и расширения его при приеме.
73
К шумам внутреннего происхождения можно отнести собствен-
ные шумы, обусловленные хаотическим движением свободных элект-
ронов в проводниках, дробовым эффектом в электронных лампах,
эмиттерном и коллекторном переходах транзисторов, а также шумы
от нелинейных переходов, возникающих вследствие нелинейности
элементов групповых трактов.
В усилителях наибольшее значение имеют тепловые шумы, появ-
ляющиеся в их входных каскадах, так как они усиливаются затем все-
ми каскадами усилителя. Такие шумы становятся заметными при
достаточно большом усилении усилителя (не менее 56—60 дБ).
Мощность тепловых шумов пропорциональна ширине частотной по-
лосы канала и абсолютной температуре проводника. Так, при темпе-
ратуре проложенного в земле кабеля 10 °C и ширине спектра частот
канала 3 кГц мощность теплового шума в кабельной цепи составляет
5ХЮ-17 Вт, чему соответствует уровень шума —163 дБ.
В кабелях, хорошо защищенных от влияния внешних помех, на-
пример коаксиальных,тепловые шумы представляют собой важней-
ший источник помех. Особенно заметными тепловые шумы становятся
в каналах с большим числом усилителей. Для уменьшения влияния
указанных помех повышают уровень приема полезных сигналов.
Шумы от нелинейных переходов возникают в групповых элемен-
тах тракта, например в групповых усилителях. В них появляются
гармоники и комбинационные составляющие сигналов, занимающие
широкий диапазон частот. Указанные составляющие проникают в
любой канал многоканальной системы передачи. В результате
взаимодействия речевых сигналов в групповом тракте друг с другом и
токами контрольных частот наряду с многочисленными неразборчи-
выми помехами, рассматриваемыми как шумы, могут появиться
отдельные внятные переходные разговоры. Для уменьшения нели-
нейных искажений в усилителях применяют отрицательную обрат-
ную связь.
Помехи внешнего и внутреннего происхождения возникают в
каждом канале на каждом усилительном участке линии передачи.
Все промежуточные усилители линии передачи рассчитывают так,
чтобы они компенсировали затухание предыдущего усилительного
участка. При этих условиях электрические колебания помех в канале
на каком-либо участке линии передачи будут распространяться
до конца ее, претерпевая затухание следующих участков и усиление
соответствующих усилителей. Следовательно, в конце линии передачи
в канале появляются помехи со всех усилительных участков.
Помехи представляют собой случайные процессы, и, следователь-
но, частоты и фазы напряжений помех в спектре данного канала на
разных участках Uni не зависят друг от друга. В этих условиях
наиболее вероятное результирующее напряжение помехи Un р на
выходе канала равно корню квадратному из суммы квадратов на-
74
пряжений, поступивших со всех усилительных участков. Иначе гово-
ря электрические колебания помех складываются по мощности:
^пр—^п1 +^П 2“Н**+^П *+-+^п Л.
Если с достаточной для практики точностью принять, что
Uni = Un 2= •••== Un i=...=z Un л>
ТО
UnP=-yjnUni. (6.1)
Возведя в квадрат и разделив на сопротивление /?н правую
и левую части равенства (6.1), получим выражение результирующей
мощности шума
Pnp=nPni. (6.2)
Если выразить мощность в милливаттах, разделить правую и ле-
вую части равенства (6.2) на 1 мВт и прологарифмировать, то можно
определить соотношение уровней результирующего шума Рпр на
выходе канала и шума, возникающего на одном i-м усилительном
участке:
pnp=Pm+101gn. (6.3)
Именно это результирующее значение напряжения (мощности)
шума и должно нормироваться.
Учитывая, что человеческое ухо неодинаково чувствительно к
различным частотам спектра 300—3400 Гц, для оценки мешающего
действия напряжений шума используется псофометрическое
напряжение или мощность шумов. Псофометрическое напряжение
f/псоф измеряется псофометром — прибором, состоящим из электрон-
ного вольтметра с фильтром на входе, частотная характеристика
затухания которого отображает частотную зависимость чувствитель-
ности уха человека. В тех случаях, когда можно предположить,
что составляющие шума складываются по квадратичному закону,
т. е. по закону сложения мощностёй, пользуются понятием псо-
фометрической мощности шума, Вт
РПсоф=^соф/600. (6.4)
Мощность шума измеряется в пиковаттах (пВт). В этом случае
Рпсоф=(^псоф/600)1012. (6.5) >
Воздушные линии передачи наиболее сильно подвержены всевоз-
можным внешним электромагнитным влияниям. Поэтому в каналах,
75
организованных на этих линиях, при нормировании псофометри-
ческого напряжения шума учитываются главным образом именно эти
источники шума.
В соответствии с существующими нормами псофометрическое
напряжение атмосферного шума в канале ТЧ, организованном на
воздушной цветной цепи с использованием 3- и 12-канальной систем
передачи в точке с относительным уровнем —7 дБ для переприемного
участка длиной 2000 км не должно превышать значений, указанных
в табл. 6.1.
В каналах ТЧ, организованных по стальным цепям, псофометри-
ческое напряжение атмосферного шума в отмеченных выше условиях,
но при длине переприемного участка 150 км, не должно быть больше
1,95 мВ в условиях лето-сыро и 2,45 мВ — при изморози толщиной
слоя до 25 мм.
Результирующее напряжение шума определяется
как квадратный корень из суммы квадратов напряжений отдель-
ных его составляющих. К ним наряду с атмосферным шумом отно-
сятся напряжения шума от линейных переходов (1 мВ), оконечных
(0,3 мВ) и промежуточных (0,5 мВ) станций и от влияния линий
электропередачи и контактной сети электрифицированных дорог
(0,4 мВ). Указанные значения даны для точки с относительным
уровнем —7 дБ каналов 3- и 12-канальной систем передачи в час
наибольшей нагрузки. Суммарное напряжение шума при этом в
условиях лето-сыро не должно превышать 1,4 мВ.
При длине L переприемного участка, отличной от стандартной
(например, 2000 км), допустимое значение результрующего напря-
жения шума определяется умножением указанных величин (кроме
шумов оконечных станций 0,3 мВ) на коэффициент, например,
V L/2000.
Кабельные линии передачи значительно лучше защищены от
внешних источников помех. Поэтому в каналах ТЧ, организованных
Таблица 6.1
Метеорологические условия Псофометрическое напряжение помех, мВ, в точке с относительным уровнем —7 дБ для систем
3-канальной 12-канальной
суммарное / за счет атмосфер- ных помех суммарное за счет атмосфер- ных помех
Зима-су хо Лето-сыро Изморозь до 5 мм Изморозь более 5 мм 1,25 1,4 1,6 6,1 0,7 1,0 6,0 1,25 1,4 2,8 0,7 2,5
76
на этих линиях, допускаются значительно более низкие уровни сиг-
налов. При этих условиях значительную роль начинают играть соб-
ственные (термические) шумы, возникающие во входных цепях про-
межуточных и оконечных усилителей, и помехи нелинейного проис-
хождения.
В типовых каналах ТЧ, организованных на кабельных цепях
длиной 2500 км, результирующая псофометрическая мощность шума
в час наибольшей нагрузки не должна превышать 10 000 пВт в точке
с относительным нулевым уровнем. Это соответствует псофометри-
ческому напряжению шума 1,1 мВ в точке с относительным уров-
нем —7 дБ. Указанные 10 000 пВт распределяются следующим обра-
зом: 7500 пВт относятся к шумам, возникающим в линейном тракте,
2500 пВт — к шумам в оконечных станциях (500 пВт) и пунктах
переприема по первичной группе (333*3 пВт) и тональной частоте
(500-2 пВт).
Мощность шума, допускаемая в линейном тракте, распределяет-
ся так: 3750 пВт — шумы от линейных переходов, 1875 пВт — шумы
от нелинейных переходов, 1875 пВт — тепловые шумы. При длине L
переприемного участка, отличной от 2500 км, допустимая мощность
шума определяется умножением указанных значений на отношение
Л/2500.
Если магистраль состоит из нескольких перецриемных участков,
то результирующая мощность шума равна сумме мощностей шума
отдельных участков, а результирующее напряжение шума находится
как корень квадратный из суммы квадратов напряжений шума,
возникающих на каждом переприемном участке.
Псофометрическое напряжение шума в точке с относительным
уровнем —7 дБ канала низкой частоты не должно превышать 1 мВ
с одним усилительным участком. При наличии п участков напряже-
ние шума, мВ, не должно быть больше д/'п.
Для оценки влияния переходных разговоров на качество тракта
передачи пользуются понятием защищенности Л3, под которой
понимают разность уровней полезного рс и мешающего рм сигналов
в данной точке подверженного влиянию канала [ см. формулу (2.5) ] .
Возникновение переходных влияний между каналами двухполос-
ных двухпроводных систем, работающих на параллельных линиях
передачи ЛП1 и ЛП2, иллюстрируется рис. 6.4, а, а между кана-
лами однополосной четырехдроводной системы — рис. 6.4, б. На
этих схемах показан один усилительный участок воздушной линии
связи.
Определим защищенность в различных точках подверженного z
влиянию канала (см. рис. 6.4, а). Штриховой линией 1 показано
влияние канала i станции А на приемное устройство канала j, работа-
ющего в направлении Б—А. В этих каналах использованы разные
спектры частот, и, следовательно, они защищены электрическими
фильтрами Ф1 и Ф2. Но если, например, передача ведется с несу-
77
Рис. 6.4. Схемы взаимных влияний между каналами
щей частотой, то при конечном затухании фильтра Ф2 в полосе
непрозрачности возможно переходное влияние в виде разборчивого
сигнала.
Найдем уровни полезного и мещающего сигналов в точке Д, счи-
тая затухание фильтра Ф2 в полосе непрозрачности а3 и в полосе
прозрачности а$.
Рс=Рпер2 OoJ Рм=Рпер1—&з-
Тогда защищенность Д3=(а3—До) — аЛ1~(Pnepi—Рперг).
Из этого можно определить требования к фильтру Ф2
О'З—Я0==Д3-|-Ял1-|-(Рпер1—Рпер2) ,
учитывая, что по существующим нормам защищенность между
разноименными каналами должна быть не менее 58 дБ.
78
Заметим, что если требования к фильтру Ф2 будут выполнены,
рассматривать путь влияния, показанный на рис. 6.4, а цифрой 2,
не требуется, так как здесь к затуханию мешающего сигнала добав-
ляется переходное затухание между цепями на ближнем конце аПб.
При определении защищенности между одноименными каналами
двух систем передачи, работающих на параллельных линиях (на
рис. 6.4, а путь, указанный цифрой 5, и на рис. 6.4, б — цифрой
2), следует найти уровни полезного и мешающего сигналов, напри-
мер в точках С.
Обозначив переходное затухание на дальнем конце в обоих рас-
сматриваемых случаях (см. рис. 6.4, а и б) Дпд, получим:
Рс~ Рпер2 Ол Оо; Рм==Рпер1—Лпд—Oq.
В данном случае предполагается, что спектры одноименных кана-
лов обеих систем передачи совпадают, поэтому затухания фильтров
Ф/ в полосе прозрачности одинаковы. Тогда защищенность на
дальнем конце канала, подверженного влиянию (точка С),
Л3=ЛПд (Pnepl Рпер2) ♦
Следовательно, защищенность в основном определяется переход-
ным затуханием Дпд на дальнем конце между влияющим и подвер-
женным влиянию каналами. Для увеличения переходного затухания
и, следовательно, защищенности применяют скрещивание цепей
воздушных линий и тщательное симметрирование цепей воздушных
и кабельных линий передачи.
Указанные на рис. 6.4, аиб влияния возникают на всех усилитель-
ных участках линии передачи. Учитывая, что фазы токов влияния
на различных усилительных участках носят случайный характер и
усиления всех промежуточных усилителей равны затуханию пред-
шествующих участков, токи влияния на выходе каждого канала будут
складываться по мощности, уменьшая результирующее значение
защищенности Лзр. Тогда
•4зр A 161g /1=/4ПдЛп 161g ft (Pnepl Рпер2) • (6.6)
Обеспечить нормированное результирующее значение защищен-
ности между одноименными каналами параллельно работающих сис-
тем бывает трудно, особенно на воздушных линиях передачи. Поэто-
му в некоторых случаях допускают снижение его до 50 дБ.
Из выражения (6.6) видно, что разность уровней во влияющем
и подверженном влиянию каналах (рПеР1 — рПеР2) уменьшает защищен-
ность. Учитывая взаимные влияния между каналами, можно утверж-
дать, что уровни в параллельно работающих системах передачи,
линейные спектры которых совпадают, должны быть одинаковыми
Pnepi— РпеР2=0. Указанное требование исключает возможность ис-
пользования одних и тех же линейных спектров частот для организа-
79
Запад
Восток
Рис. 6.5. Правило географического
направления передачи нижней и верх-
ней
групп каналов 3-канальной систе-
мы передачи
Рис. 6.6. Влияние инверсии спектров:
а— канллы влияющей системы; б — кана-
лы системы, подверженной влиянию; в —
результирующий спектр
ции связи на параллельных ли-
ниях передачи в противополож-
ных направлениях.
При использовании воздуш-
ных линий передачи в СССР
действует правило, одинако-
во обязательное для всех мини-
стерств и ведомств. Нижняя
группа каналов 3-канальных
систем передачи должна приме-
няться на линиях, идущих с се-
вера на юг и с запада на восток
(рис. 6.5), верхняя — в обрат-
ном направлении. Нижняя груп-
па каналов 12-канальной систе-
мы передачи должна использо-
ваться в направлении с юга на
север и с востока на запад для
уменьшения взаимных влияний
с верхней группой каналов 3-ка-
нальных систем передачи. Это
же правило заставляет в узлах
связи делать два ввода линий
передачи. По одному принима-
ется нижняя группа каналов и
передается в линию верхняя, по
другому принимается верхняя и
передается нижняя.
Для уменьшения взаимного
влияния между одноименными
каналами параллельно работающих систем передачи применяется
инверсия спектра сигнала. Если в каналах одной из систем пе-
редачи спектры сигналов не перевернуты, т. е. передаются токи верх-
них боковых полос частот (рис. 6.6, а), то в параллельно работающей
системе передачи спектры сигналов перевернуты, так как передаются
токи нижних боковых полос частот (рис. 6.6, б). Места расположения
несущих частот каналов показаны точками.
Так как передача ведется без несущих частот, то в каждый под-
верженный влиянию канал попадают токи боковой полосы частот
мешающего сигнала и при модуляции с током местной несущей часто-
ты (рис. 6.6, в) все низкие частоты мешающих сигналов становятся
верхними, а верхние — нижними — спектр мешающего сигнала пере-
ворачивается (инверсируется) и становится совершенно неразбор-
чивым (спектры мешающих сигналов показаны штриховыми ли-
ниями).
80
Рис. 6.7. Влияние смещения спектров: а)
а — каналы влияющей системы; б — кана- _____1 >-
лы системы, подверженной влиянию ( । ( см
” \ М М .*/ ,
см
Инверсия спектра уменьшает мешающее действие перешедшего
сигнала и вследствие этого позволяет снизить требования к защищен-
ности на 7—8 дБ.
Эффективным способом уменьшения взаимных влияний является
также смещение спектров параллельно работающих каналов (рис.
6.7). В этом случае не только переходный разговор становится
неразборчивым из-за смещения спектра сигнала при модуляции
(см. § 5.2), но и уменьшается мощность мешающего сигнала за
счет того, что спектр его только частично попадает в подвержен-
ный влиянию канал. Степень уменьшения мешающего действия
(увеличения защищенности) зависит от взаимного смещения в линей-
ном тракте спектров параллельно работающих каналов, которое
может достигать 1, 2 и даже 3 кГц (см. рис. 9.39). Наибольшее
увеличение защищенности дает использование одновременно обоих
способов.
6.4. АМПЛИТУДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАНАЛА
Амплитудная характеристика (АХ) представляет собой зависи-
мость остаточного затухания (усиления) канала (тракта) от уров-
ня на его входе. Если при изменении уровня на входе канала
затухание его остается постоянным, то АХ — прямая линия, парал-
лельная оси абсцисс (рис. 6.8, а). Амплитудную характеристику
можно представить как зависимость уровня сигнала на выходе кана-
ла от уровня на его входе (рис. 6.8, б). При больших уровнях
на входе устройств, содержащих усилители или элементы с катуш-
ками индуктивности с магнитным сердечником (фильтры, выравни-
ватели ит. п.) может появиться насыщение сердечников или пере-
грузка усилителей. Затухание элемента изменится, вследствие чего
нарушится пропорциональная зависимость уровня на выходе от уров-
ня на входе канала.
Появившиеся вследствие этого искажения формы кривой переда-
ваемого сигнала называют нелинейными искажениями,
проявляются они в виде гармонических и комбинацион-
ных составляющих, отсутствующих в сигнале на входе канала
(тракта).
Если на вход канала поступают сигналы с недопустимо большими
уровнями, затухание канала резко возрастает, а усиление уменьша-
ется, нарушается прямолинейность АХ.
81
Рис. 6.8. Амплитудные характеристики
канала
В многоканальных системах
передачи для предотвращения пе-
регрузки групповых трактов на
входе канала ТЧ включают огра-
ничители амплитуд, которые вно-
сят дополнительное затухание в
канал при появлении сигнала от
абонента с недопустимо большими
уровнями. Амплитудная характе-
ристика канала ТЧ с ограничите-
лем амплитуд должна быть прямо-
линейна с точностью 0,5 дБ при
изменении уровня на входе канала
в точке с относительным нулевым
уровнем от —18 до +3,5 дБ. При
повышении уровня в той же точке
до 9 дБ остаточное затухание дол-
жно увеличиться не менее чем на
1,7 дБ на каждом переприемном участке (см. рис. 6.8). Это увеличе-
ние свидетельствует о исправной работе ограничителя амплитуд.
Для оценки малых нелинейных искажений, появляющихся от не-
линейности АХ, пользуются понятием коэффициента нели-
нейных искажений
/!1 = Л/Л2+Лз+" /УЛ?+Л1+Л|+-
или коэффициентом гармоник
= / A j ,
где А[ — амплитуда колебаний (напряжения или тока) основной частоты
(первой гармоники) сигнала;
А2, Аз,-..— амплитуды второй, третьей и т. д. гармоник.
Особенно опасны нелинейные искажения, возникающие в группо-
вых элементах трактов, так как появляющиеся в этом случае гармо-
нические и комбинационные составляющие попадают в соседние ка-
налы групповых трактов.
Нелинейные искажения оцениваются в логарифмических едини-
цах, называемых затуханием нелинейности: aH=201g( 1 /k).
Часто используется понятие затухания нелинейности по второй и
третьей гармоникам, что в ряде случае облегчает измерения:
aH2=20 1g(A1/A2); а„з=20 lg(Ai/A3).
Для каналов ТЧ нормируется коэффициент нелинейных искаже-
ний. Он не должен быть более 0,5% при подаче на входе канала ТЧ
тока частотой 800 Гц с нулевым уровнем, коэффициент нелинейных
искажений по третьей гармонике не должен превышать 1%.
82
При оценке нелинейных искажений в элементах групповых трак-
тов, пропускающих относительно узкую полосу частот (где отношение
верхней и нижней частот менее двух), например, в первичном
групповом тракте, пользоваться понятием затухания нелинейности по
гармоникам нельзя, так как все гармонические составляющие
выходят за пределы спектра частот передаваемого сигнала (в данном
случае полосы частот 60—108 кГц).
В этом случае при измерении нелинейных искажений пользуются
двумя или тремя измерительными частотами, фиксируя комбинацион-
ные частоты вида 2fi—/^2 или /|±/2±/з, которые при соответствую-
щих значениях частот попадают в данном случае в диапазон
60—108 кГц. Например, посылая по каналам 10 и 11 электрические
колебания измерительной частоты 800 Гц, получаем в групповом
тракте частоты: /1=68—0,8=67,2 кГц, /2=72—0,8=71,2 кГц. Тогда
комбинационное колебание вида 2/1—/2=134,4—71,2=63,2 кГц
попадает в спектр частот канала 12 и может быть измерено в
этом канале на частоте 800 Гц.
Требования к линейности групповых элементов групповых трак-
тов весьма высокие. Например, затухания нелинейности линейных
усилителей 60-канальной системы передачи должны быть не менее:
по второй гармонике 87 дБ, по третьей 109 дБ.
6.5. УРОВНИ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА
Уровни в различных точках каналов и групповых трактов норми-
руют и контролируют по значению измерительного уровня
в этих точках. Измерения выполняют в одном канале ТЧ или
в спектре частот данного канала в групповом или линейном тракте
данной системы передачи. Заметим, что действительные уровни
электрических колебаний речевого сигнала в канале ТЧ значитель-
но отличаются от измерительного уровня, фиксированного в канале,
где выполняют измерение.
Уровни группового сигнала в групповом и линейном трактах за-
висят от мгновенных значений уровней речевых сигналов, сущест-
вующих в различных каналах сис-
темы передачи и от числа объеди-
няемых каналов. Многочисленные
исследования в этой области
позволили определить зависи-
мость превышения максимально-
го уровня сигнала от числа W ка-
налов ТЧ в группе (рис. 6.9).
Все перечисленные ниже нор-
мированные значения уровней
относятся к уровням измеритель-
Рис. 6.9. Зависимость превышения пико-
вого уровня группового сигнала над
измерительным уровнем в одном из ка-
кал ов от числа каналов
83
ного сигнала, существующего в одном из каналов ТЧ данной систе-
мы передачи.
Уровень передачи в двухполосных двухпроводных систе-
мах передачи по воздушным линиям установлен равным +17 дБ.
Этот уровень существует в линии передачи при включении на вход
одного из каналов измерительного сигнала частотой 800 Гц и ну-
левым абсолютным уровнем (что соответствует включению на вход
четырехпроводного канала ТЧ сигнала с уровнем —13 дБ). Уровень
передачи в линии следует измерять в спектре частот именно того
канала, на вход которого подается измерительный сигнал. Сравни-
тельно большие уровни передачи объясняются необходимостью обес-
печения требуемой разности уровней сигнала и помехи в воздушных
линиях передачи, уровень мощности помех в которых достаточно
высок.
Уровни передачи в многоканальных однополосных системах
передачи по кабельным линиям выбираются значительно ниже, так
как эти линии хорошо защищены от помех. Это позволяет умень-
шить мощность групповых усилителей, что особенно важно в необ-
служиваемых усилительных пунктах с дистанционным питанием.
Снижение мощности усилителей позволяет уменьшить мощность
дистанционного питания каждого НУПа и, следовательно, при огра-
ниченном допустимом напряжении дистанционного питания увели-
чить число НУПов между двумя питающими станциями. Указанное
обстоятельство определяет необходимость снижения уровней пере-
дачи с ростом числа каналов в системе передачи. Например, уровни
передачи в 24-канальной системе принимают равными 1,7 дБ, а в
60-канальной — 4,8 дБ. Минимально допустимые уровни приема
в промежуточных и оконечных пунктах определяются уровнем мощ-
ности помех в линиях передачи и необходимостью сохранения опре-
деленной разности уровней полезного сигнала и помехи, гарантиру-
ющей качество тракта передачи.
Учитывая, что с увеличением длины воздушной линии переда-
чи, т. е. числа усилительных участков и, уровни мощности шумов
возрастают (см. § 6.3), минимально допустимый уровень сигнала
рПр должен зависеть от помех на одном усилительном участке рп\,
числа участков рассчитываемой магистрали п и допустимого псо-
фометрического напряжения помех (7nc<+
Рщ, min=Pn< + 101g «+20 lg ------a0,
K nc u псоф
где pni= — 80 дБ для 12-канальных систем передачи при расчете на часто-
те 143 кГц или рш~71,4 дБ для 3-канальных систем передачи
при расчете на частоте 31 кГц;
&пс= 1,33 — псофометрический коэффициент;
ао — остаточное затухание канала.
84
Рис. 6.10. Диаграмма уровней системы
передачи по цепи воздушной линии
Рис. 6.11. Схема, поясняющая целе-
сообразность применения предыскаже-
ния уровней передачи
Значение (7Псоф выбирается в зависимости от длины магистрали
и климатических условий (см. § 6.3). При проектировании кабель-
ных магистралей уровень приема определяют в ходе расчета до-
пустимых собственных помех каждой секции регулирования (см.
§ 13.5).
После определения уровней передачи и приема строят диаграмму
уровней (рис. 6.10), показывающую изменение уровней сигнала в
различных точках рассчитываемой магистрали. Диаграмма уровней
строится для наихудших условий (наивысшая частота спектра
передаваемого сигнала, максимальное затухание линии передачи).
Так как с увеличением частоты затухание реальных линий переда-
чи возрастает, каналы,, расположенные в верхней части спектра
передаваемого по линии сигнала, более подвержены влиянию помех
\ю сравнению с каналами нижней его части (рис. 6.11, сплошные
линии). Для выравнивания уровней помех и увеличения средней
помехозащищенности каналов применяют предыскажение
уровней передачи. В этом случае на передающей станции ОП вклю-
чением соответствующего контура предыскажения увели-
чивают уровни передачи верхних каналов р£ер за счет снижения уров-
ней передачи нижних ph£p с тем, чтобы уровень средней мощности
всех каналов не изменялся и перегрузки групповых усилителей не
было. Уровни приема всех каналов становятся примерно одинаковы-
85
Рис. 6.12. Значения уровней передачи в каналах различных систем передачи
ми р^р, что повышает помехозащищенность верхних каналов за счет
некоторого снижения ее нижних по спектру каналов. На приемной
станции включают контур обратного предыскажения.
На рис. 6.12 приведены соотношения уровней передачи при при-
менении предыскажений в 24, 60 и 300-канальных системах передачи
по кабельным линиям.
В каналах НЧ, организуемых на воздушных линиях, измеритель-
ный уровень передачи не должен быть выше 5,2 дБ. При организа-
ции четырехпроводных каналов НЧ на кабельных линиях этот уро-
вень выключением дифференциальной системы может быть увеличен
до 9,2 дБ.
6.6. УСТОЙЧИВОСТЬ ДВУСТОРОННИХ КАНАЛОВ связи.
ФАЗОЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ГРУППОВОЕ ВРЕМЯ ПРОХОЖДЕНИЯ.
ЯВЛЕНИЕ ЭХА
Устойчивость каналов ТЧ при номинальном значении
остаточного затухания 7 дБ должна быть а=а0=7 дБ. Однако оста-
точное затухание может изменяться во времени (см. § 6.2) до
да0доп==2,5 дБ на одном переприемном участке и до 3,5 дБ при мак-
симальном числе переприемных участков. Вследствие этого устой-
чивость может снижаться до amin==7—3,5—1,4=2,1 дБ (где 1,4 дБ—
значение допустимого снижения остаточного затухания на любой
частоте по сравнению со значением этой величины на частоте 800 Гц).
Устойчивость определяют в режиме холостого хода обоих концов
канала увеличением усиления каналов ТЧ в обоих направлениях
тракта до появления генерации. Затем снижают усиление до мо-
мента пропадания генерации и измеряют остаточное затухание в
обоих направлениях aKi и аК2- Фиксируя значения остаточного за-
86
тухания в обоих направлениях при нормальной работе канала
ooi и «02, рассчитывают устойчивость канала
Л a01+fl02 ак1 + ак2
° =---2--------2--’
Устойчивость канала НЧ с двусторонними усилителями, опре-
деляемая в таких же условиях, должна быть не менее 1,74 дБ.
Для увеличения устойчивости работы каналов связи, особенно боль-
шой протяженности (с большим числом переприемов), следует
уменьшать возможные колебания остаточного затухания или увели-
чива'ть его номинальное значение.
Фазочастотной характеристикой (ФЧХ) канала на-
зывается зависимость его фазового коэффициента (мнимой состав-
ляющей постоянной передачи g=a-{-jb) от частоты. Данная харак-
теристика определяет изменение фазовых соотношений составляю-
щих спектра сигнала на выходе канала относительно его входа.
Пусть сигнал на входе состоит из п составляющих:
WBX=^1COS (Q1/+<₽!)+t/2C0S (Q2/+(P2)+-+^n C0S (^п^ + фп )=
п
= 2 ^tC0S (^+ф/)-
i=i
Если канал оказывает одинаковое затухание «о (или усиление)
токам всех частот, но различный сдвиг фаз bi для каждой состав-
ляющей, то на выходе канала появится спектр частот
п
Мвых = °о2 UiC0S (p^+^i + b^ .
z=l
Пусть фазовый сдвиг изме-
няется с частотой по закону
прямой линии (рис. 6.13, а):
где fo=tg(po= А 6/АЙ — постоян-
ный коэф-
фициент,
имеющий
размер-
ность вре-
мени;
Ьо — постоян-
ная вели-
чина, рав-
ная значе-
нию bi
при Й=0.
Рис. 6.13. Фазочастотная характеристи-
ка и характеристика группового вре-
мени прохождения
87
В этом случае п
“вых = ао2 UiC0S (£г? + % + ЙА + 6о) =
£=1
П
=<zqS U<cos[Q.(z+/o)+4’<+z’o]-
£=1
Следовательно, /о фиксирует конечное время прохождения
электрических колебаний по каналу связи (ГВП). Чтобы не было
фазовых искажений, необходимо равенство угла Ьо целому числу
2л. Убедиться в справедливости этого можно, рассматривая прос-
тейший сигнал (см. рис. 2.2, а), содержащий только первую и третью
гармоники (рис. 6.14, а). Если при распространении по каналу
связи появится смещение фаз обеих его составляющих, например
на л/2, суммарная кривая иска-
Рис. 6.14. Простейший сигнал и иска-
жение его при />о=л/2
Рис. 6.15. Зависимость минимально до-
пустимого затухания эха от времени
распространения
зится (рис. 6.14, б).
Заметим, что если сигнал, пере-
даваемый по каналу, будет со-
держать токи боковых полос и не-
сущей частоты, угол б0 не будет
вносить искажений.
Фазочастотная характеристи-
ка реальных каналов (см. рис.
6.13, а) имеет увеличенный наклон
на краях полосы эффективно
передаваемых частот. Следова-
тельно, характеристика группово-
го времени прохождения этих ка-
налов будет иметь вид кривой
рис. 6.13, б.
Неравномерность частотной
характеристики ГВП каналов ТЧ
приводит к значительным искаже-
ниям сигналов при передаче дан-
ных или факсимильной связи. По
существующим нормам увеличе-
ние ГВП по отношению к мини-
мальному значению допускается
не более чем на 10 мс на верхней
частоте 3400 Гц и не более чем на
20 мс на нижней частоте 300 Гц.
Конечные значения группового
времени прохождения и переход-
ного затухания дифференциаль-
ной-системы создают в каналах
ТЧ при большой дальности пере-
88
Рис. 6.16. Схема включения эхозагра-
дителей
дачи явление электрического эха. Речевые сигналы при пере-
даче, распространяясь по каналу ТЧ в сторону приемной станции,
преодолевают переходное затухание дифференциальной системы и по
обратному каналу ТЧ попадают на передающую станцию. Общее
затухание токов эха
аэ=2ао+7 дБ,
где ао — остаточное затухание канала связи;
7 дБ — минимальное затухание дифференциальной системы, включен-
ной на конце канала.
Скорость распространения электрических колебаний по воздуш-
ным и кабельным непупинизированным линиям передачи достигает
280 000 км/с и явление эха наблюдается только на линиях большой
протяженности (свыше 4000 км воздушных и 2000—2500 км симмет-
ричных кабельных).
Мешающее действие токов эха зависит от их интенсивности,
т. е. затухания а3. Определенное практически значение затухания
аэ должно быть больше a,min, найденного по кривой рис. 6.15. При
‘ номинальном значении остаточного затухания канала ТЧ, равном
7 дБ, затухание токов эха аэ=2-7+7=21 дБ и допустимое время
распространения токов эха составляет примерно 60 мс, следователь-
но, ГВП должно быть приблизительно 30 мс. Если реальное время
распространения больше найденного значения, токи эха оказывают
заметное мешающее действие.
Для борьбы с явлением эха на оконечных станциях при большой
дальности передачи включают эхозаградители. Они содержат устрой-
ство обнаружения речевого сигнала ООС и устройство переменного
затухания УПЗ (рис. 6.16). При появлении сигнала на приемном
конце канала ООС воздействует на УПЗ, внося в цепь токов эха
дополнительное затухание. Включение эхозаградителей требует от
абонентов определенной дисциплины. Если групповое время рас-
пространения достигает 250 мс, связь затрудняется, так как задержка
ответа абонента становится заметной, появляются переспросы и
нарушается контакт между абонентами.
Глава 7. ЭЛЕМЕНТЫ АППАРАТУРЫ МНОГОКАНАЛЬНОЙ
СВЯЗИ
7.1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ
С помощью преобразователей частоты осуществляют переме-
щение спектра частот сигнала из одного диапазона в другой. Основ-
ным элементом этих устройств является нелинейный элемент: диод
(см. рис. 4.7), транзистор и т. п. Преобразователи частоты в
большинстве случаев работают в режиме больших амплитуд подво-
димых напряжений, когда напряжение несущей частоты зна-
чительно больше напряжения сигнала UQ. Нелинейные элементы
могут находиться в открытом или закрытом состоянии. Для
уяснения этих понятий рассмотрим схему (рис. 7.1, а), где источник
постоянного напряжения E^>UQ может быть включен с разной по-
лярностью.
Если отрезок характеристики а—б (рис. 7.1, 6) принять прямо-
линейным, то под влиянием напряжений Е и UqcosQ/ ток на выходе
схемы будет переменным. Форма его кривой почти точно отображает
форму кривой подведенного напряжения. В этом случае считают,
что диод открыт, так как его нелинейность не проявляется и пе-
ременная составляющая тока входного сигнала под влиянием на-
пряжения (7qcosQ/ проходит через диод в обоих направлениях.
Противоположное включение источника Е (см. рис. 7.1, а) закры-
вает диод, т. е. сигнала на выходе не будет.
Используя понятие закрытого и открытого диода, рассмотрим
работу некоторых преобразователей.
В схеме (рис. 7.2), называемой двухтактной (баланс-
ной), напряжение несущей частоты со подается в средние точки
трансформаторов. Если схема симметрична, то на выходе ее тока
частотой (о не будет. Разные полярности напряжения несущей ча-
стоты (о поочередно открывают и закрывают оба диода, и, следова-
тельно, ток сигнала на выходе схемы будет прерываться с часто-
той со. Анализ показывает, что на выходе схемы в основном будут
колебания двух боковых частот (со-|-Й) и (со—й) и низкой часто-
ты й.
Аналогично работают поперечно- (рис. 7.3, а) ипродоль-
н о-м остовые (рис. 7.3, б) схемы. Напряжение несущей частоты
закрывает или открывает одновременно все четыре диода мостика,
вследствие чего ток сигнала шунтируется или прерывается с частотой
(о. Рассмотренные схемы применяют в аппаратуре, работающей без
передачи тока несущей частоты.
Двойная двухтактная (перекрещенная, или
кольцевая) схема (рис. 7.4) представляет собой две двухтактные
90
Рис. 7.1. Схема и диаграммы, иллюстрирующие понятия закрытого и открытого не-
линейного элемента
Рис. 7.2. Схема двухтактного преобразователя и диаграмма ее работы
—0 U) 0—
Рис. 7.3. Схемы мостовых преобразователей
Рис. 7.4. Схема двойного двухтактного (кольцевого) преобразователя и диаграмма
ее работы
91
схемы, наложенные друг на друга. Напряжение несущей частоты
попеременно закрывает и открывает пары диодов (VD1 и VD4
VD2 и VD3), вследствие чего ток сигнала Q на выходе схемы ком-
мутируется, меняя направление. Ток несущей частоты и ток сигнала
на выходе отсутствуют. Амплитуда колебаний боковых частот в этой
схеме вдвое больше, чем в предыдущих. Поэтому схему используют
в аппаратуре достаточно часто. Наивыгоднейшими нагрузочными
сопротивлениями схемы будут /?й=/?н= 7 /?3/?пр , а затухание ее, дБ,
а = 3,9 + 20 lg | =3,94-20 lg | | .
7^-7*^ VT-1
В этих выражениях k== /?3//?пр; /?3== A t^/Afe и /?пр= А£Л/Ап
(см. рис. 4.7).
В настоящее время в качестве нелинейных элементов в схемах
преобразователей применяются транзисторы. Они дают возможность
получения регулируемого коэффициента передачи и больших входно-
нссущей. частоты
Рис. 7.5. Схема двухтактного преобразо-
вателя на транзисторах
◄
Рис. 7.6. Схема двойного двухтактного
преобразователя на микросхемах
92
го и выходного сопротивлений, позволяющих значительно уменьшить
мощность источника колебаний несущей частоты. Транзисторы также
улучшают стабильность параметров и уменьшают нелинейные иска-
жения преобразователей благодаря возможности использования
ООС включением резисторов в цепь эмиттера. В преобразователях
на транзисторах упрощается балансировка схемы, что облегчает
подавление на выходе остатков токов несущей частоты и ряда пара-
зитных комбинационных колебаний.
В балансном преобразователе (рис. 7.5) напряжение несущей
частоты открывает и закрывает оба транзистора, вследствие чего
на выходе появляются колебания (см. рис. 7.2).
В двойном двухтактном преобразователе (рис. 7.6) колебания
несущей частоты со через трансформатор Т2 подаются в средние
точки вторичных обмоток входного трансформатора Т1 и поперемен-
но открывают транзисторы микросхем D1 и D2, что изменяет направ-
ления токов в обмотке выходного трансформатора ТЗ. В результате
на выходе возникают колебания (см. рис. 7.4) в основном токов
боковых частот (co±Q).
Применение микросхем D1 и D2, содержащих два выращенных
на одном кристалле транзистора, обеспечивает высокую степень
идентичности параметров и, следовательно, хорошую балансировку
преобразователя. Резисторы R4, R8, R5, R7 и R9 создают ООС. Рези-
сторы /?/, R2 и R10 совместно с трансформаторами Т1 и Т2 опреде-
ляют входное и выходное сопротивления обеих микросхем.
7.2. ГРУППОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ
Групповые усилители служат для усиления суммарных сигналов
группы или всех каналов системы передачи. Основными требования-
ми, предъявляемыми к групповым усилителям, являются широкопо-
лосность, высокая стабильность усиления и весьма малые нелиней-
ные искажения. Этим требованиям могут, удовлетворить только
усилители с глубокой отрицательной обратной связью.
Усиление усилителя, охваченного обратной связью kQ (рис. 7.7),
определяется соотношением
k - *-
где k — коэффициент усиления усилительного элемента;
р — коэффициент ослабления ООС.
При глубокой ООС величина |рЛ|»1 и, следовательно,
«&о/ (р/г) = 1/р. Таким образом, усиление усилителя ko определяется
пассивной цепью обратной связи 1/(3 и может быть постоянной ,
величиной (если цепь ООС состоит из резисторов) или иметь задан-
93
Рис. 7.7. Структурная схема усилителя
с отрицательной обратной связью
ную амплитудно-частотную харак-
теристику (если цепь 0 содержит
элементы /?, L и С и рассчитана
на соответствующую АЧХ).
Для уяснения «механизма»
действия ООС рассмотрим схему
однокаскадного усилителя (рис.
7.8, а) и его амплитудно-частот-
ную (рис. 7.8, б) и фазочастотную
(рис. 7.8, в) характеристики. Спад
АЧХ на низких частотах обуслов-
лен увеличением сопротивления емкости С с уменьшением частоты,
вследствие чего не все напряжение, появляющееся в коллекторной
цепи транзистора, передается на выход усилителя. Этим же объясня-
ется изменение ФЧХ на низких частотах.
Спад АЧХ на высоких частотах вызван шунтированием сопро-
тивлений нагрузки суммарной емкостью монтажа См, эквивалентной
емкостью Сэ включенных на выходе элементов и т. п. Общее сопро-
тивление нагрузки с увеличением частоты уменьшается, коэффициент
усиления усилителя снижается. Соответствующим образом изме-
няется и ФЧХ. На средней частоте усиливаемого диапазона частот
схема поворачивает фазу на 180°, т. е. при подаче на вход, например,
отрицательной полуволны синусоидальных колебаний на выходе бу-
дет их положительная полуволна.
Представим себе, что усилительный элемент (см. рис. 7.7) одно-
каскадный (см. рис. 7.8, б и в) и цепь 0 содержит только активные
сопротивления и не влияет на фазу электрических колебаний. Тогда
все напряжения, действующие в схеме (см. рис. 7.7), можно изобра-
94
зить векторами, например, для
средней частоты (см. рис. 7.8, б
и в, буква Б). Получим вектор-
ную диаграмму (рис. 7.9, Б). Из
этого рисунка видно, что коэф-
фициент усиления схемы с ООС
fe0=(72/f?i будет значительно
меньше коэффициента усиления
усилительного элемента
— и при условии 1
Рис. 7.9. Векторные диаграммы напря-
жений, действующих в усилителе с ООС
/?о~ 1/р (см. рис. 7.8, б).
Если такие же векторные диаграммы построить для нижних и
верхних частот (случаи обозначены на рис. 7.8 соответственно
буквами А и В) с учетом соответствующих фазовых узлов, то по-
лучим векторные диаграммы (см. рис. 7.9, А и В).Уменьшение
коэффициента k на краях полосы частот усиливаемого сигнала ком-
пенсируется увеличением напряжения {7ВХ, благодаря чему и полу-
чается постоянное значение величины ko в широком диапазоне
частот £о~1/Р-
Заметим, что ООС действует на ФЧХ схемы, увеличивая фазу
на нижних и уменьшая ее на верхних частотах. Фазочастотная
характеристика (см. рис. 7.8, в, штриховая линия) становится более
пологой, что уменьшает ГВП схемы.
Стабильность усиления усилителей характеризуется отно-
сительной нестабильностью, которая определяется отношением из-
менения усиления Д&о под влиянием дестабилизирующего фактора
(изменение температуры, напряжения питания и т. п.) к усилению
усилителя ко. В усилителе с ООС
Afe0 = 1 АА?
*0 1+Р* k
Следовательно, при глубокой ООС (|р/г|»1) можно значительно
повысить стабильность усиления.
Наиболее важным является влияние ООС на подавление не-
линейных искажений, обычно возникающих в последних кас-
кадах усилителя. В этом случае затухание нелинейности (усилителя
с ООС Яноос) будет на 20 lg( 1 +Р&) больше, чем у усилителя с таким
же коэффициентом усиления, но без ООС:
аноос==ан +20 lg(i+^).
Наиболее часто именно необходимость подавления нелинейных
искажений в групповом усилителе и определяет требуемую глуби-
ну ООС.
95
Рис. 7.10. Схемы подачи ООС в усилителях
Отрицательная обратная связь подавляет и другие мешающие
электрические колебания, появляющиеся внутри усилителя. Интен-
сивность действия ООС зависит от места возникновения помехи.
Максимальное действие ООС оказывает при появлении помехи в
выходных каскадах усилителя и практически не влияет на помехи,
возникающие на его входе (термические шумы и т. п.).
Различают несколько способов подачи ООС: по напряжению
(рис. 7.10, а), по току (рис. 7.10, б) и комбинированную, которую
можно представить в виде моста (рис. 7.10, в).
Обратная связь, поданная по напряжению, поддерживает
постоянным напряжение на- выходе при изменении сопротивления
нагрузки. Пусть, например, сопротивление нагрузки уменьшилось,
вследствие этого снизилось падение напряжения <72, следовательно,
уменьшилось противофазовое напряжение р(У2, увеличились (7ВХ
и напряжение на выходе схемы, что задерживает его снижение от
изменения сопротивления нагрузки. Свойством под-
держания постоянства напряжения при изменении сопротивления
нагрузки обладают источники с малым внутренним сопротивле-
нием. Следовательно, ООС, поданная по напряжению, уменьшает
внутреннее выходное сопротивление усилителя.
Аналогичные рассуждения для усилителя с ООС, поданной по
току, показывают, что в этом случае при изменении сопротивления
ZH поддерживается постоянным ток. Это свойство источников с боль-
шим внутренним сопротивлением. Следовательно, ООС по току уве-
личивает выходное сопротивление усилителя.
Использование комбинированной ООС позволяет получить требу-
емое значение выходного сопротивления.
На входе усилителя ООС может включаться последователь-
н о (см. рис. 7.10, а и б) или параллельно, а также комбиниро-
ванно. Элементами ООС могут быть трансформаторы, в том числе
дифференциальные системы (рис. 7.11).
Рис. 7.11. Схема подачи ООС в усили-
теле с использованием дифференциаль-
ных систем
96
Наиболее сложным вопросом при проектировании усилителя
с ООС является обеспечение устойчивости его при заданных глубине
ООС и усилении kQ. Устойчивостью усилителя с ООС называется
его способность не генерировать электрические колебания. Условия
генерации незатухающих электрических колебаний в схеме, содер-
жащей усилительный элемент и цепь обратной связи (см. рис. 7.7),
определяются так называемыми условиями Найквиста.
В принятых обозначениях первое условие 0£=1 и второе условие
<р-|-ф—п-2л (где ф+Ф— суммарный фазовый угол усилительного
элемента ф и цепи обратной связи ф; п — целое число).
Физический смысл указанных условий заключается в следующем.
Незатухающие колебания могут возникнуть только в том случае, если
они насколько усилятся (в усилительном элементе), настолько и
ослабятся в цепи 0, т. е. придут в точку их возникновения без
изменения (первое условие). Распространяясь по контуру обратной
связи, электрические колебания должны прийти в точку возникнове-
ния в той же фазе (второе условие). Если условие фаз выполняется,
то первое условие может быть записано в виде неравенства 0^>1.
В этом случае возникшие колебания будут нарастать до тех пор, пока
вследствие каких-либо ограничений не создастся условие 0^=1. На-
рушение хотя бы одного из условий обеспечивает отсутствие
генерации, т. е. устойчивость работы усилителя.
Трудность проектирования устойчиво работающих усилителей и
заключается в том, чтобы при глубокой ООС, когда 0Л»1, обеспе-
чить невыполнение второго условия, т. е. сделать так, что, когда
0Л»1, ф+ф#=п2л„ но когда ф+ф становится равной п-2л, величи-
на 0&<1.
7.3. АМПЛИТУДНЫЕ И ФАЗОВЫЕ ВЫРАВНИВАТЕЛИ
Амплитудные выравниватели используют в аппаратуре
связи для коррекции амплитудно-частотных характеристик каналов
и трактов. Как было показано, они находят применение в НЧ усили-
телях, устройствах АРУ и т. п. Основным требованием, предъявля-
емым к АВ, является возможность получения требуемой АЧХ при
заданном постоянном входном сопротивлении. Этим свойством обла-
дает, например, перекрытая Т-образная схема (рис. 7.12).
Затухание схемы
a = 20ig| 1+^1 =201g| 1 + -—L (7-1)
где Z1 и Z2 — сопротивления реактивных двухполюсников, связанные соот-
ношением Z/Z2=/?o;
/?о — входное сопротивление схемы, равное сопротивлению нагруз-
ки /?н.
4 Зак. 872
97
Рис. 7.12. Перекрытая Т-образная
схема выравнивателя
Рис. 7.13. Элементы выравнивателя
и их характеристики
Соотношение (7.1) указывает на то, что Z/ и Z2 имеют разные
реактивность.
По заданному характеру изменения затухания амплитудного вы-
равнивателя следует установить характер изменения Z/ (или Z2),
выбрать схему реактивного двухполюсника и по соответствующему
числу точек (в зависимости от требуемой точности расчета и коли-
чества элементов реактивного двухполюсника) определить значе-
ния элементов этих двухполюсников. Если, например, амплитудный
выравниватель должен иметь характеристику, приведенную на рис.
5.15, т. е. его затухание должно снижаться с ростом частоты, то на
основании выражения (7.1) можно утверждать, что сопротивление
Z1 также должно уменьшаться с увеличением частоты электри-
ческих колебаний. Следовательно, в качестве Z1 или Z2 можно
взять реактивные двухполюсники (рис. 7.13). Если амплитудный
выравниватель использовать в диапазоне частот Д/ь то Zl—jXl
будет уменьшаться с возрастанием частоты (a Z2=jX2 — увели-
чиваться) и затухание амплитудного выравнивателя будет сни-
жаться. Заметим, что в диапазоне частот д/г будет обратная зависи-
мость.
Задавая в рабочем интервале частот затухание амплитудного
выравнивателя в двух точках (число задаваемых точек должно быть
равно числу элементов реактивного двухполюсника), можно, поль-
зуясь выражением (7.1), найти соответствующие значения Z1 (или
98
Z2) и, следовательно, получить численные значения L1 и С1. Зна-
чения Z2 определяются из условия Z'2—Rl/Zl (где /?о — заданное
значение входного сопротивления, численно равное сопротивлению
резисторов, составляющих Т-образный удлинитель) (см. рис. 7.12).
Часто бывает целесообразно вместо одной сложной схемы конст-
руировать амплитудный выравниватель в виде каскадного соедине-
ния ряда более простых структур, совместное действие которых
обеспечивает заданную характеристику [17].
В состав магистральных выравнивателей входит ряд простейших
амплитудных выравнивателей и контуров, которые могут откоррек-
тировать накопившееся расхождение АЧХ линии передачи и проме-
жуточных усилителей.
Более точную корректировку, в том числе и медленно изменяю-
щихся амплитудно-частотных искажений групповых трактов, можно
выполнить косинусными корректорами. В состав такого корректора
входит ряд регулирующих звеньев (рис. 7.14). Затухание каждого
звена (1, 2, ..., п) изменяется по косинусоидальному закону, но с
разной частотой изменения. Можно показать, что любая требуемая
частотная характеристика затухания корректора, заданная в опре-
деленном диапазоне частот, может быть представлена в виде суммы
косинусоидальных характеристик (подобных приведенным нА рис.
7.14) с разными амплитудами и периодами. Если подобрать
соответствующим образом амплитуды косинусоидальных кривых за-
тухания звеньев корректора, то можно компенсировать амплитуд-
ные остаточные искажения. Косинусные корректоры включаются в
Рис. 7.14. Структурная
схема косинусного коррек-
тора и частотные характе-
ристики затухания его
звеньев
Рис. 7.15. Схема фазового
выравнивателя
4*
99
линейный тракт через определенные расстояния, устанавливаемые
для каждой системы передачи.
Фазовые выравниватели предназначены для коррекции
фазовых характеристик элементов каналов и трактов. Главное
требование, предъявляемое к ним,—получение требуемой фазовой
характеристики при заданном постоянном входном сопротивлении
/?о: ,
Основным условием работы мостовой схемы фазового выравни-
вателя (рис. 7.15) является Z1Z2—RI, вследствие чего Z1 и Z2 долж-
ны иметь во всем диапазоне частот разные реактивности. Затуха-
ние схемы в этих условиях равно нулю, а фазовая характеристика
определяется выражением
Z>=2arctg V^T/Z2=2arctg(Z///?0).
Здесь также, задавая несколько точек на требуемой характеристи-
ке 6=/(о)), можно найти значения Z1 на этих частотах. Выбрав
соответствующий реактивный двухполюсник, можно рассчитать
его элементы. Следует помнить, что задаваемая зависимость b=f(<jb)
должна обязательно расти с увеличением частоты электрических
колебаний, т. е. иметь положительную производную, так как послед-
няя определяет групповое время прохождения сигнала, которое
не может быть отрицательным.
7.4. УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ
Устройства АРУ являются одним из важнейших узлов систем с
ЧРК. Изложенный в § 5.4 способ управления усилением усилителя
каскадным включением переменных удлинителя и выравнивателей
весьма удобен в случае регулирования усиления в больших преде-
лах, что необходимо при использовании воздушных линий передачи.
Включение на входе усилителя элементов, вносящих затухание,
снижает уровень полезного сигнала. Этот недостаток не страшен при
работе по воздушным линиям передачи, так как основными в этом
случае являются линейные помехи, уровень которых также умень-
шается вместе с уровнем полезного сигнала. Разность уровней
сигнала и помехи не меняется.
Как было выяснено ранее, в кабельных линиях передачи одной
из основных составляющих помех являются собственные (терми-
ческие) шумы, появляющиеся во входных цепях усилителей. В этом
случае снижение уровня полезного сигнала при включении регуля-
тора перед усилителем нежелательно.
Усиление усилителей в линейных трактах кабельных магистра-
лей целесообразно регулировать в цепи ООС, учитывая, что при глу-
бокой ООС АЧХ усиления определяется затуханием цепи 0. Однако в
100
этом случае получить большие пределы регулировки усиления нель-
зя из-за нарушения устойчивости усилителя. Но в кабельных ли-
ниях передачи изменение затухания определяется только колебания-
ми температуры и в кабелях, уложенных в грунт, они обычно
невелики.
Промежуточные усилители для систем передачи, работающих по
кабельным линиям, выпускают с различными видами АРУ: с плоской,
плоской и наклонной и плоской, наклонной и криволинейной. Эти
усилители на магистрали размещают различным образом. Чаще все-
го устанавливают усилители с плоской АРУ, а наиболее редко—
с криволинейной.
Принцип действия АРУ рассмотрим на примере усилителя (рис.
7.16), в цепь ООС которого включены элементы всех трех видов
регулировки. Здесь узкополосные фильтры с высоким входным сопро-
тивлением, включенные на выходе усилителя, выделяет токи конт-
рольных частот. После усиления выпрямленные токи контрольных
частот поступают на вход схемы сравнения, где формируется
разность между выпрямленным током (напряжением) контрольной
частоты и эталонным током (напряжением). Этот разностный
ток, определяющий направление и значение необходимого изменения
усиления после усиления, поступает в регулятор, воздействующий
на регулируемый элемент (удлинитель или выравниватель).
Так, если, например, затухание линии передачи возросло на верх-
ней частоте линейного спектра, то уровень тока контрольной частоты
Рис. 7.16. Структурная схема, поясняющая принцип действия автоматической регу-
лировки усиления
101
Рис. 7.17. Схемы плоского и наклонного регулятора
плоской регулировки снизился. В результате оценки разностного
напряжения включается регулятор, который увеличивает затухание
переменного удлинителя, — глубина ООС будет уменьшаться, а уси-
ление усилителя возрастать до тех пор, пока выпрямленное напря-
жение контрольной частоты не станет равным нормированному,
регулировка прекратится. Аналогично будут осуществляться наклон-
ная и криволинейная регулировки.
Фильтр, усилитель и выпрямитель составляет так называемый
приемник контрольного канала ПКК. Таким образом, устройства
АРУ на промежуточной и оконечной приемной станциях состоят из
/7/7/(, схемы сравнения СС с эталоном, регулирующего элемента
РЭ и объекта регулирования РО.
По принципу действия устройства АРУ классифицируют на
электрические, электромеханические, электротермические и т. п.
В некоторых случаях один элемент может осуществлять несколько
функций. Например, термистор может выполнять роль СС и РЭ.
В плоском регуляторе (рис. 7.17, а) при изменении тока контроль-
ной частоты становится другим сопротивление тела термистора
/?у, включаемого на выходе /7/С/С, вследствие чего изменяется зату-
хание регулятора. Эта же схема может быть использована для
осуществления наклонной регулировки (рис. 7.17, б). В этом случае
сопротивление тела термистора включается через специальный до-
полнительный четырехполюсник ДЧ (фазовый контур). Входное
сопротивление этого четырехполюсника ZBX изменяется с изменением
/?у, обеспечивая заданное изменение АЧХ регулятора. Можно пока-
зать, что затухание регулятора в этом случае приближенно опре-
деляется выражением
а=ао+ A apcos2b,
где ао и Да — некоторые постоянные;
р=(/?у—Z?0)/(Z?yH-Z?0);
/?о — характеристическое сопротивление фазового контура.
Следовательно, при изменении фазового коэффициента b в интер-
вале со 1 (рис. 7.18, а) и различных /?у (от до
102
затухание регулятора будет изменяться так, как это показано на
рис. 7.18, б. При этом используется область частот со^со^сог.
Рассмотрим упрощенную схему (рис. 7.19). В цепь глубокой ООС
усилителя включены контур начального наклона КНН и регуляторы
плоской Р/7, наклонной PH и криволинейной РК регулировок
усиления. Контур КНН представляет собой постоянный выравнива-
тель, который совместно с линейным выравнивателем ЛВ, включен-
ным на входе линейного усилителя ЛУс, устраняет амплитудно-
частотные искажения, вносимые усилительным участком минималь-
ной длины при средних метеорологических условиях.
Допустимый наклон АЧХ усилителя, обусловленный КНН, оп-
ределяется устойчивостью его работы. Дальнейшее увеличение
наклона, необходимое для требуемой АЧХ усилителя, осуществ-
ляется ЛВ.
Рис. 7.18. Зависимости фазового коэф-
фициента и затухания наклонного регу-
лятора от частоты
Рис. 7.19. Схема включения регулято-*
ров автоматической регулировки усиле-
ния
103
Рис. 7.20. Схема, поясняющая принцип
действия грунтовой автоматической ре-
гулировки усиления
Учитывая, что затухание ка-
бельных линий передачи изменяет-
ся только под влиянием темпера-
туры грунта, на этих линиях ис-
пользуют косвенные способы
АРУ. Таковой является, например,
грунтовая АРУ, применяемая
в необслуживаемых усилительных
пунктах. Терморезистор RT зары-
вают вместе с кабелем на расстоя-
нии не менее 5 м от НУПа и вклю-
чают, используя специальный сое-
динительный кабель, в цепь соответствующего регулирующего эле-
мента (рис. 7.20).
Для косвенной АРУ используется также изменение тока дистан-
ционного питания, по которому судят об изменении затухания
участка.
Кроме линейных устройств АРУ, в многоканальных системах
передачи применяются также специальные устройства АРУ в первич-
ных, вторичных и т. д. групповых трактах. Специальные контрольные
частоты, располагаемые в середине спектра группового тракта,
вводятся на передающей станции, где формируется соответствующий
групповой тракт. В промежуточных пунктах, где данный групповой
тракт не выделяется, никаких устройств АРУ по этим контрольным
частотам не применяют. Приемные устройства АРУ устанавливаются
только на оконечных станциях, где выделяется данный групповой
тракт.
На кабельных магистралях СССР для первичного тракта принята
контрольная частота 84,14 кГц, для вторичного — 411,92 кГц.
Устройства АРУ на этих частотах осуществляют только плоскую ре-
гулировку.
Уровни токов линейных контрольных частот устанавливаются
на 10 дБ, а уровни токов контрольных частот групповых
трактов — на 20 дБ ниже измерительных уровней рабочих сигналов.
7.5. ГЕНЕРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Генераторное оборудование служит для получения токов несущих
частот, необходимых для преобразования спектров сигналов, а также
токов контрольных частот.
В системах без передачи в линию тока несущей частоты измене-
ние частоты передаваемого сигнала (см. § 5.2) допускается не.более
±1 Гц. Выполнение этого условия заставляет предъявлять особенно
жесткие требования к стабильности несущих частот передающей
и приемной станций. В современных системах передачи требуется
104
большое число несущих частот, которые обычно получаются как гар-
монические и комбинационные составляющие колебаний одного или
ограниченного числа задающих генераторов. Например, несущие
частоты 64, 68, 104, 108 кГц, используемые при образовании
первичной группы, являются 16, 17, ..., 27-й гармониками основной
частоты 4 кГц. Стабильность частоты оценивается относитель-
ной нестабильностью, равной отношению изменения частоты
Д/ под влиянием дестабилизирующих факторов (изменение напря-
жения, температуры и т. п.) к частоте f. В современных системах
передачи эта величина должна быть равна 10~7—10~8. Для умень-
шения влияния внешних факторов на частоту стабилизируют напря-
жение питания, используют кварцевые стабилизаторы, термо-
статирование (помещение в термостат) задающего генера-
тора и т. п.
Следует учитывать, что если частота задающего генератора
будет изменяться на какое-то значение, например f+Z±f, то n-я гар-
моника будет иметь частоту nf+n^f и, следовательно, изменится уже
на значение n£±f. При делении основной частоты Д/ на т получим
частоту f/m±2&f/m, т. е. деленная частота изменится на &f/m.
Поэтому частоту задающего генератора стараются брать выше, осо-
бенно в многоканальных системах передачи, с тем, чтобы делением
получить требуемую частоту электрических колебаний, равную
4 кГц, с более высокой стабильностью. Например, задающий
генератор в системе передачи В-3-3 имеет частоту 8 кГц, в системе
К-60П—128 кГц, в системе К-24Т—4464 кГц. '
В качестве примера рассмотрим упрощенную схему задающего
генератора (рис. 7.21) в выпускаемой аппаратуре. Генератор собран
по емкостной трехточечной схеме. Контур содержит емкостный
делитель С5 и С6 и последовательно соединенные кварцевый резо-
натор и конденсатор С4, имеющие совместно сопротивление
индуктивного характера. Частота 4464 кГц стабилизируется кварце-
вым резонатором — термостатом,
помещенным в стеклянный баллон,
вместе с позисторами (термосо-
противлениями с положительным
температурным коэффициентом).
При включении питания внутри
баллона создается температура
65—70 °C.
Конденсатором С4 можно бо-
лее точно установить частоту гене-
ратора при настройке аппаратуры.
В ходе эксплуатации можно под-
страивать частоту в небольших
Рис. 7.21. Схема задающего генератора
105
пределах варикапом VD, включенным параллельно конденсатору
С4. Емкость варикапа изменяется под воздействием подводимого
к нему напряжения потенциометром R1—R3. Напряжение на базе
транзистора устанавливается делителем R6, R7. Выходное напряже-
ние снимается с сопротивления нагрузки R8.
Применяя делители, умножители и преобразователи частоты,
можно получить заданные несущие частоты с требуемой стабиль-
ностью. Например, в рассматриваемом выше случае электрические
колебания частотой 4464 кГц сначала делятся на 12, получается
частота 372 кГц, которая является основой для получения всех
требуемых в системе передачи несущих и контрольных частот.
В частности, в результате деления и преобразования образуется
частота 60 кГц, из которой делением на 15 создается импульсная
последовательность с частотой 4 кГц. Последняя и используется
как исходная для получения требуемых несущих частот первичной
группы.
В качестве умножителя частоты может быть применен
любой нелинейный элемент. Гармоники, появляющиеся на выходе,
можно рассматривать как результат умножения исходной частоты в
соответствующее число раз. Умножитель (рис. 7.22, а) содержит
задающий генератор G, фильтр LI, С1, дроссель L2 с сердечником
из пермаллоя с высоким содержанием никеля и конденсатор С2.
Если от умножителя требуется получить большое число гармоник
высоких порядков с примерно одинаковыми амплитудами, то форма
электрических колебаний на выходе схемы должна быть такой, как
106
показана на рис. 7.22, б (при нечетных гармониках) или на рис. 7.22, в
(при четных гармониках).
Работа схемы поясняется рис. 7.23, где показана петля гистере-
зиса (рис. 7.23, а), токи и напряжения в умножителе. Под
влиянием большой амплитуды подводимого тока I (рис. 7.23, б) сер-
дечник дросселя L2 (см. рис. 7.22, а) в течение почти всех полуперио-
дов насыщен и магнитное поле будет изменяться только за короткий
интервал т, во время которого на зажимах дросселя L2 появится
э.д.с. самоиндукции е в виде кратковременного импульса (рис.
7.23, в). От этого импульса будет заряжаться конденсатор С2
(см. рис. 7.22, а) через сопротивление нагрузки /?нь После насыщения
сердечника L2 конденсатор С2 будет разряжаться на /?Н1 и неболь-
шую вследствие насыщения сердечника индуктивность L2. Время
разряда будет малым, а амплитуда иглообразного импульса (рис.
7.23, г) большой. Для получения четных гармоник кратковременные
импульсы выпрямляются полупроводниковым мостиком ВМ (см. рис.
7.23, в). В качестве нагрузок /?Н1 и /?Н2 включают фильтры,
выделяющие нужные гармоники, используемые в качестве несущих
частот в аппаратуре.
Возможны и другие схемы умножителей. Например, для создания
серии кратковременных импульсов (см. рис. 7.23, в) применяют
ждущий блокинг-генератбр. При поступлении на базу транзистора
отрицательных импульсов с частотой 4 кГц на его'выходе появля-
ются короткие импульсы, спектр которых содержит большое число
гармонических составляющих.
Делители частоты подразделяются на регенеративные и
счетчиковые. Рассмотрим схему регенеративного делителя (рис.
7.24). Если поданный на вход ток частотой f нужно разделить на
т, т. е. получить на выходе ток частотой f/m, то на выходе умножите-
ля Ум, имеющего коэффициент умножения k, появится ток частотой
kf/m, который после усиления подается на средний вывод преобра-
зователя Пр. Полученная на выходе преобразователя разностная
боковая частота должна быть равна f/m. Из равенства
можно найти k=m—\.
Следовательно, если, например, ток частотой 60 кГц нужно раз-
делить на три, получив на выходе
20 кГц, то после умножения на два
на средний вход преобразователя
Пр будет подаваться ток частотой
40 кГц. Разностная боковая час-
тота 60—40=20 кГц будет поддер-
живать на выходе ток частотой
20 кГц. Для увеличения коэффи-
циента деления несколько дели-
телей включают каскадно.
Рис. 7.24. Структурная схема делителя
частоты
107
Рис. 7.25. Структурная схема счетчико-
вого делителя
Счетчиковые делители частоты выполняются на основе тригге-
ров, работающих в счетном режиме. Каскадное включение п триг-
геров позволяет разделить частоту в 2Л раза. Входное напряжение
таких делителей должно иметь форму прямоугольных импульсов.
Схема делителя на четыре (рис. 7.25) содержит два триггера..
Если на вход D триггера подан сигнал логической 1, то при поступле-
нии на вход С очередного импульса триггер переключается, т. е. на его
выходе Q появляется сигнал логической 1 (Q=l). Если на входе D
будет сигнал логического 0, то тактирующим импульсом триггер пере2
ключается в нулевое состояние (Q=0). При соединении выхода Q
с входом D триггер работает в счетном режиме, т. е. делит такто-
вую частоту на два.
Устойчивость и надежность действия, малые размеры и масса оп-
ределяют все большее применение счетчиковых делителей в современ-
ных схемах генераторного оборудования.
7.6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ
Электрические фильтры являются одним из основных элементов
систем передачи, использующих метод ЧРК. Рассмотрим условия ра-
боты и требования к характеристикам некоторых наиболее часто
применяемых в аппаратуре фильтров.
Канальный фильтр передающей каналообразующей части
аппаратуры подавляет вторую (рис. 7.26,а, верхняя) боковую полосу
частот, отстоящую от нижней, пропускаемой фильтром, на 600 Гц.
Поэтому на частотах верхней боковой полосы затухание фильтра
должно быть не менее 60 дБ. Фильтр подавляет также остатки тока
несущей частоты, отстоящие от рабочей полосы частот на 300 Гц
(рис. 7.26,6). Для выполнения указанных условий фильтр должен
иметь достаточно большую крутизну нарастания затухания в полосе
непрозрачности.
Канальный фильтр приемной части аппаратуры (рис. 7.26,в)
должен выделить спектр данного канала и подавить электрические
колебания соседних каналов, при этом он должен обеспечить затуха-
ние примерно 60 дБ, но крутизна подъема его характеристики
может быть несколько ниже, чем рассмотренная выше, так как спект-
ры каналов отстоят друг от друга на 900 Гц. По производственным
соображениям фильтры передающей и приемной частей аппаратуры
делают одинаковыми.
108
Рис. 7.26. Диаграммы, поясняющие требования к канальным фильтрам
Рис. 7.27. Структурная схема направляющих фильтров и их характеристики
Направляющие фильтры (рис. 7.27,а) применяют в двух-
полосных двухпроводных системах передачи на оконечных и проме-
жуточных станциях. Большое число фильтров, включаемых каскадно
в современных магистралях, заставляют предъявлять высокие требо-
вания к равномерности затухания в полосе прозрачности и использо-
вать в случае необходимости соответствующие выравниватели.
Затухание в полосе непрозрачности определяется требованиями
устойчивости магистрали и минимальными искажениями от действия
обратной связи.
Следует учитывать, что с увеличением частоты затухание линии
передачи, а следовательно, и усиление усилителей возрастают. По-
этому затухание ФНЧ должно быть выше затухания ФВЧ
(рис. 7.27,6). Затухание указанных фильтров в точке пересечения
их характеристик должно обеспечивать устойчивую работу схемы.
Линейные фильтры включаются между линией и системами
передачи, они обеспечивают их согласованную работу. На рис. 7.28
показано включение фильтров для случая совместной работы систем
передачи В-12-3 и В-3-3. Пара фильтров ФНЧ и ФВЧ с общей час-
тотой среза называется поясом линейных фильтров и
обозначается ДК-33 или ДК-3,2. Линейные фильтры устанавливают-
ся в аппаратуре В-12-3 (ДК-33) и В-3-3 (ДК-3,2).
Наиболее часто фильтры в аппаратуре многоканальной связи
включаются параллельно (см. например, рис. 7.27,а и 7.28).
Следует заметить, что для уменьшения взаимных влияний фильтры
на параллельную работу включаются Т-образными окончаниями.
109
Рис. 7.28. Схема включения линей-
ных фильтров и их характеристики
4
лк-зл лк-зз
Рис. 7.29. Зависимости характерис-
тических сопротивлений от частоты
параллельно работающих фильтров
Рис. 7.29,а поясняет взаимные влияния параллельно работаю-
щих ФНЧ и ФВЧ. Реактивные сопротивления полосы непрозрач-
ности обоих фильтров шунтируют электрические колебания рабочих
сигналов, существующих в спектрах полос прозрачности этих фильт-
ров. Рис. 7.29,6 иллюстрирует взаимные влияния параллельно рабо-
тающих полосовых фильтров. Наиболее сильному шунтирующему
влиянию подвергаются крайние фильтры (результирующие шунтиру-
ющие реактивные сопротивления показаны штриховыми линиями).
Средний фильтр практически не подвергается воздействию крайних,
так как параллельное соединение реактивных сопротивлений левого
(индуктивный характер) и правого (емкостный характер) взаимно
компенсируют друг друга.
Уменьшить влияние параллельно работающих фильтров можно
двумя способами: включением компенсирующих элементов и приме-
нением так называемых развязывающих устройств.
Компенсирующие элементы L и С при параллельном
соединении ФНЧ и ФВЧ (рис. 7.30,а) включаются последовательно
с выходным сопротивлением фильтров, увеличивая тем самым индук-
тивное или емкостное сопротивление последовательных элементов
обеих схем с X1-O,5Z1 до Xl-0,809Zl. Это способ называется спо-
собом Х-образных окончаний. Параллельно включаемый фильтр
не мешает, а, наоборот, улучшает согласование соседнего фильтра с
нагрузкой /?н.
110
В случае параллельной работы полосовых фильтров компенсиру-
ющим элементом является контур LC (рис. 7.30,6), включаемый
параллельно общему выходному сопротивлению. На рис. 7.29,6 реак-
тивное сопротивление этого контура показано штриховой линией. Не
шунтируя входа среднего фильтра, этот контур компенсирует реак-
тивные сопротивления на средних частотах крайних фильтров.
Развязывающим устройством может быть дифференциальная сис-
тема (рис. 7.31,а). Четные и нечетные фильтры включают в разные
плечи ее. Если сопротивления нагрузочных резисторов и R2
будут подобраны так, что поданное, например, с левой стороны
схемы напряжение будет оказывать падение напряжения на левой
половине обмотки трансформатора, равное падению напряжения на
нагрузке /?2, то падения напряжения на правой стороне схемы (на
входах четных фильтров) не будет. Влияние же параллельно вклю-
ченных только нечетных (или четных) фильтров друг на друга
вследствие разнесения их по спектру будет незначительным.
В качестве развязывающих устройств могут быть использованы
резисторы (рис. 7.31,6). Включение последовательно с выходным
сопротивлением каждого из фильтров резистора сопротивлением
150 Ом и выбор очень малого входного сопротивления усилителя
(/?вх^3 Ом) обеспечивает большое значение переходного затуха-
ния между объединяемыми каналами (примерно 40 дБ), что практи-
чески исключает их влияние друг на друга.
Простота реализации, малые размеры и высокая надежность по-
следней схемы определяют перспективу ее применения.
Рис. 7.30. Схемы включения компенсирующих элементов
Рис. 7.31. Схемы включения развязывающих устройств
111
7.7. ОГРАНИЧИТЕЛИ АМПЛИТУД
Групповые элементы систем передачи (усилители, преобразовате-
ли и т. п.) рассчитываются на вполне определенную мощность
электрических колебаний группового сигнала (см. рис. 6.9). При
поступлении от какого-либо абонента группы сигнала с недопустимо
высоким уровнем, способного перегрузить данный групповой элемент,
появляются комбинационные и гармонические составляющие и, сле-
довательно, недопустимые взаимные влияния между каналами груп-
пы. Для предотвращения этого на входе каждого канала включают
ограничители амплитуд, которые обеспечивают на выходе допустимое
напряжение, если напряжение на входе превышает некоторое пре-
дельное значение, называемое порогом ограничения. Ограничители
амплитуд должны обладать постоянным входным сопротивлением не-
зависимо от режима работы.
Одна из схем ограничителя амплитуд приведена на рис. 7.32,а.
Оба диода УД] и УД2 находятся в открытом состоянии (под
действием напряжения Е7). Их суммарное сопротивление мало и,
следовательно, небольшим будет и сопротивление, пересчитанное в
первичную обмотку последовательно включенного трансформатора.
Диоды УДЗ и УД4 в этом режиме закрыты напряжением Е2 и не
шунтируют сигнала. Таким образом, в режиме малых амплитуд
это устройство имеет весьма небольшое затухание (примерно 1 дБ).
Недопустимо большие напряжения сигнала, трансформируясь в по-
следовательном и параллельном трансформаторах, закрывают один
из диодов (УД1 или УД2) и открывают диод УДЗ или У4. Таким
образом, последовательно включается большое сопротивление, а
параллельно малое; затухание ограничителя амплитуд резко
возрастает.
В последних выпусках аппаратуры в ограничителе амплитуд при-
меняют стабисторы УД1 и УД2 (рис. 7.32,6), которые наряду с пе-
реключением вторичной обмотки трансформатора обеспечивают тре-
буемый порог ограничения.
7.8. ВЫЗЫВНЫЕ УСТРОЙСТВА
По каналу ТЧ наряду с информационными необходимо передавать
сигналы взаимодействия (вызова, отбоя). При этом должен исполь-
зоваться тот же спектр тональных частот. Поэтому устройства
передачи и приема сигналов взаимодействия называют системой
тонального вызова. Частота вызывного тока должна нахо-
диться в той части разговорного спектра, в которой амплитуды
составляющих разговорного тока не слишком велики. Это необходимо
для того, чтобы вероятность срабатывания устройства вызова под
действием таких составляющих была меньше. Частота вызывного
112
Рис. 7.32. Схемы ограничителей амплитуд Рис. 7.33. Схема включения вызывных
устройств
тока выбрана 2100 или 2650 Ги. При применении системы тональ-
ного вызова требуется, чтобы со стороны или в сторону междуго-
родной телефонной станции (МТС) посылался индукторный или по-
стоянный ток. Это необходимо, чтобы не вносить изменение в
оборудование МТС.
Рассмотрим упрощенную схему включения устройств вызова на
одной из оконечных станций (рис. 7.33). Индукторный вызов со сто-
роны МТС поступает на выпрямительный мостик ВМ, срабатывает
реле Л7, включенное на его выходе. Для уменьшения проникновения
в канал токов индукторного вызова включается конденсатор С,
практически не ослабляющий речевые сигналы. Контактом К1 к входу
канала подключается генератор сигнала тонального вызова ГТ В.
Вызов посылается на противоположную станцию.
Приемник сигнала тонального вызова (и набора) ПТНВ включа-
ется в приемную часть канала через несимметричную дифференци-
альную систему ДС2. Это защищает ПТНВ от влияния сигналов,
поступающих со стороны МТС, и одновременно уменьшает затухание,
вносимое в канал при включении ПТНВ. Это затухание дол-
жно быть не более 1 дБ. Реле К2, включенное на выходе ПТНВ, под-
ключает источник индукторного (или постоянного) тока в сторо-
ну МТС.
Приемник должен быть постоянно включен параллельно в канал
связи и поэтому во время передачи речевых сигналов он подвержен
влиянию разговорных токов. Их составляющие могут иметь частоту
вызывного тока, и они могут вызвать срабатывание ПТНВ во время
разговора. Во избежание появления ложного вызова во время пере-
дачи приемник дополняют специальными защитными устройствами,
вводят замедление его действия, благодаря чему приемник не успева-
ет срабатывать от кратковременной составляющей разговорного тока
соответствующей частоты.
из
Рис. 7.34. Схема частотной защиты
Рис. 7.35. Схема с использованием
защитной цепи
В некоторых случаях для предотвращения ложного срабаты-
вания приемника для вызова используется несколько частот с
соответствующим уровнем. Вероятность такой ситуации в рече-
вом канале мала, в результате чего и достигается соответст-
вующая защита.
Принцип действия одного из возможных способов защиты ПТНВ
отложных срабатываний поясняется рис. 7.34. Оба контура настраи-
ваются на частоту вызывного сигнала. Поэтому при приеме его на
параллельном контуре L/, С1 получается большое падение напря-
жения, а на последовательном L2, С2 — малое. Реле Л7 сработа-
ет, а реле К2 нет. Вызов будет принят. При поступлении широкого
спектра речевого сигнала падение напряжения возникнет на контуре
L2f С2, оно выпрямляется и вызывает срабатывание реле К2,
которое предотвращает прием вызова.
Рассмотрим упрощенную схему другого способа защиты от лож-
ных срабатываний ПТНВ (рис. 7.35). Во вторичную обмотку транс-
форматора Т1 включена мостовая схема, в которой сопротивление
контура, состоящего из конденсатора С и входной обмотки трансфор-
матора 72, настроенного на вызывную частоту, уравновешивается
резистором R. При приеме вызывного сигнала мост уравновешен
и на его диагонали, являющейся входом защитной цепи, падения
132 136 № m г,кгц
Рис. 7.36. Расположение узкополосных
фильтров выделенных вызывных кана-
лов
114
напряжения нет. Сигналы вызова поступают в усилитель Ус и далее.
При приеме речевого сигнала мост разбалансирован, на защитную
цепь поступает напряжение, усиливается, выпрямляется и запирает
усилитель Ус. Ложное срабатывание приемника тонального вызова
предотвращается.
Достаточная сложность ПТ НВ и необходимость оборудования
ими всех каналов многоканальных систем передачи увеличивают раз-
меры и массу аппаратуры. Одним из возможных путей устранения
этого недостатка является создание выделенных каналов для переда-
чи сигналов взаимодействия. В качестве вызывной берется часто-
та 3850 или 3825 кГц. Она выходит за пределы спектра 300—3400 кГц
и, таким образом, располагается в промежутках между частотами
каналов. Введение и выделение токов этой частоты осуществляются
узкополосными электромеханическими фильтрами, расположение
которых показано рис. 7.36, где в качестве примера приведен спектр
предгруппы системы передачи К-12+12. Характеристики канальных
фильтров показаны штриховыми линиями.
Применение выделенных каналов является весьма перспективным
направлением создания устройств для передачи сигналов взаимо-
действия.
В цифровых системах передачи, например ИКМ-30, применяются,
как правило, выделенные каналы для передачи сигналов взаимодей-
ствия и управления (каналы СУВ).
Глава 8. УСИЛИТЕЛИ ТОКОВ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ
8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Индивидуальные тональные усилители (ИТУМ) применяют при
организации низкочастотных каналов на воздушных и кабельных
линиях связи. Они обеспечивают двустороннее усиление разговорных
токов, компенсацию амплитудно-частотных искажений и трансляцию
вызывных сигналов. Усилители могут быть использованы в качестве
оконечных и промежуточных, включаемых в двух- и четырехпровод-
ные цепи; для перехода с двух- на четырехпроводные цепи и обратно.
Указанная универсальность усилителей достигается благодаря при-
менению сменных блоков для различных цепей и <;хем включения.
Выпускается семь разновидностей усилителей — ИТУМ-1 —
ИТУМ-7. Основные электрические характеристики этих участков
приведены в табл. 8.1.
Усиление усилителей регулируют вручную до 19 дБ ступенями по
0,9 дБ. Их номинальный выходной уровень при нагрузке на 600 Ом
составляет +8,7 дБ в четырехпроводном режиме, +5,2 дБ — в двух-
проводном. Номинальное входное и выходное сопротивление усилите-
ля 600 Ом. Коэффициент отражения входного сопротивления со
стороны линии в рабочем диапазоне частот не превышает 0,2 для
двух- и 0,25 для четырехпроводного включений усилителей. Защи-
щенность между двумя усилителями на одной стойке не менее 78 дБ.
В схеме усилителей предусмотрена возможность посылки вызова
токами частотой от 15 до 50 Гц (индукторный вызов) и токами то-
нальной частоты 1900 Гц (стальные воздушные цепи) и 2100 Гц
(цветные воздушные цепи и кабельные линии). На четырехпроводных
кабельных цепях схемой усилителя обеспечиваются передача и прием
импульсов тонального набора частотой 2100 Гц. Тональный вызов
промежуточной станции осуществляется частотой 1600 Гц. При ис-
пользовании усилителя в качестве оконечного можно послать вызов
в сторону коммутатора и принять вызов с коммутатора постоян-
ным током.
Рассмотрим структурную схему двухпроводных усилителей
ИТУМ-2, ИТУМ-3, ИТУМ-7 (рис. 8.1). Если усилитель является
оконечным, ток с МТС проходит через транзитный удлинитель У/,
гнезда Лин. Ст., удлинитель У2, дифференциальный трансформатор
ДТ, удлинитель УЗ, разделительные гнезда 2-пр, трансформатор Т,
регулятор усиления РУ, фильтрующее устройство ФУ, выравниватель
В и поступает в усилитель Ус1. Усиленный ток через гнезда 2-пр,
автотрансформатор АТ и дифференциальный трансформатор ДТ дру-
гой стороны направляется в линейную цепь. Передача разговорного
тока в обратном направлении происходит аналогично.
116
Таблица 8.1
Линия Тип усилителя Назначение и область примене- ния усилителя Схема включения Наиболь- шее уси- ление, дБ, йа 800 Гц Полоса уси- ливаемых частот, кГц Длина уси- лительного участка, км
Непупинизированная в симметричном кабеле с жилами диаметром 1,2 мм Медная с проводами диаметром 3—4 мм Биметаллическая с про- водами диаметром 4 мм Кабель ПРВПМ с жила- ми диаметром 1,2 мм Стальная с проводами диаметром: 4 мм 5 мм Служебная в коаксиаль- ном кабеле с жилами диаметром 0,9 мм: пупинизированная непупинизированная Пупинизированная и не- пупинизированная в ка- беле с жилами диамет- ром 0,9 мм ИТУМ-1 (шесть блоков на одном поддоне) ИТУМ-4 (восемь блоков иа 1,5 под* донах) ИТУМ-2 (восемь блоков) ИТУМ:3 (восемь блоков) ИТУМ-2 ИТУМ-2 ИТУМ-6 (шесть блоков) ИТУМ-5 ИТУМ-7 (восемь блоков) Промежуточный для основных и искусственных ли- ний Оконечный для основных и искус- ственных линий Промежуточный и оконечный То же > Оконечный для ос- новных и искусст- венных цепей Промежуточный Четырехпроводная Переходная с че- тырех- на двухпро- водную цепь Двухпроводная Двухпроводная и переходная Двухпроводная » Двухпроводная и переходная Четырехпроводная Двухпроводная 24 9/21 17 17 13 28 24 17 0,3—3,4 0,3—3,4 0,3—2,4 0,3—2,4 0,4—2,0 0,3—3,4 0,3—3,4 0,3-2,4 12—50 12—50 200—400 150-250 2,5—16,5 10—80 10—90 60—127 22-35 40-90
★в -35,6
Рис. 8.1. Структурные схемы усилителей
Поступающий с МТС вызывной сигнал частотой 15—50 Гц во-
спринимается линейным реле ЛР1. Последнее, сработав, замыкает
цепь питания вызывного реле ВР2, которое подключает генератор
сигнала тонального вызова ГТВ к входу усилителя Ус1. В линию по-
ступает вызывной сигнал тональной частоты. В другом оконечном
усилителе вызывной сигнал тональной частоты воспринимает прием-
ник сигнала тонального вызова ПТВ, срабатывает реле ЛР2 и
затем BPL Последнее подключает в сторону междугородной теле-
фонной станции источник вызывного сигнала МИ (машинный
индуктор).
Если данный усилитель используется в качестве промежуточного,
то выключают удлинители У1 и У2. Индукторные сигналы вызова
транслируются линейными реле, а тональные сигналы проходят
через элементы усилителя так же, как разговорный ток.
Схема четырехпроводных усилителей ИТУМ-1 и ИТУМ-5
(рис. 8.1,6) отличается от рассмотренной отсутствием элементов
перехода с двух- на четырехпроводную схему и устройств вызова.
Схемы усилителей, используемых в качестве оконечных на четы-
рехпроводной цепи (ИТУМ-4 и ИТУМ-6), имеют с одной стороны
двух-, а с другой — четырехпроводное окончание.
118
8.2. ЭЛЕМЕНТЫ УСИЛИТЕЛЕЙ ИТУМ
Блок дифференциальной системы и баланса
(ДСБ) (рис. 8.2) состоит из дифференциального трансформатора
ДТ, автотрансформатора АТ, удлинителей У1—У4, балансного транс-
форматора БТ и балансного контура БК. Удлинитель У1 затуханием
3,-5 дБ называют транзитным и используют для регулировки затуха-
ния канала в разных условиях его эксплуатации. На оконечных стан-
циях удлинители остаются включенными и их суммарное затухание
обеспечивает нормальное остаточное затухание канала, равное 7 дБ.
В месте транзитного соединения каналов их выключают. Удлинители
У2 и УЗ служат для получения стандартного уровня сигнала на входе
четырехпроводной части усилителя, равного —13 дБ. Удлинитель У4
отображает удлинитель У2 в балансном оборудовании усилителя.
В случае применения дифференциальной системы на линейной сторо-
не эти удлинители выключают.
Дифференциальный трансформатор ДТ обеспечивает переход с
двухпроводной схемы линии на четырехпроводную схему усилителя
и обратно. К этому трансформатору через выпрямительный мост
подключается линейное реле для приема вызова. В обмотку ДТ вклю-
чены конденсаторы С1 и С2 по 2 мкФ. Один из конденсаторов
предотвращает шунтирование линейного реле при постоянном и ин-
дукторном токе обмоткой автотрансформатора, другой отражает его
в балансной цепи.
Автотрансформатор согласует 600-омноё выходное сопротивление
усилительного элемента с 300-омным входным сопротивлением диф-
ференциального трансформатора. Балансный трансформатор отоб-
ражает в- балансном оборудовании соответствующий линейный
Рис. 8.2. Схема дифференциальной системы
119
трансформатор. Балансный контур, содержащий емкости и резисто-
ры, подключают к балансному трансформатору непосредственно или
через балансные линейные фильтры и трансформаторы, расположен-
ные в соответствующей аппаратуре системы передачи.
Блок усилителя (РУс) состоит из узла регулятора усиления
и самого усилителя. Узел регулятора усиления содержит регулятор,
собранный по Т-образной перекрытой схеме, удлинитель с затуха-
нием 1,7 дБ и симметрирующий трансформатор.
Усилитель (рис. 8.3) имеет три каскада усиления. В первые
двух каскадах транзисторы включены по схеме с заземленным эмитте-
ром, в третьем — с заземленной базой. В каскадах предварительного
усиления применена отрицательная обратная связь по постоянному
(R9 и R16) и переменному (R3, R5 — R8, R15, R27) току, что обеспе-
чивает заданную стабильность параметров каскадов и требуемые
значения входных и выходных сопротивлений.
Рабочие токи первых каскадов стабилизируются резисторами
/?/, R2, R12, R13 и резисторами в эмиттерных цепях R9 и R16,
зашунтированных конденсаторами С7 и СИ. Для стабилизации
тока в цепи коллектора транзистора выходного каскада в цепь эмит-
тера этого транзистора включен резистор R19. Напряжение на кол-
лекторе регулируют, используя развязывающее устройство R22—
R26, С13.
Искажения на краях полосы частот усиливаемого сигнала устра-
няются резонансными контурами LI, С6 и L3, С8 (повышают усиле-
кт
Дейстдие контура ЦСО
Рис. 8.3. Схема усилительного элемента
0,05
55
50
Ь5
Действие
контура L3tC8
,л \
1
О 1,0 2,0 f, кГц,
2
◄
Рис. 8.4. Кривые, показывающие влия-
ние корректирующих контуров на уси-
ление усилителя ИТУМ
120
ние в области соответственно верхних и нижних частот). Кроме того,
подключая резистор R2 и конденсатор С2—С4 к резисторам R3,
R5—R8, можно откорректировать усиление в области средних частот.
Характер действия указанных контуров на частотные характеристики
усиления усилителя, используемого на стальных цепях и на цепях
непупинизированного кабеля, иллюстрируется рис. 8.4 (соответствен-
но кривые 1 и 2).
Резистор R14 (см. рис. 8.3), конденсатор С5, дроссель L4 и
конденсатор С14 являются элементами развязывающих фильтров в
цепи питания. Усиление усилителя на частоте 800 Гц равно 44 дБ.
Его входное и выходное сопротивления соответственно 6 кОм и
600 Ом.
Блок фильтра и выравнивателя (ФВ) предназна-
чен для ограничения диапазона усиливаемых частот и компенсации
амплитудно-частотных искажений, вносимых линией передачи. В его
состав входят полосовой фильтр и выравниватель. Полосовой фильтр
состоит из последовательно включенных фильтров верхних и нижних
частот. Фильтр верхних частот ограничивает диапазон частот ниже
300 Гц. Граничной частотой фильтра нижних частот может быть
одна из трех частот: 2000, 2400 и 3400 Гц. Входное сопротивление
фильтров 600 Ом.
Амплитудные выравниватели дополняют затухание линии до вели-
чины, не зависящей от частоты тока в спектре усиливаемых частот.
Выравниватели представляют собой четырехполюсники, в плечи кото-
121
Рис. 8.6. Схема генератора сигнала тонального вызова
Вико9
Рис. 8.7. Схема приемника сигнала тонального вызова
ИТ УМ-1 (5)
И ТУМ-6
122
рых включены фазовые контуры (рис. 8.5,а), нагруженные на резис-
торы с переменным сопротивлением R1 и R2. Здесь также приведена
эквивалентная схема выравнивателя. Изменяя сопротивления резис-
торов R1 и R2, можно получить ряд зависимостей затухания вы-
равнивателя от частоты. Однако при малом наклоне кривая затуха-
ния такого выравнивателя значительно искривляется. Устранить это
искривление удалось, включив контуры через автотрансформаторы
ATI и АТ2 (рис. 8.5,6). Наклон регулируется переключением отводов
на автотрансформаторах и изменением сопротивления резистора R2,
при этом кривая затухания выравнивателя поворачивается вокруг
точки кривой, соответствующей частоте 0,8 кГц.
В зависимости от типа линии применяются различные выравнива-
тели: ВСМ — для воздуных стальных и медных цепей, ВБ — для би-
металлических цепей, BR — для кабельных цепей. Формы кривой
приращения усиления, получае-
мые с использованием выравни-
вателей, приведены на рис. 8.5, в.
Блок тонального вы-
зова (ТВ) состоит из генерато-
ра сигнала тонального вызова
ГТВ и приемника сигнала тональ-
ного вызова (набора) ПТНВ. Ге-
нератор сигнала тонального вызо-
ва предназначен для получения
одной из трех частот сигнала то-
нального вызова: 1600, 1900 или
2100 Гц. Генератор выполнен на
одном транзисторе, включенном
по схеме с заземленным эмиттером
(рис. 8.6). В цепь положительной
обратной связи включен ферро-
магнитный стабилизатор, пред-
ставляющий собой Г-образный
четырехполюсник, поперечной вет-
вью которого является насыщаю-
щийся дроссель L2, а продоль-
ной — автотрансформатор. Пара-
метры стабилизатора определяют
постоянство амплитуды устано-
вившихся колебаний на выходе
генератора. Генератор может быть
настроен на частоту 1900 или 2100
Гц перепайкой конденсаторов С2
и СЗ и резисторов R3 и R4. Ток
частотой 1600 Гц появляется при
нажатии кнопки.
СТУ-ЫМ(СТУ-Ы)
ВВодные
гребенки
Гнездр
и
ПЗУ
Питание
и сигналит
заиия
650
Рис. 8.9. Стойка тональных усилителей
СТУ-4СМ
123
Уровень тока вызывной частоты на выходе генератора составляет
(4±1) дБ. Он может быть изменен от —4 до +8 дБ перепайкой ре-
зисторов в делителе на выходе генератора.
Приемник сигнала тонального вызова или импульсов тональ-
ного набора ПТНВ состоит из усилителя, резонансных контуров, вы-
прямительных мостов и реле (рис. 8.7). Вход приемника подключен к
резистору R17 основного усилителя (см. рис. 8.3).
Усилитель приемника трехкаскадный. Последний каскад работает
в режиме ограничения во избежание влияния изменения уровня тока
вызывной частоты на режим работы приемного реле.
Защитная система повышает защищенность приемника от влия-
ния токов разговорных частот и состоит из параллельного контура L1,
С6 (С7 или С8), соединенного с последовательным контуром
L2, С9 (СЮ или СИ). Контуры могут быть настроены на частоту
1600, 1900 или 2100 Гц. К контурам через выпрямительные мосты
ВМ1 и ВМ2 подключены обмотки / и II поляризованого реле ЛР2.
Обмотка подмагничивания /// этого реле служит для удержания
якоря у правого контакта.
При поступлении на вход ПТНВ вызывного сигнала на параллель-
ном.контуре создается большое падение напряжения, которое вызы-
вает появление выпрямленного тока в обмотке / реле ЛР2. Под дей-
ствием этого тока реле перебрасывает якорь к правому контакту и
замыкает цепь вызывного реле ВР1 (см. рис. 8.1).
Если на входе приемника действуют разговорные токи, частоты
которых не совпадают (или если даже совпадают) с резонансной час-
тотой контуров, то в речевом сигнале обычно одновременно присут-
ствуют токи других частот, которые создают дополнительное падение
напряжения на последовательном контуре, выпрямленный ток в за-
щитной обмотке // не даст возможности ложного срабатывания
реле ЛР2.
Питание усилителей ИТУМ предусмотрено от источника постоян-
ного тока напряжением 24 BdzlO %.
Элементы усилителей монтируют в металлических кожухах, внут-
ри которых закреплены поддоны для размещения в них блоков
(рис. 8.8). Выпускают также стойки тональных усилителей СТУ-4СМ
(рис. 8.9) и СТУ-4К. Первую комплектуют четырьмя двухпроводными
усилителями для стальных и медных цепей, а вторую — четырьмя
четырехпроводными усилителями для непупинизированных кабелей
с жилами диаметром 1,2 мм. Общестоечные устройства предусмот-
рены для 10 усилителей.
Стойка СТУ-4К отличается от стойки СТУ-4СМ наличием блоков
ПГ вместо ДСБ. Стойки доукомплектовывают отдельными усилите-
лями различных типов ТУ-1—ТУ-4.
Глава 9. ТРЕХКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ В-3-3
9.1. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Телефонирование токами высокой частоты по воздушным линиям
передачи происходит исключительно по двухпроводным линиям с при-
менением двухполосных систем передачи. Выпускаемая в настоящее
время система передачи В-3-3 позволяет организовать три канала ТЧ
по цветным (В-3-3 ц) или стальным (В-3-3 с) цепям. Она допускает
организацию канала низкой частоты. При этом используют аппара-
туру двухполосной связи ДПС или индивидуальные тональные
усилители ИТУМ.
Промежуточные усилители, служащие для увеличения дальности
передачи, в двухпроводной системе связи состоят из двух усилитель-
ных элементов, из которых один усиливает сигналы, передаваемые в
одном направлении, а другой — в обратном, фильтров для разделе-
ния сигналов разных направлений и других вспомогательных эле-
ментов.
Аппаратура В-3-3 выполнена на транзисторах, что позволило зна-
чительно уменьшить ее размеры и сделать более экономичным
электропитание. Ранее для работы по цветным цепям выпускали
аппаратуру на лампах В-3, а для работы по стальным цепям —
аппаратуру ВС-3.
Аппаратура В-3-3 имеет линейный спектр частот 4—31 кГц. В
полосе частот ниже 4 кГц может быть организован телефонный
канал (с шириной спектра 0,3—2,4 кГц для цветной и 0,3—2,0 кГц
для стальной цепи) или канал двухполосной связи ДПС (канал
служебной связи), рассчитанной для работы в полосе частот 0,3—
2,94 кГц.
Полоса эффективно передаваемых частот по каждому каналу ТЧ
занимает спектр частот 0,3—3,4 кГц, а канал ДПС — спектр
0,3—1,5 кГц.
Дальность передачи по цветной цепи с проводами диаметром 4 мм
составляет 10 000 км при пяти переприемных участках протяжен-
ностью до 2000 км, по стальной цепи с проводами диаметром 4 мм —
150 км. В стальную цепь указанного типа включают (в среднем
через 75 км) одну обслуживаемую усилительную станцию (ОУП),
а на каждом участке между оконечной станцией и ОУП — две
необслуживаемые усилительные станции (НУП).
Наибольшее усиление промежуточных обслуживаемых станций в
нормальных условиях на частотах 16 и 31 кГц равно соответственно
31 и 55 дБ. В особо тяжелых условиях (отложения гололеда или измо-
рози на проводах) усиление может быть увеличено на 17 дБ. Эта
125
величина для промежуточных необслуживаемых станций на частотах
16 и 31 кГц составляет соответственно 27 и 35 дБ. Остаточное зату-
хание каналов ТЧ равно 7 дБ. Уровни передачи токов боковых полос
частот на выходе линейных усилителей оконечных станций и ОУП
составляют +17 дБ, уровень передачи на выходе линейного усилите-
ля НУП и усилителя передачи канала ДПС-----1-4 дБ.
Для поддержания остаточного затухания постоянным в аппарату-
ре оконечных станций и ОУП применяют устройства двухчастот-
ной АРУ. Их работой управляют токи контрольных частот 4 и 16 кГц
в нижней группе каналов и 18 и 30 или 19 и 31 кГц в зависимости от
соответствующего варианта спектра линейных частот в верхней груп-
пе каналов.
Входное сопротивление аппаратуры со стороны линии и четырех-
проводной части канала составляет 600 Ом. Со стороны линии через
согласовывающий автотрансформатор входное сопротивление может
быть получено 100, 150 и 800 Ом. Коэффициент отражения входного
сопротивления аппаратуры по отношению к нормальному в рабочей
полосе со стороны линии не превышает 0,2, со стороны четырех-
проводной части канала — 0,15. В аппаратуре применен тональный
вызов частотой 2100 Гц по каналам ТЧ и частотой 800 Гц по каналу
ДПС.
ДПС ЗШ
—А 1 л—- Л_
0,3 1,51,74ZJ94 4Д 7,4 8,3 11,4 12,3 15,4 19,3 22,4 23,3 26,4 27,3 30,4
__l--L -1- i - а. » 1 1---------- । >
0 1 2 3 4 5 10 15 20 25 ' £кГц
___________________________ J ________________________
4.6 7,7 8,6 11,7 12,6 15,7 19,6 22,7 23,6 26,7 27,6 30,7
1 . _ J 1 ---> ------- » а 1 ,
0 5 10 15 20 25 Г,кГц
18,3 21,4 22,3 25,4 26,3 29,4
... । ..............।. ।
20 25 Г,кГц
Рис. 9.1. Линейные спектры частот системы передачи В-3-3
126
Для уменьшения взаимных помех между каналами систем, рабо-
тающих на параллельных цепях общей линии передачи, в аппаратуре
В-3-3 предусмотрены четыре варианта линейного спектра частот *
(рис. 9.1). Передача в одном направлении А—Б во всех вариантах
осуществляется в спектре частот 4—16 кГц. Передача в другом на-
правлении Б—А в вариантах спектра / и II происходит в диапазоне
частот 19—31 кГц, а в двух дополнительных III и IV — в диапазоне
18—30 кГц.
Полосы частот всех каналов в четных и нечетных вариантах
спектра взаимно инвертированы, что исключает внятные переход-
ные влияния между каналами систем с четными и нечетными вариан-
тами.
Верхние группы частот вариантов /// и IV сдвинуты на 1 кГц
относительно спектров вариантов / и //. Это уменьшает уровни по-
мех, так как часть токов мешающих частот попадает между кана-
лами.
В нижней группе частот внятные переходы могут иметь место
при использовании четных или нечетных вариантов, однако в связи
с большим переходным затуханием между цепями в этом диапазоне
переходное влияние не будет превышать допустимых значений.
Для аппаратуры В-3-3 преобразование спектра частот каждого
из трех каналов в линейный спектр в передающей части оконечной
станции и обратное преобразование в приемной части осуществляется
тремя ступенями (рис. 9.2).
Индивидуальное преобразование происходит с использованием
несущих частот 12, 16 и 20 кГц соответственно для каналов /, 2 и 3.
Верхние боковые полосы частот образуют 3-канальную группу в диа-
пазоне 12,3—23,4 кГц, нижние подавляются канальными фильтрами.
Первое групповое преобразование выполняется несущими часто-
тами 108 или 72 кГц с использованием в первом случае нижней, во
втором верхней боковой полосы частот, в результате чего спектр
3-канальной группы 12,3—23,4 кГц преобразуется в диапазон час-
тот 84,6—95,7 или 84,3—94,4 кГц (с учетом контрольных частот 12
и 24 кГц в диапазоне 84—96 кГц).
Применение разных несущих частот обеспечивает взаимную
инверсию частотных полос. Поэтому несущая частота 108 кГц ис-
пользуется в нечетных, а 72 кГц в четных вариантах линейного
спектра.
Вторым групповым преобразованием спектр 3-канальной группы
переносится в соответствующую часть линейного спектра частот. В
этом случае при передаче токов частот нижней группы каналов ис-
пользуется несущая частота 100 кГц, а токов частот верхней группы
каналов — несущая частота 115 или 114 кГц. Применение двух рав-
ных несущих частот при передаче токов частот верхней группы
каналов обеспечивает сдвиг полосы, занимаемой 3-канальной груп-
пой в линейном спектре, на 1 кГц.
127
0,3 .3,4-
12,3 15,4 16,3 19,it 20,3 23Л
О I 4 В 8 10 12
/2 24
♦ 100
15 18 20 22 24 f, кГц
12 24
I Ю8
12,3 23,it
8Ь
84-6^95,7
it 1619 3±
190 115
it
1618
WO 114
12,3 23,it
4,3 15, it 19,3 ЗОЛ
12 2it
Вариант I
72
12 Zit 72
12,3 23, it
4 J7
'-rS
too its
12,3 23,k g^\ gg
8<t,3 \^4
WO 114
it,6 15,7 19,6 30,7
Вариант IL
,4,f 15,1 ie,s 20,7 вариант^
/4
4 16 JS-^-'fo,
Рис. 9.2. Схема частотных преобразований системы передачи В-3 3
В приемном тракте оконечных станций происходят такие же
преобразования, но в обратной последовательности.
Две ступени группового преобразования несколько усложняют ап-
паратуру, однако дают возможность легко получить несколько ва-
риантов линейного спектра.
9.2. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ
Оконечная станция выполнена по схеме, приведенной на рис. 9.3.
В верхней части схемы находятся элементы тракта передачи, в ниж-
ней — элементы тракта приема.
Станция состоит из ряда устройств, выполняющих определенные
функции индивидуального оборудования, группового оборудования
преобразования, линейного оборудования, устройств автоматической
регулировки усиления в тракте связи.
128
Зак. 872
Индивидуальное оборудование
-13дб
Групповое оборудование преобразования | Линейное оборудование
У1
-уо - pf -_____________
t-i 7 I
PZJ 12(16.20) кГц
I I + 1ТД5
™ |-----1 Г*~
ИМ УЗ ФВ ПФ1 ДС1 I РФ-12 ДСК ГП1 84-96 ВУс1 ГП2 Д-33 \ \Д-28 | ЛУс |
ПФЗ
12,24
кГц
72(108)
кГц
I——
I—-U ГТВ
pi 1 пйё
ДС
Р
КОМ
Лин^1
БК
ПФ2
-Ш
ПФ2
ГП УТ Канал лпп „
вещания ЮОкГц I
—о V-----г-0
ВУс1 Д-33
< • дБ да
— 73 кГц
36 ~ 1
У Д-33 ГП ВУС1 Т
Кивал! \
вещания \
-786 МИГ
Уб |
о—П7Ц
УсНЧ РУ У5
ПТНВ Р
ФНЧ
ПФЗ
12(16.20) кГц
УГП ПФ
<1-36-36
Xz П ^ГгУТ
ИД ПФ1 ДС2
Рис. 9.3. Структурная схема оконечной станции
системы передачи В-3-3
12-24 ГП1
УсЧ
СТ К-3,2 АТЛин.
----*-о
115(1№)кГц
тмили длс
пл в рру
1УС2 ПФ !р—
64-96 ГП2 \ВУс12 УЗ,У4
ФВ
I г—q ~~~] УсПр АРН б Ус АРП
[~ШПЧ~
УФ-12 УсПНЧ
-ЩЖ1-
УпН МПБ2
,___ УФ-2У УсПКЧ
I L-J^LTkISl-
I Устройство АРУ L^-dl.
МПБ1
Индивидуальное оборудование осуществляет переход с двух- на
четырехпроводную схему, распределяет отдельные каналы по диапа-
зону частот в передающей части, а также разделяет каналы в
приемной части аппаратуры и преобразует частоты принятых сиг-
налов в тональный спектр. На рис. 9.3 показано оборудование
только канала /, схемы каналов 2 и 3 отличаются индивидуальны-
ми полосовыми фильтрами и несущими частотами в индивидуаль-
ных преобразователях.
Групповое оборудование преобразования предназначено для
сопряжения индивидуальных устройств с устройствами линейного
тракта. Оно преобразует спектр частот сигналов, пришедших со
стороны индивидуального оборудования в различные варианты
линейного спектра в тракте передачи и выполняет обратное пре-
образование линейного спектра принятых сигналов в спектр частот,
необходимый для работы приемной части индивидуального обору-
дования. Линейное оборудование оконечной станции является частью
линейного тракта системы передачи, включающего в себя усилитель-
ные станции и линию передачи. Оно усиливает сигналы до заданного
уровня передачи и устраняет амплитудно-частотные искажения
линии передачи.
Втракте передачи токи разговорных частот с коммутатора
МТС через вводные гребенки аппаратуры поступают на транзитный
удлинитель ТУ и далее на дифференциальную систему ДС, которая
разделяет тракты передачи и приема данного канала и обеспечивает
переход с двух- на четырехпроводную часть схемы. Далее разговор-
ные токи проходят через сжиматель динамического диапазона С,
удлинитель У2 и поступают в индивидуальный преобразователь
(модулятор) ИМ. В индивидуальный преобразователь канала 1
подается ток несущей частоты 12 кГц, в преобразователи каналов
2 и 3 — токи несущих частот соответственно 16 и 20 кГц.
Преобразованные токи через удлинитель УЗ и фильтровый вырав-
ниватель ФВ поступают в полосовой канальный фильтр ПФ1 (в
каналах 2 и 3 в фильтры ПФ2 и ПФЗ), который выделяет токи
верхних боковых полос частот (см. рис. 9.2). Последние направ-
ляются в групповое оборудование системы.
Дифференциальная система ДС1 (см. рис. 9.3) обеспечивает воз-
можность работы фильтров на общую нагрузку. Для этого выходы
фильтров ПФ1 и ПФЗ подключены к одному входу дифференциаль-
ной системы, так как они друг на друга практически не влияют,
а фильтр ПФ2—к другому. С выхода дифференциальной системы
ДС1 токи спектра частот всех трех каналов 12—24 кГц поступают
в полосно-запирающий или режекторный фильтр РФ-12. Последний
предназначен для дополнительного подавления остатка тока частоты
канала /, совпадающей с контрольной частотой 12 кГц.
Токи контрольных частот 12 и 24 кГц вводятся в групповой
тракт через дифференциальную систему ДСК, что исключает влия-
130
ние выключения блоков отдельных каналов на уровень передачи
контрольных токов в линию.
Групповой преобразователь ГП1 преобразует спектр 12—24 кГц
в диапазон частот 84—96 Гц, выделяемый фильтром ПФ 84-96, для
этого используются несущие часоты 108 или 72 кГц. Далее следует
вспомогательный усилитель ВУс1> повышающий уровень сигнала на
13 дБ, что предотвращает заметное влияние собственных шумов по-
следующих узлов. В групповом преобразователе ГП2 получается
нужная группа линейного спектра. Нижняя группа каналов 4—16 кГц
(режим А оконечной станции) образуется при использовании не-
сущей частоты 100 кГц. Верхняя группа каналов (режим Б оконеч-
ной станции) при основном варианте линейного спектра 19—31 кГц
получается с помощью несущей частоты 115 кГц, а при дополни-
тельном варианте линейного спектра 18—30 кГц — несущей частоты
114 кГц. Переключение несущих частот в зависимости от режима ра-
боты станции осуществляется соответствующими дужками на блоке
ГП. На рис. 9.3 возможность подключения различных частот пока-
зана штриховой линией.
Фильтр Д-33 подавляет токи верхней боковой полосы частот. При
передаче частот нижней группы каналов дополнительно включается
фильтр Д-28 для подавления частоты 28 кГц, возникающей от вза-
имодействия остатков токов групповых несущих частот 72 и 100 кГц.
Это устраняет влияние тока частотой 28 кГц на устройство прием-
ной части оконечной станции.
Повышение уровня сигнала до значения, необходимого для пере-
дачи в линию, выполняет линейный усилитель передачи ЛУс. Тракты
передачи и приема разделяют направляющие фильтры Д-17 и К-17.
В зависимости от режима работы оконечной станции (А или Б)
и передачи в линию токов частот нижней или верхней группы
каналов направляющие фильтры могут переключаться, что на схеме
показано штриховой линией. Токи линейных спектров частот систем
В-3-3 и ДПС разделяются линейными фильтрами Д-3,2 и К-3,2.
Трансформатор СТ обеспечивает переход от несимметричной
схемы направляющих фильтров к симметричной линейной. Авто-
трансформатор АТ, включенный на выходе оконечной станции,
согласовывает 600-омное выходное сопротивление аппаратуры с вол-
новым сопротивлением кабельного ввода (100 или 150 Ом) или
стальной цепи (800 Ом).
В тракте приема пришедшие с линии передачи сигналы че-
рез автотрансформатор АТ, линейный фильтр К-3,2У согласовываю-
щий трансформатор СТ и направляющий фильтр К-17 поступают на
вход ручного регулятора уровня РРУ, который служит для предвари-
тельной установки уровня в зависимости от длины и затухания приле-
гающего участка. Далее включен постоянный линейный выравни-
ватель ПЛВ. Он рассчитан на устранение примерно половины
максимальных частотных искажений линии передачи в диапазоне
5* 131
частот 4—31 кГц. При передаче по стальным цепям, помимо
ПЛВ, включается дополнительный постоянный линейный выравнива-
тель ПЛ ВЦ.
Фильтр Д-32 ограничивает сверху спектр частот сигналов, по-
ступающих с линии. За фильтром Д-32 следуют устройства авто-
матической плоской АРП и наклонной АРН регулировок усиле-
ния. Между ними включен буферный усилитель БУс. Этот усилитель
служит для улучшения условий работы плоского и наклонного регу-
ляторов усиления, устранения недопустимого снижения уровня при-
нимаемых сигналов и амплитудно-частотных искажений в группо-
вом тракте. Усиленные усилителем приема УсПр сигналы поступают
на удлинители УЗ и У4, которые при необходимости увеличения уси-
лительной способности станции могут быть выключены.
При работе аппаратуры В-3-3 совместно с аппаратурой В-12-3
после удлинителя У4 включается фильтровый выравниватель ФВ
ВУС-12 для ликвидации амплитудно-частотных искажений, вносимых
линейными фильтрами этой системы в тракт 3-канальной системы.
Скорректированный элементами тракта приема сигнал поступает
в групповой преобразователь приема ГП2, где его спектр несущей
частотой 115 или 114 кГц переносится в диапазон частот 84—96 кГц
и выделяется фильтром ПФ 84—96, Затем групповой сигнал усили-
вается усилителем ВУс2 и подается в групповой преобразователь
ГП1, где его спектр несущей частотой 108 или 72 кГц переносится
в диапазон 12—24 кГц. Токи этих частот выделяются полосовым
фильтром ПФ 12—24 и усиливаются усилителем группового преоб-
разователя УГП.
С выхода УГП сигнал поступает на вход устройства АРУ, где
выделяются токи контрольных частот, и одновременно через диффе-
ренциальную систему ДС2 (аналогичную ДС1) на входы канальных
фильтров ПФ1, ПФ2 и ПФЗ, где выделяются токи спектра частот
отдельных каналов. Спектр частот каждого канала подается в
индивидуальный преобразователь (демодулятор) ИД, преобразует-
ся в спектр тональных частот с помощью несущих 12, 16, 20 кГц и
через ограничивающий фильтр ФНЧ, регулятор усиления РУ и уси-
литель токов низкой частоты УсНЧ, дифференциальную систему
ДСЗ, расширитель Р, основную дифференциальную систему ДС и
транзитный удлинитель ТУ поступает на выход канала и далее
к абоненту.
Регулятор усиления РУ служит для регулирования остаточного
затухания канала. Расширитель Р восстанавливает динамический
диапазон сигнала, сжатого сжимателем С в тракте передачи. Диф-
ференциальная система ДСЗ предназначена для подключения ПТНВ
и защиты его от сигналов, поступающих со стороны входа канала
связи.
Автоматическая регулировка усиления предназ-
начена для поддержания необходимого остаточного затухания кана-
132
лов и сохранения вдоль магистрали заданных уровней передачи
при изменении условий погоды на трассе. В аппаратуре применена
двухчастотная электротермическая система АРУ.
Для работы устройств АРУ в тракт передачи оконечной стан-
ции подаются токи контрольных частот 12 и 24 кГц. Эти токи двумя
ступенями преобразуются в токи с частотами 4 и 16 кГц для нижней
группы или 19 и 31 (18 и 30) кГц для верхней группы линейного
спектра. На другой оконечной станции в тракте приема они вновь
преобразуются в токи частотами 12 и 24 кГц, усиливаются усилите-
лем токов контрольных частот УсКЧ, выделяются узкополосными
фильтрами УФ-12 и УФ-24, вновь усиливаются, а затем выпрямляют-
ся в усилителях-приемниках токов контрольных частот УсПКЧ и
поступают в устройства управления плоской УпП и наклонной
УпН регулировкой. В УпП ток контрольной частоты 24 кГц сравни-
вается с опорным током стабилизированного источника питания
0/7, а в УпН ток контрольной частоты наклонной регулировки
12 кГц сравнивается с током плоской регулировки.
Если уровни контрольных токов отличаются от номинальных, то
на выходе блоков управления появляются сигналы, запускающие
двигатели в моторно-потенциометрических блоках МПБ1 и МПБ2.
Последние потенциометрами изменяют токи подогрева в термисторах,
управляющих автоматическими регуляторами плоской АРП и на-
клонной АРН регулировок в тракте приема. Двигатели получают
питание от генератора тока частотой 400 Гц (Г-400). В результате
изменения затухания АРП и АРН уровни токов контрольных
частот, а следовательно, и остаточное затухание каналов восстанав-
ливаются до номинальных значений, и регулировка прекращается.
При передаче сигналов вызова ток частотой 15—50 Гц (или
постоянный ток, посылаемый со стороны МТС) поступает в прием-
ник сигнала индукторного вызова ПИВ, в котором приводит в дейст-
вие реле Р2. Последнее, притянув якорь, подключает к тракту
передачи на время посылки сигнала вызова генератор сигнала то-
нального вызова ГТ В. Вызывной сигнал частотой 2100 Гц проходит
по каналу ТЧ, как и разговорные токи, и на другой оконечной стан-
ции поступает в ПТНВ, где вызывает срабатывание реле Р. Контакта-
ми реле Р в ПИВ подается потенциал земли, в результате чего
срабатывает реле Р1. Двухпроводный вход канала отключается от
дифференциальной системы и подключается к источнику сигнала
частотой 15—50 Гц на время посылки сигнала вызова по каналу.
Сигналы вызова со стороны и в сторому МТС могут посылаться
постоянным током. При необходимости устройства посылки сигнала
вызова могут транслировать импульсы набора по каналу ТЧ.
В аппаратуре предусмотрены различные режимы включения кана-
лов ТЧ. Двухпроводное окончание канала применяется при ручном
способе соединения телефонных каналов. В этом случае канал заво-
дится на коммутатор МТС после транзитного удлинителя. При
133
двухпроводном транзитном соединении эти удлинители в пункте
соединения прямых каналов выключают.
Четырехпроводное окончание применяется при автоматическом
способе соединения телефонных каналов, при использовании кана-
лов для передачи дискретной информации, а также при четырех-
проводных транзитных соединениях. Все элементы, не участвующие в
работе (ПИВ, ДС, С, Р, ПТНВ), из тракта выключают. Для со-
гласования диаграммы уровней используют удлинители У1 и Уб.
Все переключения для выполнения указанных соединений делают
на вводных гребенках стойки.
В аппаратуре В-3-3 предусмотрена возможность организации ка-
нала вещания вместо двух каналов ТЧ. В этом случае спектр частот
вещательной программы 0,1—6 кГц предварительно преобразуется в
специальной аппаратуре в диапазон частот 90—95,9 кГц, далее
поступает на элементы аппаратуры В-3-3 и здесь с помощью несущей
частоты 73 кГц переносится в диапазон частот 17—22,9 кГц, а затем
передается по линейному тракту в спектрах частот каналов 2 и 3.
На приемной станции спектр 17—22,9 кГц вновь переносится в диа-
пазон 90—95,9 кГц и поступает в аппаратуру вещания.
Промежуточные усилительные станции предназначены для увели-
чения дальности передачи. Часть из них (ОУП) Ъбслуживается
дежурным персоналом, часть не обслуживается (НУП).
Обслуживаемая усилительная станций (рис. 9.4, а)
содержит автотрансформаторы А Т1 и АТ2 для согласования
воздушной линии с аппаратурой; два комплекта линейных фильтров
ДК-3,2, разделяющие линейный спектр системы и спектр каналов НЧ;
два комплекта направляющих фильтров ДК-17 для разделения ниж-
ней и верхней групп частот, используемых для передачи в разных
направлениях.
Усиление сигналов и устранение амплитудно-частотных искаже-
ний предшествующего участка линий выполняются соответствую-
щими элементами, включенными в оба направления усилитель-
ной станции. Это такие же элементы, как и в линейном оборудовании
оконечной станции, включая устройства АРУ.
Специфической особенностью усилительной станции является на-
личие трансформаторов ТУФ, понижающих уровень токов контроль-
ных частот, ответвляемых после линейных усилителей ЛУс и узко-
полосных фильтров УФ-4, УФ-16, УФ-19(18), УФ-31 (30), выделяю-
щих токи контрольных частот для работы устройств АРУ непосредст-
венно из линейного спектра частот. Другой особенностью станции яв-
ляется наличие в тракте верхней группы частот линейного спектра
дополнительного фильтра Д-320. Необходимость установки этого
фильтра вызвана недостаточно высоким затуханием основного
фильтра Д-32 в полосе частот выше 36 кГц, что снижает устойчивость
усилительных станций 12-канальной системы, работающих на той же
цепи.
134
a)
~37дБ -39дБ ~13дБ ПдБ
i । I—г—г—I
К-17\РРУ1ПЛВ Д-32\АРП16Ус1РН-8УсЛр1\ У1 | У2 | ФВ \Д-32дЛУс1 К-17
0-26 I I 12,2 5,2'ВУс12 47,896
МПБ\ |М7б| |
ЛТ1 К-3,2 СП
Кап паратуре
ДСП или канала
НЧ
47,8 5,2
12,2
|---1 0-2506
5)
6000м
Л11500
100 ОМ
К-3,2У
НУП
О-55,6ДБ
Ч^г4*Ште£Ье^ —
Д-77 | ЛУс2\УЧ I УЗ \УсПр2РШ1 БУс2\АРП ПЛВ ПЛВ РРУ2
I I______J___I I
-17дБ -13дБ -37дБ -3,9дБ
К-179 РУ1 Д-3,2 ПЛВ1 PH-в IЛУС1-У1К-17У ^дВ
5-3,2 У Т2 j _ллл
7/У/7
^Jt№>/W/7Z
Ljo wo on
МД-3,2У
I ПУЛ
чз,бдб
43,5
0-55,605
СТ2 К-3,2
Я&!
Каппара-
туре ДСП
или кана-
ла НЧ
Д-iaRt] £±Fl2dJ|
нуп lyj д-пулусуз^
\PH~HПЛВ2 РУ2 Д-17У
I-----------------------
~37дБ 6 Гпр
Рис. 9.4. Структурные схемы усилительных станций системы передачи В-3-3
Необслуживаемая усилительная станция (рис. 9.4, б) построена
аналогично обслуживаемой, однако имеет ряд отличий. В усилитель-
ной станции отсутствуют устройства АРУ. Усилители ЛУс отличаются
от линейных усилителей ОУП меньшими усилением и выходной
мощностью, так как уровень передачи на выходё НУП на 12 дБ ниже,
чем на выходе ОУП.
Фильтры ДК-17У несколько упрощены по сравнению с направ-
ляющими фильтрами ОУП, что определяется меньшим усилением
усилителей НУП в каждом направлении, а следовательно, меньшим
затуханием фильтров, требующимся для обеспечения запаса устой-
чивости усилителя. Кроме того, пониженный уровень передачи по-
зволяет использовать в фильтрах катушки индуктивности меньших
размеров, обеспечивая заданную нелинейность. То же относится к
линейным фильтрам ДК-3,2У.
135
В цепях обхода НУП включена .неравноплечая дифференциаль-
ная система ДС, позволяющая выделить один канал тонального
телеграфирования, организованного по каналу двухполосной связи.
Трансформаторы Т1 и Т2 согласовывают входное сопротивление
НУП, равное 600 Ом, с волновым сопротивлением стальной (800 Ом)
или кабельной цепи (150 или 100 Ом).
Оборудование канала двухполосной связи состоит из оконечных
станций ДПС и станций параллельного подключения ДПС-ПП. По-
следние применяют при уплотнении цветной цепи аппаратурой си-
стем передачи В-3-3 и В-12-3 и устанавливают в пунктах, где имеются
только усилительные станции В-12-3. Промежуточные усилительные
станции для канала ДПС не предусмотрены. Для увеличения даль-
ности передачи по каналу ДПС применяют четырехпроводный
переприем.
-13 ОБ
I У2 ЛТ1
yj
Ус Пер +535
(УсНУ) । Д-7,6
А
а)
-3,536
! V/
35
ЦТ
-7 3,5 у у ПИВ
96 - Ж ут
I I
гтв I
800Г и, |
36
Т?
+ 9 36
I
Т I
да — птв
I-3,536
+ 90б\ Ус НУ
I I ГНЧ
Фнч\ [
з.гч ij
К Гн I
пл в
35
I [/г-/,*
-36 35
+ 37 36\
К стоике^
служебной
сблзи.
У1
I-/306
1бВ Г—-1 БВ
„ п РУ Пер 5
д5 (УсНЧЬ вв —4
б усилит.
IX О&Р ПС-12
к-зз\Гк-зз
6В М УЗ Д-2,9 6В
ГТ в *<
воогцА:
rjjOF ФНУ
К стойне^уТТГ.
служебной 9
—С-Вяза Й 3^НЧ
Б\ГНЧ Я
Ра 3,21 кГц
УсД
= 38,2
36
Ус Пр
г 35 ]£ Л1\ Г
Л стан\ L
..* о b J
РУ’ _
ПрЙ^б
РУ K-I.S
Пер А УБ/
БВ I
пп
2900
Ом
35
1-2
-3336
мстан-
ции 5
ОБ
~У7
S=9,6 35
3906 РУ ПР/ УБ
О
Рис. 9.5. Структурные схемы оконечной станции и станции параллельного подключе-
ния аппаратуры ДПС
+ 936'
<] - W -
&.
П
Т 13|
G
л
П —
136
Оконечная станция ДПС (рис. 9.5, а) в режиме передачи
использует токи частотами 0,3—1,5 кГц, а в режиме приема —1,74—
2,94 кГц. Схема низкочастотного окончания подобна схеме высоко-
частотных каналов. Исключение составляет лишь то, что генератор
тонального вызова ГТВ имеет частоту 800 Гц вместо 2100 Гц, как в
основных каналах.
Назначение остальных элементов трактов передачи и приема ясно
из приведенной схемы. Затухание канала ДПС поддерживается равным
7 дБ для сигнала частотой 800 Гц при уровне на входе до — 36 дБ.
Для получения другой станции преобразователь П с генератором
ГНЧ включают в тракт передачи и используют его для модуляции.
Меняют также местами усилители УсПер (низкой частоты) и
УсПр вместе с их регуляторами, а также направляющие фильтры
Д-1,6 и К-1,6.
Станция ДПС-ПП (рис. 9.5, б) содержит в основном те же
элементы, что и станция ДПС, и еще микрофон и телефон для
служебной связи. Ее включают в цепь параллельно между фильтра-
ми Д-33.
9.3. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ОКОНЕЧНОЙ СТАНЦИИ
Каналообразующее оборудование содержит перечисленное ниже
оборудование. Дифференциальная система ДС обеспе-
чивает переход с двух- на четырехпроводную схему. В ее состав вхо-
дят (рис. 9.6) дифференциальный трансформатор Т1 и автотрансфор-
матор АТ, обеспечивающий 600-омное входное сопротивление диф-
ференциальной системы со стороны тракта приема (как и со стороны
остальных входов ДС). Для обеспечения необходимых уровней на
входе и выходе канала ТЧ включены удлинители У1 и У2. Разде-
лительный конденсатор С1 на входе дифференциальной системы
защищает аппаратуру от вызывных токов, а также предотвращает
шунтирование приемника сигнала индукторного вызова низким (на
вызывной частоте 15—50 Гц) входным сопротивлением дифферен-
циальной системы. Для балансировки последней предусмотрен
балансный контур из резистора /? и конденсаторов С2 и СЗ.
Индивидуальные преобразователи включают в себя
модулятор и демодулятор (рис. 9.7), собранные по кольцевой схеме
на полупроводниковых диодах. Принцип действия кольцевой схемы
был рассмотрен выше. Характеристические сопротивления модулято-
ра и демодулятора составляют 600 Ом, что обеспечивается шунтиро-
ванием входа и выхода преобразователей соответствующими резис-
торами (а—ограничитель выключен; б—ограничитель включен). Ра-
бочее затухание преобразователя равно 7,8 дБ. Линейность ампли-
тудной характеристики модулятора сохраняется при уровнях, пре-
вышающих измерительный на 7 дБ. Такой режим называется режи-
137
Рис. 9.6. Схема дифференциальной системы генератора и приемника тонального вызова
мом работы без ограничения. Если источник сигнала и нагрузку
подключить к выводам трансформаторов модулятора, то увеличится
напряжение подаваемого сигнала на диодах и модулятор будет рабо-
тать в режиме ограничения.
При повышении уровня на 8,7 дБ по отношению к измерительно-
му затухание модулятора возрастает на 2 дБ и более. Резисторы
R2 и R5 поддерживают затухание и характеристическое сопротив-
ление модулятора постоянными, которые иначе уменьшились бы при
подключении источника сигнала и нагрузки к отводам трансформа-
торов. Уровень тока несущей частоты, подаваемого к преобразова-
телям, равен 1,7 дБ. Изменяя сопротивление резистора R4, можно
несколько регулировать этот уровень. Входное сопротивление преоб-
разователей со стороны поступления тока несущей частоты прибли-
зительно равно 100 Ом. ;
Фильтры каналов ПФ1—ПФЗ (рис. 9.8) со стороны под-
ключения индивидуального преобразователя имеют окончание
последовательно-производное типа т для лучшего согласования
этих устройств. Т-образное окончание улучшает условия параллель-
ного соединения фильтров каналов 1 и 3. Уровень средней псофомет-
рической мощности шумов в канале, обусловленных линейными
переходами из других каналов, не превышает —70 дБ в точке нулево-
го измерительного уровня при уровне средней мощности сигнала в
соседнем канале —11 дБ.
Выравниватели фильтров каналов предназначены
для устранения искажений, вносимых этими фильтрами, и смонтиро-
ваны по Т-образной схеме (рис. 9.9). С учетом разброса характерис-
тик фильтра предусмотрена возможность регулировки затухания вы-
равнивателя на средних частотах спектра передаваемого сигнала в
пределах 3—4 дБ. Характеристическое сопротивление выравнива-
139
Рис. 9.9. Схема и характеристика за-
тухания выравнивателя канального
фильтра
теля, как и фильтров, составляет
600 Ом в полосе рабочих частот.
Фильтры и реактивные элемен-
ты их выравнивателей помещены
в герметизированные кожуха.
Усилитель тока низкой
частоты четырехкаскадный, со-
бран на транзисторах с непосред-
ственной связью между каскада-
ми и трансформаторным выходом
(рис. 9.10). В усилителе предусмо-
трена ООС глубиной 17 дБ. Для
подачи напряжения ООС исполь-
зована обмотка /// выходного трансформатора Т. Напряжение ООС
снимается с резистора R10, образующего вместе с резистором R13
делитель напряжения, и подается на эмиттер транзистора VT1 вход-
ного каскада через резистор R12, Изменением сопротивления рези-
стора R13 можно регулировать выходное сопротивление усилителя,
не оказывая заметного влияния на усиление усилителя.
Первые два и выходной каскады смонтированы по схеме с за-
земленным эмиттером, третий каскад — по схеме с заземленным
коллектором. С применением третьего каскада такого рода получает-
ся сравнительно небольшое сопротивление в цепи базы выходного
каскада и тем самым уменьшаются нелинейные искажения, вноси-
мые усилителем в тракт передачи.
При непосредственной связи между каскадами, которая обес-
печивает более равномерное усиление токов различных частот, по-
Рис. 9.Ю. Принципиальная схема усилителя тока низкой частоты
140
\ •
тенцй^л на базе транзистора каждого последующего каскада должен
быть Дрстаточен для нормальной работы предыдущего каскада. Для
этого в^цепи эмиттеров транзисторов VT2—VT4 включены резисторы
с достаточно большим сопротивлением. Во втором и выходном
каскадах резисторы R7 и R11 шунтированы конденсаторами С2 и СЗ
для уменьшения местной ОС, что позволило получить достаточно
большое усиление этих каскадов.
Кремниевый стабилитрон VD и резистор R5 являются фильтром
развязки между каскадами и защищают входной каскад от помех
со стороны цепей питания. Постоянное напряжение со стабилитрона
D подается на вход первого каскада через делитель /?/, R2 и опреде-
ляет режим работы всех каскадов усилителя. Стабилизация режима
работы усилителя обеспечена применением обратной связи по по-
стоянному току. Действительно, изменение тока в выходном каскаде
вследствие соединения резисторов R10 и R3 через резистор R12 при-
водит к изменению режима работы первого каскада. Аналогично
действует обратная связь и в других каскадах.
Конденсатор С1 резделяет цепи постоянного и переменного
тока. Конденсаторы С4 и С6 улучшают выходное сопротивление уси-
лителя и повышают его устойчивость. Часть эмиттерного сопротив-
ления в первом каскаде усилителя R3' и R3" имеет отводы, к которым
могут быть подключены резонансные контуры LI, Cl и L2, С2, СЗ и С4
для устранения амплитудных искажений на верхних и соответствен-
но низких частотах. Для ликвидации искажений на средних частотах
служат катушка L3 и конденсторы С5—С8. Зависимости усиления от
частоты при включении разных элементов корректирующих контуров
приведены на рис. 9.11. Усиление усилителя составляет 39 дБ в спект-
ре частот 300—3400 Гц. При выключенных корректирующих конту-
рах прямолинейность характеристики усиления выдержана с точ-
ностью ±0,4 дБ.
Входное сопротивление усилителя близко к 5000 Ом в указанном
спектре частот, выходное сопро-
тивление составляет 600 Ом на тех
же частотах. Амплитудная харак-
теристика усилителя остается пря-
молинейной с точностью до 0,2 дБ
при изменении уровня на входе
усилителя до уровня на выходе
+11 дБ. При уровне на выходе
-4-4,4 дБ коэффициент нелинейных
искажений не превышает 0,7%.
Уровень собственных шумов, при-
веденных к входу усилителя, не бо-
лее 0,25 мВ благодаря применению
в первых двух каскадах транзисто-
ров с малым уровнем шума.
5,06
50
45
40
05 0,6 1,5 2,0 2,5 5,0 5,4
Г,кГц
Рис. 9.11. Характеристика усиления
усилителя тока низкой частоты
141
/ ...
Фильтр нижних частот ФНЧ, включенный на вь/ходе
демодулятора канала, состоит из двух звеньев типов киш. Его
затухание в полосе частот свыше 4,5 кГц не менее 26 дБ. Т
Устройства посылки и приема сигнала вызова состоят из при-
емника сигнала индукторного вызова ПИВ, генератора сигнала то-
нального вызова ГТВ, приемника сигнала тонального вызова (набо-
ра) ПТНВ и группы реле (см. рис. 9.6).
Приемник сигнала индукторного вызова содержит
выпрямительный мостВМ, транзисторы VT1, VT2n реле Pl, Р2. Тран-
зистор VT1 нормально закрыт напряжением смещения, снимаемым с
делителя R4, R5. Транзистор VT2 тоже закрыт, так как потенциал
на его эмиттере, равный потенциалу на коллекторе VT1, имеет
большее по абсолютной величине отрицательное значение, чем по
тенциал на базе, подаваемый через делитель R6, R7. При по-
сылке по каналу сигнала вызова индукторный ток, поступивший с
МТС, выпрямляется мостом ВМ и создает падение напряжения на ре-
зисторе R4 такой полярности, что транзистор VT1 открывается и
реле Р2 включает ГТВ в тракт передачи. То же будет происходить
при посылке сигнала вызова с МТС постоянным током любой поляр-
ности.
Генератор сигнала тонального вызова ГТВ пред-
ставляет собой генератор автоколебаний типа LC с индуктивной
обратной связью, смонтированный на транзисторе VT. Частота коле-
баний (2100±6) Гц. Уровень на выходе генератора может регули-
роваться резистором R6.
Приемник сигнала тонального вызова (набора)
ПТНВ включается в тракт приема через неравноплечий дифферен-
циальный трансформатор Т1. Этот трансформатор служит для защи-
ты ПТНВ от действия токов, приходящих со стороны МТС. Сигна-
лам, поступающим из тракта приема, он оказывает затухание при-
близительно 1 дБ, а сигналам, приходящим со стороны ДС,—зна-
чительное.
На входе ПТНВ двухкаскадный усилитель на транзисторах VT1
и VT2 работает в режиме ограничения, устраняя влияние на работу
приемника значительных колебаний уровня вызывного тока. На
выходе усилителя включены два колебательных контура: параллель-
ный LI, СЗ и последовательный L2, С4. Оба настроены на частоту
2100 Гц. Напряжение, снимаемое с контуров, выпрямляется мосто-
выми схемами ВМ1 и ВМ2 и создает результирующую раз-
ность потенциалов на резисторах R10 и R11. Транзисторы VT3 и VT4
представляют собой усилители постоянного тока. Нормально они за-
крыты защищающим напряжением смещения, снимаемым с делите-
лей R13, R14 и R17, R18. В коллекторную цепь транзистора VT4
включено реле Р.
При поступлении на вход ПТНВ вызывного тока частотой 2100 Гц
падение напряжения в основном будет на параллельном контуре. На
142
резисторах R10f R11 появится напряжение, которое откроет тран-
зистору VT3, а затем VT4 и вызовет срабатывание реле Р. Если на
вход ПТНВ поступает сигнал частотой, отличной от 2100 Гц, или
сигнал, состоящий из колебаний нескольких частот, то результирую-
щее падание напряжения на резисторах RIO, Rl 1 имеет такую поляр-
ность, при которой транзистор VT3 не сможет открыться. Таким
образом будет устранено ложное срабатывание ПТНВ.
Вызывные устройства могут работать при ручном и автомати-
ческом соединении каналов. В первом случае по каналу передаются
сигналы вызова, во втором — импульсы набора и управления. При
автоматическом способе соединения (дужки в положение Авт) для
уменьшения искажения импульсов набора в схеме приемника предус-
мотрены диод VD2 и резистор R21. Действительно, при исчезновении
тока в обмотке реле Р вследствие закрытия транзистора VT4 возни-
кающий при этом экстраток получает путь через резистор R21 и
диод VD2, поддерживая снижающийся магнитный поток в сердечнике
реле Р. При переходе на ручной способ соединения каналов
(дужки в положении Руч) в цепь обратной связи транзистора VT4
включается конденсатор CS, а в цепь реле Р — резистор R19, ко-
торые обеспечивают замедление на срабатывание реле Р и повыше-
ние помехозащищенности приемника.
Вызывные устройства при посылке сигнала вызова работают в
следующем порядке. Вызывной переменный ток, поступающий с МТС
в ПИВ, выпрямляется мостовой схемой М, открывает транзистор VT1
и вызывает срабатывание реле Р2. Последнее подключает ГТВ к
тракту передачи* канала. В канал посылается вызывной сигнал ча-
стотой 2100 Гц.
На приемной станции вызывной сигнал поступает в ПТНВ и вы-
зывает срабатывание реле Р, которое подключает потенциал земли
к эмиттеру транзистора VT2 в ПИВ, открывая его. Реле Р1, вклю-
ченное в цепь коллектора VT2, срабатывает и подключает машин-
ный индуктор МИ в сторону МТС. Одновременно для устранения
генерации канала вследствие разбалансировки ДС замыкается вы-
ход тракта приема.
Сжиматели и расширители динамического диапазона (компанде-
ры) предназначены для повышения защищенности передаваемых
сигналов от линейных шумов и переходных влияний (рис. 9.12).
Сжиматель (компрессор) включен на входе четырехпровод-
ной части канала в точке с измерительным уровнем — 13 дБ, а рас-
ширитель (экспандер) — на выходе четырехпроводной части канала
в точке с измерительным уровнем +4 дБ. Сжатие динамического
диапазона происходит вследствие изменения коэффициента передачи
сжимателя в зависимости от уровня сигнала на его входе. Для
начального уровня, равного измерительному, коэффициент передачи
сжимателя равен единице. При более низких уровнях сжиматель
обеспечивает усиление сигнала, а при уровнях, превышающих
начальный,— затухание.
143
Рис. 9.12. Структурная схема и диаграмма уровня канала связи со сжимателем и
расширителем динамического диапазона
Действие расширителя при уровнях, отличных от началь-
ного, обратно действию сжимателя. Штриховыми линиями показаны
диаграммы для сигналов с максимальным и минимальным уров-
нями при выключенных сжимателях и расширителях. Из приведен-
ных диаграмм уровней видно, что применение сжимателей и
расширителей динамического диапазона позволяет увеличить раз-
ность уровней сигнала и помех.
Сжиматель и расширитель (рис. 9.13) состоят из регулируемо-
го четырехполюсника РЧ, усилителя тракта УсГ, управляющего уси-
лителя УУс и выпрямителя В. В сжимателе происходит обратное уп-
Сжиматель Расширитель
РЧ УсТ РЧ УсТ
Рис. 9.13. Структурная схема сжимате-
ля и расширителя
144
равление (по уровню сигнала на выходе сжимателя), в расширите-
ле— прямое (по уровню входного сигнала).
Регулируемый четырехполюсник сжимателя (рис. 9.14) состоит
из резистора R1 и трансформатора Г/, параллельно вторичной
обмотке которого подключено регулируемое сопротивление, образо-
ванное входным сопротивлением транзисторов VT5 и VT6. Вход-
ное сопротивление этих транзисторов изменяется обратно пропорцио-
нально току управления, подаваемому от выпрямителя в среднюю
точку трансформатора 77 и на балансировочный резистор R2.
Усилитель тракта выполнен на транзисторах VT7, VT8 и VT9 с
непосредственной связью между каскадами и охвачен отрицатель-
ной обратной связью. Выходной трансформатор усилителя тракта од-
новременно является входным для управляющего усилителя, выпол-
ненного по двухтактной схеме на транзисторах VT1 и VT2. Выпря-
митель работает по схеме умножения напряжения. В качестве
вентилей использованы транзисторы VT3 и VT4, коллектор и база ко-
торых соединены между собой, что обеспечивает температурную ста-
билизацию управляющего тока. Последний регулируется резистором
R29.
Если уровень сигнала на входе сжимателя равен измеритель-
ному, то сопротивление транзисторов VT5 и VT6 такое, что зату-
145
Рис. 9.15. Принципиальная схема расширителя
хание регулируемого четырехполюсника полностью компенсируется
усилителем тракта. С увеличением уровня входного сигнала стано-
вится большим управляющий ток, входные сопротивления транзисто-
ров VT5 и VT6 уменьшаются и затухание регулируемого четырех-
полюсника возрастает, в результате сжиматель начинает вносить
затухание. В случае уменьшения уровня сигнала сжиматель начи-
нает вносить усиление и тем большее, чем меньше уровень сигнала.
Регулируемый четырехполюсник расширителя (рис. 9.15) выпол-
нен в виде усилителя, усиление которого изменяется под воздей-
ствием управляющего тока. Усилитель имеет двухтактную схему на
транзисторах VT5 и VT6, включенных по схеме с заземленной ба-
зой. Трансформатор Т1 является одновременно входным трансфор-
матором регулируемого и управляющего усилителей. Схемы
управляющего усилителя и выпрямителя расширителя и сжимателя
аналогичны. Усилитель тракта выполнен на транзисторах VT7 и
VT8 с непосредственной связью между каскадами и охвачен мест-
ной и общей ООС.
Сжиматель-расширитель динамического диапазона увеличивает
защищенность сигнала от помех примерно на 13 дБ. Входное и вы-
146
ходное сопротивления сжимателя и расширителя 600 Ом. Динамичес-
кий диапазон, сжимаемый сжимателем и восстанавливаемый расши-
рителем без искажений, составляет приблизительно 50 дБ.
9.4. ГРУППОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
ОКОНЕЧНОЙ СТАНЦИИ
Преобразователи групповых трактов ГП1 (рис.
9.16) передачи и приема собраны по кольцевой схеме. Резисторы
R1 и /?2, шунтирующие вход и выход преобразователя, обеспечи-
вают получение входного и выходного сопротивлений преобразо-
вателя, близких к 600 Ом (коэффициент отражения по отношению к
сопротивлению 600 Ом не превышает 15 %). Уровень тока несущей
частоты в средних точках трансформаторов Т1 и Т2 равен 4-1,7 дБ.
Рабочее затухание преобразователей составляет 7,8 дБ. Уровень
остатка тока несущей частоты на высокочастотном выходе не более
-35 дБ.
Через режекторный фильтр РФ-12, смонтированный по
мостовой схеме, проходят сигналы, поступающие с трактов передачи
каналов. Фильтр устраняет влияние остатка тока несущей частоты
12 кГц на работу устройств АРУ. Для этого достаточно, чтобы уро-
вень тока несущей частоты 12 кГц был на 22 дБ ниже уровня тока
контрольной часоты 12 кГц. Для выполнения такого условия тре-
буется, чтобы фильтр вносил на частоте 12 кГц затухание, не мень-
шее 9 дБ. Фактически затухание фильтра на указанной частоте со-
ставляет приблизительно 12 дБ.
Полосовые фильтры ПФ 84-96 подавляют токи неисполь-
зуемой полосы боковых частот и паразитные продукты преобразо-
вания в трактах передачи и приема. Эти фильтры, помимо того,
подавляют остатки токов несущих частот 72 или 108 кГц. Особенно
важно подавление остатка тока несущей частоты 108 кГц, так как
ВУс1
Рис. 9.16. Принципиальная схема группового тракта передачи на участке от режектор-
ного фильтра до второго группового преобразователя
147
взаимодействие указанного остатка во втором групповом преобразо-
вателе с током несущей частоты 100 кГц порождает составляющую
частоту 8 кГц. Последняя может вызвать появление значительной по-
мехи при передаче по каналу программ вещания в вариантах // и IV
линейного спектра частот. Фильтры ПФ 84-96 (для уменьшения раз-
меров) построены на резонансных параллельных контурах. Затуха-
’ние фильтра на частоте 108 кГц не менее 70 дБ, а на частотах ниже
70 кГц — не менее 30 дБ. В полосе пропускания затухание фильтра
близко к 1 дБ.
Вспомогательный усилитель ВУс! (а также и ВУс2,
см. рис. 9.3) является однокаскадным транзисторным усилителем,
смонтированным по схеме с заземленной базой. Так как усилитель
не связан непосредственно с линейной цепью и от него требуется
относительно небольшое усиление, то его вход и выход реостатно-
емкостные; их образуют соответственно элементы /?2, С1 и R8, СЗ.
В усилителе предусмотрена ООС по постоянному и переменному то-
ку. Отрицательная обратная связь по переменному току парал-
лельная (резисторы R6 и R7) и последовательная (резисторы R3 и ,
R4). Применение ООС позволило получить входное и выходное со-
противления усилителя 600 Ом. Резисторы R4 и R7 использованы
для получения более точного значения указанных сопротивлений.
Усиление усилителя ВУс! в тракте передачи равно 13 дБ, а уси-
лителя ВУс2 в тракте приема в полосе частот 84—96 кГц — 8 дБ.
Усиление можно регулировать, изменяя сопротивление резисторов
R3, R4 и R6.
Полосовой фильтр ПФ12-24 (рис. 9.17) подавляет пара-
зитные продукты, возникающие при двойном групповом преобразо-
вании частот принимаемых сигналов. Так, например, токи частотой
28 или 8 кГц образуются как’ результат взаимодействия остатка
тока несущей частоты 100 кГц, подаваемого в групповой преобразо-
ватель тракта приема оконечной станции Б, с током несущей частоты
72 или 108 кГц в последующем групповом преобразователе. Фильтр
ПФ12-24 образован каскадным соединением фильтров верхних и
нижних частот с соответствующими пограничными частотами.
Рис. 9.17. Принципиальная схема группового полосового фильтра и усилителя группо-
вого преобразователя
148
Усилитель группового преобразователя приема
УГП является трехкаскадным усилителем на транзисторах, вклю-
ченных по схеме с заземленным эмиттером. В усилителе предусмот-
рена ООС по переменному и постоянному току. Напряжение ООС по
переменному току снимается с резистора R10 и через резистор R13
подается в цепь эмиттера VT1. Напряжение ООС по постоянному
току снимается с резисторов R10 и R12 и через резистор R13 посту-
пает в первый каскад. Устойчивость усилителя на высоких часто-
тах обеспечивают конденсаторы С5 и С6. Помимо общей ООС, во
всех каскадах усилителя применена местная ООС по переменному
(резисторы R4, R7 и R10) и постоянному (резисторы R4, R7 и R10,
R12) току. Напряжение смещения на базе транзистора VT1 создает-
ся делителем напряжения R2, R3.
Усиление усилителя в спектре рабочих частот составляет 23 дБ;
амплитудная характеристика имеет вид прямой линии с точностью
1 дБ при уровне на выходе до +12 дБ. Входное и выходное сопро-
тивления усилителей равны 600 Ом. Применение дифференциального
выходного трансформатора позволило создать два выхода: один к
групповому тракту приема, другой к тракту АРУ.
9.5. ОБОРУДОВАНИЕ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА
К оборудованию линейного тракта относятся усилители оконеч-
ных и промежуточных станций, линейные и направляющие фильтры,
устройства регулировки уровней передачи и устранения амплитудно-
частотных искажений.
Регулировочные элементы подразделяют на элементы с постоян-
ными и переменными параметрами. Первые устанавливают при
настройке аппаратуры в зависимости от характеристик участка
линии определенной длины. Характеристики вторых элементов авто-
матически изменяются в зависимости от погодных условий на
трассе.
Ниже приводится описание отдельных устройств оборудования
линейного тракта.
Линейный усилитель ЛУс в тракте передачи усиливает
передаваемые в линию токи до уровня +17 дБ. Усилитель (рис. 9.18)
состоит из пяти каскадов усиления. Транзисторы в первом, втором и
пятом каскадах включены по схеме с заземленным эмиттером, а в
третьем и четвертом — по схеме с заземленным коллектором. При-
менение двух каскадов, выполненных по схеме с заземленным кол-
лектором, позволяет получить достаточно малое (около 10 Ом)
выходное сопротивление предоконечного каскада. Последнее необхо-
димо для создания нужных условий работы мощного выходного кас-
када. Усилитель охвачен глубокой ООС по переменному току и, кро-
ме того, местной и общей ООС по постоянному току.
149
Рис. 9.18. Принципиальная схема линейного усилителя
Для получения ООС по переменному току на выходе усилителя
использована мостовая трансформаторная схема. Напряжение ООС
снимается с резистора R17 и через резистор R16, трансформатор
Г2, служащий для изменения фазы в цепи ОС на 180°, и резисторы
R19 и R20 подается на резистор R3, включенный в цепь эмиттера
VT1. Глубина общей ООС по переменному току составляет 26 дБ.
Особенность применения указанной мостовой схемы состоит в том,
что резистор R18 оказывается включенным не в цепь эмиттера, а
в цепь коллектора VT5. Это позволило снизить нелинейность уси-
лителя благодаря лучшей форме тока в цепи коллектора по сравне-
нию с формой тока в цепи эмиттера.
Схема общей ООС допускает независимую регулировку выходно-
го сопротивления усилителя (изменением сопротивления резистора
R18) и усиления. В первом, втором и пятом каскадах предусмотрена
местная ООС по переменному току. Устойчивость усилителя на вы-
соких частотах обеспечивается элементами С2, С4, С5, R5, С6, R6, С8
и R9, которые снижают усиление на этих частотах.
Стабилизация режима по постоянному току в каскадах с за-
земленным эмиттером выполнена благодаря местной ООС, созда-
ваемой резисторами R3, R6, R7, R14 и R15. Напряжение общей ООС
по постоянному току снимается с резистора R14 и подается в цепь
эмиттера транзистора VT1 через фильтр R13, С9, СЮ, обмотку транс-
форматора Т2 и резисторы R19 и R20. Наличие глубокой ООС по
постоянному току позволяет подбором сопротивлений резисторов
R10 и R21 регулировать напряжение смещения, создаваемое на базе
VT1 резисторами RIO, Rl, R21 и R2, управлять в определенных
пределах режимом работы всех транзисторов усилителя.
В цепи электропитания усилителя предусмотрен фильтр С12, а
для уменьшения паразитной ОС на низких частотах в цепи пита-
ния первого и третьего каскадов включен фильтр R10, СЗ.
Усиление усилителя в рабочей полосе частот 56 дБ. Его можно
регулировать в пределах 1—2 дБ, шунтируя конденсатором С13
часть сопротивления резистора R20 в цепи общей ООС по перемен-
ному току.
150
Такой же усилитель используют и на промежуточных станциях;
в этом случае его усиление включением удлинителя устанавливают
равным 47 дБ. Входное и выходное сопротивления усилителя
близки к 600 Ом. Коэффициент отражения на входе и выходе
усилителя по отношению к 600 Ом не превышает 10 %. Амплитуд-
ная характеристика усилителя прямолинейна с точностью 0,5 дБ
при повышении уровня сигнала на выходе усилителя до +30 дБ.
Уровень собственных шумов, приведенный к входу усилителя, в поло-
се частот любого канала не превышает —115 дБ.
Буферный усилитель БУс в тракте приема обеспечивает
необходимые нагрузки плоского и наклонного регуляторов, корректи-
рует частотную характеристику группового тракта и вносит некото-
рое усиление в тракт приема. Усилитель состоит из трех каскадов
усиления (рис. 9.19). Все транзисторы включены по схеме с зазем-
ленным эмиттером. Усилитель охвачен ООС по переменному и по-
стоянному току благодаря применению мостовой трансформаторной
схемы на выходе усилителя. Напряжение обратной связи по перемен-
ному току снимается с резистора R9 и через резистор R3, шунтиро-
ванный конденсатором С6, подается в цепь эмиттера первого каскада.
Глубина общей ООС составляет 26 дБ. Устойчивость усилителя на
высоких частотах обеспечивается конденсаторами С5 и С6. Во всех
каскадах применена местная ООС по переменному току, для чего
в цепи эмиттеров предусмотрены резисторы R13—R20, R6 и R9. Для
Рис. 9.19. Принципиальная схема и характеристики усиления буферного усилителя
151
осуществления общей ОС по постоянному току использованы ре-
зисторы R9 и R10, снимаемое с которых напряжение через резис-
тор R3 подается в цепь эмиттера VT1. Местная ОС по постоянному
току создается элементами R13—R20, R6 и R9, RIO, С4. Напряжение
смещения на базу VT1 снимается с делителя /?/, R2. Дроссель и кон-
денсатор С7 образуют фильтр питания. В цепь коллектора VT1 также
включен фильтр питания R5, С2.
Усиление усилителя по напряжению при нагрузке его на сред-
нее входное сопротивление регулятора наклона 1600 Ом составляет
19,5 дБ в полосе рабочих частот. Для корректирования частотной
зависимости усиления используются последовательные резонансные
контуры LI, Cl; L2, С2; L3, СЗ; L4, С4, подключаемые к части ре-
зисторов R13—R20. Секции этих резисторов подобраны так, что
шунтируемые указанными контурами сопротивления резисторов
можно изменить от 50 до 1000 Ом ступенями по 50 Ом. Контур
L4, С4, резонансная частота которого 3,8 кГц, устраняет искажения,
вносимые фильтрами ДК-3,2 и ДК-3,2у (НУП). Контуры LI, С1 и
L2, С2, резонансные частоты которых расположены в полосе частот
16,3—18,5 кГц, ликвидируют искажения, вносимые фильтрами ДК-
17. Контур L3, СЗ с резонансной частотой 32 кГц устраняет искаже-
ния, вносимые фильтрами Д-32 и Д-33 (В-12-3).
На рис. 9.19 приведены характеристики усиления буферного
усилителя, указаны соединения между выводами, необходимые для
получения соответствующей кривой усиления. Входное сопротивле-
ние буферного усилителя более 5000 Ом, его выходное сопротивле-
ние определяется сопротивлениями резисторов R11 и R12 и составля-
ет 135 Ом. Резистор R12 также уменьшает влияние переменного
входного сопротивления регулятора наклона на работу буферного
усилителя.
Усилитель приема УсПр по схеме и параметрам мало отли-
чается от буферного усилителя. Его усиление в полосе рабочих час-
тот составляет 21 дБ. Входное сопротивление усилителя 240 Ом, вы-
ходное 600 Ом. Амплитудная характеристика прямолинейна с точ-
ностью 0,5 дБ при повышении уровня на выходе усилителя до
+ 13 дБ.
Линейный усилитель ЛУс в НУП (рис. 9.20) усиливает
колебания тока с частотами 4—31 кГц. В его первом, втором и чет-
вертом каскадах транзисторы включены по схеме с заземленным
эмиттером, а в третьем каскаде — с заземленным коллектором. В
усилителе предусмотрена общая ООС по переменному току (ре-
зистор R14) и постоянному току (резисторы R14 и R15). Напряже-
ния, снимаемые с указанных резисторов, подаются через резисторы
R16 и R17 в цепь эмиттера VT1. Глубина каждой ООС составляет
17 дБ. Для повышения устойчивости на высоких частотах в схему
включены элементы С1, СЗ, R5, С6 и Rll, С8, СП. Конденсатор С12
шунтирует часть сопротивления резистора /?/7, что используется для
установки номинального усиления усилителя.
152
Рис. 9.20. Принципиальная схема линейного усилителя в необслуживаемом пункте
В усилителе предусмотрена местная ООС по переменному и по-
стоянному току включением соответствующих элементов в цепи
эмиттеров транзисторов VT1—VT3. Во втором каскаде применена
также параллельная ОС (резистор R6) для получения выходного со-
противления этого каскада, соответствующего схеме включения тран-
зистора VT3. Усиление усилителя при выключенных корректирую-
щих контурах в спектре рабочих частот равно 4 дБ.
Характеристика усиления корректируется подключением к ре-
зистору R19 контуров LI, Cl; L2, С2; L3, СЗ, резонансные
частоты которых близки соответственно к частотам 11,17 и 32 кГц.
Включая последовательно с этими контурами резисторы Rl, R2 и
R3, можно изменять наклон кривой усиления. Входное и выходное
сопротивления усилителя близки к 600 Ом. Для подавления реак-
тивной составляющей выходного сопротивления на высших частотах
передаваемого сигнала предусмотрен конденсатор СЮ. Амплитуд-
ная характеристика усилителя прямолинейна с точностью 0,5 дБ,
при уровне на его входе на 13 дБ большем измерительного.
Линейные фильтры ДК-3,2 разделяют линейные спектры
системы В-3-3 и системы, работающей в низкочастотном спектре.
Фильтры выполнены по комбинированной уравновешенной схеме,
содержащей звенья типов кит.
На стороне линии фильтры имеют окончания типа к, что
обеспечивает возможность их параллельной работы и хорошее со-
гласование с линией. Со стороны станции фильтры имеют оконча-
ния типа т. Характеристическое сопротивление фильтра 600 Ом.
Коэффициент отражения входного сопротивления по отношению к со-
противлению 600 Ом не превышает 10 %. Затухание в полосе про-
пускания фильтра Д-3,2 на частотах ниже 2,5 кГц не более 2 дБ;
153
фильтра К-3,2 на частотах выше 4 кГц — не более 3 дБ. Затухание
в полосе непропускания фильтра Д-З,2 на частотах выше 4 кГц не
менее 52 дБ, фильтра К-3,2 на частотах ниже 2,5 кГц — не менее
35 дБ.
Направляющие фильтры ДК-17 (рис. 9.21) разделяют
тракты передачи и приема и являются комбинированными фильтра-
ми, содержащими звенья типов киши имеющие окончания типа
mm' со стороны станции и линии для согласования с нагрузками.
Кроме того, со стороны линии для ликвидации реактивной состав-
ляющей входного сопротивления фильтров включен контур LK Ск.
Характеристическое сопротивление фильтров равно 600 Ом. Зату-
хание фильтра Д-17 в полосе частот 0—15 кГц не превышает 3 дБ, а
затухание фильтра К-17 в спектре частот выше 18 кГц менее 2 дБ.
В полосе непропускания фильтр Д-17 вносит затухание не менее 82 дБ
на частотах выше 18 кГц, а фильтр К-17 — не менее 51 дБ на часто-
тах 0—16 кГц.
Фильтр Д-32 защищает тракт передачи верхней группы час-
тот линейного спектра от воздействия токов с частотами выше 32 кГц.
Он представляет собой комбинированный фильтр с окончаниями ти-
па гл. Его затухание в спектре частот до 31 кГц менее 1 дБ, а на час-
тотах выше 85 кГц — более 32 дБ.
Устройства регулировки уровней передачи и
корректировки амплитудно-частотной характе-
ристики предусмотрены в оборудовании оконечных и промежу-
точных станций. Как уже отмечалось, все устройства регулировки
подразделяют на установочные (постоянные), регулируемые только
при пуске в действие системы передачи и настройке магистрали
в зависимости от длины усилительного участка и заданных погод-
ных условий, и переменные, характеристики которых автоматически
изменяются в зависимости от погодных условий на трассе.
По характеру действия различают элементы плоской и наклон-
ной регулировок. При установочной плоской регулировке применяют
удлинители.
В блоке регулировки уровня РРУ расположены удлинители с
затуханием 1,7; 3,4; 6,9 и 14 дБ. Перепайкой этих удлинителей
Рис. 9.21. Принципиальная схема и характеристика затухания направляющего фильт-
ра ДК-17
154
выполняют плоскую регулировку
уровней в пределах до 26 дБ. Для
значительного увеличения усиле-
ния при появлении изморози или
гололеда дополнительно выключа-
ет удлинители У4 и.УЗ (см. рис. 9.3)
затуханием 5 и 12 дБ. Таким обра-
зом, пределы установочной плос-
кой регулировки составляют 43 дБ.
А втоматический регулятор
плоской регулировки АРП
(рис. 9.22) регулирует усиление
в зависимости от изменения пого-
ды. Он выполнен по схеме делите-
ля напряжения, в продольном и
поперечном плечах которого вклю-
чены термисторы косвенного подо-
грева Тм2 и Тм1. Термисторы
представляют собой переменные
Рис. 9.22. Схема регулятора плоской ре-
гулировки усиления
Рис. 9.23. Схема и характеристика зату-
хания постоянного линейного выравни-
вателя
сопротивления, плавно изменяющие свои значения в зависимости от
тока подогрева. С увеличением тока подогрева сопротивление умень-
шается.
Регулировка выполняется автоматическим потенциометром систе-
мы АРУ. Возможно также ручное регулирование затухания АРП.
Нити подогрева термисторов подключены к потенциометру так,
что увеличение тока подогрева в одном из них приводит к уменьше-
нию его в другом. Так как в регуляторе нет яастотно-зависимых эле-
ментов, то затухание изменяется одинаково на всех частотах. Та-
ким образом, регулятор обеспечивает плоскую регулировку. В про-
дольном плече регулятора применен термистор, сопротивление ко-
торого изменяется от 300 до 9000 Ом, в поперечном — от 330 до
6000 Ом.
Минимальное затухание по напряжению (2 дБ), вносимое ре-
гулятором в тракт, получается при минимальном сопротивлении
Тм2 и максимальном сопротивлении ТмЬ Пределы регулирования
регулятора составляют 26 дБ.
Наклон частотной характеристики затухания участка постоянной
длины и изменение его в зависимости от условий погоды на
трассе осуществляется одновременным действием постоянного ли-
нейного выравнивателя ПЛВ и автоматического регулятора наклона
АРН. Постоянный линейный выравниватель (рис. 9.23) имеет ха-
рактеристику затухания, обратную характеристике затухания линей-
ной цепи. Его затухание на частоте 31 кГц равно 1 дБ. Перепад зату-
хания на частотах 4—31 кГц составляет около 23 дБ.
Автоматический регулятор наклона АРН для группы нижних и
верхних частот выполнен по схеме переменного выравнивателя с
155
К
одним регулируемым (активным) сопротивлением (рис. 9.24). Схема
представляет собой делитель напряжения. Продольное плечо дели-
теля составляет входное сопротивление дополнительного четырех-
полюсника (LI, Cl; L2, С2 или L3, СЗ; L4, С4) с параллельно вклю-
ченным резистором R2 (R3), а поперечное плечо — активное сопро-
тивление RL Дополнительный четырехполюсник нагружен на сопро-
тивление термистора косвенного подогрева Тм.
Изменение сопротивления термистора приводит к изменению час-
тотной зависимости входного сопротивления четырехполюсника и в
результате к другому наклону частотной характеристики АРН. Если
сопротивление термистора равно характеристическому сопротивле-
нию дополнительного четырехполюсника, то входное сопротивление
последнего становится чисто активным и не зависит от частоты.
Цепь с
подогрева. >
о—•—о
К уса- JL
лителю\ И/
приема у
о-------1 о
а,дБ
Рис. 9.24. Схема и характеристики
регулятора наклонной регулировки уси-
ления
◄
Рис. 9.25. Частотные характеристики
усиления обслуживаемой усилительной
станции
156
В этом случае регулятор наклона имеет плоскую частотную харак-
теристику.
При крайних значениях сопротивления термистора 330 и 9000 Ом
получается наибольший наклон частотной характеристики регулято-
ра. Частотные характеристики затухания регуляторов наклона для
нижней РН-Н и верхней РН-В групп частот приведены на рис. 9.24.
Наклон частотных характеристик регуляторов может изменяться ав-
томатически и вручную. Пределы регулировки обоих регуляторов
составляют ±10 дБ.
Сочетание характеристики затухания ПЛВ с крайней характе-
ристикой затухания АРН, убывающей с частотой, дает наибольший
общий наклон частотной характеристики с перепадом в 20 дБ. Сочета-
ние же характеристики затухания ПЛВ с крайней характеристикой
затухания АРН, возрастающей с частотой, дает плоскую частотную
характеристику тракта передачи.
Дополнительный постоянный линейный вырав-
ниватель ПЛВД применяют при работе аппаратуры по сталь-
ным цепям. Частотная характеристика его учитывает криволиней-
ность характеристики стальной цепи.
Выравниватели ФВ-ВУС-12 включают в тракт при совмест-
ной работе систем В-3-3 и В-12-3 со вспомогательными усилителями
ВУС-12-3 для устранения амплитудно-частотных искажений, вноси-
мых линейными фильтрами этой системы на частотах около 30 кГц.
Выравниватель состоит из двух звеньев: одно служит для ликвида-
ции искажений, вносимых одной станцией ВУС-12-3, другое —
двумя такими станциями ВУС-12-3. Оба звена устраняют искаже-
ния, вносимые тремя станциями.
Частотные характеристики предельного усиления ОУП с учетом
максимальной усилительной и корректирующей способностей приве-
дены на рис. 9.25. В усилительных станциях НУП, как и в ОУП, при-
менена раздельная ручная регулировка плоской и наклонной состав-
ляющих затухания линии.
В блоках регуляторов уровня РУ размещены удлини-
тели затуханием 0,9; 1,7; 3,4; 6,9; 14 и 28,6 дБ. Перепайкой этих
удлинителей осуществляют плоскую регулировку уровней до 55,5 дБ.
Наклонная регулировка, как и на обслуживаемых станциях, вы-
полняется регуляторами наклона совместно с постоянными линейны-
ми выравнивателями.
Постоянные линейные выравниватели ПЛВ НУП
выполнены схеме, аналогичной схеме ПЛВ обслуживаемых станций
(см. рис. 9.23). Перепад затухания ПЛВ для нижней и верхней групп
частот составляет соответственно 10 дБ в диапазоне частот 4—
16 кГц и 8 дБ в диапазоне частот 19—31 кГц.
Регуляторы наклона для нижней (РН-Н) и верхней
(РН-В) групп выполнены по схеме переменных выравнивателей с
двумя регулируемыми активными сопротивлениями (рис. 9.26).
157
Рис. 9.26. Схема и характеристики затухания
регулятора наклонной регулировки
На этом рисунке приведены частотные характеристики затухания
регуляторов наклона в трактах передали нижней и верхней групп
частот.
Наклон характеристик можно изменять ступенями примерно че-
рез 1 дБ.
Пределы регулирования обоих регуляторов наклона состав-
ляют примерно ±5 дБ.
Общий наклон частотной характеристики тракта передачи необ-
служиваемого усилительного пункта с учетом использования посто-
янного линейного выравнивателя и регулятора наклона может из-
меняться от 5 до 15 дБ в диапазоне частот 4— 16 кГц и от 3 до 13 дБ —
в диапазоне 19—31 кГц.
Частотные характеристики предельного усиления необслужива-
емых станций с учетом максимальной усилительной и корректирую-
щей способности приведены на рис. 9.27.
Рис. 9.27. Частотные характеристики
усиления необслуживаемой усилитель-
ной станции
158
9.6. УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ
Устройства АРУ на обслуживаемых промежуточных и оконечных
станциях компенсируют изменения затухания воздушных цепей при
изменении погоды от зима-сухо до изморозь 25 мм. Чувствитель-
ность системы АРУ составляет ±0,4 дБ, пределы регулировки:
плоской не менее 26 дБ, наклонной до 20 дБ. В аппаратуре пре-
дусмотрена возможность блокировки устройств АРУ при резком из-
менении уровней тока контрольной частоты плоской регулировки бо-
лее чем на ±4 дБ, а также при пропадании тока любой из конт-
рольных частот. Структурные схемы устройства АРУ на оконечной и
промежуточных станциях приведены на рис. 9.3 и 9.4. Ниже приводит-
ся описание отдельных устройств системы АРУ.
Усилитель тока контрольных частот УсКЧ (рис.
9.28) представляет собой двухкаскадный усилитель на транзисто-
рах VT1 и VT2, включенных по схеме с заземленным эмиттером.
Усилитель охвачен общей ООС по переменному и постоянному току.
В обоих каскадах имеется также местная ООС. Усиление усилите-
ля по мощности близко к 9 дБ. Его входное сопротивление
равно 600 Ом, выходное — 30 Ом. Выбор значения последней
величины обусловлен необходимостью согласования выходного со-
противления усилителя с входным сопротивлением узкополосных
фильтров контрольных частот.
Узкополосные фильтры — фильтры комбинированного
типа, на одной стороне они имеют Т-, а на другой — П-образные
окончания. Применение окончаний первого типа облегчает условия
параллельного включения фильтров. Затухание фильтров на частоте
/кч ±300 Гц превышает 17 дБ, а на частоте /кч±1000 Гц — 44 дБ.
Номинальное характеристическое сопротивление фильтров с Т-об-
разной стороны равно 30 Ом, а с П-образной — 6000 Ом.
Усилители приемников токов контрольных час-
тот для обоих видов регулировки (рис. 9.29) представляют собой
четырехкаскадные усилители на транзисторах. В первых трех кас-
кадах транзисторы включены по схеме с заземленным эмиттером,
а в четвертом (двухтактном) — по схеме с заземленной базой.
Связь меЖду выходным каскадом и предварительным трансформа-
торная. Дополнительная обмотка Блокир. этого трансформатора
предназначена для подключения устройства блокировки АРУ.
В усилителе применена общая ООС по постоянному и перемен-
ному току. Напряжение ООС по переменному току, снимаемое с
резистора R10, подается в цепь эмиттера первого каскада через
контур, состоящий из резисторов R4\ R9' и R21 и конденсаторов
СЮ и СИ. Усиление можно изменять в пределах ±3,5 дБ, шунтируя
резистор R4 конденсатором СИ. Номинальное усиление по напря-
жению составляет 30 дБ. Напряжение общей ООС по постоянному
току снимается с резисторов R10 и R11 и подается через резисторы
159
Рис. 9.28. Принципиальная схема
усилителя тока контрольной частоты
Рис. 9.29. Принципиальная схема
усилителя приемника тока контроль-
ной частоты
того же контура в цепь эмиттера первого каскада. Во всех кас-
кадах усилителя имеется местная ОС. В выходном каскаде элемен-
тами местной ОС являются резисторы R12 и R15, Резистор R12
использован также для измерения уровня тока контрольной частоты.
В цепи электропитания усилителя включен потенциометр обмотки
подогрева термистора в блоке МПБ.
Входное сопротивление усилителя равно 6000 Ом, выходное соп-
ротивление превышает 3500 Ом. На выходе усилителя включена диф-
ференциальная система, балансным контуром которой является ре-
зистор R20. Амплитудная характеристика усилителя линейна с точ-
ностью 1 дБ при повышении выходного уровня до +9 дБ.
Моторно-потенциометрические блоки МПБ-1 и
МПБ-2 (рис. 9.30) содержат двухфазный индукционный двигатель
Д1 (Д2) типа ДИД-0,5, работающий от переменного тока частотой
400 Гц. Двигатель имеет обмотку возбуждения 1—4 и обмотки
управления 2—6 и 3—5. Ротор двигателя приводится в движение
вращающимся магнитным полем, которое возникает при сдвиге фа-
зы напряжения на обмотке возбуждения на угол 90° по отношению
к напряжению на одной из обмоток управления. Для этой цели
последовательно с обмоткой 1—4 включен конденсатор С5 (С6) ем-
костью 1 мкФ. Направление вращения ротора зависит от того, какая
из обмоток управления находится под током, так как эти обмотки
160
намотаны навстречу друг другу. Вращение ротора двигателя через
редуктор передается на ось потенциометра, включенного в цепь
обмотки подогрева термистора.
В цепи обмотки 1—4 двигателя наклонной регулировки предус-
мотрены гнезда А и Б, с помощью которых изменяют фазу
напряжения для изменения направления вращения ротора двигате-
ля. Это изменение фазы на оконечной станции предусмотрено при
переводе ее из режима станции А в режим станции Б или при пере-
ходе из одного варианта линейного спектра в другой. Дело в том, что
на станции А в тракт приема включен регулятор наклона группы
верхних частот, а на станции Б — регулятор наклона группы ниж-
них частот. В то же время частотные характеристики этих регулято-
ров зависят от сопротивления термистора противоположно друг дру-
гу (см. рис. 9.24).
В различных вариантах линейного спектра контрольным часто-
там оконечной станции 12 и 24 кГц соответствуют различные часто-
ты. передаваемых в линию сигналов (4 и 16 кГц в вариантах / и
/// и 16 и 4 кГц в вариантах // и IV). При обратном преобразова-
нии на оконечной станции соотношение между контрольными часто-
/Р2
Рис. 9.30. Принципиальная схема управления устройствами автоматической регулиров-
ки усиления
6 Зак. 872
161
К
тами становится обратным соотношению этих частот в линии. Поэто-
му при работе станций в режиме А и варианте / или /// линейного
спектра дужку следует установить в положение А, при работе в ре-
жиме Б и варианте // или IV — в положение Б.
На промежуточной усилительной станции дужка, относящаяся
к направлению Б—А (частоты 19 и 31 кГц), должна находиться в
положении Д, а дужка, относящаяся к обратному направлению
(частоты 4 и 16 кГц),— в положении Б,
Генератор колебания частотой 400 Гц (рис. 9.31) пред-
назначен для питания двух двигателей устройств АРУ. Напряжение
на каждой из двух обмоток трансформатора Т равно (12±1,5) В
при постоянной составляющей тока в цепях коллекторов VT1 и VT2
170 мА. Частота и выходное напряжение регулируются изменением
сопротивления резисторов R1 и R3.
Устройство управления АРУ (см. рис. 9.30) предназна-
чено для управления работой двигателей (запуск, реверсирование,
остановка) и блокировки устройств АРУ, в случае значительного
изменения уровня токов контрольных частот включают предупреди-
тельную и аварийную сигнализацию.
Принцип работы схемы управления АРУ удобно рассмотреть на
примере схемы управления плоской регулировкой. Работой двигате-
ля в аппаратуре управляют транзисторы VT1 и VT2, в эмиттер-
коллектор которых через вентили мостов ВМЗ и ВМ4 включены об-
мотки управления двигателя 2—6 и 3—5. Обмотка возбуждения
двигателя 1—4 подключена к генератору Г-400. Входные цепи тран-
зисторов VT1 и VT2 подключены параллельно резистору /?3, через
который проходит выпрямленный ток контрольной частоты и встреч-
ный ток от стабилизированного источника питания —19 В. Резисто-
ром R2 значение встречного тока устанавливают таким, чтобы
суммарный ток через резистор R3 при нормальном уровне тока конт-
Рис. 9.31. Принципиальная схема гене-
ратора Г-400
рольной частоты был равен нулю.
Падение напряжения на резисторе
R3 в этом случае, а следовательно,
и напряжение смещения на тран-
зисторах равны нулю. Оба транзи-
стора закрыты, цепи питания об-
моток управления оборваны и дви-
гатель неподвижен.
С увеличением уровня тока
контрольной частоты на 0,4 дБ че-
рез резистор R3 начнет проходить
разностный ток, что приведет к
появлению напряжения смещения
на транзисторах. Плюс этого на-
пряжения будет приложен к базе
транзистора VT1, а минус — к
162
базе транзистора VT2, Следовательно, транзистор VT2 откроется и
обмотка управления двигателя 2—6 подключится к генератору
Г-400. Ротор двигателя начнет вращаться и затухание регулятора
будет увеличиваться. Когда восстановится нормальное значение
уровня тока контрольной частоты, ток через резистор R3 станет
равным нулю и регулировка прекратится. С уменьшением тока конт-
рольной частоты откроется транзистор VT1 и ротор двигателя будет
вращаться в обратном направлении.
Так как в схеме использован асинхронный двигатель, скорость
регулировки АРУ будет зависеть от скорости изменения затухания
линий. При изменении затухания цепи на 0,4—0,6 дБ время передви-
жения движка потенциометра от одного упора до другого составляет
от 50 до 55 мин, а в случае изменения затухания на 0,9—1 дБ — от
25 до 30 мин.
Управление устройствами наклонной АРУ происходит аналогично.
При этом, однако, в качестве обратного тока через резистор R2
используется ток контрольной частоты плоской регулировки, вы-
прямленный мостом ВМ2. Это исключает воздействие плоской регу-
лировки на наклонную, что могло бы произойти вследствие того,
что точка поворота кривой затухания регулятора наклона соответст-
вует частоте, не совпадающей с частотой контрольного тока плоской
регулировки. Так как регулятор усиления изменяет затухание на
одинаковое значение для токов плоской и наклонной регулировок,
то результирующий ток через резистор R2 будет равен нулю и
транзисторы VT1 и VT2 в регуляторе наклона будут находиться в
закрытом состоянии.
Для перехода на ручную регулировку усиления выключатель
переводят в положение Ручн. Цепи питания обмоток возбуждения
двигателей и общестанционного реле сигнализации размыкаются и
загорается лампа (Л2) Блок (блокировка), указывающая на прекра-
щение действия АРУ.
Блокировка приборов АРУ происходит также при быстром изме-
нении уровня тока контрольной частоты плоской регулировки более
чем на 4 дБ или при пропадании тока любой из контрольных
частот. Для этого предусмотрены реле Р1 и Р2. Через обмотку 1-2
реле Р1 проходит усиленный и выпрямленный транзистором VT1 ток
контрольной частоты плоской регулировки; через обмотку 3-4 того
же реле проходит постоянный ток 1—2,5 мА; эти значения тока
подбираются резисторами R3 и R4. Якорь реле должен находиться в
нейтральном положении при нормальном значении уровня тока конт-
рольной частоты; пределы срабатывания реле при изменении этого
уровня должны быть примерно одинаковыми.
При соответствующем отклонении уровня тока контрольной часто-
ты от номинального значения якорь реле Р1 перебрасывается к лево-
му или правому контакту, подавая питание на реле Р2, Последнее,
притянув якорь, размыкает цепи питания обмоток 1-4 двигателей,
6* 163
лампы Блок и включает общестакционную сигнализацию пропада-
ния тока контрольной частоты. Лампа Пред. рег. (пределы регулиров-
ки) не горйт, так как она включена через полупроводниковый диод
VD.
Блокировка приборов происходит и при исчезновении тока
контрольной частоты наклонной регулировки. Реле Р2 включено в
цепь коллектора транзистора VT2, который при нормальном значе-
нии уровня тока контрольной частоты этой регулировки находится
в закрытом состоянии (на базу VT2 подается соответствующим
образом подобранное напряжение смещения от источника постоянно-
го тока напряжением 19 В и напряжение, создаваемое выпрямлен-
ным током контрольной частоты). При пропадании тока контрольной
частоты транзистор открывается и реле Р2 срабатывает.
Если движок потенциометра того или иного регулятора дости-
гает крайнего положения, то кулачок, насаженный на ось с движ-
ком, переключает контакты быстродействующей кнопки Кн, на-
ходящейся в моторно-потенциометрическом блоке. Загорается лампа
Пред. рег. и срабатывает реле Р2.
Уровень тока контрольной частоты измеряется прибором Уровень
КЧ, включенным в цепь коллектора транзистора VT3. Выключатель В
позволяет измерить ток контрольной частоты плоской или наклонной
регулировки.
9.7. ГЕНЕРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Генераторное оборудование оконечной станции обеспечивает
получение токов несущих частот 12, 16, 20, 72, 100, 108, 114 и 115 кГц,
а также стабильных по уровню токов КЧ 12 и 24 кГц. Все частоты
образуются соответствующим умножением и делением основной
частоты 4 кГц и использованием комбинационных частот, возни-
кающих вследствие взаимодействия дополнительных частот, возбуж-
даемых основной частотой 4 кГц.
В состав генераторного оборудования (рис. 9.32) входит квар-
цевый генератор КГ, создающий стабильные по частоте колебания
частотой 8 кГц. Эти колебания в делителе Д-8/2 преобразуются
в колебания частотой 4 кГц. В умножителе частоты Ум-4 получают-
ся токи несущих частот 12, 16 и 20 кГц, как гармоники частоты
4 кГц. Токи этих частот выделяются фильтрами ГФ-12 (-16 и -20),
усиливаются усилителями Ус-12 (-16 и -20) и затем подаются в преоб-
разователи каналов.
Несущие частоты 72 и 108 кГц получаются умножением часто-
ты 12 кГц в умножителе Ум-12. Фильтром ГФ-36 выделяется колеба-
ние частотой 36 кГц, которое поступает в умножитель Ум-36. На
выходе Ум-36 фильтрами ГФ-72 и ГФ-108 выделяются токи часто-
тами 72 и 108 кГц. Для получения тока несущей частоты 100 кГц
164
-7
\гУ-!2 Ус-12
12 16 20кГц
9 9 9
"У ГУ-100 УС100 овв „
! ПИ п—1 I "МкГц
Ум-12 ГУ-50 Ум-30 Г ~ “ 1> ----------------°
О в -.. L2U -----------------
\Д-в/2 Ум-Ч \ГУ-10 Ус-10
вкГц
12кГц ГМЧ
О---------I
24 кГц
ООО ПкГц
' АГ1>'
ГУ-20 Ус-20
-¥И>-
-13
Нм-20 ГУ-100 НС-100
х Ум-12
-J 006
I ЮОкГц
- 1 .. о
Л
г'в каналам^
2,1кГц
-----------------I -13_________________
гу-зо У | \ПЧГУ-ПЧ Ус-ПЧ
гу-вод-ео/чу S ~ 1%’- 2 ~ t> -
'SH V ГУ-15 Н \11Ч ГУ-115 Ус-115
__ 1 X к.
0ВВ ПЧкГц
ООО
; 115кГц
X - ~ - X
- X
Рис. 9.32. Структурная схема генераторного оборудования
применены умножитель Ум-20, фильтр ГФ-100 и усилитель. Для полу-
чения токов несущих частот 114 и 115 кГц ток частотой 20 кГц
сначала в умножителе Ум-20 преобразуется в ток частотой 60 кГц,
затем в делителе Д-60/4 — в токи частотами 15 и 30 кГц, выделяемы-
ми фильтрами ГФ-15 и ГФ-30, Выделенные токи через удлинители У
поступают в преобразователи ПЧ,
Для получения тока частотой 114 кГц к преобразователю ПЧ
подводится ток несущей частоты 144 кГц, получаемый в умножителе
Ум-72, В результате взаимодействия в преобразователе токов ча-
стотами 30 и 144 кГц на его выходе в числе прочих продуктов пре-
образования возникает ток частотой 144—30=114 кГц. Ток несу-
щей частоты 115 кГц получается как суммарная комбинационная
составляющая в результате взаимодействия в преобразователе коле-
баний частотами 15 и 100 кГц. Токи частотами 114 и 115 кГц выде-
ляются соответствующими фильтрами, усиливаются и подаются в
групповые преобразователи.
Все усилители токов несущих частот работают в режиме огра-
ничения амплитуд усиливаемых токов, что обеспечивает постоянство
выходных уровней этих токов при изменениях в определенных
пределах их уровней на входе усилителей.
Токи контрольных частот 12 и 24 кГц получаются на основе
тока несущей частоты 12 кГц в специальном устройстве контроль-
ных частот СКЧ. В этом устройстве ток контрольной частоты 12 кГц
проходит через усилитель-ограничитель амплитуд. Ток контроль-
ной частоты 24 кГц получается умножением частоты 12 кГц, вы-
делением второй гармоники этой частоты со стабилизацией уровня
этой гармоники отдельным усилителем-ограничителем СКЧ. Ток вы-
зывной частоты 2,1 кГц возбуждается генератором ГТВ,
165
Рис. 9.33. Принципиальная схема задающего генератора
Задающий генератор КГ (рис. 9.33) является автогене-
ратором колебаний с трансформаторной положительной обратной
связью. Он состоит из двухкаскадного усилителя и колебательного
контура L, С4 в цепи коллектора транзистора VT2. Обмоткой 3-4
катушка связана с базой транзистора VT1 через кварцевый резо-
натор КвР и конденсаторы С1 и С2 (С1 подстроечный). Связь
между каскадами типа RC. Напряжения смещения на транзисторы
создают делители напряжения Rl, R2 и R5, R6. В каждом каскаде
предусмотрена местная ОС по постоянному и переменному токам
(резисторы R3 и R7). Через обмотку 7-8 подается ток частотой
8 кГц в делитель Д-8/2, обмотка 5-6 выходная.
Данный задающий генератор обеспечивает работу генераторно-
го оборудования двух оконечных станций, установленных в одном
помещении. На одной станции перемычки устанавливают в положе-
ние Синхр. (синхронизация), а обмотки 5-6 и 7-8 трансформаторов
обеих станций соединяют друг с другом внутристоечным и межстан-
ционным монтажом. На вход делителя Д-8/2 другой станции будет
поступать напряжение от задающего генератора первой станции. За-
дающий генератор второй станции выключается.
Уровень на выходах задающего генератора равен (0±2) дБ.
Устройство генератора обеспечивает стабильность всех несущих
частот 3-10~5.
Делители частоты являются регенеративными. В делителе
Д-8/2 (рис. 9.34, а) транзистор VT1 выполняет функции преобразо-
вателя частоты, а транзистор VT2 — резонансного усилителя, на-
строенного на частоту 4 кГц. На базу VT1 по цепи ОС через ре-
зистор R4 подается переменное напряжение, снимаемое с обмотки
3-4, связанной индуктивно с резонансным контуром L, С2. Под
действием этого напряжения, приложенного между базой и коллек-
тором транзистора, резко меняется сопротивление перехода эмиттер—
коллектор. При отрицательных полуволнах указанного напряжения
эти переходы открыты и сопротивление между коллектором и
166
эмиттером очень мало.Транзистор VT1 шунтирует входную цепь и
вследствие этого в коллекторе VT2 отсутствует ток частотой 8 кГц,
поступающий на вход делителя от кварцевого генератора. При по-
ложительных полуволнах сигнала VT1 закрывается и не препятст-
вует его прохождению. Иначе говоря, транзистор VT1 работает как
однотактный преобразователь, так что на его выходе возникают
продукты преобразования двух частот. При делении на 2 из них
следует учитывать составляющую частотой f=zf\— /2 (где fi — час-
тота сигнала на входе делителя; — частота сигнала, подаваемого
с выхода делителя по цепи ОС).
Ток частотой f усиливается транзистором VT2, выделяется
контуром L, С2 и по цепи ОС поступает на базу VT1. Теперь на VT2
образуется напряжение частотой Делитель устойчиво ра-
ботает при соблюдении условия =^=0,5/1. В этом случае часто-
та тока на выходе делителя будет равна половине частоты тока,
поступающего на его вход. Возбуждение делителя происходит в мо-
мент поступления входного напряжения благодаря флуктуации тока
в нем. Вместе с тем схема делителя должна удовлетворять
условию самовозбуждения колебаний в схемах с ОС. Конденсатор
С4 на выходе делителя является разделительным. Резистор /?5,
шунтирующий L, С2, определяет ширину полосы частот устойчивой
работы делителя. Уровень сигнала на выходе делителя должен быть
от +13 до +16 дБ. При отсутствии сигнала на входе делителя
ток в цепи коллектора VT1 равен нулю, так как на базе этого тран-
зистора нет постоянного напряжения смещения.
В делителе Д-60/4 (рис. 9.34, б) транзистор VT1 является
усилителем, транзистор VT2 — преобразователем, транзисторы VT3
и VT4 образуют двухкаскадный усилитель. На базе транзистора
Рис. 9.34. Принципиальные схемы делителей частоты
167
к
I
Рис. 9.35. Принципиальные схемы умножителей частоты
VT4 имеется нулевое постоянное напряжение смещения, транзистор
работает в режиме класса Б и выполняет функции умножителя
частоты. Поэтому вследствие работы в нелинейном режиме в его вы-
ходной цепи возникают гармоники тока частоты /2= 15 кГц, из
которых используется третья гармоника частотой 3 /г=45 кГц.
На выходе преобразователя в числе продуктов преобразования
получается составляющая частотой fz=f\—З/2 (где /1— частота
тока на входе делителя; /г — частота тока на его выходе).
Напряжение частотой /2 усиливается усилителем на транзис-
торах VT3 и VT4, контур L, СЗ которого настроен на частоту fi:4=
= 15 кГц. Резистором R8 определяется полоса частот эффективно
усиливаемых токов, подаваемых по цепи ОС через резистор R13 на
базу VT2. Вследствие нелинейности режима транзистора VT4 на
выходе схемы будет существовать и вторая гармоника частотой
2^2=30 кГц, которая в дальнейшем используется для получения
тока частотой /=114 кГц.
На входе умножителя частоты Ум-4 (рис. 9.35, а) включен
контур автоматического смещения Rl, С1. Сопротивление резистора
R1 в несколько раз больше входного сопротивления транзистора по
постоянному току. Переход эмиттер — база транзистора действует в
этом случае как однополупериодный выпрямитель тока, поступающе-
го на вход умножителя. Под воздействием входного сигнала кон-
денсатор С1 заряжается, но при этом напряжение на нем оказывает-
ся несколько меньше напряжения на входе умножителя. Это напря-
жение закрывает транзистор VT. Ток во входной цепи проходит
только в течение коротких промежутков времени, когда мгновенное
значение напряжения на входе умножителя превышает напряже-
ние на конденсаторе С1. Это происходит в течение некоторой части
каждого полупериода, когда полуволны входного напряжения отри-
168
цательны и близки к амплитудному значению. Следовательно, в
цепи базы. ГТ образуются сравнительно кратковременные импульсы
тока, усиливаемые транзистором. Ток на выходе транзистора, а следо-
вательно, и на выходе умножителя содержит ряд гармоник, из
которых фильтрами выделяются нужные. Для уменьшения уровня на-
пряжения первой гармоники выход транзистора зашунтирован кон-
туром L/, С2, настроенным на ее частоту. Входное сопротивление
умножителя велико, вследствие чего он потребляет малую мощ-
ность от источника тока, частота которого умножается.
Умножители Ум-12 и Ум-36 (рис. 9.35, б) построены по тому
же принципу, что и умножитель Ум-4. Ток несущей частоты 12 кГц
поступает на вход транзистора VT1, выполняющего функции умно-
жителя этой частоты. Резонансным контуром L, С2 выделяется третья
гармоника частотой 36 кГц, которая через полосовой фильтр ГФ-36
подается на транзистор VT2, работающий в качестве умножителя
частоты 36 кГц. Выходной трансформатор Т двумя вторичными об-
мотками соединен с соответствующими фильтрами для выделения
токов частотами 72 и 108 кГц. Умножитель на транзисторе VT2 имеет
высокое входное сопротивление, для согласования которого с харак-
теристическим сопротивлением фильтра ГФ-36 используется катушка
L2 этого фильтра. Остальные умножители частоты выполнены в ос-
новном аналогично.
Фильтры, выделяющие токи индивидуальных несущих и вспо-
могательных частот, содержат полузвенья типа к с характеристи-
ческим сопротивлением 100 Ом. Для выделения токов групповых не-
сущих частот применены фильтры из одного звена и одного полузве-
на типа к. Характеристическое сопротивление этих фильтров 20 Ом.
Преобразователи частоты для получения токов несу-
щих частот 114 и 115 кГц смонтированы по кольцевой схеме. Входное
сопротивление преобразователей равно 100 Ом, а выход их рассчи-
тан на подключение нагрузочного сопротивления 20 Ом.
Усилители токов индивидуальных и групповых несущих
частот двух- или трехкаскадные. Транзисторы включены по схеме
с заземленным эмиттером, связь между каскадами применена типа
RC; исключение составляют усилители токов индивидуальных не-
сущих частот (рис. 9.36), первый каскад которых является эмиттер-
ным повторителем, входное сопро-
тивление которого большое. В вы-
ходных цепях усилителей включе-
ны параллельные резонансные
контуры для избирательного уси-
ления.
Стабилизатор СКЧ-12
(рис. 9.37, а) поддерживает уро-
вень тока контрольной частоты
12 кГц постоянным. Он представ-
169
выход!
выход!
вход
-19В
Рис. 9.36. Принципиальная схема уси-
лителя тока индивидуальной несущей
частоты
Рис. 9.37. Принципиальные схемы стабилизаторов
ляет собой однокаскадный резонансный усилитель, контур которого
шунтирован кремниевыми стабилитронами VD1 и VD2, включенными
навстречу друг другу. Этими элементами стабилизируется амплитуда
тока контрольной частоты 12 кГц. Резистор R2 ограничивает постоян-
ную составляющую тока коллектора. Резистор R1 увеличивает вход-
ное сопротивление стабилизатора. Контур R3, С2 образует фильтр
питания. Уровень на выходе схемы может быть 4—6 дБ.
Ток контрольной частоты 24 кГц получается в результате пре-
образования тока частотой 12 кГц умножителем на транзисторе VT1
(рис. 9.37, б). Полученная таким образом гармоника тока часто-
той 24 кГц выделяется фильтром ГФКЧ-24 и стабилизируется CR4-
24. Стабильность уровней токов контрольных частот ±0,3 дБ.
9.8. КОНСТРУКТИВНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ И ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ
Оборудование оконечной или обслуживаемой усилительной стан-
ции размещается на одной стойке размерами 2600X650X250 мм.
Стойка имеет облегченный каркас, образующий вместе с облицо-
вочными листами шкаф без дверцы. Блоки этой стойки размещены
на полках-поддонах. Блоки соединяются с монтажом стойки 8-кон-
тактными разъемами. На каждой стойке (рис. 9.38) размещается
оборудование двух оконечных ОВ-3-3 или двух обслуживаемых уси-
лительных станций ПВ-3-3 (ОУП) вместе с оборудованием канала
ДПС и компандерными устройствами.
Необслуживаемые усилители станции выполнены в виде метал-
лического основания с кронштейнами для крепления на стене. Между
боковыми стенками закреплены блоки. Конструкция рассчитана на
размещение одного усилителя и имеет размеры 335X590X560 мм.
170
QB-3-3
Вводные гребенки
па Сигн. В до
А* 17 дк и Ат
и РУ АРУ ОУс
§ £ ? 5с 5с
ДС ДС У0 §
ПВУ Измер 80
Гн! Гн2 ГН "г
пв-з-з(оуп)
Вводные гребенки
ПУ Сиен. ОД п ipB ВУС
4* & Ат ДО ДО Ат ДК- у
У РУ АРУ Мс
V РУ АРУ т
ДО УП Ус
ПВУ ЮН ГнДПС
650
“1 г
• 1
J L
_ 250 г
чо
Рис. 9.38. Размещение оборудования на стойках аппаратуры В-3-3
Рис. 9.39. Принципиальная схема преобразователя напряжения 19 В в 80 В
171
Электропитание обслуживаемых усилительных станций осуществ-
ляется от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением'
127 или 187—242 В или от источника постоянного тока напряже-
нием 21,6—26,4 В. Электропитание НУП дистанционное по системе
провод — провод. Каждому усилителю НУП требуется напряжение
Рис. 9.40. Принципиальные схемы блоков передачи и приема дистанционного питания
питания 20 В, что в сумме для двух НУП составляет 40 В. Для
получения такого напряжения на зажимах НУП с учетом падения
напряжения в линии на усилительном участке наибольшей длины
необходим источник постоянного тока напряжением 80 В. Это напря-
жение получают в результате преобразования напряжения 19 В.
Преобразователь (рис. 9.39} содержит блокинг-генератор на
транзисторах VT1 и VT2, который работает от напряжения пита-
ния 19 В и создает на выходе трансформатора Т переменный ток почти
прямоугольной формы с повышенным напряжением, выпрямитель
этого напряжения ВМ и фильтр L2, С4. Преобразователь рассчитан
для питания одного или двух НУП током соответственно 40 или
80 мА. Напряжение с выхода преобразователя поступает в блок
передачи дистанционного питания (рис. 9.40, а), где проходит через
выключатель В, обмотки реле контроля питания Р1 и Р2, резисторы
—R8, дополняющие сопротивление линейной цепи до максимально
возможного значения, и через разделительный фильтр поступает в
линию.Неоновая лампа Л1 сигнализирует о наличии напряжения
питания. Реле Р2 срабатывает при увеличении тока в цепи дистанци-
онного питания более чем в 2 раза. Сработав, оно подает питание
на лампу Авар. ДП и включает общестанционную сигнализацию.
Одновременно реле шунтируется резистором R2, подобранным так,
чтобы оно отпускало якорь при устранении аварии. Реле Р1 отпуска-
ет якорь при обрыве цепи ДП и включает аварийную сигнализацию.
Устройство для приема ДП в НУП содержит (рис. 9.40, б) фильт-
ры питания (LI, L2, С2), выпрямительный мост ВМ, обеспечиваю-
щий нормальную работу НУП при любой полярности подаваемого
напряжения, и разрядник Р-4 для защиты от перенапряжений.
172
Глава 10. ДВЕНАДЦАТИКАНАЛБНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ
10.1. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ СИСТЕМЫ
ПЕРЕДАЧИ В-12-3
Система передачи В-12-3 предназначена для организации 12 кана-
лов ТЧ на цепях из цветных металлов воздушных линий передачи.
Система может работать на одной цепи с 3-канальной системой пере-
дачи, а также на параллельных цепях с 12-канальными системами.
Система связи двухполосная двухпроводная. Линейный спектр частот
36—143 кГц с передачей в направлении Б—А токов группы частот
36—84 кГц, а в направлении А—Б — токов 92—143 кГц.
Для уменьшения взаимных влияний при работе аппаратуры на
параллельных цепях общей линии передачи предусмотрены четыре
варианта линейного спектра частот (рис. 10.1). Нижняя группа ли-
нейных частот 36—84 кГц для вариантов / и /// одинакова, а для
вариантов // и IV отличается инверсией частот каналов. Верх-
няя группа частот, используемая для передачи в обратном направ-
лении, отличается друг от друга сдвигом и инверсией частот
каналов.
Преобразование токов спектра частот из каналов в токи линейно-
го спектра в передающей части оконечной станции и обратное пре-
образование в приемной части осуществляют четырьмя ступенями
(рис. 10.2). После двух ступеней преобразования образуется стан-
дартный с|пектр первичной группы (60—108 кГц). На первой ступени
используются индивидуальные несущие частоты 12, 16 и 20 кГц, пре-
образующие спектры частот каналов в диапазон 12—24 кГц, на вто-
рой— несущие частоты 84, 96, 108 и 120 кГц. Третья ступень
преобразования переносит спектр частот первичной группы в диапа-
зон 384—432 кГц. На четвертой ступени образуется линейный спектр
для различных вариантов (/—IV) и направлений передачи (Д—Б или
Б—А).
В аппаратуре предусмотрена двухчастотная система автоматичес-
кой регулировки усиления, управляемая во всех вариантах спектра
в направлении нижней группы частот токами контрольных частот
40 и 80 кГц, а в верхней группе частот — токами контрольных частот
92 и 143 кГц. Использование для всех вариантов спектра одних и
тех же контрольных частот позволило иметь промежуточные усили-
тельные станции с одинаковыми электрическими характеристиками
и пределами регулирования усиления.
Промежуточные усилйтельные станции подразделяют на основные
и вспомогательные. Вспомогательные ВУС-12-3 размещают (одна-
две) между основными и включают только в неблагоприятных усло-
виях.
173
36 6-A go
1 Ialololalo!olo!oioio!iz3liz3
7 l 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
40 ( 84
О о|о!о!сз!сз1о1о1Ез1а]о1сз1сз1
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
36 80
Ш I'olalololcziloloicilo'icilczilcz]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1?
•iO 84
ZF о1о!а;о!сз;а|о1о!о1о1сз1а,1
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
96 Л ~Б 140
dldidiCDiCDidiCDiCDidiCDididi
12 11 10 9 8 7 6 5. 4 3 2 1
ioloioliz3ic3!oioiololololo
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ю И 1?
93 137
I__।_I__________।__I—J__•_
idididiOiCJidididiQiEDiOid
/ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
98 142
co!a!E^'a!izo!izolizoiizolizoiC=]lizi'c=]|
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
I----- I--------1-------i-------1------1-------1-------1-------1-------1 i------1--
30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140кГц
Рис. 10.1. Варианты линейного спектра частот систем передачи В-12-3 и В-12-2
Рис. 10.2. Схема частотных преобразований в системе передачи В-12-3
174
Максимальная дальность передачи системы 10 000 км. Длина пе-
реприемного участка линейного тракта не превышает 2000 км. Но-
минальный относительный уровень передачи на выходе оконечных и
основных промежуточных станций составляет +17 дБ, а на выходе
вспомогательной + 12 дБ. Уровень токов контрольных частот в тех же
точках на 20 дБ ниже уровня токов боковых частот. Для передачи
служебных (вызывных) сигналов используется ток частотой 2100 Гц.
Полоса эффективно передаваемых частот по каналам ТЧ 300—
3400 Гц. Система передачи выполнена на транзисторах.
10.2. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ В-12-3
Оконечная станция выполнена по приведенной на рис. 10.3 схеме.
В ее верхней части находятся элементы тракта передачи, в нижней —
элементы тракта приема станции А. Штриховыми линиями обозначе-
ны элементы, включаемые в тракты передачи и приема на станции Б.
Индивидуальное и предгрупповое оборудование полностью показано
для одного (первого) канала первой подгруппы. Оборудование
других каналов отличается несущими частотами преобразователей
и полосами пропускания фильтров.
При передаче речевые сигналы с коммутатора МТС посту-
пают на дифференциальную систему ДС1, которая разделяет тракты
передачи и приема данного канала, проходят через дифференциаль-
ную систему ДС2, обеспечивающую введение вызывного тока в канал,
и попадают в ограничитель амплитуд ОД, предотвращающий пере-
грузку элементов группового тракта. С выхода ограничителя токи
поступают в индивидуальный преобразователь (модулятор) ИМ с не-
сущей частотой 12 кГц для канала 1 и канальный фильтр ПФ, подав-
ляющий токи нижней боковой полосы частот. Токи полосы частот
12—24 кГц с выхода трех канальных фильтров поступают в предгруп-
повой преобразователь (модулятор) ПМ с несущей частотой 120 кГц
и далее в полосовой фильтр ПФ.
Дифференциальная система ДСЗ обеспечивает возможность ра-
боты фильтров на общую нагрузку. Для этого выходы фильтров пер-
вой и третьей предгрупп подключены к одному входу дифференциаль-
ной системы, а второй и четвертой — к другому. Токи полученного
стандартного спектра частот первичной группы 60—108 кГц усили-
ваются усилителем УсПер60-108, проходят через дифференциальную
систему ДС5, которая обеспечивает введение в групповой тракт кана-
ла вещания и тока групповой контрольной частоты 84,14 кГц, и после
согласующего трансформатора СТ и запирающего фильтра ЗФ60 по-
ступают на вход группового преобразователя ГП1, несущая частота
которого 324 кГц.
Токи верхней боковой полосы частот, предварительно усиленные
усилителем УсГП, выделяются полосовым фильтром ГПФ 384-432
175
ЗФбЬиЮд
д-88*.
ПФ ПФ Нспед T12u I гпфзз!г г
ОА ИМ 12-10 ПИ 30-100ДОЗ ЯН№ДС5 СТ ГП1 НсГП т rnz\
120
ДС2
ДСП
ДС1
О
324
8 4,14
юл
ПФ
зенч фнч ид 1T-IC нспр д-а ид т дою
2
' 3
+ 1736
СтА
232
527
525
230
СтВ
468
348
468
348
32,143 Ст А
40,80 Стб
Д-88
К-88
32-143
СТ К-33
140
(180)
°" Л
К-88
СУ
-88
36-84
Д-33
Пердп
УСбО-
ГПФ384-
468
348
468
348 ,
К-22
З-канальния
система
УсПо РП Ш РРУ
ТЛ-^1ЛГ7 PH
УАРз
----2^Г/Л
ГП4
УФ-80 УсПКЧ-Н
ДС7 УсПр2 PH УсПр РП Д-150
5*88
7.8,3_г~
УФ-40 УсПКЧ-П
W3C- МЫЬ
/♦ лез от да
СтВ СтА
232
527
525
ЛСО- 19.ГПФ38^- 230
108 Д-П5 JZ; 432 УсГП .
—ЁНЖ
Ускч
РП
*84,14
УсПКЧ
УАРУ
Выход
Зещанря
Рис. 10.3. Структурная схема оконечной станции В-12-3
2К
и поступают во второй групповой преобразователь ГП2, где соответ-
ствующей несущей частотой преобразовываются в токи линейного
спектра частот.
Фильтр Д-200, включенный на выходе преобразователя, подавляг
ет токи верхней боковой полосы частот и другие продукты преобразо»-
вания. Токи линейного спектра частот после предварительного уси-
ления в УсПер проходят через дифференциальную систему ДС6, обес-
печивающую введение токов линейных контрольных частот 92 и
143 кГц, и поступают на вход основного линейного усилителя ЛУс,
который поднимает уровень сигнала на выходе оконечной станции
до +17 дБ. Усиленные токи верхней группы линейного спектра 92—
143 кГц проходят через направляющий фильтр К-88, согласовываю-
щий трансформатор СТ, линейный фильтр К-33 и устройство СУ,
согласующее аппаратуру и кабельный ввод, и поступают в линию
передачи Л.
Принимаемые с линии передачи Л сигналы в спектре частот
36—84 кГц проходят через согласовывающее устройство СУ, линей-
ный фильтр К-33, трансформатор СТ, направляющий фильтр Д-88 и
поступают на вход ручного регулятора уровня РРУ. Последний слу-
жит для предварительной регулировки уровня в зависимости от дли-
ны и затухания прилегающего участка. Далее включен постоянный
линейный выравниватель ПЛВ, который частично устраняет частот-
ные искажения сигнала, внесенные линией, и элементы плоской РП
и наклонной PH автоматической регулировок усиления с буферным
усилителем УсПр между ними.
Откорректированный сигнал проходит дифференциальную систе-
му ДС7, которая ответвляет токи контрольных частот в устройства
АРУ, дополнительные ограничивающие фильтры Д-88 и К-22 и посту-
пает на вход группового преобразователя ГПЗ. В этом преобразова-
теле линейный спектр переносится в промежуточный 384—432 кГц,
токи которого после предварительного усиления усилителем УсГП вы-
деляются фильтром ГПФ 384-432,
Токи полученного спектра частот в преобразователе ГП4 несущей
частотой 324 кГц переносятся в диапазон частот первичной группы
60—108 кГц и выделяются фильтром Д-125. Токи с частотами 60—
108 кГц усиливаются усилителем Ус 60-108, усиление которого изме-
няется под воздействием тока групповой контрольной частоты
84,14 кГц, проходят соответствующие элементы тракта приема и че- v
рез дифференциальную систему ДС10 поступают в предгрупповые '
полосовые фильтры. Выделенные предгрупповыми фильтрами /токи *
подаются в преобразователь ПД, где их спектр преобразуется в диа- I
пазон 12—24 кГц. Канальные фильтры выделяют токи полосы частот,
соответствующей данному каналу, и направляют их в индивидуаль-
ные преобразователи приема (демодуляторы) ИД, где происходит
преобразование их частот в тональный спектр.
177
Фильтры нижних частот ФНЧ выделяют токи нижней боковой
полосы частот, которая является спектром ТЧ. Токи ТЧ, усиленные
УсНЧ проходят через дифференциальную систему ДСП, где ответ-
вляется вызывной ток, и через ДС1 направляются к коммутатору
МТС.
Автоматическая регулировка усиления обеспечи-
вает постоянное значение остаточного затухания каналов. Для рабо-
ты АРУ в тракт передачи оконечной станции через дифференциаль-
ную систему ДС6 подаются токи контрольных частот 92 и 143 кГц.
На другой оконечной станции в тракте приема после усиления усили-
телем УсКЧ токи контрольных частот выделяются узкополосными
фильтрами УФ-92 и УФ-143, усиливаются и выпрямляются устрой-
ствами усиления и преобразования токов контрольных частот
УсПКЧ-П и УсПКЧ-Н и через устройства управления АРУ (УАРУ)
воздействуют на регуляторы плоской РП и наклонной PH регулиро-
вок.
Посылка вызова по каналам ТЧ осуществляется так же, как
в системе В-3-3 (см. § 9). г
Устройства дистанционного питания Пер ДП обеспечивают пита-
нием вспомогательные усилители ВУС-12-3.
Промежуточная усилительная станция ПВ-12-3 (рис. 10.4) рабо-
тает следующим образом. При передаче слева направо токи с часто-
тами 92—143 кГц проходят через согласовывающее устройство СУ,
линейный фильтр К-33, согласовывающий трансформатор СТ, на-
правляющий фильтр К-88, ручной регулятор уровня РРУ, постоян-
ный линейный выравниватель ПЛВ, фильтр Д-150 и поступают на
регуляторы плоской РП и наклонной PH регулировок. Сигналы уси-
ливаются предварительными УсПр1 и УсПр2 и линейным ЛУс усили-
телями. На входе линейного усилителя включен дополнительный
фильтр К-88, который увеличивает затухание линейных фильтров
в полосе запирания, обеспечивая тем самым необходимое затухание
сигналов в петле промежуточного усилителя. С выхода линейного
усилителя через направляющий фильтр К-88 и другие элементы сиг-
налы поступают в линию Л2 на следующий участок.
В обратном направлении токи с частотами 36—84 кГц проходят в
основном по аналогичному пути, в котором, однако, вместо фильт-
ров К-88 включены фильтры Д-88, а вместо фильтра Д-150 — фильтр
К-22, дополнительно подавляющий токи 3-канальной системы пере-
дачи и устраняющий возможность самовозбуждения. Устройства
АРУ работают так же, как на оконечной станции.
Для питания вспомогательных станций ВУС-12-3 на промежуточ-
ной станции, как и на оконечной, предусмотрены устройства передачи
дистанционного питания Пер ДП.
Линейные фильтры ДК-3,2 включают в пунктах, где нет усили-
телей 3-канальной системы передачи. Фильтры К-3,2 создают путь
для обхода током в спектре частот 3-канальной аппаратуры усилите-
178
Рис. 10.4. Структурная схема промежуточного усилителя ПВ-12-3
ля ПВ-12-3, а фильтры Д-3,2 дают возможность выделить канал НЧ
в данном пункте.
Вспомогательная усилительная станция ВУС-12-3 обеспечивает
работу системы В-12-3 при погоде вплоть до зима изморозь 25 мм.
Станция является необслуживаемой, она имеет устройства двухчас-
тотной плоской и наклонной АРУ. Уровень передачи по каждому ка-
налу на выходе станции равен +12 дБ. Станции ВУС-12-3 постав-
ляют с устройствами дистанционного и местного питания.
10.3. ЭЛЕМЕНТЫ ОБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ В-12-3
К основному оборудованию первичной группы каналов относятся
дифференциальная система и устройства для передачи и приема сиг-
налов вызова и набора. Вдифференциальную систему входят
дифференциальный трансформатор и балансный контур; последний,
как и в аппаратуре В-3-3, состоит из резистора и двух конденсаторов.
К вызывным устройствам относятся приемник сигнала индукторного
вызова ПИВ, генератор сигнала тонального вызова частотой 2100 Гц
и приемник сигналов тонального набора и вызова передачи при по-
сылке вызова через дифференциальную систему на резисторах. При-
боры вызова, упомянутые выше, в основном аналогичны таким же
приборам системы передачи В-3-3.
Ограничитель амплитуд (рис. 10.5) предотвращает перегрузку
групповых устройств — усилителей, преобразователей, фильтров —
и тем самым устраняет большие нелинейные искажения и влияния
179
Рис. 10.5. Схема ограничителя амплитуд
ничителя не менее чем на 2,2
растает не более чем на 3,5 дБ,
шает 0,3 дБ.
между каналами системы. Он со-
держит стабилитроны УД1, УД2,
трансформатор Т. Стабилитроны
включены параллельно вторичной
обмотке Т. При увеличении уровня
сигнала на входе четырехпровод-
ной части тракта на 8,7 дБ сопро-
тивление диодов снижается и шун-
тирует трансформатор, что вызы-
вает повышение затухания огра-
дБ. Если же уровень сигнала воз-
то приращение затухания не превы-
Индивидуальные преобразователи частоты выполнены по кольце-
вой схеме на полупроводниковых диодах. В них отсутствуют высоко-
частотные трансформаторы, роль которых выполняет катушка индук-
тивности полосового фильтра, включенного на выходе преобразова-
теля передачи или на входе преобразователя приема.
Полосовые фильтры состоят из звеньев, построены по неуравно-
вешенной схеме и имеют номинальное характеристическое сопротив-
ление 600 Ом. Совместно с преобразователем полосовой фильтр вно-
сит в тракт затухание примерно 10 дБ. Фильтр нижних частот со-
держит одно звено типа к и одно звено типа гл. Усилитель тока
низкой частоты такой же, как в аппаратуре В-3-3.
Перечисленное оборудование оформлено в виде двух модулей:
модуля передачи, включающего в себя ограничитель, преобразова-
тель передачи и полосовой фильтр, и модуля приема, содержащего
преобразователь приема, фильтры полосовой и нижних частот и
усилитель тока низкой частоты.
Оборудование предгруппового преобразования тракта переда-
чи (кольцевые преобразователи частоты) служит для переноса спект-
ров частот 12—24 кГц четырех предгрупп несущими частотами 84, 96,
108 и 120 кГц в соответствующие части спектра 60—108 кГц первич-
ной группы. Соответствующее оборудование в тракте приема выпол-
няет обратное преобразование. Полосовые фильтры ПФ 96-108 и др.
состоят из звеньев, смонтированных по неуравновешенной схеме.
Сопротивление нагрузки фильтров равно 135 Ом.
Групповые преобразователи передачи и приема выполнены по
кольцевой схеме на полупроводниковых диодах; их затухание равно
7 дБ.
Усилители в групповых трактах передачи и приема двух- и трех-
каскадные, как правило, с непосредственной связью между каскада-
ми на высокочастотных транзисторах, включенных в большинстве
случаев по схеме с заземленным эмиттером. Усилители охвачены
общей ООС по переменному и постоянному токам, а также местной
ООС.
Линейный усилитель ЛУс является двухтактным и состоит из двух
180
одинаковых четырехкаскадных усилителей, охваченных каждый об-
щей и местной ООС. Связь между первыми тремя каскадами примене-
на непосредственная, а между третьим и четвертым — через стаби-
литрон, шунтированный конденсатором. Транзисторы в первом, вто-
ром и четвертом каскадах включены по схеме с заземленным эмитте-
ром, а в третьем каскаде — по схеме с заземленным коллектором.
Усилитель имеет два выхода (основной и добавочный) для подключе-
ния устройств АРУ на промежуточной станции. Усиление усилителя
составляют (58±0,4) дБ в спектре рабочих частот.
Генераторное оборудование станции ОВ-12-3 обеспечивает полу-
чение токов индивидуальных несущих частот 12, 16 и 20 кГц, пред-
групповых несущих частот 84, 96, 108 и 120 кГц, групповых несущих
частот 290, 292, 324, 348, 468, 525 и 527 кГц, контрольных частот
40; 80; 84,14; 92 и 143 кГц, а также вызывного тока частотой 2100 Гц.
Для образования всех несущих и линейных контрольных частот
используется ток опорной частоты 12 кГц, создаваемый задающим
кварцевым генератором. Частота опорного тока делится, умножается
и преобразовывается для получения указанных частот. Ток контроль-
ной частоты 84,14 кГц получается в результате преобразования гар-
моники тока частотой 12 кГц и тока частотой 11,86 кГц, создаваемого
кварцевым генератором.
Генераторное оборудование станции А Обеспечивает йолучение
токов групповых несущих частот для варианта // линейного спектра
(рис. 10.6). Ток частотой 12 кГц создается генератором ГЗ-12,
индивидуальная несущая частота 12 кГц совпадает с частотой
ГЗ-12 и для нее необходим только усилитель мощности Ус12. Частоты
16 и 20 кГц возбуждаются, как гармоники частоты 4 кГц, которая по-
лучается в делителе частоты Д-12/4. Полосовыми фильтрами ГФ-16
и ГФ-20 выделяются токи частотами 16 и 20 кГц и затем усилива-
ются усилителями Ус16 и Ус20 соответственно.
Для образования токов несущих частот 84, 108 и 120 кГц, кратных
частоте 12 кГц, используется умножитель Ум-12. Необходимые гармо-
ники частоты 12 кГц выделяются фильтрами ГФ-84, ГФ 96, ГФ-108 и
ГФ-120 и усиливаются усилителями соответственно Ус84, Ус96, Ус108
и Ус120.
Ток групповой несущей частоты 324 кГц получается в умножителе
Ум-108, выделяется фильтрами ГФ 324-1 и ГФ 324-11 и усиливается
усилителем Ус324. Несущая частота 292 кГц образуется как разност-
ная комбинационная частота вспомогательных частот 384 и 92 кГц.
При этом частота 384 кГц получается в умножителе Ум-96, выделяет-
ся фильтром ГФ-384 и усиливается усилителем Ус384. Частота 92 кГц
получается в преобразователе Пр108-16, к которому подводится ток
частотами 108—16 кГц, как ток разностной частоты 108—16=92 кГц.
Ток этой частоты выделяется фильтром ПФ-92 и подводится к преоб-
разователю Пр384-92, в который также подается ток частотой 384 кГц.
Составляющая частотой 292 кГц выделяется фильтром ГФ292-1,
181
Ус12 Несущие частоты пр108-16 Пф-92 Пр 88^-92 Ус292 Ус 292
Пр96-11,86 СКЧ8Щ ФКЧ8Щ -----------------------------1 ГФ52М ГФ527-1
Контрольные частоты
Рис. 10.6. Структурная схема генераторного оборудования
затем усиливается усилителем Ус292 и дополнительно отфильтровы-
вается фильтром ГФ292-П. Принцип получения токов других груп-
повых несущих и контрольных частот в основном аналогичен и может
быть уяснен из рассматриваемого рисунка.
Задающий генератор, делители и умножители частоты построены
аналогично таким же устройствам генераторного оборудования сис-
темы передачи В-3-3.
Фильтры генераторного оборудования двух типов: LC и электро-
механические. Фильтры типа LC выделяют токи индивидуальных,
групповых и контрольных частот и смонтированы по неуравновешен-
182
Рис. 10.7. Схема электромеханического фильтра
ным схемам. Электромеханические фильтры выделяют токи пред-
групповых несущих, контрольных и некоторых вспомогательных час-
тот в спектре 84—203 кГц (рис. 10.7). Фильтр состоит из механичес-
кой резонансной системы Р и магнитострикционных преобразовате-
лей П1, П2 — резонаторов, работающих в режиме крутильных коле-
баний. Электрические колебания, поступающие на вход фильтра, маг-
нитострикционным преобразователем преобразуются в механические
крутильные колебания, которые фильтруются механической резо-
нансной системой. Эта система представляет собой совокупность
механических резонаторов Р, соединенных связками. На выходе
фильтра механические колебания в магнитострикционном преобра-
зователе обратно преобразуются в электрические. Напомним, что
магнитострикцией называют изменение формы и размеров
тела в зависимости от его намагничивания.
Емкость конденсатора С компенсирует индуктивность обмоток
возбуждения для уменьшения затухания фильтра в полосе пропуска-
ния. Для снижения паразитной емкостной связи между входом и вы-
ходом фильтра предусмотрена экранирующая катушка (однорядная
обмотка с заземленным концом). Электромеханические фильтры ге-
нераторного оборудования рассчитаны на сопротивление нагрузки
600 Ом. Более подробно они описаны в работе [ 18 ].
Устройства автоматической регулировки усиления обеспечивают
стабильность остаточного затухания каналов при изменении погоды
от зима-сухо до изморозь 25 мм. Чувствительность АРУ составляет
± (0,3—0,6) дБ. Устройства плоской АРУ имеют пределы регулиров-
ки 17 дБ в направлении Б—А и 30 дБ в направлении А—Б, а устрой-
ства наклонной регулировки — 26 дБ в направлении Б—А и 23 дБ
в направлении А—Б.
В качестве регуляторов плоской регулировки РП применены
индуктивные делители напряжения, а в качестве регуляторов наклона
кривой усиления PH — контуры с одним регулируемым элементом
(терморезистором). Затухание, вносимое регуляторами, зависит от
соответствующего тока управления. Этот ток изменяется двигателем,
вращающим движок потенциометра. Пуск и остановка двигателя
происходят в соответствии со значением тока контрольной частоты.
Регулятор наклона (рис. 10.8) совместно с постоянным линейным
выравнивателем ПЛВ обеспечйыает необходимые пределы измерения
усиления. Регулятор смонтирован по схеме делителя напряжения.
Его продольное плечо образовано фазовым четырехполюсным двух-
183
звенным контуром LI, Cl; L2, С2;
L3, СЗ; L4, С4, подключенным к
резистору R2, а поперечное пле-
чо — резистором R4. Фазовый
контур нагружен на сопротивле-
ние терморезистора с косвенным
подогревом R1. Изменения кон-
трольного тока вспомогательным
вызывают изменения сопротивле-
ния терморезистора, что в свою
очередь приводит к изменению
входного сопротивления фазового
контура в зависимости от частоты,
т. е. к изменению наклона кривой
Рис. 10.8. Схема регулятора наклона затухания регулятора. Если сопро-
тивление терморезистора равно
характеристическому сопротивлению фазового контура 1880 Ом, то
его входное сопротивление активное и не зависит от частоты. Наи-
большие значения прямого и обратного наклонов получаются при
сопротивлениях терморезистора 180 и 14500 Ом.
Устройство управления работой приборов АРУ обеспечивает изме-
рение разности между текущим и'заданным значениями уровня тока
контрольной частоты, пуск, реверсирование и остановку двигателя.
Последний служит для изменения положения движка потенциометра,
определяющего значение постоянного тока управления регулятором
РП, или изменения сопротивления нагрузки тела терморезистора в
случае регулятора PH. Если разность между текущим и заданным
значениями уровня контрольного тока превысит допустимое значение,
то происходит пуск двигателя и начинается регулировка. Как только
достигается допустимое значение указанной разности, двигатель вык-
лючается.
Фильтры ДК-88, ДК-33 и ДК-3,2 являются фильтрами типа LC и
содержат звенья типов киши более сложные. Узлы промежуточных
усилителей идентичны соответствующим узлам оконечной станции.
Оборудование оконечных и обслуживаемых усилительных станций
размещается в шкафах размерами 2600X600X250 мм. В каждом
шкафу помещают оборудование двух оконечных (рис. 10.9, а) или
двух усилительных станций (рис. 10.9, б). Всего изготовляют восемь
модификаций оконечной станции, отличающихся друг от друга типом
станции (А или Б) и вариантом линейного спектра частот. В состав
оконечной обслуживаемой усилительной станции устройства переда-
чи дистанционного питания не входят. Усилительное оборудование
вспомогательной усилительной станции УО-ВУС-12-3 занимает шкаф
размером 1300X600X250 мм. Совместно с усилительным поставляют
вводное оборудование ВО-ВУС-12-3. К нему относятся запирающие
фильтры разных типов и согласовывающие устройства СУ 140
(180)/550. Один шкаф вводного оборудования рассчитан на ввод
четырех цветных цепей, уплотняемых в спектре частот до 143 кГц.
Рис. 10.9. Расположение оборудования системы передачи В-12-3 на стойках
Электропитание оконечных и обслуживаемых усилительных стан-
ций осуществляется от источника постоянного тока напряжением
24 В=Ь10%. Усилительные станции ВУС-12-3 получают дистанцион-
ное питание от источника постоянного тока напряжением 250 В по
185
схеме два провода — земля с заземлением отрицательного полюса
или от местного источника постоянного тока напряжением 24 В±
±10 %. Ток дистанционного питания равен 0,4 А.
10.4. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ В-12-2
Система передачи В-12-2 выпускалась ранее системы передачи
В-12-3 на лампах и в основном имеет такие же, как и она, технические
данные. На рис. 10.10, а приведена структурная схема оконечной
станции А, а на рис. 10.10, б — элементы, включаемые в тракт приема.
Оконечная станция состоит из стойки индивидуального оборудования
СИО и стойки группового оборудования СТО. Индивидуальное обо-
рудование содержит дифференциальную систему, устройства переда-
чи и приема сигнала вызова и одной ступени преобразования, где то-
ками несущих частот 108, 104,...,64 кГц токи тонального спектра пре-
образуются в токи диапазона частот первичной группы 60—108 кГц.
а) Станция А ГКЧ1
_Г~1 ВО (58)
Канал вещания
его
ДС
[ ЗФ ГП1
-41,096
-29
I Выр. I
ГПЮУсПер ГП2 Д-2ОО\ПерА Л-77 ЛУс ।
48,095
К-88
J3CL
УсПр
308,541,543,306кГц
340кГц
484,364кГц Выр. Д-88 выр.
| ПрА доп. нак.Н К-22 РП-Н РН-Н Д-88
СИО 1
-5,096
Д-ZOO ГП4
1^П XZ И
ГПЧП ГПЗ I
дБ
Ка нал вещания
-43,095
ПКК1;!04(64)кГц У А РУ
6) Станция Б
ГЛФ2
ГПЗ
Выр. К-88
Лр.Б доп.
Выр.
нак.6 РН-В
ПКК2,64(1О4)кГц
РП-B'Д-153 К-88
УАРУ
СТ К-33
as А-33
c»:nF
— л
ПКК2,111(1О9)кГц УАРУ
Рис. 10.10. Структурные схемы оконечной станции системы передачи В-12-2
186
Элементы группового тракта в основном имеют то же назначение, что
и в системе передачи В-12-3, однако здесь использованы несколько
другие несущие частоты, отсутствует групповая контрольная частота
84,14 кГц, токи линейных контрольных частот подаются на вход
устройств первой ступени группового преобразования. Характерным
также является иное назначение линейных контрольных частот 40 и
80 кГц. В системе передачи В-12-3 линейная контрольная частота
40 кГц обеспечивает плоскую АРУ, 80 кГц — наклонную, а в системе
передачи В-12-2 — наоборот, поэтому эти системы передачи не мо-
гут совместно работать на одной цепи.
Промежуточная станция ПВ-12-2 (рис. 10.11) состоит из элемен-
тов того же назначения, что и в системе передачи В-12-3. Учащиеся
могут ознакомиться с ней самостоятельно.
Вспомогательная усилительная станция ВУС-12-2 также являет-
ся необслуживаемой. Она получает дистанционное питание с сосед-
ней промежуточной (ПВ-12-2) или оконечной станции. В станции
используются устройства одночастотной плосконаклонной АРУ.
Оборудование оконечной станции ОВ-12-2 размещается на двух
стойках размерами 2500X648X440 мм: стойке индивидуального обо-
рудования СИО и стойке группового оборудования СГО. Стойки
индивидуального оборудования изготовляли на 12 и 24 канала
(СИО-12 и СИО-24). Оборудование промежуточного усилителя
ПВ-12-2 занимает одну стойку указанных размеров, оборудование
станции ВУС-12-2 — два шкафа: вводного и усилительного оборудо-
вания, размерами 1300X750X330 мм.
Полный обход
Обход с л ин. фильт.
УАРУ ПКК-143
К-33 СТ
СТ К-33
+17 дБ
СУ |
+17 дБ
П1
Д-88 выр.
3-кан. сист.
Am.om6.B4
ПКК-80 УАРУ
'3-кан.сист. ПкК-Ц) yApg
6-А
'3-кан.
сист.
Рис. 10.11. Структурная схема промежуточного усилителя ПВ-12-2
Рис. 10.12. Схема включения
и эквивалентная схема потен-
циометра плоской регулиров-
ки усиления
Электропитание ОВ-12-2 и ПВ-12-2
осуществляется от источников постоянно-
го тока напряжением накала 21,2 В±3 %
и анодного напряжения 206 В±3 %. Пи-
тание станции ВУС-12-2 происходит дис-
танционно от анодной батареи, установ-
ленной на питающей станции, по системе
два провода—земля.
Большинство элементов аппаратуры
В-12-2 существенно отличается от элемен-
тов аппаратуры В-12-3. Индивидуальные
преобразователи частоты смонтированы
по схеме балансного преобразователя
поперечно-мостового типа. Усилители в аппаратуре ламповые, на
пентодах с глубокой ООС. В многокаскадных усилителях связь
между каскадами применена в основном типа RC. Входы и выход
усилителей, как правило, трансформаторные. В линейных усилителях
для увеличения отдаваемой мощности выходные лампы включены
параллельно.
Фильтры ДК-33, ДК-88, Д-153, Д-200 и др. типа LC составлены
из звеньев типов к и ш. В индивидуальных фильтрах каналов, режек-
торных и узкополосных фильтрах генераторного оборудования ис-
пользованы кварцевые резонаторы.
Устройства автоматической регулировки усиления применены
электромеханической системы. Для уменьшения помех, создаваемых
трущимися контактами, и плавной регулировки использованы емкост-
ные потенциометры. В плоской регулировке задействован потен-
циометр с двумя статорными пластинами (рис. 10.12). Если роторная
пластина Р расположена точно против статорной пластины 1, то
все напряжение с входа потенциометра будет подаваться на вход
усилителя; при положении пластины Р против пластины 2 напряже-
ние на входе усилителя примет минимальное значение.
В наклонной регулировке участвуют многостаторные емкостные
потенциометры ПНР (рис. 10.13). На этом рисунке также показан
потенциометр плоской регулировки ППР. Таким образом, эта схема
выполняет плоскую и наклонную регулировку. При движении ротора
Р ПНР меняется затухание регулируемой искусственной линии РИЛ.
Так, при нахождении пластины ротора Р против статорной пластины
1 все напряжение с входа регулятора подается на потенциометр
Рис. 10.13. Устройства
наклонной и плоской
регулировки усиления
188
Рис. 10.14. Зависимость затухания регулируемой искусственной линии с одним (1) и
двумя (2) звеньями от частоты
Рис. 10.15. Схема управления приборами автоматической регулировки усиления
ППР. Если пластина Р окажется против статорной пластины 2, то в це-
пи между входом и ППР будет введено первое звено РИЛ и т. д. При
промежуточных положениях пластины Р РИЛ вносит в тракт про-
межуточные значения затухания. Звенья РИЛ представляют собой
амплитудные выравниватели, уменьшающие амплитудно-частотные
искажения, вносимые линией передачи (рис. 10.14).
Для своевременного включения и выключения регуляторов АРУ
применяют специальные устройства (рис. 10.15). Ток контрольной
частоты, выделенный узкополосным фильтром У ПФ, усиливается уси-
лителем Ус и выпрямляется выпрямителем В. Выпрямленный ток за-
мыкается через обмотку магнитоэлектрического (вольтметрового)
реле МЭР. Если уровень тока контрольной частоты имеет номиналь-
ное значение, то якорь реле МЭР будет занимать среднее положение.
Обмотка управления двигателя Д выключена и его ротор находится
в покое. При отклонении уровня тока контрольный частоты на
±(0,44-0,6) дБ якорь реле замыкается с одним из контактов, отчего
создается цепь питания обмотки управления двигателя Д от генерато-
ра тока частотой 400 Гц и начинается вращение ротора двигателя, а
вместе с ним ротора емкостного потенциометра. При восстановлении
номинального значения уровня тока контрольной частоты якорь реле
возвращается в среднее положение и регулировка прекращается.
Глава 11. ДВУХПОЛОСНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ
ПО СИММЕТРИЧНЫМ КАБЕЛЯМ*
11.1. ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ
ПО КАБЕЛЬНЫМ ЛИНИЯМ
В отличие от воздушных линий, где для организации связи исполь-
зуется диапазон частот до 150 кГц, на кабельных линиях вследствие
их лучшей защищенности от внешних влияний возможно применение
гораздо более высоких частот, достигающих сотен килогерц для сим-
метричных и десятков мегагерц для коаксиальных кабелей.
С возрастанием частот линейного спектра увеличивается затуха-
ние цепей и, как следствие, сокращается длина усилительных участ-
ков, что в свою очередь приводит к росту числа промежуточных уси-
лителей на магистрали и снижению ее экономичности.
Для увеличения длины усилительных участков стремятся повы-
сить уровни передачи и используют возможно более низкие уровни
приема. Однако и повышение и снижение уровней приводят к росту
помех в каналах. Было установлено, что уровни на выходе усилителей
не должны превышать значений, при которых выполняются требова-
ния по защищенности от нелинейных помех, а уровни на входе усили-
телей не должны быть ниже значений, при которых обеспечиваются
требования по защищенности от собственных помех. Помехи обоих
видов ограничивают значение разности выходного и входного уров-
ней, определяющее длину усилительного участка. Поэтому число
каскадно включенных усилителей на кабельных магистралях остается
достаточно большим и достигает десятков и сотен, а на длинных ма-
гистралях и тысячи.
Для уменьшения капитальных затрат на сооружение таких маги-
стралей стремятся предельно упростить оборудование усилителей,
обеспечить их дистанционным питанием. Эксплуатационные расходы
снижают сохранением дежурства обслуживающего персонала только
в отдельных промежуточных пунктах.
Применение транзисторов и других малогабаритных элементов
позволило уменьшить размеры промежуточных усилителей и снизить
мощность, потребляемую от источников электропитания. Это в свою
очередь позволило отказаться от строительства специальных зданий
для усилительных пунктов и разместить усилители в небольших
герметизированных металлических контейнерах, которые для умень-
шения влияния изменения температуры помещают в грунт.
Большое число каскадно включенных промежуточных усилителей
предъявляют высокие требования к надежности их действия, так как
* При написании главы использована часть материала В. А. Новикова из
книги «Многоканальная телефонная связь на железнодорожном транспорте»
(М. Транспорт, 1982 г.).
190
нарушение работы любого элемента этих усилителей может привести
к прекращению функционирования всей системы передачи. Надеж-
ность ранее повышали резервированием наименее надежных элемен-
тов усилителей (ламп). Увеличивая надежность самих элементов
аппаратуры, стремятся максимально исключить элементы коммута-
ции из линейного тракта. Упрощение схемы и конструкции усили-
телей также способствует повышению их надежности.
Кабельные линии железнодорожного транспорта имеют ряд спе-
цифических особенностей, отличающих их от линий Министерства
связи. Одна из особенностей заключается в большом числе специаль-
ных видов связи на железнодорожном транспорте, которые требуют
отдельных каналов. К ним относятся каналы технологической изби-
рательной связи, каналы диспетчерской централизации и диспетчер-
ского контроля, каналы телеуправления и телесигнализации и др.
Все эти связи в большинстве случаев организуют по физическим це-
пям. Другая особенность состоит в необходимости выделения во мно-
гих раздельных пунктах вдоль линии относительно небольших групп
каналов ТЧ, а каналы низкой частоты для организации технологичес-
кой связи и каналы, используемые в автоматике, приходится выде-
лять не только на станциях, но и на перегонах.
Совместное прохождение цепей автоматики и связи в одном кабе-
ле связано с появлением больших влияний на каналы связи, что тре-
бует применения специальных защитных мер. Все это значительно
усложняет монтаж и эксплуатацию кабельных магистралей.
11.2. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ К-12+12
Система передачи К-12+12 работает на симметричных кабелях
по двухполосной системе связи, позволяет организовать 12 основных
каналов ТЧ и канал служебной связи. Линейный спектр частот сис-
темы передачи в направлении А — Б составляет 12—60 кГц, в на-
правлении Б — А —72—120 кГц; служебного канала в направлении
А — Б —8—12 кГц, в направлении Б — А —120—140 кГц.
Каналы системы передачи являются типовыми каналами ТЧ и
могут быть использованы для передачи речевых сигналов и других
видов информации. Вызывные сигналы и сигналы управления посы-
лаются по вынесенному каналу током частотой 3825 Гц. Наибольшая
длина однородного участка линейного тракта 840 км. Максимальная
дальность передачи 1500 км. Номинальные уровни передачи на выхо-
де оконечных и промежуточных станций равны —4 дБ.
Оборудование системы передачи состоит из оконечных, обслужи- х
ваемых (ОУП) и необслуживаемых (НУП) усилительных станций.
В ОУП параллельным отбором мощности возможно выделение до
шести каналов. Выделенные каналы могут быть использованы для
групповой связи. Число выделений на одном переприемном участке
191
при двухпроводном окончании каналов для обеспечения их устойчи-
вости не должно превышать трех. Первый канал предназначен для
организации диспетчерской связи и может быть выделен во всех
ОУП] и НУП.
Наибольшая длина усилительных участков для кабелей МКС,
МКПАБ равна примерно 26 км.
В необслуживаемых усилительных пунктах применены устрой-
ства грунтовой АРУ, в ОУП и ОП — одночастотной АРУ. Линейные
контрольные частоты для нижней и верхней групп составляют соот-
ветственно 60 и 72 кГц.
Электропитание аппаратуры в НУП дистанционное. Число НУП в
секции дистанционного питания, организованного по системе про-
вод — провод, не более четырех, по системе провод — земля — не бо-
лее восьми—десяти (соответственно для кабелей с жилами диамет-
ром 1,05 и 1,2 мм).
В аппаратуре использована система телеконтроля и телесигнали-
зации.
Частотные преобразования выполняются согласно схеме, приве-
денной на рис. 11.1. На структурной схеме оконечной станции А
(рис. 11.2) индивидуальное оборудование образования первичной
группы системы не показано. Оно выполнено с использованием 3-ка-
нальных групп и выделенных сигнальных каналов (см. рис. 7.36).
В групповой части станции на первой ступени группового
преобразования применена несу-
щая частота 420 кГц, на второй
ступени —300 кГц на станции А и
432 кГц на станции Б. Через раз-
вязывающую дифференциальную
систему ДС2 к тракту подключа-
ется передающее оборудование те-
лефонного канала служебной свя-
зи, состоящее из ограничителя ам-
плитуд ОА, модулятора СМ. поло-
сового ПФ8-12 и режекторного
РФ-8 фильтров. Последний допол-
нительно подавляет остаток тока
несущей частоты 8 кГц. Этим обо-
рудованием токи разговорных час-
тот 0,3—3,4 кГц преобразуются в
токи частотами 8,3—11,4 кГц (ок-
ругленно 8—12 кГц) и поступа-
ют затем в общий тракт.
Ток контрольной частоты 60
кГц подается в тракт через диффе-
ренциальную систему ДСЗ.
Рис. 11.1. Схема частотных преобразо-
ваний в системе передачи К-12+12
192
60-106кГц
—~УС
-ЗбдБ -23дБ
32 \усПер! Д-100 Ул1
ПФ
312-360 гпг
-35,6Дб -2,6дБ
Д-60 ДС2 I ДОЗ ДОС !
И01
ДС1 У1 0-1,8
60кГц
420кГи 300(332} кГц
ПФ
ОА СМ 8-12 РФ-8 УЗ
вхобслухеб- _
кого канала
~ 65
0,3-3,4 кГц 8 кГц
ПФ
Выход ВА УсВА У*"4 д~3’4 од 120424 У5
го ко на л о* — —
- дБ
124 к Гц
Д-66
10
кч
6 12 бОкПп
ИО
ФПр ДС5
6О-108кГц У7 Уб I УсПр Д-108
Ц 84,08 17,4 0-1,8 160-108
-23
УсПКЧ
К-66
чгокгц
зф~во\ гпг*
~37дб
УФ-72ГХГ\
{ 432(300) кГц (go) | Z I
И1нхж>ж_______________
П<Р ГП1' 1ДС« 35 \ЗсПрг ПНР МВ
312-360 I J.flffl
-29,9дБ -23дБ
УАРУ
рк phz phi
УсПр1 Д-150 РУ
65
65
УЧ
65 ’ 65
0-39
66
3,5
кч
Выкл.
72 120 124 кГц
Рис. 11.2. Структурная схема оконечной станции системы передачи К-12+12
Втракте приема линейные токи частотами 72—124 кГц про-
ходят через ряд общих элементов тракта и в том числе через выравни-
ватели PHI, РН2 и РК, магистральный выравниватель МВ, регулятор
АРУ ПНР и усилитель приема УсПр2. На выходе последнего ток конт-
рольной частоты ответвляется в устройства АРУ и управляет их рабо-
той. Далее через развязывающую дифференциальную систему ДС4 к
общему тракту подключается приемное оборудование телефонного
ч канала служебной связи. Оно состоит из полосового фильтра ПФ120-
124, демодулятора СД, фильтра нижних частот Д-3,4, усилителя тока
низкой частоты УсНЧ, усилителя громкоговорителя УсВА и громкого-
ворителя ВА; В основном тракте за дифференциальной системой ДС4
включены групповые преобразователи с соответствующими фильтра-
ми и усилителем приема УсПр60-108, а также дифференциальная сис-
7 Зак. 872
193
6 А Д-150 УсПр1 РН1 РН2 РК МВ ПНР Ус Пр2 ДС1
У2
72-124 К Гц
дБ. 36 36
66 '
96
ЛУс1
№
У Л РУ УсПКЧ УФ-72
дБ
у у у ИП
К ~66 нн
СТ
Jllrz
W6
_ фт
Ж
ЗУ —
\Д-бб
АП I
132-144 125-150
У1
4 Передача
3,7
Л
ГМ-ПГ1
ГД-ПГ1
ВСК~*~ ^252(216,228,
Ус ПФ 240) кГц
ИП 1Д132-144 125-150 ГД-ПГ2
ВСК —ч
\240(216,228,
252) кГц
Прием б
Iм!*.
УсНЧ д-з,ч
УЗ
РМ2 УЧ
1,8
Ус
72-124 Д-124
\252(216^- °
228,240)кГи,
ДС-5 ГМ-ПГ2 rZnp
1120 кГц
ПФ
УсГр УсНЧ Д-3,4 СД 120-124
Служебный канал । нГи>
пФ kZjJ77
ДД 116-120 -7~ - ОБ
ДС2
гм
132кГц
132 КГц
ГД
Д-60
пФ
116-120 Уб
в
пФ
П0-П4 Уб
И
- 36 -
- 36 -
Передача 6
6
К-66
\м/216)^. ВСК
228,252)кГц
" гт„1гр
СТ
—\Л2
Д-8
________2-пр\ДС
1120 кГц Г^пКанал
_^lducriern-
черской
ебязи
Слу кебныи
канал
Д-66
СМ О Л
Фт
6
\124кГц
3,5
— ЗУ
У7 Прием А 11СЗ УсПр2 ПНР У8 МВ УсПр1 ,РК
J Ус 2 10
У8
РУ
\УФ-60 УсПКЧ УДРУ
36
ДП
06 М/ 95
РН2 РН1 0-21 . .
о и
8-60 кГц
Рис. 11.3. Структурная схема промежуточной усилительной станции системы передачи К-12+12 с выделением каналов
тема ДС5 для выделения тока контрольной частоты 84,08 кГц.
Принятые токи частотами 60—108 кГц поступают в приемную часть
индивидуального оборудования ИО. Устройства АРУ на станции А,
управляемые током контрольной частоты 72 кГц, включают в себя
узкополосный фильтр УФ-72, усилитель приемника контрольного ка-
нала УсПКЧ, устройства управления УАРУ и регулятор ПНР.
Усилитель с параллельным выделением трех или шести каналов
(рис. 11.3) построен по известной схеме усилителя двухполосной
двухпроводной системы связи с направляющими фильтрами Д-66 и
К-66 и двумя линейными усилителями ЛУс1 и ЛУс2.
Для выделения двух 3-канальных групп в тракты передачи в на-
правлениях Б — А и А — Б включены дифференциальные системы
соответственно ДС/ и ДСЗ. При передаче в направлении Б — А
спектр частот выделяемых шести каналов вместе со спектром частот
служебного канала лежит в полосе частот 96—124 кГц, а при переда-
че в направлении А — Б — в полосе частот 8—36 кГц. Развязыва-
ющие дифференциальные системы включены не только в тракты ос-
новной передачи, но и соединены друг с другом через усилитель Ус/,
развязывающую дифференциальную систему ДС2, фильтр нижних
частот Д-124 и преобразователь ГД. Такое включение позволяет в
пункте выделения каналов принимать речевые сигналы, передавае-
мые со станций А и Б. Действительно, токи с частотами 72—124 кГц,
посылаемые со станции Б, из линии Л1 подходят к дифференциальной
системе ДС1. Далее через ДС/ токи поступают в дальнейшую часть
основного тракта и в усилитель Ус/ и через него в дифференциальную
систему ДС2. Эта система пропускает сигналы, идущие со станции
Б и Л к распределителю мощности РМ/.
Таким образом,'сигналы выделяемых каналов частотами 96—
124 кГц со станции Б проходят в распределитель РМ/ и через него
в групповые преобразователи приема ГД-ПГ/ и ГД-ПГ2\ при этом
частоты служебного канала 120—124 кГц через полосовой фильтр
ПФ/20-/24 поступают в демодулятор СД. На выходе демодуляторов
ГД-ПГ/ и ГД-ПГ2 появляются токи боковых полос частот. Токи ниж-
них боковых полос частот содержат токи частотами 132—144 кГц.
Эти токи выделяются фильтрами ПФ/25-/50, усиливаются усилителя-
ми Ус/32-/44 и подаются в индивидуальные преобразователи ИП
выделяемых каналов. Сигнальные токи поступают в оборудование
сигнальных каналов ВСК. После демодуляции в этих преобразовате-
лях токи разговорных частот, выделенные фильтрами нижних частот
и усиленные усилителями токов низкой частоты, направляются в
аппарат абонентов.
Равным образом при передаче со станции А токи частотами
8—60 кГц из линии Л2 проходят к дифференциальной системе ДСЗ,
пройдя которую, поступают в усилитель ЛУс и одновременно в груп-
повой преобразователь ГД. В числе различных составляющих на
выходе ГД получаются токи нижней боковой полосы частот 72—
124 кГц, которые выделяются фильтром Д-124 и через дифферен-
та 195
циальную систему ДС2 направляются к распределителю РМ1. По-
следний распределяет их по приемным устройствам двух выделяемых
3-канальных групп. Через тот же распределитель мощности с обеих
сторон проходят и токи выделяемого служебного канала.
При передаче со стороны абонентов выделенных каналов токи с
частотами, преобразованными в индивидуальных преобразователях
передачи ИП, поступают от каждой 3-канальной группы соответст-
венно в групповой модулятор ГМ-ПГ1 или ГМ-ПГ2. После модуляции
токи боковых полос частот проходят в дифференциальную систему
ДС5, в которой происходит объединение токов, поступающих от моду-
ляторов ГМ-ПГ1 и ГМ-ПГ2.
Результирующий ток проходит затем через фильтр Д-124, усили-
тель Ус72-124, распределитель мощности РМ2 и поступает в диффе-
ренциальную систему ДС4, где разделяется по двум направлениям.
Часть тока через фильтр Д-132, усилитель Ус2, линейный усили-
тель ЛУс1, фильтр К-66 и трансформатор СТ направляется в линию
Л2. Другая часть тока поступает в групповой модулятор ГМ. Далее
через фильтр Д-60 проходят токи нижней боковой полосы частот. Эти
токи, усиленные усилителем ЛУс2, через фильтр Д-66 и трансформа-
тор СТ направляются в линию Л1.
Таким образом принимаются и передаются речевые сигналы по
выделяемым каналам в обоих направлениях.
При передаче по каналу диспетчерской связи исходящие
разговорные токи проходят через дифференциальную систему ДС,
ограничитель амплитуд ОА и поступают в модулятор МД. Фильтром
ПФ116-120 выделяются токи полосы частот 116—120 кГц (округ-
ленно), которые через распределитель РМ2 подаются в диффе-
ренциальную систему ДС4. Далее токи, передаваемые по каналу
диспетчерской связи, поступают, как описано выше, в линии Л1 и Л2.
Аналогичный путь проходят и токи по служебному каналу после объе-
динения их в РМ2 с прочими токами, посылаемыми из усилительного
пункта.
Для получения несущих частот, необходимых для работы выде-
ленных каналов, в оборудовании усилителя предусмотрено соответ-
ствующее генераторное оборудование.
Необслуживаемые усилители построены по схеме с
одним усилительным элементом (рис. 11.4). При передаче в любом
направлении линейные токи проходят фильтр Д-66 или К-66, линей-
ный выравниватель ЛВ1, усилительный элемент УЭ и фильтр Д-66
или К-66 и поступают на следующий участок линии. В цепи ООС уси-
лительного элемента включены устройства грунтовой АРУ ГрАРУ,
линейный выравниватель ЛВ2 и корректирующий контур КК.
Распределителем мощности РМ, соединенным с усилительньш
элементом, выделяется первый канал 12-канальной группы, который
используется в качестве канала диспетчерской связи или для сигнали-
зации. Необходимые при этом частоты (12 и 132 кГц) для работы пре-
196
Рис. 11.4. Структурная схема необслуживаемой усилительной станции системы пере-
дачи К-12+12
образователей частоты и переносного переговорного устройства
образуются в генераторном оборудовании усилителя. Дополнитель-
ный выход из усилительного элемента обеспечивает прием по служеб-
ному каналу, а соответствующий вход в распределитель РМ — пере-
дачу по этому каналу.
Аппаратура работает на транзисторах. Обслуживаемые усили-
тельные пункты получают электропитание от источника постоянного
тока напряжением 24 B+J0 % или сети переменного тока напряже-
нием 220 В ±lg $>. Электропитание НУП дистанционное, наибольшее
напряжение, подаваемое в цепь дистанционного питания, равно
475 В. Ток дистанционного питания 120 мА. Падение напряжения на
всей нагрузке НУП 46 В.
Оборудование оконечных и обслуживаемых усилительных станций
монтируют в шкафах одностороннего заполнения с поддонами для
установки съемных блоков. Размеры шкафов 2600X600X225 мм.
Оборудование НУП на две системы размещается в цилиндрическом
корпусе высотой 1330 км и диаметром 580 мм.
11.3. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ КВ-12
Аппаратура системы передачи КВ-12 работает на симметричных
кабелях по двухполосной системе связи, позволяет организовать 12
каналов ТЧ. Линейный спектр частот ее 36—143 кГц. Эта система
представляет собой вариант системы передачи В-12-3, приспособ-
ленный для работы по кабельным цепям.
Наибольшая дальность передачи составляет 2400 км при длине
переприемного участка 800 км. Уровень по мощности токов боковых
полос частот на выходе в линию при равных уровнях по всем каналам
197
составляет 0 дБ, что допускается при длине участка до 250 км, а при
работе с предыскажением — от —4 дБ по нижнему каналу до +4 дБ
по верхнему. Вызывные сигналы и сигналы управления передаются
током частотой 2100 Гц. Возможно выделение в обслуживаемых уси-
лительных пунктах четырех телефонных каналов (9—12) при работе
по варианту / линейного спектра частот.
Аппаратура рассчитана для работы по цепям кабелей МКБ и
МКСБ с жилами диаметром 1,2 мм, а также по сигнальным парам с
жилами диаметром 0,9 мм. Для уменьшения влияния между канала-
ми, организованными на парах жил одной и той же четверки, пред-
усмотрены два варианта линейного спектра частот: первый из них
соответствует варианту / линейного спектра частот системы передачи
В-12-3; второй, обозначенный как вариант V, отличается от варианта
/ инверсией и сдвигом частотных полос каналов на 300 Гц. Полоса
частот ниже 30 кГц может быть использована для работы 3-каналь-
ной системы передачи, например В-3-3 для стальных цепей, которая
имеет подходящие характеристики для работы по кабельным цепям.
В систему передачи входят оконечные станции и промежуточные
усилители ПКВ-0 для обслуживаемых и ПКВ-Н для необслужива-
емых пунктов.
Наибольшее усиление токов на высшей передаваемой частоте
промежуточных станций составляет 64 дБ. Средняя длина усилитель-
ного участка в зависимости от типа кабеля колеблется от 11 до 27 км.
Входное сопротивление оконечных и усилительных станций со сторо-
ны линии равно 180 или 135 Ом. Для повышения помехозащищенно-
сти связи в оконечном оборудовании предусмотрена возможность
включения сжимателей и расширителей динамического диапазона.
На оконечных станциях применены устройства двухчас-
тотной плосконаклонной АРУ по уровню тока контрольных частот.
Контрольные частоты плоской АРУ выбраны 80 и 92 кГц, а наклонной
АРУ — 40 и 143 кГц. Устройствами АРУ поддерживается постоянный
уровень передачи на выходе группового тракта приема оконечных
станций на магистрали длиной до 800 км при изменении температу-
ры кабеля на 5 °C. Усилительные станции ПКВ-0 имеют устройства
для сезонной ручной плосконаклонной регулировки усиления с инди-
каторами уровня тока контрольных частот. Усилительные станции
ПКВ-Н имеют устройства только установочной регулировки усиле-
ния.
Магистральные выравниватели размещают в направлении ниж-
ней группы частот через 200 км, а в направлении верхней группы час-
тот — через 100 км.
Оконечная станция состоит из индивидуального оборудования,
образующего 12-канальный блок (см. рис. 5.7), и группового обору-
дования. Индивидуальное оборудование размещено на СИО, груп-
повое— на стойке групповых преобразователе^ (СГП).
198
Рис. 11.5. Структурные схемы стоек групповых преобразователей оконечных станций
системы передачи КВ-12
Структурные схемы СГП-А и СГП-Б оконечных станций А и Б
(рис. 11.5» а и б) в основном такие же, как и соответствующих
оконечных станций системы передачи В-12-3. Некоторым отличием
аппаратуры ОКВ-12 является применение на второй ступени груп-
пового преобразования несущих частот 484 или 308 кГц в варианте
/ спектра и 364 или 540 кГц в варианте V спектра. Другие отличия
станций ОКВ-12 заключается в следующем. Токи контрольных час-
тот, получаемые от ГКЧ-40 (ГКЧ-80), через развязывающую диф-
ференциальную систему ДС подаются на вход линейного усилителя
ЛУс, т. е. не подвергаются преобразованию в групповой части
тракта передачи. Это способствует унификации группового оборудо-
вания и ведет к уменьшению числа генераторов токов контрольных
частот. Несколько изменен способ включения устройств АРУ.
К устройствам АРУ относятся приемники контрольного канала
плоской ПККП и наклонной ПККН регулировок. Каждый приемник
состоит из узкополосного фильтра, усилителя, а также блока управ-
ления* двигателем и устройствами сигнализации. Двигателями управ-
ляют магнитоэлектрические реле. Для электропитания двигателей
АРУ применен генератор тока частотой 500 Гц.
Оконечная и промежуточная усилительная аппаратура КВ-12
работает на электронных лампах.
199
В качестве индивидуального оборудования станции ОКВ-12 ис-
пользуется оборудование СИО аппаратуры В-12-2. Групповое обору-
дование аппаратуры КВ-12 состоит из ряда узлов, схожих с узлами
того же назначения, примененными в аппаратуре В-12-2. Поэтому
далее будут рассмотрены узлы группового оборудования системы
передачи КВ-12, существенно отличающиеся от аналогичных узлов
системы передачи В-12-3. К ним, в частности, относятся линейные
усилители передачи и приема.
Линейные усилители передачи токов нижних и верх-
них частот выполнены по одной и той же схеме (рис. 11.6). Каждый
усилитель имеет два каскада усиления на лампах 6Ж1П-Е. Входная
цепь усилителя — неравноплечая дифференциальная система, охва-
ченная ООС с коэффициентом передачи примерно 40. Такая входная
цепь позволила снизить уровень собственных шумов усилителя до
—137 дБ в спектре частот одного канала. В цепи анодной нагрузки
первого каскада включен дроссель £/, шунтированный полупровод-
никовым диодом VD для устранения перегрузки выходного каскада.
При нормальном уровне входного сигнала диод VD закрыт напряже-
нием, создаваемым постоянной составляющей анодного тока на ре-
зисторе R34. Если входной сигнал имеет повышенный уровень,
соответствующий перегрузке выходного каскада, то диод VD откры-
вается и шунтирует дроссель L1. От этого снижается усиление перво-
го каскада и тем самым предотвращается перегрузка выходного кас-
када.
Рис. 11.6. Принципиальная схема линейного усилителя передачи
200
Выходной каскад является усилителем мощности. Усилитель охва-
чен комбинированной ООС с глубиной примерно 50 дБ. В выходном
каскаде предусмотрена комбинированная ООС по мостовой схеме.
В цепь ООС усилителя включен переменный двухполюсный контур
начального наклона КНН, создающий предыскажение уровней на вы-
ходе передающей части оконечной станции. К этому контуру относят-
ся элементы СЮ, R31, L2 и СП. Выходной трансформатор имеет
обмотку обратной связи. Для получения необходимого выходного
сопротивления на выходе усилителя включены корректирующие эле-
менты R44, L3, С12, R43 и С9.
Плоская регулировка усиления выполняется регулятором усиле-
ния ПРУ, представляющим собой переменный четырехполюсник, соб-
ранный по перекрытой Т-образной схеме и смонтированный на двух-
секционном переключателе. Усиление усилителей токов нижних и
верхних частот при плоской характеристике равно 42 дБ, а при на-
клонной характеристике на частотах 36, 60 и 84 кГц для нижней груп-
пы и на частотах 92, 116 и 143 кГц для верхней группы каналов —
соответственно 37, 42 и 46 дБ.
Линейные усилители приема токов нижней и верхней
групп частот выполнены по одинаковым схемам (рис. 11.7). На
входе усилителя включен блок наклонной и плоской регулировок
усиления РУ, блок обратного наклона БОН, затем блоки двигателей
плоской и наклонной АРУ, а также блок контура наклонной
автоматической регулировки БПН. Линейные усилители двухкас-
кадные. На входе и выходе усилителя включены трансформато-
ры Т1 и Т2. Выходной трансформатор дифференциальный, обеспе-
чивает выходное сопротивление усилителя, равное 135 Ом. Ко второй
выходной обмотке трансформатора Т2 подключен трансформатор
ТЗ, согласовывающий выходное сопротивление усилителя с входным
сопротивлением кварцевых фильтров приемников контрольного кана-
ла 2700 Ом. Усилитель охвачен комбинированной ООС, что обеспе-
чивает высокую стабильность усиления при старении и смене ламп
и колебаниях напряжения питания.
В цепи отрицательной обратной связи усилителя приема находит-
ся контур автоматической регулировки наклона БПН, нагруженный
на сопротивление потенциометра ПТ блока двигателя наклонной
АРУ. При изменении сопротивления потенциометра ПТ при работе
АРУ изменяется частотная характеристика входного сопротивления
БПН, что приводит к другому наклону частотной характеристики
усиления токов контрольных частот 40 и 143 кГц на 6 дБ.
Плоская автоматическая регулировка уровней выполняется
другим потенциометром ПТ, включенным на входе усилителя. Пре-
делы плоской регулировки 13 дБ.
Блоки двигателей плоской и наклонной АРУ имеют двухфазные
асинхронные двигатели Д типа ДИД-0,5, работающие от переменно-
го тока частотой 500 Гц. Между двигателями и потенциометрами
201
202
R1
I II 1
I' R3
влок наклонной и плоской
регулировок усиления РУ
50H
влок двигателя
плоской АРУ
к ПККП
Вход
—о
Выход
до с
fyi
влок
двигателя наклонной АРУ
Рис. 11.7. Принципиальная схема линейного усилителя приема
13
07
—I Линейный усилитель
СЗ
ih^------- г—
Н панели
Т 1 сигнализации и предохранитеп.
J К пккн
08^' +АБ
к ПрКК
-\сз_
сч
Jy 1 I
Ж
включены редукторы, обеспечивающие замедление вращения послед-
них. Полный цикл изменения сопротивления потенциометров длится
приблизительно 2 ч.
На вход усилителя переключателем ПК может быть включен
контур блока обратного наклона БОН. Контур выполнен по Т-образ-
ной перекрытой схеме и служит для восстановления диаграммы
уровней при приеме в случае работы системы с предыскажением.
При работе без предыскажения вместо контура обратного наклона
включают удлинитель У2. Блок наклонной и плоской регулировок
усиления РУ предназначен для выполнения сезонных регулировок.
Наклон частотной характеристики усилителя можно изменять
регулятором наклонной регулировки НРУ в пределах не менее
7 дБ для верхней и 4 дБ для нижней групп частот. Регулятор
представляет собой переменный выравниватель. Наклон характерис-
тики затухания изменяют переключением его элементов. Плоский
регулятор усиления ПРУ является переменным Т-образным удли-
нителем. Он обеспечивает регулировку усиления в пределах 9 дБ.
Промежуточные усилители ПКВ-0 и ПКВ-Н (рис. 11.8)
различаются способами выполнения наклонной регулировки. Так в
усилителях ПКВ-0 она осуществляется курбелем, а в усилителях
ПКВ-Н — перепайками. Кроме того, усилитель ПКВ-0 имеет устрой-
ство передачи, а усилитель ПКВ-Н — устройство приема дистан-
ционного питания. Как видно из схемы, в каждом направлении
передачи наряду с линейными трансформаторами ЛТ и фильтрами
Д-88
Д-88 ДУс ВНЧ Son к-21 ДУс Д-88
Устройство приема ДП
Рис. 11.8. Структурная схема промежуточных усилителей ПКВ-0 и ПКВ-Н
203
К-30 включены направляющий фильтр Д-88 (или К-88), дополнитель-
ный усилитель ДУ с, выравниватель ВНЧ (или ВВЧ), дополнительный
фильтр Д-88ЛОП (или К-<55доп), фильтр К-27 (или Д-153) и линейный
усилитель ЛУс. На выходе усилителей включены индикаторы тока
контрольной частоты ИКЧ-80 и ИКЧ-92. Устройства АРУ в проме-
жуточных усилителях не предусмотрены.
Линейные и дополнительные усилители, входящие в состав
усилительных станций, аналогичны линейным усилителям передачи
и дополнительным усилителям.
Оконечная станция ОВК-12 состоит из стойки индивидуального
оборудования СИО и стойки групповых преобразователей СГП.
При необходимости может быть применена стойка компандерного
оборудования СКО. Стойку групповых преобразователей изготовля-
ют на одну или две 12-канальные системы, при этом монтаж
стойки всегда выполняется на две системы. Размеры стойки 2512Х
X 648X463 мм. Оборудование промежуточных усилительных стан-
ций каждого типа занимает одну стойку, рассчитанную на две систе-
мы передачи. Стойка станции ПКВ-0 имеет размеры 2512Х648Х
Х463 мм, а стойка станции ПКВ-Н с односторонним размещением
оборудования — размеры 2500Х 648X250 мм.
Электропитание аппаратуры оконечной станции и промежуточ-
ных усилителей осуществляется от источников постоянного тока
напряжением 206 ВчьЗ% (анодные цепи) и 21,2 ВчьЗ% (цепи
накала). Устройства сигнализации получают питание от источника
тока напряжением 24 ВЧЬ1О%. Электропитание усилителей ПКВ-Н
происходит дистанционно от источника постоянного тока напряже-
нием 450 В. При этом напряжение на зажимах ПКВ-Н должно
быть 135 В+10%.
204
Глава 12. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ К-60П
12.1. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Система передачи К-60П предназначена для организации 60 ка-
налов ТЧ на цепях симметричных кабелей МКС и МКБ. На желез-
нодорожном транспорте ее широко используют для работы по кабе-
лям МКП. Система связи двухкабельная однополосная. Линейный
спектр частот равен 12—252 кГц. Дальность передачи 12 500 км.
Максимальная длина переприемного участка по ТЧ составляет
2500 км. Для обеспечения такой дальности в цепь включают
обслуживаемые и необслуживаемые промежуточные усилители. Но-
минальные уровни передачи в канале, остаточное затухание, полоса
эффективно передаваемых частот — стандартные для каналов ТЧ.
Номинальный относительный уровень передачи в линию без
предыскажения по всем каналам равен —5 дБ, с предыскажением
по верхнему каналу —1 дБ, по нижнему каналу —И дБ. Для под-
держания остаточного затухания в аппаратуре оконечных и проме-
жуточных станций постоянным имеются устройства АРУ. Работой
устройств АРУ управляют токи контрольных частот: 16 кГц—на-
клонная, 112 кГц — криволинейная, 248 кГц — плоская. На оконеч-
ных станциях и ОУП-3 используют трехчастотные (плоско-наклонно-
криволинейные) АРУ; на ОУП-2 — двухчастотные (плоско-наклон-
ные) АРУ; на НУП — частотно-зависимую грунтовую АРУ.
Наибольшее усиление усилительных станций на высшей пере-
даваемой частоте для ОП и ОУП составляет 61 дБ, для НУП—
55 дБ. Необслуживаемые усилительные пункты размещают вдоль
магистрали в среднем через 19 км, ОУП-2 — через 250—300 км,
ОУП-3 — через 500—600 км.
Оконечные и обслуживаемые усилительные пункты имеют местные
источники электропитания, НУП получают электропитание дистан-
ционно с ОУП или ОП.
Наибольшее число НУП между ОУП (ОП) при организации
дистанционного питания по системе провод-земля равно 12, по
системе провод-провод — шести.
Для уменьшения взаимных помех между каналами систем,
работающих на параллельных цепях в одной четверке кабеля, в
системе передачи предусмотрены два варианта линейного спектра
частот. В дополнительном варианте применена инверсия спектров.
Более подробные данные для системы передачи К-60П приведе-
ны в работе [19].
В основу построения схемы оконечной станции ОК-60П положе-
на вторичная группа в 60 каналов (см. рис. 5.18). Частотные
205
Рис. 12.1. Схема частотных преобразований системы передачи К-60П
Рис. 12.2. Структурная схема оконечной станции ОК-60П
преобразования в системе передачи К-60П происходят согласно
рис. 12.1. В комплект оконечной станции (рис. 12.2) входит следую-
щее оборудование: стойка тонального вызова и дифференциаль-
ных систем СТВ-ДС-60, стойка индивидуального преобразователя
206
СИП-60, стойка групповых преобразователей СГП, стойка линейных
усилителей и корректоров СЛУК ОП, стойка унифицированного
генераторного оборудования СУГО-1-5 и стойка вводно-коммута-
ционного оборудования СВКО-П. К дополнительному оборудованию
относятся стойки дистанционного питания СДП и стойки служеб-
ной связи ССС-7.
12.2. СТОЙКА ТОНАЛЬНОГО ВЫЗОВА И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ
СИСТЕМ И СТОЙКА ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Стойку тонального вызова и дифференциальных систем СТВ-
ДС-60 применяют в случае двухпроводного окончания телефонных
каналов при ручном способе соединения. Она обеспечивает
переход с четырехпроводного окончания канала ТЧ на двухпровод-
ную схему для подключения канала к коммутатору междугород-
ной телефонной станции (МТС). Для этой цели используются
установленные на стойке дифференциальные системы. Стойка
обеспечивает также посылку и прием сигнала вызова по этим
каналам. Для этого на ней установлены генераторы и приемники
сигнала тонального вызова.
Стойка индивидуальных преобразователей СИП-60 предназначе-
на для преобразования спектров тональных частот в спектр первич-
ной (12-канальной) группы в тракте передачи и обратного их преоб-
разования в тракте приема. Для этой цели на стойке установлены
преобразователи и канальные фильтры. Спектр первичной группы
образуется одной ступенью преобразования (см. рис. 5.7).
Как видно из структурной схемы (рис. 12.3), передаваемые
речевые сигналы через контакты реле Р1, трансформаторы Т1 и
Т2 дифференциальной системы, удлинитель У/, ограничитель ампли-
туд вызывного тока ОАВ, удлинители У2 и УЗ, контакты реле Р4,
гнезда 4-пр Пер. комм, и 4-пр Пер. лин., фильтр К-140, ограничитель
амплитуд ОА и удлинитель У поступают в индивидуальный модуля-
тор ИМ. Передаваемые токи полосы боковых частот выделяются
магнитострикционным фильтром МФ. Выходы фильтров всех 12 кана-
лов запараллелены. Здесь объединяются токи спектров частот всех
12 каналов и далее проходят на выход СИП-60 через компенсирую-
щий контур КмК, удлинитель УЗ, дифференциальную систему на
трансформаторе ТЗ. Этой неравноплечей дифференциальной систе-
мой телефонный канал в тракте передачи объединяется с каналом
вещания (образуемого вместо каналов 4, 5 и 6) и контрольным
каналом первичных групп (контрольная частота 84,14 кГц). Каналы
вещания и контрольной частоты 84,14 кГц объединены неравнопле-
чей дифференциальной системой на трансформаторе Т4. Подбором
сопротивления резистора R3 уровень тока контрольной частоты
84,14 кГц на выходе тракта в точке с измерительным уровнем
207
208
СТВ-.АС-бв(бУВ)
в
КмК
4-пр
ОАВ У2 УЗ..
Об 35
У4
о
Р8\
У1 С
306 .
-1386
5000м
ГТ В
| 4-пр
\Пер комм. Пер. лин:
-39(-41t0) 8blxoff
135 0м "J ?
УЗ р р
СИП-60
ИМ с?
К-140
87
Нес.
88
К
У 4 86
06 ' Об
-1,506
о—
о-
600 Ом
I 4-пр 4-пр
\Пр. комм. Пр. лин.
У5 Уб ПТНВ
ffo «С-________________
Рис. 12.3. Структурная схема стоек СТВ-ДС-60 и СИП-60
К КРР
о»
1 * "" Лм"
85
Т4________°
R? Канал
Оещанил
81
сг
ни
0m КРР
Уснч
{_Р6
^0*
Д-3400
1—о Выкл.
4-ю Реле
ГЗЗ—' о
КЧ
84 84,14 нГи,
—-------- о
I Канал
Вещания
----------°
Sr<7
—39 дБ установлен равным (—64±0,1) дБ. Удлинителем У4 с за-
туханием 2,6 дБ уровень на выходе тракта передачи' может быть
установлен равным —41,6 дБ, что требуется при работе данного
оборудования совместно с аппаратурой первых выпусков.
Принимаемые токи боковых полос частот 60—108 кГц через
удлинитель Уб, дифференциальную систему на трансформаторе ТЗ,
объединяющую телефонный тракт с трактом вещания (через диф-
ференциальную систему на трансформаторе Т4), и удлинитель
У5 поступают на общие шины приемников 12 каналов. Затем указан-
ные токи через магнитострикционный фильтр МФ и удлинитель
У2 проходят в индивидуальный демодулятор ИД, Токи тональных
частот через фильтр нижних частот Д-3400 и регулятор усиления
РУ поступают в усилитель тока низкой частоты УсНЧ. Усиленные
токи проходят к коммутаторным зажимам К канала через запираю-
щий фильтр ФЗ-3860, гнезда 4-пр. Пр. лин. и 4-пр Пр. комм.,
приемник сигналов тонального набора и вызова ПТНВ, удлинители
Уб, У5 и У4, дифференциальную систему на трансформаторе Т1,
конденсатор С1 и контакты реле Р1.
Ток несущей частоты подается к модулятору и демодулятору
от зажимов Нес. (несущая частота) через резисторы R7 и R8 сопро-
тивлением 51 Ом. Сопротивление со стороны входных зажимов
для тока несущей частоты одной группы равно 300 Ом. Источником
токов несущих частот и контрольной частоты 84,14 кГц является
стойка генераторного оборудования СУГО-1-5.
В оборудовании каналов 4, 5 и 6, в полосе частот 86—96 кГц
которых происходит ввод токов канала вещания, предусмотрены
реле Р5 и Р6 и два диода, прекращающие поступление токов
индивидуальных несущих частот в модуляторы и демодуляторы
указанных каналов. Применение двух реле обеспечивает возмож-
ность раздельного или совместного прекращения поступления тока
несущей частоты. При отключении только модулятора или демодуля-
тора от источника тока несущей частоты к последнему подключа-
ется соответствующий диод, служащий нагрузкой вместо отключен-
ного преобразователя.
При посылке вызова индукторный ток от зажимов К проходит
через контакты реле Р1, обмотки дросселя L и выпрямительный
мост ВМ. Выпрямленный ток замыкается через обмотку реле Р2.
Последнее, притянув якорь, через замкнутый контакт находящегося
под током реле РЗ создает цепь питания реле Р4. Это реле, замедлен-
ное на отпускание, срабатывает и через резисторы сопротивлением
300 Ом подключает к тракту передачи генератор сигнала тонально-
го вызова ГТВ. Контактом реле Р4 на время посылки сигнала вызо-
ва замыкается накоротко вход ПТНВ. Далее сигнал вызова проходит
так же, как и речевые сигналы.
Поступивший по каналу со стороны соседней станции вызывной
ток тональной частоты, проходя так же, как и речевые сигналы,
209
поступает в ПТНВ, при этом шунтируется обмотка реле РЗ. Реле
с замедлением (приблизительно 100 мс) отпускает якорь, образу-
ется цепь питания реле Р1 и, кроме того, замыкает накоротко выход
ПТНВ, чем предотвращает прохождение вызывного тока тональной
частоты по дальнейшей части тракта приема. Реле Р1, притянув
якорь, подключает источник индукторного тока МИ в сторону между-
городной телефонной станции. Время отпускания якоря реле Р1
увеличено примерно на 100 мс для сохранения длительности посылки
сигнала вызова, обусловленного временем замедления реле РЗ на
отпускание.
Вызывное оборудование позволяет посылать и принимать сигнал
вызова с линии током частотой 2100 или 1600 Гц (в случае деленных
каналов, по которым передают токи спектра частот 300—1700 Гц), а
также током частотой 500 или 1000 Гц, прерываемого с частотой
20 Гц. При совместной работе с системой передачи КРР сигнал
вызова транслируется в сторону последней контактом реле Р4. В слу-
чае приема вызова с аппаратуры КРР подается потенциал земли
при выключенном ПТНВ. В этом случае шунтируется обмотка реле
РЗ и прием вызова происходит согласно описанному выше.
Вызывные устройства также принимают вызов и посылают его
в сторону междугородной телефонной станции постоянным током.
На один провод подается потенциал земли, а на другой —24 В
или потенциал земли по одному проводу.
Рассмотрим устройство отдельных узлов оборудования.
Оборудование СТВ-ДС-60 для одного канала размещается в
съемном блоке БУ В (блок устройств вызова). В его состав входят
дифференциальная система, ограничитель амплитуд ОАВ, приемник
сигнала индукторного вызова и ПТНВ.
Дифференциальная система состоит из трансформато-
ров Ti и Т2. Трансформатор Т1 является дифференциальным, а Т2
согласовывает выходное сопротивление трансформатора Т1, равное
300 Ом, с входным сопротивлением тракта передачи, равным 600 Ом.
Балансный контур составляют резистор R1 сопротивлением 600 Ом,
конденсаторы С2 и СЗ емкостью соответственно 0,5 и 1 мкФ. Послед-
ние отображают в балансном контуре конденсатор С1 и конденсато-
ры, включенные последовательно в шнуровые пары междугородных
телефонных коммутаторов. Удлинители У1—Уб служат для установ-
ления требуемых значений измерительного уровня на четырех-
проводном входе тракта передачи ( — 13 дБ) и на выходе тракта
приема (+4 дБ). При длинных соединительных линиях между
стойками СТВ-ДС-60 и СИП-60 эти удлинители могут быть выклю-
чены.
Ограничитель амплитуд ОАВ защищает тракт передачи
от индукторного вызывного тока и состоит из двух стабилитронов,
включенных навстречу друг другу. Рабочими выбраны участки ха-
рактеристики стабилитронов в прямом направлении. Амплитудная
210
характеристика (рис. 12.4) показывает зависимость приращений
затухания Да, вносимого ограничителем в тракт передачи, от уровня
рВх на входе канала.
Приемник сигнала индукторного вызова (см. рис. 12.3) включает
в себя дроссель L, повышающий его входное сопротивление для
токов речевых сигналов, выпрямительный мост ВМ и реле Р2.
Приемник ПТНВ (рис. 12.5) принимает сигналы вызова и
набора частотой,2100 или 1600 Гц. Трансформатор на его входе
образует неравноплечую дифференциальную систему. Отношение
числа витков его первичных полуобмоток подобрано так, что в нап-
равлении линия — коммутатор дифференциальная система вносит
затухание, не превышающее 0,5 дБ, а в направлении коммутатор
ПТНВ затухание более 35 дБ. Тем самым исключается возможность
ложного срабатывания ПТНВ от сигналов, поступающих со стороны
МТС.
Рис. 12.4. Амплитудная характеристика
ограничителя амплитуд
211
Первый каскад приемника на транзисторе VT1 — усилитель
напряжения. Его режим работы стабилизируется резистором R2,
включенным в цепи эмиттера VTL Напряжение смещения на базу
VT1 снимается с делителя R3, R10. В цепи коллектора VT1 находит-
ся избирательный ограничитель амплитуд С/, С2, Т2, VD1, VD2,
R4 и R5t настроенный на частоту 2100 или 1600 Гц. Этот ограничи-
тель поддерживает уровень вызывного тока на входе дифференциаль-
ного резонансного моста постоянным. Диоды VD1 и VD2 включены
навстречу друг другу, чем обеспечивается двустороннее ограничение
сигнала. При настройке приемника на частоту 2100 Гц включают
конденсатор С/, а при настройке на частоту 1600 Гц конденсаторы
С1 и С2 включают параллельно.
Упомянутый мост предназначен для разделения токов вызывной
и разговорных частот. Одно из плеч моста — резонансный контур,
образованный конденсатором СЗ (или конденсаторами СЗ и С4, вклю-
ченными параллельно) и индуктивностью первичной обмотки транс-
форматора Т4 и настроенный на частоту 2100 или 1600 Гц. Резистор
R9 представляет собой балансное плечо моста, который уравнове-
шен на частоте 2100 или 1600 Гц. При поступлении тока частотой
2100 или 1600 Гц в диагональ моста ток в другой его диагонали
(R7), а следовательно, и падение напряжения в ней отсутствуют.
Напряжение на первичной обмотке трансформатора Т4 достигает
наибольшего значения. С его вторичной обмотки напряжение вызыв-
ной частоты подается на базу транзистора VT2 проводимости типа
п-р-п, представляющего собой каскад усиления, работающего
в режиме класса В.
Резистор R8 и кремниевый диод VD3 усиливают действие изби-
рательного ограничителя амплитуд созданием при повышенных зна-
чениях тока вызывной частоты запирающего напряжения смещения
на базе транзистора VT2. При появлении такого запирающего
напряжения усиление каскада на транзисторе VT2 несколько умень-
шается, что и обусловливает дополнительное ограничение амплитуд
вызывного тока. Сигналы, усиленные транзистором VT2, передаются
в оконечный каскад усиления на транзисторе VT3, работающий
в режиме класса В. Под действием вызывного напряжения тран-
зистор VT3 открывается. Выходное сопротивление каскада снижает-
ся настолько, что шунтируется обмотка реле РЗ, и оно отпускает
якорь, вследствие чего, как было показано, посылается вызов в
сторону МТС.
При поступлении в ПТНВ разговорного тока, частоты которого
отличаются от частоты вызывного тока и для которых дифферен-
циальный мост является неуравновешенным, на резисторе R7 в диаго-
нали моста возникает напряжение. Это напряжение, усиленное
усилителем, на транзисторе VT4 (защитный каскад) и выпрямлен-
ное диодом VD4, закрывает транзистор VT2. Этим исключается
работа ПТНВ под действием разговорного тока.
212
Избирательный ограничитель амплитуд повышает надежность
работы ПТНВ и в том случае, когда разговорные токи содержат
составляющую с частотой вызывного тока. Последняя подвергается
ограничению, а остальные составляющие, не ограничиваясь, посту-
пят в защитный каскад и закроют транзистор VT2.
Диод VD5 в цепи эмиттера транзистора VT3 служит для темпе-
ратурной стабилизации тока покоя этого транзистора. Действитель-
но, при отсутствии сигнала вызова или импульсов набора сопротив-
ление диода VD5 велико и ток очень мал независимо от изменения
температуры. При поступлении сигналов, открывающих транзистор
VT3, сопротивление диода VD5 резко уменьшается (до 2 Ом) и не
влияет на ток в нагрузке. Большое сопротивление резистора R9,
через которое подается запирающее напряжение смещения на базу—
эмиттер транзистора VT3, также уменьшает ток покоя этого
транзистора.
Если ПТНВ принимает управляющие сигналы АТС, то его выход
нагружается на обмотку реле типа РПН, входящее в состав обору-
дования дальней автоматики.
В состав генераторного оборудования стойки СТВ-ДС-60 вхо-
дят четыре генератора тока частотой 2100 (1600) Гц и два генератора
тока частотой 1000 (500/20) Гц.
Генератор ГТВ-2100/1600 трехкаскадный (рис. 12.6). Пер-
вый каскад представляет собой задающий генератор типа LC с
трансформаторной обратной связью. Его колебательный контур
Tl, С1 настроен на частоту 2100 Гц. При подключении к контуру
коденсаторов С2 и С4 штеккерной перемычкой частота колебаний
становится равной 1600 Гц.
Для поддержания уровня тока на выходе генератора постоянным
напряжение питания задающего и следующего за ним каскада
стабилизировано стабилитроном VD. Резистор R1 служит для уста-
новления режима работы стаби-
литрона. Второй усилительный
каскад генератора смонтирован
по схеме с заземленным эмитте-
‘ром. В этом каскаде применена
глубокая ООС. Входное сопро-
тивление каскада достаточно
большое, так что параметры
колебательного контура мало
зависят от изменений нагрузки.
Выходной каскад генератора
на транзисторе VT3 имеет глу-
бокую ООС, которая подается
через R2, R3, R4 и СЗ. Эта
ООС и понижающий выходной
Рис. 12.6. Принципиальная схема ге-
нератора сигнала тонального вызова
213
Рис. 12.7. Принципиальная схема ог-
раничителя амплитуд
трансформатор ТЗ с большим ко-
эффициентом трансформации (п=
=20) обеспечивают достаточно
малое выходное сопротивление ге-
нератора, благодаря чему уро-
вень напряжения генератора изме-
няется не более чем на 1—2 дБ
при изменении сопротивления на-
грузки от 1200 до 12 Ом, что соот-
ветствует посылке сигнала вызова
по одному или одновременно по 100 телефонным каналам. Резисторы
R8, R11 и R13 обеспечивают ОС по постоянному и переменному токам.
Номинальное значение уровня по напряжению на выходе гене-
ратора равно — 13 дБ. Потенциометром R4 этот уровень можно
регулировать в пределах ±3 дБ. Пределы регулировки установлены
подбором сопротивления резистора R3.
Оборудование СИП-60 состоит из следующих узлов. Ограни-
читель амплитуд имеет дифференциальную систему на транс-
форматоре Т1 (рис. 12.7). К одному выходу системы подключены
диоды VD1 и VD2, а к другому через трансформатор Т2—диоды
VD3 и VD4. Диоды VD1 и VD2 находятся под положительным напря-
жением смещения, подаваемым через резисторы R1 и R2, а диоды
VD3 и VD4 — под отрицательным напряжением смещения, создава-
емым резисторами R3 и R4.
При отсутствии разговорного тока и когда его уровень имеет
допустимые значения, сопротивление диодов определяется значением
подаваемого постоянного напряжения смещения. В случае повыше-
ния уровня разговорного тока переменное напряжение на диодах
становится больше постоянного напряжения смещения, что вызыва-
ет изменение сопротивления диодов: сопротивления диодов VD1 и
VD2 возрастают, а сопротивления диодов VD3 и VD4 уменьшаются.
Изменение сопротивлений диодов улучшает уравновешенность диф-
ференциальной системы ограничителя, что ведет к увеличению зату-
хания, вносимого этой системой в тракт передачи. Таким образом,
повышение уровня разговорного тока на входе ограничителя ком-
пенсируется увеличением затухания, вносимого им в тракт передачи.
Благодаря этому устраняется возможная перегрузка групповых эле-
ментов тракта.
Ограничитель при малых значениях амплитуд переменного на-
пряжения на его входе вносит в тракт передачи затухание, близ-
кое к 1 дБ. В случае повышения измерительного уровня на 3,5 дБ
затухание ограничителя возрастает на 0,3 дБ; с увеличением указан-
ного уровня на 8,7 дБ затухание становится больше не менее чем
на 2,6 дБ.
214
Преобра зователи.частоты ИМ и ИД (см. рис. 12.3)
имеют балансную схему параллельного типа, исключающую ток несу-
щей частоты на выходе преобразователей при поступлении этого
тока в диагональ места, образованного полуобмотками трансформа-
тора Т1 и полупроводниковыми диодами. В положительных полу-
периодах тока несущей частоты параллельно включенные диоды за-
мыкают на малое сопротивление тракт передачи тока преобразуемой
частоты. В отрицательных полупериодах тока несущей частоты сопро-
тивления диодов становятся большими и не шунтируют тракт
передачи. В результате этого на выходе преобразователя появляется
ток, содержащий составляющие нижней и верхней боковых полос
частот, а также некоторые паразитные продукты преобразования.
Переменным удлинителем У, включенным на входе модулятора
ИМ, на выходе тракта передачи стойки СИП устанавливают измери-
тельный уровень (—39+0,5) дБ. Затухание удлинителя можно
изменить в пределах 6—9 дБ ступенями по 0,3—0,5 дБ. На выходе
модулятора и на входе демодулятора для уменьшения затухания
преобразователей включены полузвенья фильтров верхних частот.
Эти полузвенья образованы индуктивностями обмоток трансформато-
ра Т2 и конденсаторами С2. В спектре частот 300—3400 дБ они
имеют большое входное сопротивление, благодаря чему исключает-
ся шунтирование сопротивлением нагрузки токов низкой частоты и
через диоды проходят большие токи. Поэтому полезные продукты
преобразования имеют большую, чем при частотно-независимой
нагрузке, мощность.
На входе модулятора и на выходе демодулятора включены
полузвенья фильтров нижних частот. Они образованы индуктив-
ностью рассеивания трансформаторов Т1 и емкостью конденсатора
С1 (в случае модулятора). В тракте приема соответствующий
конденсатор находится в блоке фильтра Д-3400. Полузвенья фильт-
ров нижних частот уменьшают ответвление тока несущей частоты
на вход и выход четырехпроводной части тракта и несколько снижа-
ют затухание преобразователей благодаря ослаблению шунтирующе-
го действия нагрузки для токов частотами 60—108 кГц. В результа-
те затухание преобразователей составляет примерно 6 дБ.
Для улучшения согласования сопротивления полосовых фильтров
МФ с сопротивлением преобразователей между модулятором и
фильтром включен удлинитель У/ затуханием 4,3 дБ, а между демо-
дулятором и фильтром — удлинитель У2 затуханием 7 дБ.
Полосовые фильтры МФ магнитострикционные (рис.
12.8). Применение их позволило уменьшить размеры, массу и, кроме
того, зависимость их электрических характеристик от температуры
по сравнению с ранее применявшимися кварцевыми фильтрами.
Фильтр смонтирован по однозвенной мостовой схеме и состоит из че-
тырех сдвоенных магнитострикционных резонаторов RM1—RM4,
включенных по два последовательно в плечи моста. Общие части
215
Рис. 12.8. Принципиальная схема и характеристика затухания полосового фильтра
0 -f-4 -J -2 -/ 6,*/ /,кГц
индуктивностей и емкостей в плечах фильтра вынесены за пределы
моста на вход и выход фильтра (элементы L1—L5 и С1—С4). Ре-
зисторы R1—R4 обеспечивают более равномерное затухание в поло-
се пропускаемых частот.
Магнитострикционный резонатор в данном случае представляет
собой стержень из никель-кобальтового феррита, расположенный
внутри катушки возбуждения и закрепленный посередине. Длина
стержня определяет частоту его собственных колебаний. Катушка
возбуждения помещена в магнитное поле, создаваемое двумя
трубчатыми магнитами. При включении катушки возбуждения в
цепь переменного тока стержень изменяет свои линейные размеры,
т. е. совершает механические колебания в соответствии с изменения-
ми напряженности магнитного поля катушки возбуждения. При
совпадении частоты приложенного переменного напряжения с часто-
той его собственных колебаний амплитуда колебаний стержня по-
лучается большой. При механических колебаниях стержня в об-
мотке резонатора индуцируется переменная противоэлектродвижу-
щая сила.
Резонатор рассматриваемого типа по своему действию эквива-
лентен параллельному контуру (рис. 12.9), образованному катушкой
индуктивности L и конденсатором С и соединенному последователь-
но с индуктивностью Lo его обмотки возбуждения. С использова-
нием этой эквивалентной схемы схема фильтра МФ может быть
приведена к схеме полосового мостикового фильтра типа LC. За-
тухание фильтра МФ в полосе пропускаемых частот (см. рис. 12.8)
составляет приблизительно 3 дБ, а в процессе непропускания на
частотах FHec+0,6 кГц и выше — не менее 58 дБ. Фильтр рассчитан
для работы на нагрузку 135 Ом.
Компенсирующие контуры КмК в трактах передачи и
приема (см. рис. 12.3) компенсируют реактивные составляющие
входных сопротивлений полосовых фильтров каналов 1 и 12. Компен-
сирующий контур состоит из двух последовательных резонансных
контуров, включенных в тракт параллельно: один настроен в резо-
216
нанс на частоту 54,5 кГц, другой — на 120,3 кГц. Применение
этих контуров уменьшает неравномерность характеристик затухания
фильтров в полосе пропускания при их параллельном включении.
Усилитель тока низкой частоты УсНЧ трехкаскадный
с непосредственной связью между каскадами (рис. 12.10). Регулятор
РУ на входе усилителя (см. рис. 12.3) служит для изменения усиле-
ния в пределах ±4,4 дБ. Транзисторы VT1 и VT3 (см. рис. 12.10)
включены по схеме с заземленным эмиттером, транзистор VT2 —
по схеме с заземленным коллектором. Последнее сделано для согла-
сования высокого выходного сопротивления первого каскада с низ-
ким входным сопротивлением последнего. В первом каскаде при-
менена ООС с использованием конденсатора С1. В цепь эмиттера
VT1 для корректирования характеристики усиления включается кор-
ректирующий контур. Напряжение смещения на базу VT1 снимается
с резистора R14 и подается через обмотку трансформатора Т1,
При таком способе подачи напряжения смещения и> применении
непосредственной связи между каскадами режим работы транзисто-
Рис. 12.9. Схема, эквивалентная магни-
тострикционному резонатору
R2
Рис. 12.10. Принципиальная схема уси-
лителя тока низкой частоты
217
ров менее зависит от изменений температуры окружающей среды.
Действительно, если при повышении температуры увеличится ток
в цепи коллектора VT3, то возрастет падение напряжения на резисто-
ре R14 и, как следствие, напряжение смещения на базе VT1. Послед-
нее вызовет увеличение тока в цепи коллектора VT1 и снижение нап-
ряжения смещения на базе VT2. Вследствие этого уменьшается ток
в цепи эмиттера VT2 и, как следствие, напряжение смещения
на базе VT3 и, следовательно, его коллекторный ток. Таким образом
происходит компенсация увеличения тока в цепи коллектора VT3.
Аналогично компенсируется и уменьшение тока в этой цепи.
Контур R2, С2 — фильтр, уменьшает влияние на входную цепь
усилителя пульсации питающего напряжения. При помощи резисто-
ра R1 выполнена общая ООС по напряжению глубиной 17,4 дБ.
Конденсатор СЗ уменьшает усиление усилителя на высоких частотах.
Стабилитрон VD обеспечивает постоянные режимы работы транзис-
торов при изменении питающего напряжения в пределах 21,6—
26,4 В. С увеличением этого напряжения возрастают обратный
ток через стабилитрон VD и падение напряжения на резисторе R10,
что компенсирует приращение питающего напряжения. Вместе с тем
стабилитрон и резисторы R7—R10 образуют фильтр питания. Сое-
диняя стабилитрон с любым из резисторов R7—R10, добиваются
в его цепи тока от 2 до 4 мА. При этом стабилитрон должен
иметь динамическое сопротивление от 5 до 18 Ом. Увеличение этого
сопротивления ухудшает фильтрацию помех, поступающих со сто-
роны источников питания, и ведет к возрастанию шума, вносимого
усилителем. Частотная характеристика усиления усилителя в полосе
частот 300—3100 Гц имеет вид прямой линии, параллельной
оси частот, с отклонением не более 0,1 дБ.
Для устранения амплитудных искажений в цепь эмиттера VT1
включен корректирующий контур. Подключение к одному или не-
скольким из семи резисторов контура одного последовательного
резонансного контура уменьшает на частоте резонанса результирую-
щее сопротивление в цепи эмиттера. Вследствие этого возрастает
усиление усилителя в области частот, близких к частоте резонанса.
Устранение искажений предусмотрено на частотах 300—400 и 3200—
3400 Гц в пределах 0,9—6,1 дБ, на частотах 400—3200 Гц—до
2,6 дБ ступенями по 0,9 дБ во всех случаях (рис. 12.11). Около
каждой кривой на рисунке указано, какие выводы корректирующего
контура должны быть соединены. Например, соединив выводы В6Б2 и
ВЗА6В4, можно получить приращение усиления на частотах, близких
к 800 Гц.
Амплитудная характеристика усилителей прямолинейна с точ-
ностью до 0,1 дБ при увеличении уровня на его выходе до +11 дБ.
Псофометрическое напряжение собственного шума на выходе усили-
теля не превышает 0,2 мВ при измерительном уровне на выходе
усилителя +4 дБ.
218
Рис. 12.11. Зависимости приращения усиления от частоты
Фильтр Д-3400 с частотой среза 3400 подавляет паразит-
ные продукты на выходе демодулятора и состоит из полузвена и
целого звена типа к и одного параллельно-производного полузвена
типа т. В полосе пропускания частот затухание фильтра не более
1 дБ, на частоте 4 кГц оно равно примерно 15 дБ, а на частотах свыше
10 кГц превышает 28 дБ. Номинальное характеристическое сопро-
тивление фильтра составляет 600 Ом.
Режекторный фильтр ФЗ-3860 включают в тракте приема
канала 6, Он уменьшает помехи от тока контрольной частоты
84,14 кГц. При попадании этого тока в демодулятор на выходе
его получается ток частотой 3860 Гц, создающий помеху. Фильтр
представляет собой последовательный резонансный контур, включен-
219
ный в тракт параллельно. Затухание, вносимое фильтром, пре-
вышает 22 дБ на частоте 3800 Гц.
Фильтр К-140 является фильтром верхних частот с частотой
среза 140 Гц, он устраняет помехи от тока контрольной частоты
84,14 кГц в канале 7. Дело в том, что этот ток в демодуляторе,
питаемом током несущей частоты 84 кГц, преобразуется в ток часто-
той 140 Гц и создает помеху этой частоты. Фильтр собран по мосто-
вой схеме. Его затухание в спектре частот выше 300 Гц менее
1 дБ, а на частоте 140 кГц более 17 дБ.
Фильтр К-140 включают также в тракт передачи канала 7 для
устранения влияния составляющей разговорного тока частотой
140 Гц, которая после преобразования в модуляторе канала в
ток частотой 84,14 кГц может просочиться в групповой тракт и
оказывать влияние на ток контрольной частоты 84,14 кГц. Он
также предотвращает влияние на этот ток индукторного тока, кото-
рый после преобразования в модуляторе канала 7 может проник-
нуть в групповой тракт.
Помимо рассмотренного основного оборудования, на СИП-60
(рис. 12.12) имеются еще блок четырехпроводного переговорно-вы-
зывного устройства 4ПрПВУ, блок двух- и четырехпроводного ПВУ
с комплектами служебных линий 2Пр4ПрПВУ, плата защиты и ком-
мутации с коммутационным полем гнезд, устройствами защиты и сиг-
нализации и другими элементами, испытательный усилитель токов
60—108 кГц, служащий для проверки передающего и приемного
трактов, и указатель уровня. Неперметр состоит из генератора
на 12 фиксированных частот (0,3; 0,4; 0,6; 0,8; 1,2; 1,4; 1,6; 2; 2,4;
2;7; 3; 3,4 кГц) с семью фиксированными значениями выходного
уровня и выходным сопротивлением 600 Ом. Указатель уровня ра-
ботает в рабочем диапазоне частот от 50 Гц до 30 кГц с пределами
измерений от —50 до +17 дБ. Его входное сопротивление может
быть установлено равным 600 Ом или более 6000 Ом. На стойке
также находится плата вводных устройств, на которой установлены
вводные гребенки и удлинители, применяемые при подключении
аппаратуры частотного (тонального) телеграфа к четырехпроводной
части тракта.
На СТВ-ДС-60 наряду с рассмотренным основным оборудованием
расположены плата вводных гребенок и плата защиты и сигнали-
зации с устройством для проверки исправности блоков устройств
вызова и местом для включения испытуемого блока.
Стойка СИО 60 имеет одностороннее заполнение. Размеры ее
стального каркаса 2600X650X250 мм. Внутри каркаса установлены
полки-поддоны высотой 30 мм. На каждом поддоне размещаются
блоки с разъемами для электрического соединения данного блока
с другими узлами и источниками питания. В основных узлах
аппаратуры применен печатный монтаж.
220
Рис. 12.12. Размещение оборудования на стойках СИП-60 и СТВ-ДС-60
Обе стойки имеют максимальную емкость 60 каналов. Комплек-
туются они на 36 каналов. Для доукомплектования стоек до 60 ка-
налов отдельно заказывают комплекты блоков БИП-12 (комплект
блоков индивидуального преобразования на 12 каналов) и БУВ-12
(комплект блоков устройств вызова и дифференциальных систем).
Электропитание СИО-60 осуществляется от источников: постоян-
ного тока напряжением 21,2 В±3%, напряжением 24 В±10%
для цепей сигнализации, переменного вызывного тока напряжением
80 В и частотой от 15 до 50 Гц, переменного тока несущих частот
64, 68, ..., 108 кГц напряжением 0,64 В± 10% на вводных зажимах
СИП-60, переменного тока напряжением 0,775 ВчьЗ% и частотой
84,14 кГц, используемой в качестве контрольной частоты первичных
групп.
Оборудование индивидуального преобразования СИП-300 суще-
ственно улучшает электрические параметры типовых каналов ТЧ
221
по сравнению с каналами системы передачи СИП-60, увеличивает
число транзитов по каналам ТЧ (до 12), уменьшает размеры и
массу оборудования.
Стойки индивидуального преобразования комплектуют на 300 и
144 канала только оборудованием преобразования (СИП-300 и
СИП-144); на 252 и 120 каналов — дополнительно генераторным
оборудованием для получения несущих частот (СИП-ГО-252 и
СИП-ГО-120); на 252 и 120 каналов — генераторным оборудова-
нием и задающим генератором на 392 кГц (СИП-ГО-252-ГЗ и СИП-
ГО-120-ГЗ).
По выполняемым функциям оборудование СИП-300 можно раз-
делить на четыре основные части: оборудование преобразования,
генераторное оборудование, питающие устройства и устройства
защиты и сигнализации.
В оборудовании 12-канальной группы (рис. 12.13) используются
блоки трех типов: ИП — блок индивидуального преобразования,
содержащий все элементы трактов передачи и приема канала ТЧ;
УсПерКВ — блок усилителя передачи, в состав которого входят
устройства объединения 12 каналов, общие узлы группового тракта
передачи и оборудование подключения канала вещания; УсПрКВ—
блок усилителя приема, включающий в себя.общие узлы группового
тракта приема, и оборудование выделения канала вещания.
В состав блока ИП входят преобразователи частоты на тран-
зисторах: модулятор М и демодулятор Д, канальные электромеха-
нические фильтры ЭМФ, ограничитель амплитуд ОД, удлинитель У
и усилитель тока низкой частоты УсНЧ.
Рис. 12.13. Функциональная схема оборудования 12-канальной группы СИП-300
222
В схеме применяется параллельное соединение фильтров 12 ка-
налов через развязывающие резисторы сопротивлением 150 Ом,
равным характеристическому сопротивлению фильтров. Резисторы,
соединенные в общей точке, подключаются к низкоомному входу
УсПер или выходу УсПр.
Блоки групповых усилителей передачи и приема выполнены в
двух вариантах: с устройствами включения канала вещания или
без них. В блок усилителя передачи возможна подача тока группо-
вой контрольной частоты 84,14 кГц. В блоке усилителя приема
предусмотрено включение режекторного фильтра ЗФ-84,14 для по-
давления тока групповой контрольной частоты 84,14 кГц.
Групповые усилители передачи и приема имеют низкоомные
входы и выходы (3 Ом). С групповым оборудованием они соеди-
няются через резисторы сопротивлением 75 Ом, последовательно
подключенные к их выходу (входу). На выходе УсПер предусмотре-
но измерительное гнездо ИЗМ, подключенное к тракту, что позво-
ляет контролировать уровень сигнала высокоомным указателем
уровня без нарушения работы тракта.
На выходе УсПер и входе УсПр имеются разделительные гнезда
для измерений в разрез и коммутации групповых трактов при изме-
рении шлейфом. Для установки номинальных уровней передачи
при различных длинах соединительных кабелей в блоках усилителей
передачи и приема предусмотрен набор удлинителей.
12.3. СТОЙКА ГРУППОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
И СТОЙКА ЛИНЕЙНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ И КОРРЕКТОРОВ
Как видно из структурной схемы стойки СГП (рис. 12.14),
сигналы частотами 60—108 кГц с выхода СИП-60 поступают, напри-
мер, на вход панели передачи первичной группы ПППГ-1 и проходят
через симметрирующий трансформатор Г, фильтр нижних частот
Д-125, защищающий вход тракта передачи от проникновения
паразитных продуктов преобразования, блок преобразователя часто-
ты БПР с постоянным на входе и регулируемым на выходе удли-
нителями У1 и У2 ш полосовой фильтр первичной группы ПФПГ.
В результате преобразования в блоке БПР с использованием
несущей частоты 420 кГц для основного (или 252 кГц для инверси-
рованного) спектра на выходе блока появляются токи двух полос
боковых частот и паразитные продукты преобразования. Из них
через фильтр ПФПГ проходят токи частотами 312,3—359,4 кГц
(при инверсированном спектре 312,6—359,7 кГц). Эти токи поступа-
ют в блок параллельной работы первичных групп тракта передачи
БПРПГпер, объединяющий пять первичных групп в общую 60-ка-
нальную вторичную группу. В соответствии с этим к
БПРПГпер подводятся токи соответствующих полос частот (360,3—
407,4; 408,3—455,4; 456,3—503,4; 504,3—551,4 кГц в случае основно-
223
Устройство первичного преобразования
60-ЮвкГц
WOti T Д-125 yi Ш yzjmr
-«Гп=1Г771|Т.Т Я~|7/1ГЧ7р
Устройство вторичного преобразования
(аппаратура сопряжения)
I ПППИ_
i ПППГ-2-
й! пппм
tZ. I---
| пппг^
16Ч±336).
I I-----------------------1-----------
: ПППГ-5 044(511)
! ППрПГ-_5_______________*£*(£$_-
\пПрПГ'-3_'..
'—5]б(ЗЧв}_
^\вврвб:2_[
\_468(3opi_3_Mij6
onpir-fycjpjpi. liS. faPP.
Д125 УЗ БПР' УЧ 6<РПГ
поп Гр
6ПРПГ пер
3<Р-
31^~552кГц
756м
-3536
12-252кГц
1350м
-35Д6
ПУс |
312-55?\ 35 БПРв 36 Д-252 Ус 12-252
Г? !
у!
РИЧ- в6
411,66 J—
г:-J
2606
2\ в б -
| 3,0~4,4
564 М
564
~~| I УсЗП-552 пр I
п-^таетн\/и
2j ! ТТ п ГСП сппи1 но ,
БПРПГпр ! Г
312-552
75 6И
-2266
ТГ Д-551 БПРв‘ У8 Д-151У1 Т
АРУ ПО
огр
Цифры-частоты в кГц
6 т СЛУ К 06 К СЛЗК 0 Л
12~25?КГц
1356м
-22 36
>
/
Рис. 12.14. Структурная схема оборудования стойки группового преобразования
оконечной станции ОК-60П
го спектра вторичной группы и 360,6—407,7; 408,6—455,7; 456,6—
503,7; 504,6—551,7 кГц в случае инверсированного спектра) от
остальных четырех первичных групп. Пройдя блок БПРПГпер, токи
частотами (округленно) 312—552 кГц поступают в режекторный
фильтр ЗФ-411,86, уменьшающий воздействие помех на ток контроль-
ной частоты 411,86 кГц, и далее на панель усилителя передачи
ПУс312-552. На вход этого усилителя поступает также ток контроль-
1 ной частоты 411,86 кГц через блок регулировки уровня этого тока
РКЧ-411,86.
Мы рассмотрели устройства первичного преобразования СГП.
Токи, усиленные усилителем Ус312-552, проходят в блок преоб-
разования вторичной группы БПРВ, В этом блоке токи частотами
312—552 кГц несущей частотой 564 кГц преобразуются в токи часто-
тами 12—252 кГц, затем выделяются фильтром Д-252, усиливаются
усилителями Ус12-252 и поступают на стойку линейных усилителей и
корректоров (СЛУК ОП),
224
При приеме токи частотами 12—252 кГц, поступающие со стороны
СЛУК ОП, преобразуются в порядке, обратном описанному выше,
в преобразователях БПРВ и БПР, расположенных на панели приема
первичной группы ППрПГ. Отметим, что в тракте приема включены
усилители приема Ус312-552 и Ус60-108 (в каждом блоке ППрПГ)
с устройствами АРУ соответственно по вторичной (АРУ по ВГр)
и первичной (АРУ по ПГр) группам. Устройства АРУ обеспечивают
контроль за уровнем токов контрольных частот и автоматическую
регулировку усиления указанных усилителей.
Сигналы частотами 12—252 кГц от стойки СГП поступают на
стойку СЛУК ОП (рис. 12.15). Здесь они проходят через удлинитель
У, дополнительный выравниватель Доп В, запирающие фильтры
ЗФ 112, 248, 16, дифференциальную систему ДС, через которую
вводятся токи контрольных частот 16, 112 и 248 кГц, и затем
поступают в усилитель передачи У сП ер. Токи контрольных частот
подаются в дифференциальную систему ДС через блок переключения
контрольных частот БПКЧ. Последний обеспечивает уровни токов
контрольных частот по мощности неизменными и равными —22 дБ
при работе аппаратуры с перекосом уровней передачи и без него.
Вместе с тем в этом блоке происходит объединение трех токов конт-
рольных частот перед подачей их в развязывающую дифференциаль-
ную систему ДС.
Токи, усиленные усилителем УсПер, через трансформатор Т1
вводно-кабельного оборудования стойки СВКО подаются в линию
Л1.
При приеме токи частотами 12—252 кГц из линии Л2 через
трансформатор Т2 вводно-кабельного оборудования проходят в тракт
12-252кГц
1350м
-35,006
У Доп В ЗФ16
5fid6 ЗФ
112,248 6ПКЧ
СЛУК ОП
-11,0 06 при 12кГц
\С УсПер -1,006при 252кГц
5ПЯ-----------------------
\кпн
-2Ж
1350м
12252кГц
Т Д-268 У1 Допб ФЗ 16
5,206
У~6,5
ФЗ КИНО дЬ НРУ
112,246или У УсКНН УсПРУ КК УСКК
£7l%i£l l«*>d<il4:!<lhM~l<ih*»
МВ ИЛ К12 РВ Т
\_\ПКК-248
06 РКК-112
Д-8
L
Д-8
12-252кГц СЕК0
1350м
Г1
L2
Т2
: *дп
ZJ
1350м
12-252кГц
I
•».....о
1Л1
-м
U2
Рис. 12.15. Структурная схема оборудования линейного тракта стоек СЛУК ОП и
СВКО станции ОК-60П
8 Зак. 872
225
приема. Здесь они через трансформатор Г, линейный выравнива-
тель ЛВ, соответствующий типу кабельной цепи, фильтр К-12,
искусственную линию ИЛ (если она включена) и магистральный
выравниватель МВ поступают на панель косинусного корректора.
В цепи ООС усилителя УсКК этого корректора включен контур
криволинейной АРУ. Токи через косинусный корректор КК попадают
на панель линейного усилителя. Этот усилитель состоит из двух бло-
ков: усилителя плоской регулировки усиления УсПРУ и усилителя
контура начального наклона УсКНН. Контур плоской АРУ включен
в цепь ООС усилителя У сП РУ.
В цепь ООС усилителя УсКНН включены упомянутый контур
начального наклона и набор удлинителей для плоской регулировки
усиления в пределах ±5,2 дБ относительно среднего значения
усиления. Контур начального наклона обеспечивает перепад уси-
ления усилителя на частотах 247 и 17 кГц, равный 13 дБ, и вместе
с выравнивателем ЛВ устраняет амплитудные искажения, вноси-
мые цепью на прилегающем усилительном участке. Между УсПРУ
и УсКНН включен контур НРУ наклонной АРУ. Токи контрольных
частоте выхода УсКНН поступают в приемники контрольных каналов
ПКК-16, ПКК-И2 и ПКК-248. Принятые токи контрольных частот
воздействуют на регуляторы АРУ.
Сигналы частотами 12—252 кГц поступают на выход стойки
СЛУК ОП через контур КПНО, характеристика которого обратна
характеристике контура предварительного наклона КПН, компенси-
рующий перекос уровней передачи, или через удлинитель У (если
перекос уровней не используется), фильтры Ф316, Ф3112, Ф3248,
дополнительный выравниватель Доп В, удлинитель У/, фильтр
Д-268 и трансформатор Т.
Оборудование линейного тракта обслуживаемых усилителей рас-
положено на стойках СЛУК ОУП-3 при использовании усилителей
с трехчастотной АРУ и СЛУК ОУП-2 при использовании усилителей
с двухчастотной АРУ и предназначено для компенсации затухания
цепи на прилегающем усилительном участке в спектре частот 12—
252 кГц.
Структурные схемы стоек СЛУК ОУП-3 (рис. 12.16, а) и СЛУК
ОУП-2 (рис. 12.16,6) в основном аналогичны схеме приемного тракта
стойки СЛУК ОП. Некоторое отличие состоит в том, что с выхода
усилителя УсКНН токи частотами 12—252 кГц непосредственно по-
ступают в фильтр Д-268. Этот фильтр ограничивает спектр частот и
обеспечивает независимое действие устройств телеконтроля на каж-
дой секции ОП (ОУП)—ОУП, а также защищает аппаратуру
от влияния радиостанций. На выходе фильтра Д-268 включен сим-
метрирующий трансформатор Т с коэффициентом трансформа-
ции 1:1.
Оборудование стойки СЛУК ОУП включено между комплектами
вводно-кабельного оборудования низкого и высокого уровней.
226
Рис. 12.16. Структурные схемы стоек СЛУК
Стойка СЛУК ОУП-2 отличается от стойки СЛУК ОУП-3 от-
сутствием панели косинусного корректора с усилителями и приемни-
ком контрольного канала ПКК-112.
Групповое оборудование станции ОК-60П содержит следующие
узлы. Преобразователи частоты первичных и вторичных
групп, входящие в состав оборудования стойки СГП, являются коль-
цевыми преобразователями, собранными на полупроводниковых дио-
дах. Затухание преобразователей для передаваемого сигнала состав-
ляет 5 дБ.
Фильтры трактов первичного и вторичного преобразования
типа LC, за исключением фильтра ЗФ-411,86, построенного на
кварцевых резонаторах. Номинальные значения входных сопротивле-
ний фильтров тракта вторичного преобразования и фильтра ЗФ-
411,86 составляет 75 Ом, в то время как входные сопротивления
фильтров тракта первичного преобразования Д-125, ПФПГ и
ЗФ-411,86 тракта приема равны 135 Ом.
Блоки параллельной работы БПРПГпер (рис. 12.17, а) и
БПРПГпр (рис. 12.17, б) объединяют тракты первичных групп и
выполняют функции согласования. Необходимость применения
этих блоков объясняется невозможностью непосредственного парал-
8* 227
Рис. 12.17. Принципиальные схемы
блоков параллельной работы
Рис. 12.18. Принципиальная схема
группового усилителя приема Ус312-
' 552
БРУ
Напряжение ДВ
питания
(f^WOra)
ДПООС
тер
о-
! Сигнал
исчерпыва-
ния пре-
I долов регу-
1 лировки -21,2В
vjd2\
_____J
лельного включения фильтров ПФПГ вследствие некоторого парал-
лельного наложения их полос пропускания. Поэтому параллельно
включают фильтры первой и четвертой, второй и пятой групп,
полосы пропускания которых достаточно удалены друг от друга.
Смежные по частоте группы объединяются блоком параллельной
работы. Действие этого блока в отношении развязки фильтров
228
основано на сложении равных по амплитуде, но противоположных
по фазе сигналов в точках подключения фильтров.
Затухание блока параллельной работы a=101gn (где п — число
входов параллельно подключаемых устройств). В данном случае
и=3 и а—4,8 дБ. С учетом потерь в трансформаторах это
затухание в полосе частот 312—552 кГц составляет 5,2 дБ. Балансные
сопротивления равны номинальному значению входного сопротив-
ления, т. е. /?б=/?вх=135 Ом. Переходное затухание между входами
блока составляет 35—39 дБ.
Групповые усилители стойки СГП, а именно Ус60-108,
Ус312-552 в тракте приема (рис. 12.18) и Ус12-552 в тракте передачи,
являются трехкаскадными. Связь между каскадами первым и вторым
непосредственная, а между вторым и выходным—через конден-
сатор. Усилители Ус60-108 и Ус312-552 трактов приема первичного
и вторичного преобразования имеют устройства плавной ручной или
автоматической регулировки усиления, а также устройства устране-
ния суммарных краевых амплитудных искажений сигнала, внесен-
ных трактами передачи и приема.
Линейный усилитель приема состоит из усилителя с
плоской регулировкой усиления УсПРУ (см. рис. 12.15) и усилителя
с контуром начального наклона УсКНН, между которыми включен
контур наклонной регулировки усиления НРУ. Общее усиление
усилителя приема на частоте 252 кГц равно 52,5 дБ.
Усилитель УсПРУ (рис. 12.19) служит для усиления токов часто-
тами 12—252 кГц и плоской АРУ на контрольной частоте 248 кГц.
Он имеет три каскада усиления на транзисторах, включенных по
схеме с заземленным эмиттером и непосредственной связью между
каскадами. Для стабилизации режимов питания транзисторов
применена ООС по постоянному току. Напряжение смещения на
базу VT1 снимается с резистора R32 и подается через резистор
R12. В каждом каскаде имеется ОС, образованная резисторами
в цепи эмиттера. Наряду с этим в усилителе предусмотрена
ООС мостового типа с глубиной в основной петле, равной примерно
44 дБ.
В цепь ООС усилителя включен контур плоской АРУ с пределами
регулировки ±4,4 дБ. В качестве управляющего сопротивления
применен терморезистор Tepl с косвенным подогревом. Он включен
через автотрансформатор АТ, обеспечивающий получение необхо-
димых по расчету сопротивлений Tepl, В цепь подогрева Tepl вклю-
чен потенциометр R4, которым управляет моторно-потенциометри-
ческий блок БМП. Для уменьшения влияния температуры окружаю-
щей среды на режим работы Tepl в цепи подогрева предусмотрена
термокомпенсация при помощи терморезистора Тер2 и резистора
R11, Среднее значение усиления усилителя на частоте 252 кГц равно
20 дБ.
229
Усилитель УсКНН (рис. 12.20) имеет четыре каскада усиле-
ния. Все каскады усилителя, за исключением предоконечного,
выполнены по схеме с заземленным эмиттером, а предоконечный—
по схеме с заземленным коллектором. Связь между каскадами
непосредственная, но первый каскад связан со вторым через конден-
сатор С23. Режим работы транзистора VT1 стабилизирован после-
довательной и параллельной ОС по постоянному току. Режимы пита-
ния остальных каскадов стабилизированы глубокой ОС, охватываю-
щей все каскады, напряжение которой снимается с резистора
R42 и через делитель R34, R37, R38 подается на базу транзистора
VT2. Кроме того, в каждом каскаде имеется местная ОС по постоян-
ному току, создаваемая резисторами в цепях эмиттера.
Стабильность режима питания каскада на транзисторе VT3 и
улучшение стабильности режимов питания транзисторов других кас-
кадов достигнуты включением в цепь коллектора транзистора
VT3 стабилитрона VD41. Питание на усилитель подается через
фильтр С68, L69, диод D67 и высокочастотные дроссели L65 и L66,
повышающие переходное затухание между усилителями разных сис-
тем передачи через цепи питания.
230
в ход (от Ус ПРУ
Рис. 12.20. Принципиальная схема усилителя УсКНН
Каскады усилителя схвачены глубокой ООС по переменному
току. В цепь ООС усилителя включены переменный удлинитель и
контур начального наклона КНН. Удлинитель представляет собой
набор постоянных удлинителей У72, позволяющих выполнять плос-
кую регулировку усиления в пределах 13 дБ ступенями по 0,4 дБ.
Контур КНН состоит из двух звеньев АВ1 и АВ2 амплитудного вырав-
нивателя и двухполюсника L86, С87. Последний поднимает усиле-
ние для устранения искажений в спектре 275—277 кГц, используемом
для телеконтроля. Контур КНН имеет затухание 0,3 дБ на частоте
12 кГц и 4 дБ — на частоте 252 кГц. Цепь ООС и усилитель соеди-
нены входной и выходной мостовыми схемами, выполненными на
неравноплечих дифференциальных системах ДС1 и ДС2. К последней
подключаются приемники контрольных частот ПКК 16, 112 и 248 кГц.
Контур НРУ предназначен для выполнения наклонной АРУ и
включает в себя переменный П-образный выравниватель с одним ре-
гулируемым элементом. Контур НРУ состоит из четырехполюсника,
управляемого терморезистором ТерЗ с косвенным подогревом, и ре-
зисторов Rl, R15 и R24. Терморезистор включен через трансфор-
матор Т12. К цепи питания ТерЗ подключен моторно-потенциометри-
ческий блок БМП, управляемый током контрольной частоты 16 кГц.
Трансформатор Т12 присоединен к дополнительному четырехпо-
люснику, состоящему из двух амплитудных выравнивателей пере-
крытой Т-образной схемы. Их суммарные частотные характеристики
затухания обеспечивают изменение подобной характеристики НРУ
с точкой вращения на частоте 248 кГц и пределами ±3,3 дБ на
частоте 12 кГц. Начальное затухание контура НРУ равно 11 дБ.
Линейный усилитель передачи ЛУсПер четырехкас-
кадный с глубокой ООС. В усилитель возможен ввод токов контроль-
ных частот 16, 112 и 248 кГц. В цепь ООС усилителя включены
удлинители и контур предварительного наклона КПН. который может
быть заменен удлинителем с затуханием 6,5 дБ. Часть удлинителей
используется для плоской регулировки усиления в пределах 3 дБ.
Контуром КПН создается перекос уровней в 10,4 дБ на частотах
12 и 252 кГц. Усиление усилителя на частоте 252 кГц равно 44 дБ.
При работе с равными уровнями оно составляет (40,5±0,4) дБ.
Фильтры в групповом оборудовании использованы следующие.
В режекторных фильтрах ЗФ-112 и ЗФ-248 применены кварцевые
резонаторы. Эти фильтры подавляют остатки токов несущих частот
в тракте передачи. Такие же фильтры в тракте приема подавляют
токи контрольных частот. Фильтр К-12 в тракте приема защищает
линейный усилитель помех низкой частоты. Фильтр Д-268 подав-
ляет токи телеконтроля в спектре 275—280 кГц.
Линейные выравниватели совместно с контуром КНН
устраняют амплитудные искажения сигнала, вносимые линией на уси-
лительном участке номинальной длины, а также при разбросе длин
на ±2 км ступенями по 1 км. Выравниватель состоит из звеньев
амплитудного выравнивателя
перекрытой Т-образной схемы
(рис. 12.21) и в зависимости от
типа кабеля позволяет получить
шесть частотных характеристик
затухания. В случае использо-
вания кабеля МКПА элементы
выравнивателя должны быть
несколько изменены, так как
частотная характеристика за-
тухания этого кабеля отличает-
ся от характеристики кабеля со
стирофлексной изоляцией жил.
Магистральный вы-
равниватель вследствие
различия параметров симмет-
ричных кабелей разных марок
имеет регулируемые характе-
ристики и состоит из четырех
каскадно включенных звеньев
Т-образного перекрытого ам-
плитудного выравнивателя.
Каждое звено в результате со-
ответствующего включения его
элементов дает три характерис-
тики затухания с наибольшим
затуханием на некоторой часто-
те f max Переход от одной ха-
рактеристики к другой выполня-
ется перепайкой отводов от
катушек индуктивности.
Искусственные ли-
нии ИЛ включают на укоро-
ченных усилительных участках.
Искусственные линии на 3; 6 и
9 км (рис. 12.22) образуют два
каскадно соединенных четырех-
полюсника, из которых один
ИЛ1 имеет характеристику за-
тухания, соответствующую уча-
стку кабеля длиной 3 км, а дру-
гой ИЛ2 — участку длиной 6 км.
При каскадном соединении этих
четырехполюсников получается
искусственная линия, эквива-
лентная участку кабеля 9 км.
Рис. 12.21. Принципиальная схема ли-
нейного выравнивателя для кабеля
МКСБ
Рис. 12.22. Схема и характеристика
затухания искусственных линий
233
Рис. 12.23. Схема приемников контрольного канала ПКК-16 и ПКК-112
В устройствах АРУ в качестве регулирующего элемента
применены терморезисторы. Ток в цепи подогрева терморезистора и,
следовательно, сопротивление его изменяются потенциометром, при-
водимым в действие двигателем малого размера с редуктором.
К устройствам АРУ относятся генераторы токов контрольных
частот, узкополосные фильтры, приемники контрольного канала,
управляющие устройства и регуляторы усиления. Последние вклю-
чают в себя двигатели, потенциометры, терморезисторы и соот-
ветствующие четырехполюсники-выравниватели, включенные в цепь
ООС регулируемого усилителя, в состав которых входит терморезис-
тор. Узкополосные фильтры контрольных каналов смонтированы на
кварцевых резонаторах.
Схема приемников контрольного канала (рис. 12.23) содержит
фильтр контрольного канала, усилитель приема контрольного канала
и реле, управляющие двигателем, работающим от генератора Г-400.
12.4. СТОЙКА УНИФИЦИРОВАННОГО ГЕНЕРАТОРНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ СУГО-1-5
Генераторное оборудование оконечной станции ОК-60П занима-
ет стойку унифицированного генераторного оборудования СУГО-
1-5. Мощность источников токов несущих и контрольных частот
достаточна для работы восьми станций ОК-60П. Все токи несущих
и большей части контрольных частот формируются на основе опорной
частоты 128 кГц, получаемой от кварцевого задающего генератора.
Для образования контрольных частот 84,14 и 411,86 кГц использу-
234
ется гармоника опорной частоты и кварцевый генератор тока часто-
той 8,14 кГц.
Ток от задающего генератора ЗГ-128 частотой 128 кГц (рис. 12.24)
поступает в распределитель мощности РМ-128 и от него в делитель
частоты ДЧ-128/4; 12, на выходе которого появляются токи часто-
тами 4 и 12 кГц. Ток частотой 4 кГц через распределитель
РМ-4 подается в генератор гармоник ГГ-4. Генератор ГГ-4 форми-
рует ток с гармониками частоты 4 кГц. Он имеет два выхода: один
для четных и другой для нечетных гармоник. Фильтрами индиви-
дуальных несущих частот из спектра ГГ-4 выделяются токи всех
индивидуальных несущих частот, усиливаются усилителями и через
автоматические переключающие устройства ПУИНЧ подаются в рас-
пределители мощности РМ.
Несущие частоты первичного преобразования получаются от ге-
нератора ГГ-12 по схеме, аналогичной рассматриваемой. К ним
относятся частоты 252, 300, 348, 396, 420, 444, 468, 516, 564, 612 кГц.
Несущая частота 564 кГц вторичной группы совпадает с такой же
частотой первичной группы. Ток этой частоты дополнительно фильт-
руется, усиливается и используется в качестве тока несущей часто-
ты вторичной группы.
Токи контрольных частот 84,14 и 411,86 кГц получаются в
результате преобразования тока несущей частоты 76 кГц и соответ-
ственно 420 кГц при помощи частоты 8,14 кГц (8,144-76=84,14 и
420—8,14=411,86 кГц). Полученные таким образом токи частотами
Рис. 12.24. Структурная схема генераторного оборудования СУГО-1-5
235
84,14 и 411,86 кГц выделяются узкополосными фильтрами и усили-
ваются. Токи линейных контрольных частот 16,112 и 248 кГц обра-
зуются как гармоники частоты 4 кГц от генератора ГГ-4, выделяются
фильтрами и усиливаются. Ток частотой 248 кГц создается удвоением
частоты 124 кГц, выделяемой узкополосным фильтром.
Для повышения надежности генераторное оборудование имеет ре-
зервный комплект. Переход с основного комплекта на резервный
выполняется автоматически при пропадании соответствующего тока
переключающим устройством (ПУИНЧ, ПУГИ — для групповых не-
сущих частот и ПУКЧ — для контрольных частот). Обратный пере-
ход происходит вручную.
Построение схем задающего генератора и генератора гармоник
было рассмотрено выше.
Делитель частоты ДЧ-128/4; 12 (рис. 12.25, а) состоит из задаю-
щего генератора ЗГ, формирующего устройства ФУ, делителей часто-
ты 128:2, 64:2,32:2,16:2 и 8:2 и резонансных усилителей токов с часто-
тами 4 (Ус-4) и 12 (Ус-12) кГц. Формирующее устройство ФУ из по-
даваемого на вход синусоидального напряжения (рис. 12.25, в) обра-
зует остроконечные импульсы запуска (рис. 12.25, г). В этом устрой-
стве синусоидальные колебания усиливаются и ограничиваются по
амплитуде, принимая форму, близкую к форме прямоугольных им-
пульсов. Затем они проходят через дифференцирующую схему, со-
стоящую из последовательно включенного конденсатора и параллель-
но включенного резистора, и поступают на транзистор. Этот нормаль-
но закрытый транзистор открывается отрицательными импульсами и
на его выходе появляются остроконечные импульсы положительной
полярности. Частота повторения импульсов совпадает с частотой
колебаний задающего генератора ЗГ.
Рис. 12.25. Схемы и диаграммы работы делителя частоты
236
Делитель частоты (двоичная ячейка) — триггер на транзисторах
с двумя устойчивыми состояниями (рис. 12.25, б). После включения
источника питания вследствие некоторой асимметрии элементов триг-
гер приходит в состояние, при котором один транзистор (скажем,
VT2) открыт, а другой (VT1) закрыт. Напряжение на коллекторе
VT1 будет равно напряжению источника тока. Через делитель /?3,
R6 это отрицательное напряжение поступает на базу VT2, поддержи-
вая его в открытом^состоянии. Напряжение с коллектора VT2 через
делитель R4, R5 подается на базу VT1. Но оно приблизительно
равно нулю, и VT1 остается закрытым.
Для перевода триггера в другое устойчивое состояние на базу
открытого транзистора следует подать положительный импульс.
Такие импульсы подаются с выхода ФУ в первую ячейку через диоды
VD1 и VD2, исключающие влияние на нее импульсов отрицательной
полярности. Остальные ячейки делителя приводятся в действие
положительными импульсами (рис. 12.25, б), снимаемыми с выхода
дифференцирующих схем С5, R9, которыми ячейки соединяются друг
с другом. Под действием импульсов, поступающих на вход каждой
ячейки, последняя переходит из одного устойчивого состояния в
другое и на коллекторах транзисторов напряжение изменяет свое
значение от максимального до почти нулевого (рис. 12.25, е, ж). Каж-
дая ячейка приводит в действие последующую только положитель-
ным импульсом, вследствие чего число импульсов, поступающих на
вход последующей ячейки, уменьшается в 2 раза, т. е. происходит
деление частоты на два. Таким образом, частота импульсов на выходе
пятой ячейки равна 4 кГц. Резонансными усилителями, настроен-
ными на частоты 4 и 12 кГц, выделяются синусоидальные колебания
основной частоты 4 кГц и ее третьей гармоники 12 кГц.
12.5. ОБОРУДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ СИСТЕМЫ
ПЕРЕДАЧИ К-60П
В комплект промежуточной обслуживаемой усилительной стан-
ции входят: стойка линейных усилителей и корректоров СЛУК
ОУП-2 (с двухчастотной АРУ) или СЛУК ОУП-3 (с трехчастотной
АРУ), стойки вводно-коммутационного оборудования СВКО-П,
стойки дистанционного питания СДП и стойка служебной связи
(ССС-7).
Стойки СЛУК ОУП-2 и СЛУК ОУП-3, представляющие собой
основное оборудование обслуживаемых усилительных пунктов,
подобны рассмотренной выше стойке СЛУК ОП.
В комплект промежуточной необслуживаемой станции (НУП)
входят стойки промежуточных усилителей, необслуживаемая СПУН
и вводно-кабельный шкаф ВКШ-1.
237
Рис. 12.26. Схема линейного усилителя
Основным узлом СПУН является линейный усилитель ЛУс
(рис. 12.26). Схема этого усилителя подобна схеме усилителя УсКНН
(см. рис. 12.20). Основная петля ООС охватывает весь усилитель.
Глубина ООС равна примерно 35 дБ на частоте 252 кГц. В цепь
основной ООС включены устройства грунтовой АРУ, набор удлини-
телей и контур начального наклона. Резисторы Rl, R3, R4 и R5 в
устройстве грунтовой АРУ ГрАРУ определяют начальное затухание
выравнивателя, а с помощью четырехполюсника АВ получают
требуемую частотную зависимость затухания. Контуры начального
наклона КНН-1 и КНН-2 обеспечивают наклон кривой усиления
усилителя до 13 дБ на частотах 247 и 17 кГц.
12.6. КОНСТРУКТИВНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ
И ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ АППАРАТУРЫ К-60П
Стойки СВКО, СДП, СЛУК всех типов, СГП СУГО-1-5 для
оконечных и обслуживаемых пунктов выполнены в виде каркасов
с установленными в них поддонами для размещения блоков с обору-
дованием. Стойки рассчитаны на одностороннее размещение обору-
дования. Размеры стойки 2600X650X250 мм.
Оборудование НУП размещено в шкафу ВКШ-1 (вводно-кабель-
ное оборудование) и в шкафу СПУН-К-60П (усилительное оборудо-
вание). Размеры шкафа ВКШ-1 1685X650X300 мм, а шкафа
СПУН 1785X665X276 мм.
238
Электропитание оконечных и обслуживаемых усилительных стан-
ций осуществляется от источников постоянного тока напряжением
21,2 В±3% (основные цепи) и 24 В±10% (цепи сигнализации).
Питание НУП дистанционное. В линейную цепь подается напря-
.жение постоянного тока до 475 В. Напряжение на зажимах питаемой
аппаратуры должно составлять 36 В без устройств защиты и 48 В
с ними. Напряжение дистанционного питания получают от преобразо-
вателей стойки СДП, работающих от источника тока напряжением
21,2 В±3%.
Число НУП между двумя питающими пунктами при организации
дистанционного питания по системе провод-провод может быть равно
шести, по системе провод-земля — 12 (в отдельных случаях может
быть увеличено до 14).
12.7. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ V-60E
Система передачи V-60E по техническим характеристикам и
ряду схемных решений идентична системе передачи К-60П. Ее от-
личительной особенностью является образование спектра первичной
группы двумя ступенями: индивидуальное и предгрупповое преобра-
зования. Остальные ступени преобразования такие же, как у отечест-
венной аппаратуры.
Система передачи V-60E по сравнению с К-60П имеет более
высокую точность коррекции амплитудно-частотных искажений, вно-
симых усилительными участками кабеля, ее оконечная станция
вносит меньший шум.
Оборудование оконечной станции размещено в шкафу низко-
частотного оборудования ШНЧ (ENE), шкафу оборудования инди-
видуального преобразования ШИП (EKU), шкафу оборудования
группового преобразования ШГП (EGU), шкафу линейных усилите-
лей оконечной станции ШЛУ-ОП(ЕЬЕ), шкафу генераторов несу-
щих и контрольных частот ШГНК (ETG), шкафу вводно-кабель-
ного оборудования ШВКО (UKE), шкафу дистанционного питания
ШДП (UFS), шкафу телеобслуживания ШТО, универсальном
торцовом шкафу ШТУ (URE).
Оборудование обслуживаемой усилительной станции занимает
шкаф линейных усилителей ШЛУ-ОУП (ELZ), шкаф вводно-ка-
бельного оборудования ШВКО (UKE), шкаф дистанционного пита-
ния ШДП (UFS) и шкаф телеобслуживания ШТО. Оборудование
необслуживаемой усилительной станции размещено в шкафу ли-
нейных усилителей ШЛУ-НУП (ULU).
Элементы оборудования группового преобразования (шкаф
ШГП) (рис. 12.27) аналогичны элементам отечественной аппара-
туры. В преобразовательном оборудовании в трактах приема
первичных и вторичных групп предусмотрена автоматическая
239
шнч\шгп
Для системы V-120
К-312
Г>
ШШ-
ОП
Л
Y 10№ 50-108
Измерительная
! частота
2-
♦-
5-
Д552 \ Д-252
\дс ™
-Q Резерв
Для систем ы У-120
<1
КОРР
К-312
। Измерительная
I частота
Ш,1Ч
\56Ч
2
3
<1
И Д-552 Д Д-252\
I ДС ДС корр -
I r U-J
! Регулирование напряжения
60-108
ч-
5-1
У
4Z Резерв
Цифры-частоты 6 кГц
V-120
Рис. 12.27. Структурная схема шкафа
ШГП системы передачи V-60E
Рис. 12.28. Структурная схема шкафа ШЛУ-ОП системы передачи V-60E
240
Рис. 12.29. Структурная схема шкафа ШЛУ-НУП системы передачи V-60E
регулировка усиления по уровню токов групповых контрольных
частот с электронной схемой управления.
Схема линейных трактов передачи и приема (рис. 12.28) незна-
чительно отличается от ранее рассмотренной схемы системы переда-
чи К-60П. Так, в тракте передачи используется усилитель, состоящий
из двух блоков. Несколько отличается схема переключения токов
линейных КЧ при переходе системы усиления из режима работы
с плоской частотной характеристикой усиления передачи к наклон-
ной.
Основное оборудование обслуживаемой усилительной станции по
схеме соответствует оборудованию тракта приема оконечной станции,
за исключением режекторных фильтров от линейных контрольных
частот и контуров предварительного наклона КПН.
Схема тракта ВЧ необслуживаемой усилительной станции (рис.
12.29) аналогична схеме СПУН К-6011. Канал низкой частоты
системы передачи V-60E обеспечивает усиление в полосе частот
0,3—6 кГц. Полоса частот 0,3—3,4 кГц используется для организации
служебной связи, а полоса частот 4,32—6 кГц — для работы частот-
ной системы телемеханики.
Глава 13. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ К-24Т
13.1. НАЗНАЧЕНИЕ
Низкое качество тракта передачи оперативно-технологической
связи отделения дороги, обусловленное организацией его по физи-
ческим цепям магистральных кабельных линий передачи и эконо-
мически нецелесообразное использование последних, вызвали необ-
ходимость создания для организации этой связи специальной сис-
темы передачи.
Система передачи, названная К-24Т (кабельная 24-канальная
транспортная), работает в диапазоне частот от 12 до 108 кГц
и создает 12 прямых каналов, связывающих обе оконечные
станции, девять групповых каналов, параллельно выделяемых
во всех промежуточных пунктах и предназначенных для орга-
низации групповых связей типа диспетчерских, и три многоточеч-
ных канала, используемых при передаче дискретной информации
[9]. Прямые каналы занимают в линейном тракте диапазон
частот 12—60 кГц, групповые организуют в диапазоне от 72 до
108 кГц, многоточечные — от 60 до 72 кГц.
Дальность передачи составляет 500 км. На оконечных и
промежуточных станциях предполагается размещение на одной
стойке двух систем передачи. Следовательно, общее число ор-
ганизуемых каналов будет: 24 прямых, 18 групповых и шесть
многоточечных каналов. Все организуемые каналы удовлетворяют
нормам ЕАСС по ширине полосы эффективно передаваемых
частот, что позволяет организовать высококачественные каналы
ТЧ всех указанных выше типов.
Система передачи К-24Т использует линейный тракт системы
К-60П, поэтому уровни передачи в диапазоне частот 12—
108 кГц соответствуют диаграмме уровней этой системы.
Промежуточные станции СП К-24Т имеют в своем составе
усилительные элементы, компенсирующие затухание, вносимое
параллельным подключением устройств промежуточного пункта. По-
этому включение в цепь любого числа промежуточных пунктов,
расположенных в любом месте магистрали, не изменяет диаграм-
мы уровней, что обеспечивает практически отсутствие переходных
влияний между параллельно работающими системами передачи
К-60П и К-24Т.
На рис. J3.1 показан участок магистрали, на котором работает
система передачи К-60П. Здесь же показано включение оконечных
СО К-24Т и промежуточных СП К-24Т стоек и линейный тракт,
используемый этой системой. Указанные стойки могут быть вклю-
242
Рис. 13.1. Структурная схема организации связи с использованием системы передачи
К-24Т
чены в местах установки необслуживаемых (и обслуживаемых)
пунктов К-60П и в любой точке магистрали независимо от
расположения усилителей линейного тракта [8]. На этом рисунке
КЛО — комплект линейного оборудования СП К-24Т, КИП —
комплект индивидуального преобразования, СПУН — стойка проме-
жуточных усилителей необслуживаемая. Таким образом, система
передачи К-24Т состоит из оконечных СО К-24Т и промежуточных
СП К-24Т стоек.
13.2. СТОЙКА ОКОНЕЧНАЯ
В оборудование СО К-24Т (рис. 13.2) входят: КИП-24 —
комплект индивидуального преобразования, КГП — комплект груп-
пового преобразования и оконечного оборудования линейного
тракта, КГ О — комплект генераторного оборудования. На стойке
243
Рис. 13.2. Структурная схема око-
нечной станции
Рис. 13.3. Схема частотных преоб-
разований
расположены также комплект устройств вызова и дифференциаль-
ных систем КУВДС, комплект телеконтроля и служебной связи
оконечный КТСС-0 и комплект вспомогательного оборудования
КВО [6].
Спектр линейного тракта формируется тремя ступенями
преобразования частоты сигнала (рис. 13.3). Первоначальное
распределение спектров сигналов в диапазоне частот первичной
группы (Пг) от 60 до 108 кГц осуществляется в КИП-24
(образуются две первичные группы). Затем в КГП спектр пер-
вой ПГ-1 током несущей частоты 444 кГц преобразуется в диа-
пазон частот от 504,6 до 551,7 кГц и второй ПГ-2 током
несущей частоты 564 кГц — в диапазоне частот от 456,3 до
503,4 кГц. После объединения первичных групп общий спектр
244
частот током несущей частоты 564 кГц переносится в диапазон
частот от 12,3 до 107,7 кГц, соответствующий спектру линей-
ного тракта.
В приемной части после преобразования линейного спектра
частот током несущей частоты 564 кГц в диапазон частот
456,3—551,7 кГц и разделения первичных групп осуществляется
обратное преобразование электрических колебаний обоих спектров
первичных групп в диапазон частот 60,6—107,7 кГц, токи которого
и поступают в КИП-24,
Комплект индивидуального преобразования КИП-24 является
составной частью оконечных и всех промежуточных стоек. Это
каналообразующая часть системы передачи. Ее назначением явля-
ется преобразование* электрических колебаний тональных частот
0,3—3,4 кГц, в диапазон частот первичной группы, т. е. распределение
спектров 12 каналов ТЧ по диапазону частот 60—108 кГц. Комплект
обеспечивает создание двух первичных групп.
Основными составными частями КИП-24 являются преобразо-
вательное оборудование ПО (см. рис. 13.2), состоящее из обо-
рудования двух первичных групп ПГ1 и ПГ2, генераторное обо-
рудование ГО, устройства сигнализации УС и питания УП (см.
§ 13.4).
На структурной схеме КИП-24 (рис. 13.4) показан только
первый индивидуальный преобразователь ИП1, остальные 11 имеют
такую же схему. Электрические колебания с уровнем—13 дБ посту-
пают на вход ограничителя максимальных амплитуд ОА.
При допустимых уровнях речевого сигнала сопротивления обоих
стабисторов VD1 и VD2 (см. рис. 7.32,6) большие и затухание
ОА составляет не более 0,9 дБ. При больших амплитудах рече-
0,3~д,4кГц
YY~13дб о А
-Ш6
1500м
УсПер
84,14 кГц
60Ч08кГи
^8ход 1) (
600 0м
108кГц
Щ6
-3296
J500M
Передача
0,3 ~3,4 кГц
УУ^Чдб УсНЧ
-41д6 I
W7 1500м
60~108кГц
-25 дБ
1500м
Рис. 13.4. Структурная схема КИП-24
245
вого сигнала сопротивление стабисторов резко уменьшается, вслед-
ствие чего наступает ограничение амплитуд сигнала. Отводы
трансформатора позволяют регулировать порог срабатывания ОА.
Модулятор М выполнен по балансной схеме на двух тран-
зисторах VT1 и VT2 (см. рис. 7.5), включенных по схеме
с заземленным эмиттером. Его входное сопротивление 600 Ом, выход-
ное 150 Ом. Резисторы, включенные в цепи эмиттеров, стаби-
лизируют работу транзисторов, уменьшают влияние разбросов
их параметров и, следовательно, уровень остатка тока несущей
частоты по мощности на выходе меньше или равен —3,5 дБ.
Уровень тока несущей частоты по мощности, подаваемого в моду-
лятор, равен 4,3 дБ. Номинальный уровень тока боковой полосы
частот на выходе составляет — 17,5 дБ. Затухание модулятора
(4,5±2)дБ.
Токи боковых полос частот с выхода модулятора через удлини-
тель, служащий для ограничения уровней, подаются в полосовые
электромеханические гантельные фильтры. Рассмотрим устройство
последних (рис. 13.5). Преобразователь электрических колебаний
в крутильные механические представляет собой трубку Т из магнито-
Рис. 13.5. Электромеханический фильтр
и его характеристики
246
стрикционного материала, имеющую постоянное кольцеобразное маг-
нитное поле Ф, помещенную внутрь катушки О, по которой про-
ходит входящий ток. В результате взаимодействия поля,
создаваемого входным током, и кольцеобразного поля трубки
получаются крутильные механические колебания [18]. Эти колебания
передаются гантельному резонатору Р. Каскадное включение восьми
резонаторов обеспечивает требуемую селективность. На выходе
фильтра механические крутильные колебания трубки создают про-
странственное изменение магнитного поля, индуцирующего в прием-
ной катушке токи отфильтрованного сигнала. Механическая колеба-
тельная система в пространстве фиксируется эластичными коль-
цами К.
На выходе каждого из 12 фильтров (см. рис. 13.4) после-
довательно включены резисторы сопротивлением 150 Ом, после
чего выходы всех фильтров объединяются и подаются на вход
усилителя, имеющего малое входное сопротивление (примерно
3 Ом), чем достигается уменьшение взаимных влияний. Выходной
однокаскадный усилитель обеспечивает уровень сигнала по мощнос-
ти на выходе КИП-24 —32 дБ. На выходе усилителя включен
ряд удлинителей, позволяющих изменить выходной уровень в зависи-
мости от длины кабеля, идущего на групповую часть аппаратуры.
Контрольная частота 84,14 кГц вводится в точку параллельного
соединения канальных фильтров.
В приемной части оборудования первичной группы токи
спектра всех каналов через регулирующий удлинитель и режектор-
ный фильтр, задерживающий ток контрольной частоты 84,14 кГц,
подаются на вход усилителя приема с уровнем по мощности
—25 дБ на сопротивлении 150 Ом. Выходное сопротивление
усилителя выбирается равным 3 Ом при входном сопротивлении
канальных фильтров 150 Ом . После выделения спектра электричес-
ких колебаний данного (первого) канала канальным фильтром
КФ они подаются в демодулятор Д, схема которого аналогична
схеме модулятора.
Токи тональных частот данного канала поступают в их усили-
тель, выполняющий одновременно функции фильтра нижних частот.
В генераторном оборудовании ГО КИП-24 (рис. 13.6) два
параллельно работающих задающих ЗГ-372 и гармонических ГГ ге-
нераторов обеспечивают надежность работы аппаратуры. Высоко-
стабильный генератор, создающий электрические колебания 4464 кГц
(см. рис. 7.21) после деления на 12 имеет на двух выходах
электрические колебания частотой 372 кГц, являющиеся исходными
для работы ГГ и преобразователя контрольной частоты ПКЧ-84,14.
Генераторное оборудование может работать и от внешних источ-
ников электрических колебаний с частотами 372, 128 или 60 кГц [6].
После последовательного деления счетчиковыми делителями
(см. рис. 7.25) и умножения в гармоническом умножителе
247
Рис. 13.6. Структурная схема генераторного оборудования КИП-24
ГУ появляется спектр частот, содержащий нужные гармоники час-
тоты 4 кГц, т. е. 64, 68, 72, ..., 108 кГц, которые выде-
ляются полосовыми фильтрами, усиливаются усилителями и поступа-
ют в индивидуальные модуляторы (и демодуляторы) в блоках
ИП1—ИП12 (см. рис. 13.4). Ток контрольной частоты 84,14 кГц,
синтезируемый в преобразователе ПКЧ-84,14 с использованием элек-
трических колебаний 372 кГц, после выделения полосовым фильтром
и усиления подается в- точку объединения выходов канальных
фильтров.
Оба генератора гармоник совершенно одинаковы; их выходы
включены параллельно на общую нагрузку (параллельно включен-
ные фильтры, выделяющие токи несущих частот). Когда работает
один из генераторов, другой находится: в «горячем» резерве.
Предусмотрено устройство контроля (УКП) автоматического пере-
ключения при пропадании электрических колебаний на выходе рабо-
тающего генератора гармоник.
Комплект группового оборудования (рис. 13.7) состоит
из трех основных частей: оборудования первичного преобразова-
ния ОПП, оборудования сопряжения ОС и оборудования линейного
тракта ОЛТ. На рассматриваемой схеме приведены значения уровней
сигналов по напряжению и входных сопротивлений в наиболее
характерных точках.
В оборудовании первичного преобразования электрические коле-
бания двух основных первичных групп несущими частотами
564 и 444 кГц переносятся в диапазон частот 456,3—551,7 кГц (бло-
ки ППГ). В оборудовании сопряжения данная полоса частот
несущей частотой 564 кГц преобразуется в диапазон частот
248
№
ОПП
ОС
ОЛТ
вход
бОЛОвкГц
14000м
вход
БО-ЮвкГц
14500М
выход
60-Ю8кГи
Z4500M
~Ч1дб
дб
56УкГц
(P1Z5
ППГ-4
РППГ-Ч
-ЩЗдб
ОПТ
ЛГр
~38,6д5
/ 108 -ЗОдб
<^»>
-Мдб ППГ-5
/ У <P1Z5
выход
БО-ЮвкГи
1450ОМ
ЩкГц
МВ^-55ЦкГц
ПбЧкГц
дб
rnir-5
41 дб
УсГрП
ВдодКЧ 112 к Гц
РПГ
V55Z
40,9дб
/ ПП
Выход
12-112кГц
14500м
ПрГр
V108 дбдб
дб
'ЗОдб
УсПр
ПрПГ-Ч
ПП ФППГ-Ц
564 кГц
РРУ
~46дб
/<РП5
1,5 д 5
дб
УсГрПр
ПТКЧ8Ч,!Ч —\дб) Р
-т=-^
~30дб
'УсПр
564 кГц
ПрПГ-5
ПП tpnnr-5
~Шб
/Ф125
дб —
дб
РРУ
444кГц
ПТКЧ 8^,14 —\дб)Р
С—W
ПТКЧ-112 \АРУ
вл <т
L-\f
Вход
iz-пгкгц
14500м
Рис. 13.7. Структурная схема группового оборудования СО К-24Т
линейного тракта 12,3—107,7 кГц (блок ПГр). В приемной части
комплекта группового преобразования осуществляются обратные
преобразования (соответственно блоки ПрПГ и ПрГр).
Объединение двух первичных групп в блоке ОПГ и разделе-
ние их при приеме в блоке РПГ осуществляются в групповом
усилителе, имеющем низкие (примерно 1 Ом) входное и выходное
сопротивления. Благодаря тому что входное и выходное сопротив-
ления полосовых фильтров ФППГ равны 150 Ом, достигается
большое переходное затухание между объединяемыми (и разделя-
емыми) группами (примерно 40 дБ).
Ток линейной контрольной частоты плоской АРУ 112 кГц
на передающей станции вводится в усилитель групповой переда-
чи УсГрП\ на приемной станции он выделяется усилителем
групповым приема УсГрПр и поступает в приемник тока контроль-
ной частоты ПТКЧ-112. Автоматическая регулировка усиления осу-
ществляется в цепи отрицательной обратной связи УсГрПр.
Приемник тока контрольной частоты 84,14 кГц включают в усили-
теле приема каждой первичной группы; по показанию измери-
тельного прибора Р вручную регулируют уровень приема.
Комплект генераторного оборудования оконечной станции
(рис. 13.8) состоит из двух идентичных комплектов (основного
и резервного), которые могут переключаться автоматически (или
вручную) устройством переключения УП [7].
Основными элементами комплекта генераторного оборудования
являются блоки получения токов несущих частот 444 и 564 кГц (ПЧ-
444, 564), а также Гока контрольной частоты 112 кГц (ПЧ-112).
В качестве примера на рис. 13.9 приведена принципиальная
схема получения токов несущих частот 444 и 564 кГц. Электрические
колебания управляющей частоты 372 кГц от задающего генератора
КИП-24 (см. рис. 13.2 и 13.6) подаются в формирователь F1
(см. рис. 13.8) импульсной последовательности, выполненный
на микросхеме D1 (см. рис. 13.9). Далее импульсная последо-
вательность с частотой 372 кГц поступает в преобразователь-
делитель (микросхема D2.2 и D2.1), в который подается также
импульсная последовательность с частотой 12 кГц с выхода
микросхемы D6.2. После деления на два (микросхема D2.1)
появляется импульсная последовательность с частотой 180 кГц,
которая поступает в еще один преобразователь-делитель, выполнен-
ный на микросхемах D4.2 и D3.2, в который также подается импуль-
сная последовательность с частотой 36 кГц, появляющаяся на
выходе микросхемы D4.1.
На выходе микросхемы D3.2 возникает импульсная последо-
вательность с частотой следования импульсов 144 кГц.
На выходе делителя на два (микросхема D3.2) появляется
импульсная последовательность с частотой следования 72 кГц,
которая делением на два (микросхема D4.1), позволяет получить
250
Рис. 13.8. Структурная схема генераторного оборудования СОК-24Т
Рис. 13.9. Принципиальная схема генераторного оборудования СО К-24Т
частоту следования 36 кГц. После последующего деления на
три (микросхема D6) получается импульсная последователь-
ность с частотой 12 кГц, необходимая для указанного выше преоб-
разования.
Синтезированные импульсные последовательности дают возмож-
ность получить требуемые несущие частоты.
При подаче на входы преобразователя, выполненного на микро-
схеме D5, импульсной последовательности с частотами 372 и 72 кГц
на выходе его появляются электрические колебания частотой 444
кГц, выделяемые пьезоэлектрическим фильтром Z1 и усиливаемые
усилителем на микросхеме D8.
Сформированная в формирователе F2 (см. рис. 13.8),
выполненном на микросхеме D9.2 (см. рис. 13.9), импульсная
последовательность с частотой 444 кГц подается на один из
входов преобразователя D9.1. На другой вход его поступает
импульсная последовательность, появляющаяся на выходе делителя
на три (микросхема D7) с частотой 60 кГц.
Вторая гармоника частоты 60 кГц совместно с импульсной
последовательностью, частота которой 444 кГц, дает на выходе
D9.1 электрические колебания частотой 564 кГц, выделяемые
пьезоэлектрическим фильтром Z2 и усиливаемые усилителем D10.
Ток контрольной частоты 112 кГц синтезируется в преобразова-
теле D13 при подаче на его вход импульсной последователь-
ности с частотой 12 кГц и деленной на три (микросхема D12)
импульсной последовательностью управляющей частоты 372 кГц.
Выделяемые электромеханическим фильтром колебания частотой
112 кГц усиливаются и поступают на выход.
Резервное оборудование, показанное в нижней части рис. 13.8,
тождественно рассмотренному.
В схемах выходных усилителей токов несущих частот 444 и
564 кГц имеются релейные схемы устройств автоматического или
ручного переключения устройств (и соответствующей аварийной
сигнализации) при пропадении напряжения несущих частот в основ-
ном оборудовании.
13.3. СТОЙКА ПРОМЕЖУТОЧНАЯ
Стойка промежуточная СП К-24Т дает возможность: прямого
прохождения сигналов линейного спектра частот 12—112 кГц
в обоих направлениях передачи без изменения диаграммы уровней
независимо от места подключения в линейном тракте; параллельного
ответвления (выделения) из линейного тракта и введения в линей-
ный тракт одной 12-канальной группы в полосе частот 60—
108 кГц; прямого и обратного преобразований спектра 60—108 кГц
в полосу частот канала ТЧ; организации канала служебной
связи и телеконтроля исправного состояния аппаратуры проме-
жуточного пункта; транзита дистанционного питания НУП.
253
Рис. 13.10. Структурная схема элемен-
тов промежуточной стойки СП К-24Т
СП К-24Т укомплектована обо-
рудованием на две системы, каж-
дая из которых обеспечивает ука-
занные выше возможности. Ос-
новные составные части проме-
жуточной стойки приведены на
рис. 13.10. Устройство ввода и за-
щиты УВЗ рассчитано на две ка-
бельные пары в каждом направле-
нии, по которым работают две
системы К-24Т.
Принципиальная схема одного
из направлений одной из пар ка-
беля показана на рис. 13.11. Раз-
рядник Р1 типа Р-34, включенный
в средние точки трансформаторов
Т5 и Тб, используемые для транзи-
та тока дистанционного питания,
срабатывает от напряжения 1050 В.
Разрядники Р2 типа Р-4 (вторая
ступень защиты), включенные между проводами пары, срабатывают
от напряжения 70—80 В. Третья ступень защиты осуществляется
тиристорами VI — V4 (2Н102А), включенными во вторичные (стан-
ционные) обмотки трансформаторов Т1—Т4.
Через станционные обмотки трансформаторов Т5 и Тб подклю-
чаются комплекты телеконтроля и служебной связи КТСС.
Устройства телеконтроля обеспечивают передачу на оконечную
Рис. 13.11. Принципиальная схема устройства ввода и защиты
254
станцию информации об исправности элементов СП К-24Т [9].
По каналу служебной связи организуется связь между соседними
СП К-24Т и с оконечной станцией СО К-24Т [8] по принципу
конференцсвязи.
Основным узлом, определяющим возможности СП К-24Т,
является комплект линейного оборудования КЛО (рис. 13.12). Этот
комплект обеспечивает организацию трех основных трактов
прохождения сигналов: тракта прямого прохождения электрических
колебаний (ТПП) всего спектра частот от 12 до 112 кГц (см.
рис. 13.10 и 13.12, штриховая линия /), тракта выделения элек-
трических колебаний (ТВД) спектра частот 60—108 кГц (штриховая
линия 2) и тракта введения (ТВВ) сигналов, поступающих от
КИП-24 в линейный тракт (штриховая линия 3).
В тракт прямого прохождения включены фильтры верхних К-12
и нижних Д-135 частот, ограничивающих спектр электрических
колебаний системы передачи.
Дифференциальная система Т1 позволяет параллельное ответвле-
ние электрических колебаний спектра частот 60—108 кГц и пропус-
кает колебания всего спектра частот 12—108 кГц в усилитель ЛУс.
Последний компенсирует затухания всех элементов ТПП с тем, чтобы
включение СП К-24Т не изменя-
ло диаграммы уровней линей-
ного тракта.
В тракте выделения включен
переменный выравниватель
ВЛ1, корректирующий АЧХ
предшествующего участка,
вспомогательный усилитель
УсВ1, фильтр К-60 (или К-72) и
усилитель приема УсПр. Эти
элементы ограничивают спектр
электрических колебаний и под-
держивают постоянным изме-
рительный уровень электри-
ческих колебаний по напряже-
нию (—30 дБ) на входе
КИП-24.
Регулировка затухания ВЛ1
с помощью перепаек осущест-
вляется при установке СП К-24Т
в данном промежуточном пунк-
те. В ходе эксплуатации допус-
кается ручная регулировка в
УсПр в пределах ± 4 дБ. Если
система передачи работает с
Рис.
13.12. Структурная схема комплекта
линейного оборудования
255
предыскажением, то контур компенсации предыскажений включают
на выходе УсВ1.
В тракте введения включен вспомогательный усилитель
УсВ2, дифференциальным трансформатором которого разделяются
направления передачи, ограничивающий спектр фильтр К-72
(или К-60), усилитель передачи УсПер и переменная искусственная
линия ИЛ1 (или ИЛ2).
Затухание искусственной линии регулируется с помощью пере-
мычек при установке СП К-24Т в данном промежуточном пункте
с тем, чтобы с учетом УсПер измерительные уровни передачи
электрических колебаний, поступающих от КИП-24, были равны
измерительным уровням диаграммы уровней в данной точке
линейного тракта.
В случае работы системы передачи К-24Т с предыскажением
на входе УсПер включается контур, обеспечивающий предыскаже-
ние уровней передачи.
Фильтры К-60 и К-72 обеспечивают параллельное подключе-
ние и выделение девяти каналов, спектр которых находится в
диапазоне частот от 72 до 108 кГц. По этим каналам уста-
навливают двустороннюю связь в обоих направлениях от данного
промежуточного пункта. Для трех каналов, работающих в спектре
от 60 до 72 кГц, двусторонняя связь организуется только в одном
направлении (с оконечной станцией, расположенной слева от данного
промежуточного пункта). Эти три канала могут быть использо-
ваны для сбора дискретной информации, связи с движущимися
объектами, передачи сигналов телемеханики и т. п.
Все усилители аппаратуры К-24Т имеют примерно идентичные
принципиальные схемы. Рассмотрим схему усилителя группового
передачи УсГрП (рис. 13.13). Усилитель трехкаскадный. Первые
два каскада выполнены по схеме с непосредственной связью.
Термостабилизация режима работы обеспечивается глубокой обрат-
ной связью по постоянному току. Напряжение ООС для первых двух
каскадов снимается с резистора /?4. В третьем каскаде термо-
стабилизация достигается с помощью напряжения, снимаемого с
резистора /?8. Общая ООС, охватывающая весь усилитель и
обеспечивающая требуемое снижение нелинейных искажений, выпол-
нена по комбинированной схеме. Отрицательная обратная связь
по напряжению подается с обмотки трансформатора Т2, ООС по
току создается падением напряжения на резисторе /?8.
Во входном каскаде ООС подается параллельно на нижнюю
обмотку трансформатора Т\ и последовательно за счет падения
напряжения на резисторе /?3 и элементах /?2, L1. Резисторы
/?9 (на выходе) и /?1 на входе позволяют получить требуемые
выходное и входное сопротивления усилителя. Элементы С1, /?5
обеспечивают устойчивость работы усилителя.
256
Рис. 13.13. Принципиальная схема усилителя передачи
Через верхнюю половину дифференциальной выходной обмотки
трансформатора Г1 сигнал подается непосредственно или через
контур предыскажения. Нижняя половина входной обмотки Т1
служит для подведения на вход усилителя тока контрольной
частоты 112 кГц, значение уровня которого может изменяться
с помощью резистора /?10.
13.4. УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ
Электропитание оконечной стойки осуществляется от трех неза-
висимых источников постоянного тока напряжением 21,6—26,4 В. От
двух источников получают питание рабочие цепи элементов ап-
паратуры, от третьего— цепи сигнализации (рис. 13.14).
-2ЬВ/2 -2АВ1сигн Сигнализация
о 2 9
комплекты К И fl-2и Комплекты КТСС кв о Ш ДС Комплект
группового генераторного сигнализации
ооорудования оСорувовация
Рис. 13.14. Схема распределения электропитания СО K-24T
9 Зак. 872
257
Основное требование к источникам питания — это минимальная
пульсация напряжения, которая не должна превышать 250 мВ в
полосе частот до 300 Гц и 15 мВ — на частотах выше 300 Гц.
Непосредственное питание узлов аппаратуры осуществляется на-
пряжением (18±0,2)В, получаемым с помощью стабилизаторов.
Стабилизаторы напряжения устанавливают на группу или ком-
плект узлов аппаратуры таким образом, чтобы ток питания не
превышал допустимое для стабилизатора значение. Они обеспечи-
вают стабилизацию напряжения в пределах от 17 до 19 В,
защиту от токовых перегрузок и перенапряжений, а также сниже-
ние пульсаций напряжения до 2 мВ и ослабление влияний между
отдельными частями оборудования через общие цепи питания.
Устройство сигнализации обеспечивает техническую и эксплуата-
ционную сигнализацию. К первой относятся перегорание предо-
хранителей, снижение или пропадание напряжений несущих или
контрольных частот; ко второй — изменение уровней токов контроль-
ных частот на приемных станциях. Устройства оптической сигнали-
зации есть в каждом блоке, в специальном блоке сигнализации
и на стойке.
Сигнализация в каждом блоке выключается только после устра-
нения повреждения. Устройство звуковой сигнализации генерирует
сигналы прерывистого звучания. Оно состоит из двух генераторов:
мультивибратора, формирующего импульсы частотой следования
0,5 Гц, и генератора звуковой частоты 680 Гц.
При подаче сигнала технического или эксплуатационного повреж-
дения оба генератора начинают работать. Прерывистость звучания
определяется частотой следования импульсов мультивибратора, ко-
торый управляет работой звукового генератора.
Глава 14. СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ПО КАБЕЛЬНЫМ
ЛИНЙЯМ НА НЕБОЛЬШИЕ РАССТОЯНИЯ
14.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Модернизированная система передачи КРР-М и ее последний
вариант КАМА работают по кабельным и радиорелейным линиям.
Эти системы в основном применяют при организации соедини-
тельных линий между АТС, но они могут быть использованы и
для организации прямых каналов для передачи любых видов
информации на небольшие расстояния.
Системы передачи работают по симметричным кабелям МКС
и другим кабелям с аналогичными характеристиками. Система
связи однокабельная двухполосная или двухкабельная однопо-
лосная.
Система передачи предусматривает организацию 30 каналов
ТЧ. Ее линейный спектр при организации связи по двухполосной
системе в направлении А—Б составляет 12—248 кГц, в направ-
лении Б—А—312—548 кГц, по однополосной системе—12—248
кГц. Для работы по радиорелейным линиям могут быть образо-
ваны 60-канальные группы в диапазоне частот 12—548 кГц.
Каналы ТЧ имеют полосу эффективно передаваемых частот 0,3—3,4
кГц.
Сигналы управления посылаются по вынесенному каналу. В
системе КРР-М использована для этого частота 3,8 кГц, в системе
КАМА — 3,825 кГц.
Системы передачи имеют обслуживаемые и необслуживаемые
усилительные пункты. Уровни передачи для верхней группы
частот равны —4 дБ, для нижней —7 дБ. Наибольшая даль-
ность передачи составляет 80 км. Средняя длина усилительного
участка колеблется от 8 до 13 км в зависимости от типа ка-
беля.
Система передачи КАМА отличается от КРР-М некоторыми
усовершенствованиями элементов оконечной и промежуточных
станций, существенной переработкой конструкции аппаратуры око-
нечных и промежуточных станций и наличием одночастотных
устройств автоматической регулировки усиления. Линейные конт-
рольные частоты для нижней и верхней групп частот равны соответ-
ственно 256 и 304 кГц.
Дополнительные контрольные частоты 296 и 312 кГц использу-
ются для контроля групповых трактов. Синхронизация частот на
станции Б выполняется с использованием тока частотой 8 кГц, пере-
даваемого со станции А.
9*
259
Характерной особенностью обеих систем является использование
фазовых соотношений между токами для подавления нижней
боковой полосы частот в оборудовании индивидуального преобразо-
вания. Это позволило отказаться от дорогостоящих канальных
полосовых фильтров в тракте передачи, что существенно снизило
общую стоимость оконечных станций. Однако вследствие неполного
подавления нижней боковой полосы частот пришлось вдвое уве-
личить полосу частот, занимаемую каждым каналом. В результате
несущие частоты смежных каналов в данных системах отличаются
не на 4 кГц, как в большинстве систем, а на 8 кГц. Несу-
щая частота для любого n-го канала может быть определена
из соотношения FHn=3044-8n. Основные электрические характерис-
тики систем близки друг к другу.
Схема преобразования спектров тональных частот в линейный
спектр на передающей оконечной станции и обратного преобра-
зования линейного спектра в спектр тональных частот в приемной
части оконечной станции приведена на рис. 14.1. Несущими час-
тотами 312—544 кГц тональные частоты 0,3—3,4 кГц преобра-
зуются в спектр частот 312,3—547,4 кГц (округленно 312—
548 кГц). Токи этих частот или непосредственно направляются в
линию передачи (станция Б), или предварительно преобразовывают-
ся в токи спектра 12—248 кГц током несущей частоты 560 кГц (стан-
ция Л).
Преобразование частот линейного спектра в тональные частоты
происходит в обратном порядке.
На рассматриваемом рисунке наряду с основными спектрами
сигналов и несущих частот показаны основные (256 и 304 кГц)
и вспомогательные (248 и 312 кГц) контрольные частоты, исполь-
зуемые в системе передачи КАМА для работы устройств АРУ
и. контроля групповых трактов.
8 12
248(256) (304) 312 548 нГц
56ОкГц
Рис. 14.1. Схема частотных преобразований в системах передачи КРР-М и КАМА
260
14.2. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ КРР-М
Оконечная станция А несколько отличается от оконечной станции
Б, что отражено на структурной схеме (рис. 14.2). В верхней
части этой схемы показаны элементы тракта передачи, в нижней —
тракта приема. Разговорные токи от абонента через дифференци-
альную систему на стойке реле соединительных линий (РСЛ)
(не входит в комплект аппаратуры КРР-М) попадают в тракт
передачи оконечной станции. Здесь токи проходят через трансфор-
матор Г, который обеспечивает переход с симметричной части
схемы на несимметричную.
Далее токи поступают в фильтр нижних частот Д-3,4.
Этот фильтр подавляет токи речевого сигнала с частотами выше
3,4 кГц, которые могут вызвать ложное срабатывание устройств
сигнального канала. С выхода фильтра токи попадают в индиви-
дуальный преобразователь ИП, где токи тонального диапазона час-
тот 0,3—3,4 кГц переносятся в соответствующую часть спектра
312—548 кГц. Преобразованные токи разделенных на группы четных
и нечетных каналов поступают на вход группового тракта.
’ Общий групповой сигнал всех 30 каналов усиливается вспомо-
гательным усилителем ВУс и проходит через фильтр нижних
частот Д-552, подавляющий паразитные продукты преобразования
всех преобразователей.
Рис. 14.2. Структурная схема оконечной станции системы передачи КРР-М
261
Групповой преобразователь ГП с помощью тока несущей час-
тоты 560 кГц переносит спектр 312—548 кГц в нижнюю группу
частот линейного спектра 12—248 кГц. Фильтр Д-252 подавляет
токи верхней боковой полосы частот на выходе преобразователя
ГП. Усиленные групповым усилителем ГУс токи группового
сигнала через режекторный фильтр Р-8, направляющий фильтр
Д-280 и линейный трансформатор ДТ направляются в линию.
Режекторный фильтр Р-8 вместе с полосовым фильтром П-8
обеспечивает передачу в линию тока частотой 8 кГц, который
используется для синхронизации генераторного оборудования на
станции Б.
На другой оконечной станции (см. элементы для станции
Б) токи с линии проходят через линейный трансформатор ЛТ,
направляющий фильтр Д-280, режекторный фильтр Р-8 и попадают
на элементы, устраняющие амплитудно-частотные искажения:
комплект выравнивателей В, переключаемый удлинитель У и
вспомогательный усилитель ВУс.
Далее в групповом преобразователе ГП током несущей частоты
560 кГц токи нижней группы линейного спектра 312—248 кГц
переносятся в диапазон 312—548 кГц. Токи верхней боковой
полосы частот на выходе преобразователя подавляются фильтром
Д-548.
Выделенные фильтром токи группового сигнала усиливаются
групповым усилителем ГУс. Этот усилитель имеет два выхода,
образованных развязывающей дифференциальной системой. К одно-
му выходу параллельно подключают канальные полосовые фильт-
ры ПФ с четными номерами, к другому — с нечетными. Выделенные
полосовыми фильтрами токи спектров соответствующих каналов по-
ступают в индивидуальные преобразователи ИП (демодуляторы).
В каждый преобразователь подается ток соответствующей несущей
частоты.
Усиленные усилителем УсНЧ и ограниченные фильтром
Д-3,4 токи разговорных частот проходят через переходный трансфор-
матор Т, дифференциальную систему на стойке РСЛ и направля-
ются к абоненту.
Передача в обратном направлении происходит аналогично, но
в тракте отсутствуют групповые преобразователи, так как переда-
ча ведется в верхней группе частот линейного спектра 312—
548 кГц.
Сигналы управления в системе передаются током частотой
3,8 кГц. Поступающие из стойки РСЛ управляющие сигналы в
виде импульсов постоянного тока воздействуют на статическое
реле СР в передающем устройстве. Статическое реле подключает
генератор 3,8 кГц к тракту передачи. Сигналы управления
проходят такой же путь по тракту системы, как и разговорный
ток. На приемной станции ток частотой 3,8 кГц выделяется поло-
262
совым фильтром ПФ-3,8, вклю-
ченным на выходе усилителя
УсНЧ, усиливается усилителем Ус
и преобразовывается в импульсы
постоянного тока в преобразова-
теле ПР.
Усилительная станция (рис.
14.3) выполнена в соответствии с
принципом построения двухпо-
лосных систем связи и содержит
группы направляющих фильтров
ДК-280, выравниватели Bl, В2 и
групповые усилители ГУс. В трак-
те передачи верхней группы частот
имеется вспомогательный усили-
тель ВУс, который на коротких
усилительных участках может
быть выключен.
Фазоразностный пре-
образователь ФРП (р ИС.
14.4) переносит токи исходного
спектра сигнала в заданный диа-
пазон частот и одновременно по-
давляет ток одной из ’ боковых
А-Б б~А
Д-280 61 ГУс Д-280
Рис. 14.3. Структурная схема промежу-
точной станции системы передачи
КРР-М
Рис. 14.4. Структурная схема фазораз-
ностного преобразователя
полос частот. Токи тональной
частоты в тракте передачи поступают в развязывающее устройство
РУ, выполненное на резисторах и разделяющее цепь на две само-
стоятельные ветви. В каждую ветвь включены фазосдвигающие
контуры ФЛ7 и ФК2 и модуляторы Ml и М2.
Фазосдвигающие контуры обеспечивают постоянную разницу
в сдвиге фаз для токов всех частот тонального спектра. Моду-
ляторы преобразовывают тональный спектр в заданный диапазон
частот и подавляют несущую частоту, они выполнены на тран-
зисторах по балансной схеме. Трансформатор Т на выходе схемы
является общей нагрузкой модуляторов. Ток несущей частоты
Рн в модулятор М2 подается непосредственно, а в модулятор
Ml— через фазосдвигающий контур ФКЗ, обеспечивающий сдвиг
фаз токов на 90°.
Фазоразностный преобразователь работает так. При поступлении
в модуляторы Ml и М2 токов тональных частот на выходе
каждого из них появляются токи двух боковых полос частот
с одинаковыми амплитудами.
Векторы (7н1 и (7цо (рис. 14.5) отражают амплитуды и фазы
напряжений несущей частоты, подаваемых в модуляторы М2 и Ml.
Сдвиг фаз на 90° между векторами создается контуром ФКЗ.
Векторы напряжений боковых полос частот на выходе модулятора
Ml обозначены [7„б (нижняя боковая) и (верхняя боковая), а
напряжения на выходе М2 — йнб и йв&. 263
Рис. 14.5. Векторная диаграмма, пояс-
няющая действие фазоразностного пре-
образователя
Рис. 14.6. Принципиальная схема ста-
тического реле
Изменив фазу колебаний, подаваемых в модулятор М2, на 90°,
получим смещенное положение векторов и Как следует из
диаграммы, векторы напряжения верхней боковой полосы частот
#'б и U'3'6 оказываются в фазе и суммируются на выходе преоб-
разователя. Векторы напряжения нижней боковой полосы
частот й'н'б и О'нб будут в противофазе и компенсируют друг
друга. Таким образом, токи нижней боковой полосы частот будут
подавляться.
Необходимый сдвиг на 90° между напряжениями на входе
модуляторов выполняют два фазовых контура ФК1 и ФК2. Полное
подавление токов нижней боковой полосы частот обеспечивается
только при соблюдении следующих условий: сдвиг фаз между напря-
жениями на входе модуляторов должен быть равен 90° для всего
диапазона частот передаваемого по каналу сигнала; токи несущей
частоты должны подаваться в модуляторы со сдвигом на 90 °; зату-
хание, вносимое обеими ветвями, должно быть одинаковое. В
реальных условиях это не происходит, поэтому вторая боковая подав-
ляется не полностью.
Статическое реле выполнено в виде однокаскадного тран-
зисторного усилителя с заземленным эмиттером (рис. 14.6).
Когда сигналы управления по каналу не передаются, цепь эмиттера
разомкнута контактом реле Р, находящимся на стативе реле
соединительных линий (в комплект системы не входит), и тран-
зистор закрыт. При передаче сигналов управления по каналу
срабатывает реле Р, замыкается цепь эмиттера, транзистор
открывается и по каналу посылается сигнал частотой 3,8 кГц.
Перепад затухания в открытом и закрытом состояниях стати-
ческого реле составляет не менее 43 дБ.
Генераторное оборудование оконечной станции рас-
считано для питания токами индивидуальных и групповых
264
несущих частот до четырех систем. Ток частотой 8 кГц соз-
дается стабилизированным задающим генератором и поступает в
генератор гармоник. Выделенные узкополосными фильтрами гармо-
ники используются для синхронизации генераторов несущих частот.
Ток частотой 3,8 кГц получается от отдельного генератора.
Оконечная станция комплектуется стойками СИГ-IM, СИГ-ЗОМ и
платой передачи дистанционного питания.
СИГ-1М — стойка индивидуального и группового оборудования,
передача осуществляется в спектре частот 12—248 кГц (СИГ-1А)
или 312—548 кГц (СИГ-1Б). На стойке размещаются индивидуаль-
ное оборудование на 30 каналов, групповое оборудование, генера-
торное оборудование на четыре системы (на 120 каналов), плата с
30 статическими реле. На стойке предусмотрено место для уста-
новки еще трех плат статических реле, поставляемых со стойками
СИГ-ЗОМ.
СИГ-ЗОМ — стойка индивидуального и группового оборудования,
предназначена для увеличения емкости стойки СИГ-IM. На стойке
размещают индивидуальное и групповое оборудование на 30 каналов.
Плату передачи дистанционного питания заказывают отдельно
и устанавливают на специальной подставке или вводно-кабель-
ной стойке.
Промежуточные станции выпускают двух типов: СПУ-2М — про-
межуточная усилительная станция на две системы с платой мест-
ного питания от сети переменного тока; СПУ-2Д — то же, но
с платой приема дистанционного питания.
Стойка СИГ-IM имеет размеры 2600X644X255 мм; СИГ-ЗОМ —
863X644X255 мм; СПУ-2М и СПУ-2Д — 603X644X255 мм. Стой-
ки СИГ-ЗОМ, СПУ-2М, СПУ-2Д, имеющие меньшую высоту, можно
устанавливать друг на друга до общей стандартной высоты
стоек или на специальные подставки.
Электропитание аппаратуры оконечной и промежуточной (СПУ-
2М) станций осуществляется от сети переменного тока напряжением
187—242 В. Для питания статических реле требуется постоян-
ное напряжение 58—64 В, а для цепей сигнализации —60 или
21,6—26,4 В. Станция СПУ-2Д получает питание дистанционно
по жилам кабеля. Напряжение на входе цепи дистанционного
питания 240—270 В. Ток в этой цепи 0,35 А. Падение напря-
жения на нагрузке 160 В.
14.3. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ КАМА
На структурной схеме оконечной станции А (рис. 14.7) в верхней
части показаны элементы тракта передачи, в нижней — элементы
тракта приема. На схеме приведены также элементы группового
оборудования, включаемые на станции Б вместо соответствующих
265
Индивидуальное оборудование
Групповое оборудование
Для станции 6 Где ВК-280 К-280
У Лв-НвД-280 МВ Р-8 Д-280
Для станции &
8нГц
ан Л Л Л
УХдБ "ШГШ
Рис. 14.7. Структурная схема оконечных станций системы передачи КАМА
элементов станции А. Сопоставляя структурные схемы оконечных
станций систем передачи КАМА и КРР-М, можно отметить
их почти полную идентичность;
Некоторое расхождение в схемах объясняется наличием в систе-
ме передачи КАМА устройств АРУ. В тракте передачи выходы
всех 30 каналов подключены к общему трансформатору. На этот
же трансформатор поступают токи основной 304 кГц и вспомо-
гательной 312 кГц контрольных частот. На выходе группового
преобразователя ГП включен фильтр нижних частот Д-256 для
выделения токов полосы частот 12—248 кГц и контрольной час-
тоты 256 кГц, за линейным усилителем — выравниватель направ-
ляющего фильтра ВД-280. В групповом тракте передачи станции
Б нет группового преобразователя и фильтров Д-256, Р-8 и П-8.
Групповой тракт приема станции А содержит следующие допол-
нительные к элементам системы передачи КРР-М узлы: фильтр
нижних частот Д-552, линейный и магистральный выравниватели,
приемник контрольного канала ПКК и устройства контроля группо-
вых трактов КГТ-1 и КГТ-2. Групповой тракт приема станции Б
по сравнению со станцией А дополнительно содержит групповой
преобразователь ГП и фильтры Р-8 и П-8.
266
Промежуточная усилительная станция (рис. 14.8) по сравнению с
промежуточной станцией системы передачи КРР-М в трактах обоих
направлений содержит по два выравнивателя направляющих фильт-
ров ВД-280 и ВК-280. При длине линии передачи более 30
км рекомендуется на средней усилительной станции применять в
тракте группы верхних частот устройства АРУ. На схеме штриховыми
линиями показано включение приемника контрольного канала ПКК.
Структурная схема оконечной станции при использовании аппара-
туры КАМА по двухкабельной однополосной системе приведена
на рис. 14.9. В этом случае в каждом направлении передачи
используется спектр частот 12—256 кГц. Из схемы исключены
фильтры ДК-280 и выравниватели ВДК-280.
Индивидуальное оборудование можно подразделить на переда-
ющее и приемное, в которое входят элементы основного канала
ТЧ и канала передачи сигналов управления. Передающее ин-
дивидуальное оборудование (рис. 14.10) состоит из входного тран-
к-гво гус вк-гво л в в Ус у г вк-гво к-гво
Рис. 14.8. Структурная схема промежуточной усилительной станции КАМА
К индибидуапь-
номи обору
дооанию
Рис. 14.9. Структурная схема двухкабельного тракта
267
Рис. 14.10. Принципиальная схема тракта передачи индивидуальной части
сформатора Г/, фильтра Д-3,4, фазоразностного преобразователя
ФРП, развязывающего усилителя и выходного трансформатора Т.
Трансформатор Т1 с коэффициентом трансформации 1:1
включен на входе передающего устройства, создает симметричный
относительно земли вход канала ТЧ. Для получения входного
сопротивления канала 600 Ом и обеспечения согласованной на-
грузки фильтру Д-3,4 предусмотрены резисторы /?1 сопротивлением
600 Ом и сопротивлением 5,1 кОм.
Фильтр Д-3,4 ограничивает диапазон разговорных частот,
способствует более надежной работе приемника сигналов управ-
ления ПСУ, а также исключает его ложное срабатывание от
разговорных токов частотой 3,8 кГц и близкими к ней частотами.
Фазоразностный преобразователь состоит из фа-
зосдвигающего шестиполюсника низких частот ФСШ, модуляторов
Ml и М2 кольцевого типа и выходного трансформатора Т4,
являющегося суммирующим устройством.
Относительный сдвиг фаз токов на 90° на входах модуляторов
Ml и М2 получается преобразованием входящего речевого сигнала
в два сигнала, сдвинутых друг относительно друга на 180°.
Для этого использован фазоинверсный каскад на транзисторе
VT\. Режим работы каскада определяют делитель /?4 и и резистор
/?3 удлинителя. Нагрузкой каскада являются резисторы /?6 и
R7. Действие каскада основано на отличии фазы сигнала в коллектор-
ной цепи транзистора VT\ на 180° от фазы сигнала в цепи
его эмиттера, вследствие чего на резисторах /?6 и возникают
напряжения, относительный сдвиг фаз между которыми составляет
180°. Напряжения, снимаемые с резисторов /?6 и R7, поступают на
фазосдвигающие звенья типа RC—/?9, 1,С11, С13 и /?10, /?12, СЮ,
268
С15. Одно из них нагружено на конденсатор С14, а другое — на
конденсатор С16. На этих конденсаторах возникают напряжения,
сдвинутые по фазе на 90°. Резистор R8 выравнивает амплитуды
напряжений в ветвях фазоразностного преобразователя.
Сопротивления нагрузок плеч фазоразностного преобразователя
равны 15 кОм. Для согласования этих сопротивлений с вход-
ными сопротивлениями модуляторов в каждом плече применены
эмиттерные повторители на транзисторах VT2 и VT3 с соответствую-
щими резисторами, обеспечивающими заданный режим их работы.
Выходы повторителей соединены с входами модуляторов
Ml и М2 через разделительные конденсаторы С17 и С18. К средним
точкам входных трансформаторов Т2 и ТЗ модуляторов подается ток
несущей частоты, необходимый сдвиг фаз в 90° достигается элемен-
тами /?5, С19. Второй полюс источника тока несущей частоты
подается через емкостные делители С24, С25 с подгоночными
конденсаторами С20 и С21 и соответственно С26 и С27 с подго-
ночными конденсаторами С22 и С23. Выходной трансформатор Т4
является общим для двух модуляторов и выполняет функции
суммирующего устройства. Резисторы /?25—R28 уменьшают взаим-
ные влияния модуляторов.
Развязывающее ^устройство в виде усилительного
каскада на транзисторе VT4, смонтированном по схеме с заземлен-
ной базой, включено на выходе передатчика. Это устройство
исключает поступление помех в модуляторы данного передатчика со
стороны других передатчиков.
Сигнальный канал содержит статическое реле СР (на схеме
не показано) и развязывающий контур LI, С2.
Статическое реле СР обеспечивает постоянную нагрузку
генератору тока сигнальной частоты, к которому параллельно
подключены все 30 сигнальных каналов. Реле выполнено так
же, как в системе передачи КРР-хЧ.
Контур LI, С2 настроен на частоту сигнального тока 3,825 кГц
и уменьшает помехи в соседних по частоте каналах при пере-
даче импульсов набора.
Приемное индивидуальное оборудование (рис. 14.11) состоит
из индивидуального преобразователя — демодулятора ИП, фильтра
нижних частот Д-4, усилителя УсНЧ и фильтра нижних частот
Д-3,4. На выходе первого каскада УсНЧ включен приемник сигналов
управления ПСУ, состоящий из усилителя Ус, полосового фильтра
ПФ-3,825, выпрямителя и триггера ВТ.
Индивидуальный преобразователь ИП (демоду-
лятор) выполнен на транзисторах VT4 и VT5, включенных по
балансной схеме. Такая схема обеспечивает преобразование сиг1
нала и усиление его примерно на 17 дБ. На входе преобразователя
установлен удлинитель из резисторов /?20 и /?21, обеспечивающий
напряжение на входе демодулятора примерно 40 мВ. Для регу-
269
Рис. 14.11. Принципиальная схема тракта приема индивидуальной части
лировки уровня на выходе канала ТЧ параллельно резисторам
/?17 и /?18 в цепи эмиттеров включены резистор /?19 и последователь-
но с ним переменное сопротивление /? (РУ).
Фильтр Д-4 подавляет токи верхней боковой полосы частот
на выходе демодулятора и выделяет токи разговорной и сигнальной
частот. Он состоит из одного звена фильтра нижних частот,
собранного по симметричной относительно земли схеме. Его эле-
ментами являются индуктивность L5 и емкости СЮ, СИ и С12.
Затухание фильтра на частоте 8 кГц не менее 18 дБ.
Усилитель тока низкой частоты УсНЧ имеет два
каскада усиления. Первый каскад выполнен по схеме с заземлен-
ным эмиттером на транзисторе VT3, второй — по двухтактной схеме
на транзйсторах VT1 и VT2.
Фильтр Д-3,4 подавляет ток сигнальной частоты 3,825 кГц,
который с выхода первого каскада ответвляется в приемник
сигналов управления ПСУ. В цепи эмиттеров транзисторов
первого и второго каскадов включены последовательные контуры
L4, С9, /?11 и LI, С1, для устранения амплитудно-
частотных искажений на верхних и нижних частотах канала ТЧ.
Приемник сигналов управления ПСУ выделяет то-
ки сигнальной частоты 3,825 кГц и преобразовывает их в сигналы
постоянного тока. На входе приемника включен однокаскадный
усилитель Ус на транзисторе VT9. Усилитель имеет высокоомный
вход и служит для развязки сигнального и разговорного трак-
тов. Нагрузкой усилителя является полосовой фильтр ПФ-3,825,
270
состоящий \ из элементов L6, L7 и С15—С17. Следующие узлы
приемника -V выпрямитель на транзисторе VT8 и триггер на тран-
зисторах VTy, VT6.
Приемник сигналов управления получает питание от источника
постоянного тока напряжением 60 В. От этого же источника
через стабилизатор R29, VD2 напряжение подается на демодулятор.
К групповому оборудованию относятся вспомогательные усили-
тели ВУс для нижней и верхней групп частот линейного
спектра, групповые усилители ГУс, групповые преобразователи ГП,
выравниватели и фильтры.
Вспомогательный усилитель ВУс (схема усилителя
для верхних групп частот приведена на рис. 14.12) имеет два каскада.
Оба каскада смонтированы по схеме с заземленным эмиттером.
Связь между каскадами непосредственная. На входе усилителя
включен дифференциальный трансформатор Т1, который вместе с ре-
зистором R2 обеспечивает входное сопротивление 75 Ом. В первом
каскаде усилителя применена местная ООС по постоянному и пере-
менному току за счет резистора R3. В цепи ООС второго каскада
включен корректирующий контур R10, С5, С6, ТЗ получения
требуемой характеристики усиления усилителя при изменении
сопротивления регулирующего термистора Тм схемы АРУ. Тран-
сформатор ТЗ согласовывает сопротивление термистора с корректи-
рующим контуром. Весь усилитель охвачен общей отрицательной
обратной связью, для чего использован контур R5, С1. Выходное
271
сопротивление усилителя, равное 75 Ом, обеспечивается трансфор-
матором Т2 и резистором R8. I
Конденсаторы С7 и С8 развязывают цепи ВУс и регулирующего
устройства АРУ (Тм) по постоянному току. Контур СЗ, R7 является
фильтром в цепи питания.
Вспомогательный усилитель нижней группы частот по схеме
аналогичен рассмотренному выше усилителю. Некоторое отличие от
последнего заключается в схеме корректирующего контура цепи
ООС второго каскада. Усиление усилителей в среднем равно 19 дБ
при сопротивлении термистора 600 Ом.
Групповой усилитель ГУс усиливает сигналы в нижней
и верхней группах частот линейного спектра (рис. 14.13). Усилитель
имеет четыре каскада усиления, смонтированные по схеме с заземлен-
ным эмиттером. Контуром R9, С4 создана общая ООС. В четвертом
каскаде применена ООС по напряжению, созданная обмоткой //
трансформатора Т2, что позволило снизить выходное сопротивле-
ние до 75 Ом. Входное устройство усилителя состоит из трансфор-
матора Т1 и резистора R1, образующих дифференциальную систему,
что позволило без применения шунта получить входное сопротивле-
ние усилителя, равное 75 Ом. Конденсаторы Cl, С4 и С8 использова-
ны для корректирования характеристики усиления усилителя. В цепи
питания включены фильтры СЗ, R4 и С6, /?10, С10. Среднее уси-
ление усилителя составляет 43 дБ.
Групповые преобразователи смонтированы по коль-
цевой схеме на четырех транзисторах. Они вносят усиление пример-
но 4 дБ.
Рис. 14.13. Схема группового усилителя
272
Рис. 14.14. Схемы звеньев линейного
выравнивателя
Рис. 14.15. Частотные характеристики
линейного выравнивателя
Фильтры Д-552, ДК-280 и
Д-548 являются многозвенными
фильтрами нижних и верхних час-
тот. Особенность фильтра Д-548
состоит в том, что он имеет вырав-
ниватель для устранения иска-
жений, вносимых им в групповой
тракт. Затухание фильтра вместе
с выравнивателем в полосе про-
пускания составляет 4 дБ.
Линейные выравни-
ватели ЛВ-Н и ЛВ-В устраня-
ют амплитудно-частотные искаже-
ния линии. Линейный выравни-
ватель для нижней группы частот
ЛВ-Н состоит из постоянного (рис.
14.14, а), регулируемого (рис.
14.14,6) звеньев и двух переклю-
чаемых удлинителей.
Линейный выравниватель для
верхней группы частот ЛВ-В со-
стоит только из регулируемого
звена и удлинителей.
Особенность регулируемого
звена выравнивателя заключает-
ся во вращении его характеристи-
ки затухания вокруг точки, лежа-
щей в середине полосы использу-
емых частот при изменении сопро-
тивления резисторов R1 и R2. Регулируемые удлинители выравни-
вателей используются для установки номинальных значений уровней
на выходе группового тракта после устранения амплитудно-
частотных искажений. Пределы изменения затухания линейных вы-
равнивателей показаны на рис. 14.15.
Магистральные выравниватели устраняют оста-
точные амплитудно-частотные искажения, обусловленные неточ-
ностью действия линейных выравнивателей ЛВ промежуточных стан-
ций. Наибольшее затухание магистрального выравнивателя пример-
но 2 дБ.
Устройства автоматической регулировки усиления установлены в
трактах приема обеих оконечных станций и в тракте передачи
верхней группы частот на средней промежуточной станции в случае,
если длина магистрали близка к предельной. Для работы устройств
АРУ используется ток основной контрольной частоты 304 кГц.
На оконечных станциях с устройствами АРУ совмещены
приборы контроля группового тракта КГТ. Эти приборы позволяют
раздельно контролировать состояние групповых трактов в обоих
направлениях передачи.
В случае пропадания тока контрольной частоты (или значитель-
ного снижения его уровня) на выходе группового тракта одного
из направлений передачи на приемной оконечной станции этого
направления блокируются устройства АРУ и включается аварийная
сигнализация. Одновременно в тракт передачи противоположного
направления подается ток вспомогательной частоты 312 кГц, который
включает сигнализацию на другой оконечной станции.
Таким образом, при выходе из строя группового тракта любого
из направлений передачи срабатывает аварийная сигнализация на
обеих оконечных станциях.
Устройства автоматической регулировки усиления работают так
(рис. 14.16). На оконечной станции А в групповой тракт передачи
через постоянный удлинитель подается ток контрольной частоты
304 кГц. Он совместно с общим групповым сигналом проходит
весь путь до другой оконечной станции Б. На этой станции ток кон-
трольной частоты через дифференциальную систему ДС и полосовой
фильтр ПФ-304 подается в модулятор М. Ток нижней боковой
полосы частот 8 кГц выделяется полосовым фильтром ПФ-8
и усиливается усилителем тока контрольной частоты УсКЧ.
На выходе усилителя включен дифференциальный трансформатор,
образующий два выхода: к регулирующему устройству РУ и прием-
нику контроля группового тракта КГТ-1. В регулирующем
274
устройстве РУ напряжение контрольной частоты сравнивается с
опорным напряжением.
Разностное напряжение используется для подогрева термистора
Тм2, шунтирующего цепь ООС вспомогательного усилителя ВУс в
групповом тракте приема (см. рис. 14.12). От сопротивления термис-
тора зависит глубина обратной связи усилителя и его усиление.
Устройства АРУ на промежуточных станциях состоят из
полосового фильтра ПФ-304, усилителя тока контрольной частоты
УсКЧ и регулирующего устройства РУ, на выходе которого
включен термистор Тм1. Приборы контроля группового тракта
КГТ содержат устройства КГТ-1 и КГТ-2. Устройство КГТ-1 сос-
тоит из усилителя-детектора и триггера, на выходе которого
включено реле Р1.
В случае снижения уровня тока основной контрольной частоты
304 кГц на станции Б более чем на 6 дБ реле Р1 отпускает
якорь. При этом термистор Тм2 шунтирует резистор R и конденсатор
С, обеспечивая среднее усиление усилителя ВУс\ одновременно
замыкаются цепи местной (лампа Л1) и общей сигнализации,
а также счетчика учета простоев. Кроме того, снимается потен-
циал земли с закорачивающей цепи подачи вспомогательной кон-
трольной частоты ВКЧ 312 кГц (провод а), вследствие чего ток
ВКЧ подается в тракт передачи обратного направления. На станции
А этот ток принимает приемник КГТ-2, который подключен (так
же, как на станции Б) в тракт приема после усилителя ГУс
через дифференциальную систему ДС и полосовой фильтр ПФ-312.
Приемник КГТ-2 устроен так же, как КГТ-1, но имеет
меньшую чувствительность, что исключает ложные срабатывания
КГТ-2 от разговорных токов, передаваемых по первому каналу
ТЧ системы.
При срабатывании реле Р2 приемника КГТ-2 замыкаются цепи
местной (лампа Л2) и общей сигнализации, а также счетчика
учета простоев.
Генераторное оборудование (рис. 14.17) обеспечивает необходи-
мыми частотами четыре 30-канальные системы передачи. Все часто-
ты, кроме тока сигнальной частоты 3,825 Гц, кратны частоте
8 кГц и поэтому их получают как гармоники от задающего
генератора ЗГ (рис. 14.18) с частотой 8 кГц (основного* или
резервного). Ток от ЗГ (см. рис. 14.17) через дифференциальный
трансформатор Т2, удлинитель У, полосовой фильтр ПФ-8
и дифференциальный трансформатор Т1 поступает в генератор гар-
моник ГГ. Основной и резервный генераторы ГГ имеют выходы
для четных и нечетных гармоник. Гармоники индивидуальных
несущих частот выделяются фильтром и направляются в генераторы
этих частот ГИН. Ток групповой несущей частоты поступает
в усилители У ГН. Ток частотой 296 кГц подается в генераторы
Г-296, а ток контрольной частоты 304 кГц — в генератор ГКЧ.
275
Рис. 14.17. Структурная схема гене-
раторного оборудования
Рис. 14.18. Принципиальная схема
задающего генератора
Со второго выхода трансформатора Т2 ток частотой 8 кГц посту-
пает на другую станцию для синхронизации ее генераторного
оборудования. Этот ток проходит через удлинитель R6, R7, R14, замк-
нутые контакты переключателя В и приходит на зажим СИГ (I)
вводного устройства стойки группового оборудования СГО. Отсюда
ток частотой 8 кГц поступает на стойку СИГ и далее через
групповой тракт в линию. На второй станции для приема
276
синхронизирующего напряжения переключатель В переводят в ниж-
нее положение.
Ток сигнальной частоты 3825 Гц получают от отдельного гене-
ратора гтв.
Все генераторное оборудование, за исключением генераторов
ГИН, дублировано. Любой из генераторов каждой пары может дей-
ствовать как основной и как резервный. Переключение генераторов
в паре происходит автоматически при выходе из строя действую-
щего генератора.
Генераторное оборудование имеет устройства сигнализации и
контроля /СУ. Последние сигнализируют о выходе из синхронизма
любого генератора ГИН,
Конструкция оконечного оборудования выполнена в виде стоек
СГО, СИГ, ОРС и СПД. Стойка генераторного оборудования СГО
обеспечивает необходимыми частотами четыре 30-канальные системы
передачи. Стойка индивидуально-групповая СИГ содержит индиви-
дуальное и групповое оборудование. Изготовляют три разновид-
ности этих стоек: СИГ-А — для передачи токов частотами 12—
256 кГц и для приема токов частотами 304—548 кГц; СИГ-Б —
для передачи токов частотами 304—548 кГц и для приема
токов частотами 12—256 кГц; СИГ-0 — для организации связи по
однополосной четырехпроводной системе в спектре частот 12—
256 кГц. На стойке указанных типов располагают индивидуаль-
ное и групповое оборудование одной 30-канальной системы передачи.
На общерядовой стойке ОРС находятся лампы аварийной сиг-
нализации ряда, счетчики учета простоев, микротелефон со шнуром
и штепселем, отсеки для хранения шнуров и тестера. Ее уста-
навливают в торце ряда стоек аппаратуры. На стойке передачи
дистанционного питания СДП размещается до шести комплектов.
Каждый комплект служит для дистанционного питания до трех уси-
лительных станций двух 30-канальных систем передачи.
Оборудование обслуживаемых промежуточных усилительных
станций монтируют на стойках СПУ. Стойка промежуточных уси-
лителей рассчитана на четыре системы передачи, комплектуется
на одну систему. Для доукомплектования СПУ отдельно заказы-
вают комплекты промежуточных усилителей УТ-М (усилительная
трансляция), которые содержат усилители верхней и нижней
групп частот для работы по двухполосной системе связи. Их
выпускают в двух вариантах: УТ-М с АРУ и УТ-М без АРУ.
Для необслуживаемых усилительных станций выпускают следу-
ющее оборудование:
НУП-1 — необслуживаемый усилительный пункт, устанавливают
в грунте при уплотнении кабеля емкостью 1X4. Его комплек-
туют двумя дистанционно питаемыми двухполосными усилителями
УТ-Д (усилительная трансляция) без устройств АРУ;
277
НУП-2 то же, но с устройствами АРУ;
НУП-3 — необслуживаемый усилительный пункт, устанавливают
в помещениях или цистернах для НУП К-60П при уплотнении кабелей
емкостью 4X4 или 7X4, комплектуют двумя усилителями УТ-Д (уси-
лительная трансляция) без устройств АРУ, устанавливаемыми на
специальном каркасе. На каждом каркасе могут быть размещены
два НУП-3;
НУП-4 — то же, но с устройствами АРУ;
УПН — усилитель промежуточный необслуживаемый, предназна-
чен для работы по двухкабельной системе связи в одном на-
правлении.
Оборудование оконечных и обслуживаемых усилительных станций
размещают на стойках размерами 2600X236X314 мм. НУП-1 и
НУП-2 конструктивно выполнены в виде стального цилиндра с откид-
ной крышкой и размерами 1450X1302X636 мм. Каркас для НУП-3
и НУП-4 имеет размеры 2505X615X363 мм.
Усилители УТ-Д представляют собой металлическую кассету
размером 1125X268X119 мм, которая вставляется в основание
НУП. Оборудование УПН размещают в цилиндрическом металли-
ческом корпусе диаметром 89 мм и длиной 284 мм с крепящими
скобками и выводными муфтами.
Помимо основного описанного выше оборудования, при орга-
низации соединительных линий СЛ между АТС и между АТС и
МТС применяют комплекты реле соединительных линий РСЛ
следующих типов: РСЛУИ (РСЛУВ) — реле соединительных уплот-
ненных исходящих (входящих) линий, РСЛУИМ (РСЛУВМ) — реле
соединительных уплотненных исходящих (входящих) линий.
Электропитание оконечного оборудования осуществляется от ис-
точника постоянного тока напряжением 60 В. Оборудование
НУП получает питание дистанционно по жилам кабеля из ОУП
(ОП). Ток дистанционного питания напряжением 30—420 В полу-
чается в результате преобразования постоянного тока напряжением
60 В на стойке СДП. Дистанционное питание организовано по
системе провод-провод, в аварийном режиме — по системе провод-
земля. Ток дистанционного питания НУП 90—НО мА. Падение
напряжения на нагрузке НУП-1 и НУП-3 составляет 95 В;
НУП-4 — 140 В; УПН — 15—17 В.
Глава 15. СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ПО КОАКСИАЛЬНЫМ
КАБЕЛЯМ
15.1. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ КИ20
Система передачи К-120 предназначена для организации 120
каналов ТЧ по однокоаксиальному кабелю^ проложенному в грунте
или подвешенному на опорах воздушных линий связи. В первом
случае используется кабель ВКПАШп (внутризоновый, коаксиаль-
ный с пористо-полиэтиленовой изоляцией, алюминиевым внешним
проводником и защитным покровом в виде полиэтиленового шланга),
во втором — кабель ВКПАШпТ (с тросом для подвески на опорах
воздушной линии связи). Система связи однокабельная двухполос-
ная.
Линейный спектр частот занимает диапазон 60—1304 кГц (рис.
15.1) с передачей в направлении А—Б токов полосы частот
60—552 кГц и в направлении Б—А—812—1304 кГц.
Максимальная длина переприемного участка по ТЧ равна
600 км. На таком участке может быть организовано не более
двух транзитов: по первичной группе в спектре 60—108 кГц
или по вторичной группе в спектре 312—552 кГц. Длина каждого
такого переприемного участка не должна превышать 200 km.J
В системе линейного тракта К-120 нет обслуживаемых Усили-
тельных пунктов. Необслуживаемые усилительные пункты размеще-
ны в среднем через 10 км. Отклонение длины усилительных
участков от средней при подземном кабеле допускается не более
±5%, а при подвесном кабеле — не более ±10%. Все промежуточ-
ные усилительные пункты имеют устройства АРУ. Для управления
работой приборов АРУ используются токи линейных контрольных
частот 564 и 1364 кГц.
В системе передачи предусмотрена возможность ответвления
12-канальных групп каналов в необслуживаемые усилительные пунк-
ты. Ответвление каналов с целью упрощения аппаратуры выпол-
няется без последующего подавления сигналов ответвляемого спек-
тра, т. е. без возможности повторного использования этого спектра
на других участках тракта. На каждом переприемном участке
можно организовать до трех пунктов ответвления и ввода групп
каналов. Число ответвляемых 12-канальных групп в каждом пункте
в одном и другом направлениях произвольное, но в сумме не
должно превышать шести.
Обслуживаемыми пунктами являются оконечные станции, пункты
транзита по ВЧ (ТП), пункты приема выделенных групп (ПВ).
К необслуживаемым пунктам относятся НУП, пункты ответвления и
ввода выделенных групп каналов (ПОВ).
279
Линейные Линейные Сигнализация
кч лух у Телеконтроль
нчсс внес Ьч. А~в ♦ Гх. В~А >//\\\\^a,!cc
r^hx.1^1 I \ / 111 \ / 11111кй_____________________________________.
I БкГЦ
*С>*^0о
Рис. 15.1. Линейный спектр частот системы передачи К-120
Для проведения настроечных работ и эксплуатации кабельной
магистрали в системе передачи предусмотрено оборудование для
организации двух каналов служебной связи. Один канал
высокочастотный, дуплексный (ВЧ СС) с передачей токов двух боко-
вых полос частот организован в диапазоне частот (48±2,4) кГц
для направления А—Б и в диапазоне (1488±2,4) кГц для
направления Б—А. Этот канал предназначен для связи техничес-
кого персонала обслуживаемых пунктов, а также для связи
линейных механиков необслуживаемых пунктов между собой и с пер-
соналом обслуживаемых пунктов. Другой канал низкочастотный,
симплексный (НЧ СС) с передачей токов одной боковой полосы
частот в диапазоне 2,8—4,8 кГц. Этот канал предназначен для
связи технического персонала необслуживаемых пунктов с ближай-
шим обслуживаемым пунктом.
Симплексная (однополосная) схема передачи НЧ канала
служебной связи организована для сокращения рабочей полосы
частот в линии и обеспечения условий передачи сигналов на зна-
чительное расстояние (до 100 км) без дополнительных промежуточ-
ных усилителей.
Телеконтроль за состоянием линейного тракта выполняется по
высокой частоте (по уровню токов контрольных частот в каждом
направлении передачи) и по постоянному току (по сопротивлению
трубки коаксиальной пары). Контроль по уровню токов контрольных
частот предусмотрен в обслуживаемых и необслуживаемых пунктах.
При пропадании токов контрольных частот или резком снижении
их уровня в обслуживаемых пунктах включается аварийная сигна-
лизация. С необслуживаемых пунктов аварийные сигналы пере-
даются на станцию А изменением контрольной частоты 1364 кГц
на 1 кГц. Номер необслуживаемого пункта, пославшего аварийный
сигнал, может быть определен со станции А по изменению уровня
принимаемых 25 дискретных (через 0,5 кГц) сигналов телеконтроля
в диапазоне 1400—1412 кГц. Частота каждого из указанных сиг-
налов соответствует определенному необслуживаемому пункту.
Состояние линейного тракта по усилению линейных усилителей
можно контролировать со станции Див процессе эксплуатации.
Дискретные сигналы телеконтроля постоянно подаются на вход уси-
лителя и принимаются на оконечной станции А. По отклонению уров-
280
ней сигналов телеконтроля судят об изменении усиления линейных
усилителей.
Принцип построения оконечной станции А рассмотрим по
схеме (рис. 15.2). Индивидуальное оборудование двух 60-ка-
нальных групп размещено на стойках СИП-60 и СТВ-60. Устрой-
ства передающей части первой 60-канальной группы подключены
к групповому модулятору ГМ, в котором токи частот 312—
552 кГц модулируют ток несущей частоты 612 кГц. Фильтром
нижних частот Д-300 выделяются токи нижней полосы боковых
частот 60—300 кГц и подаются к развязывающей дифференциальной
системе ДС1. К этой же системе поступают токи частот
312—552 кГц от передающей части второй 60-канальной группы.
В результате на выходе ДС1 появляется ток объединенного спектра
двух 60-канальных групп 60—552 кГц. Токи этих частот усиливаются
усилителем передачи ГУсПер и через фильтр нижних частот Д-600
направляются в линию передачи.
Токи частот 812—1304 кГц, принимаемые со стороны станции
Б, через фильтр верхних частот К-600, усилитель Ус60-1304 и фильтр
нижних частот Д-1304 поступают в групповой демодулятор
ГД2. Токи частот 60—552 кГц на выходе демодулятора выде-
ляются фильтром Д-600 и подаются к развязывающей дифферен-
циальной системе ДС2.
Далее токи частот 312—552 кГц выделяются фильтром
К-312 и направляются в приемную часть второй 60-канальной
группы, а токи частот 60—300 кГц выделяются фильтром Д-300
и поступают в демодулятор ГД1. После преобразования фильтром
нижних частот Д-591 выделяются токи нижней боковой полосы
частот 312—552 кГц и направляются в приемную часть первой
60-канальной группы.
Характерной особенностью НУП рассматриваемой системы пере-
дачи является использование в них одного линейного усилителя
для обоих направлений передачи. Поступающие с линий
Рис. 15.2. Структурная схема оконечной станции А системы передачи К-120
281
Л1
60-552
Д-660
ЛУс [V 60-130k
К-660
612-130U
812-ttto
| Д-660
Цифры-частоты б кГц
60-552
Л2
Рис. 15.3. Структурная схема усили-
теля необслуживаемое усилительного
пункта
Л1 и Л2 токи частот 60—552 и
812—1304 кГц (рис. 15.3) проходят
через соответствующие направля-
ющие фильтры Д-660 и К-660 и
попадают на общий вход линейно-
го усилителя ЛУс, усиливаются и
через выходные направляющие
фильтры Д-660 и К-660 поступают
в соответствующие линии пере-
дачи.
Применение общего усилителя
повышает надежность линейного
тракта. Благодаря уменьшению числа включаемых в него устройств
снижается расходуемая мощность дистанционного питания в каждом
НУП, объем и масса оборудования НУП.
Оборудование оконечных пунктов ОП состоит из стоек
СИП-60, СТВ-ДС-60, стойки первичных преобразователей СПП,
стойки линейного оборудования СЛО-А (Б). Пункты транзита ТП
комплектуют стойками СЛО-А, СЛО-Б и стойкой транзита первич-
ных групп СТПГ. В пунктах приема выделенных групп кана-
лов ПВ-А, ПВ-Б устанавливают стойки СИП-60, СТВ-ДС-60 или
СИП-24П, СПП, БСЛОВ.
Оборудование необслуживаемых усилительных пунктов НУП,
ПОВ размещается в специальных металлических камерах с двумя
крышками, которые помещают в грунт.
Электропитание аппаратуры обслуживаемых пунктов осущест-
вляется от источника тока напряжением 24±f В.
Дистанционное питание аппаратуры необслуживаемых усили-
тельных пунктов подается одновременно с двух соседних обслу-
живаемых пунктов постоянным током напряжением до 250 В
в зависимости от числа НУП.
15.2. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ К-300
/ Система передачи К-300 предназначена для организации 300
каналов ТЧ по парам малогабаритных коаксиальных кабелей
диаметром 1,2/4,6 мм. Система связи однокабельная однополосная,
линейный спектр частот 60—1300 кГц образован из пяти
вторичных групп (рис. 15.4). Максимальная дальность передачи
12 500 км. Наибольшая длина переприемного участка по ТЧ
равна 2500 км. Число переприемных участков по ТЧ не более пяти,
число ВЧ транзитов на каждом транзитном участке по ТЧ не
более трех по первичной группе и не более трех по вторичной.
Длина усилительного участка примерно 6 км.
282
В системе передачи имеются следующие станции: оконечная
станция (ОП); обслуживаемая усилительная станция (ОУП);
необслуживаемая усилительная станция с автоматической регули-
ровкой усиления по контрольной частоте (НУП с АРУ по КЧ);
необслуживаемая усилительная станция с грунтовой АРУ (НУП с
ТАРУ); необслуживаемая усилительная станция с коррекцией
(НУП-К).
Для управления приборами АРУ используются токи линейных
контрольных частот: 1364 кГц — основной и 308 кГц—вспомо-
гательной. Система передачи предусматривает возможность выделе-
ния трех нижних вторичных групп (60—804 кГц), причем на одном
ВЧ транзитном участке число пунктов выделения не должно пре-
вышать трех.
С Система передачи дает возможность организовать следующие
виды служебной телефонной связи: магистральной (МСС), постан-
ционной (ПСС) и участковой (УСС).
МСС обеспечивает телефонную связь между оконечными,
переприемными пунктами и пунктами выделения групп каналов
при обслуживании групповых трактов и телефонных каналов.
ПСС служит для связи между смежными ОУП, ОУП—НУП, НУП—
НУП при обслуживании линейных сооружений магистрали в момент
нахождения технического персонала в необслуживаемых усилитель-
ных пунктах.
Устройства телемеханики аппаратуры К-300 обеспечивают
передачу четырех сигналов извещения из каждого НУП в бли-
жайший ОУП и одного сигнала управления из ОУП в любой
НУП. Сигналы извещения посылаются при открывании крышки
контейнера НУП, появлении в нем воды, нарушении целостности
оболочки кабеля. Сигнал управления служит для включения в
НУП генератора при проверке исправности линейного тракта и опре-
делении нелинейности усилителей. Для линейной цепи телемеханики
используется одна симметричная пара в кабеле. По этой же паре
организуют дистанционное питание устройств телемеханики и слу-
жебной связи НУП.
Оборудование оконечных станций состоит из стоек индивидуаль-
ного оборудования СИП-300 или СИП-60, СТВ-ДС-60, СИО-24П;
стоек группового преобразования УСПП, УСВП; стоек генераторного
оборудования СУГО-1-8, СУГО-П-2; стоек переключения СКП-1,
СКВТ-1; стоек линейного тракта СЛУК ОП, СДП, СТДП,
ССС-1.
f, КГЦ
Рис. 15.4. Линейный спектр частот системы передачи К-300
283
В обслуживаемых усилительных пунктах устанавливают
стойки СЛУК ОУП, СДП, СТДП, ССС-1. Оборудование нерб-
служиваемых усилительных пунктов размещают на каркасах, уста-
навливаемых в металлический контейнер цилиндрической формы,
который помещают в грунт.
Электропитание аппаратуры ОП и ОУП осуществляется от
источников тока напряжением 21,2 В±3% (основные цепи) и 24В+
±10% (цепи сигнализации).
Необслуживаемые усилительные пункты получают электролита- •
ние дистанционно с ближайших ОУП по центральным проводам
двух коаксиальных пар.
15.3. СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ К-192ОП, К-3600 И К-10800
^Система передачи К-1920П предназначена для работы по
коаксиальным парам диаметром 2,6/9,4 мм в кабелях КМ-4
и КМ-8/6; по симметричным парам этих кабелей может работать
распределительная система К-24Р. При использовании кабеля
КМ-8/6 на коаксиальных парах малого диаметра может также
работать распределительная система передачи К-300Р. J
Система связи однокабельная однополосная. С ее помощью
можно организовать 1920 каналов ТЧ в спектре 312—8524 кГц
(рис. 15.5, а) или 300 каналов ТЧ в спектре 312—1548 кГц, канал пе-
редачи сигналов изображения (телевидения) в спектре 1841—8491
кГц и канал звукового сопровождения сигналов телевидения в спек-
тре 273—288 кГц (рис. 15.5,6).
Максимальная дальность передачи 12 500 км. Число пере-
приемных участков по ТЧ (наибольшая длина 2500 км) не более пяти.
Средняя длина усилительного участка 6 км. Обслуживаемые
усилительные пункты размещены приблизительно через 200 км.
Система передачи имеет устройства автоматической регулировки
усиления^ В комплекс аппаратуры входят устройства служебной
связи и телемеханики. Конструкция аппаратуры обслуживаемых
« за
® а а 5 8 S i
Канал ТВ |
Рис. 15.5. Линейные спектры частот системы передачи К-1920П
284
Рис. 15.6. Линейные спектры частот систем передачи К-3600
станций сборно-функциональная. Оборудование НУП размещают
в контейнерах, находящихся под избыточным воздушным давлением.
Контейнеры помещают в металлические камеры, закапываемые в
грунт.
Электропитание аппаратуры осуществляется от источника тока
напряжением 24 В±10%. Питание оборудования НУП дистанцион-
ное постоянным током, независимое для каждой системы передачи.
Дистанционное питание аппаратуры систем передачи К-1920П и
К-300Р организовано по центральным жилам коаксиальных пар ка-
беля, аппаратуры К-24Р — по фантомным цепям симметричных пар.
Полупроводниковый вариант аппаратуры К-1920П разрабо-
тан взамен аналогичной аппаратуры на лампах К-1920, К-1920У.
Дистанционное питание устройств НУП этих систем передачи
предусматривалось переменным током.
/ Система передачи K-3Q00 предназначена для организации линей-
ных трактов на коаксиальных парах нормального диаметра 2,6/9,4
Рис. 15.7. Линейный спектр частот системы передачи К-10800
нГц
285
мм кабелей КМ-4 и КМ-8/6. Она дает возможность организовать
3600 каналов ТЧ в спектре 812—17 596 кГц (рис. 15.6, а) или канал
звукового сопровождения сигналов телевидения в спектре 919—936
кГц, каналы передачи сигнала звукового вещания в спектрах
841—858 и 997—1014 кГц, канал передачи сигналов телевидения в
спектре 1941—8491 кГц, 1800 каналов ТЧ в спектре 9884—17 596 кГц
(рис. 15.6, б). Аппаратура линейного тракта К-3600 по функциональ-
ному назначению, основным схемным решениям, конструкции и
комплектации идентична аппаратуре K-1920n.jTlo симметричным
парам этих кабелей может работать распределительная система пе-
редачи К-24 (рис. 15.6, в). При использовании кабеля КМ-8/6 на
коаксиальных парах малого диаметра может также работать рас-
пределительная система К-1020Р (рис. 15.6, г).
(^Система передачи К-10800 предназначена для формирования
больших пучков каналов по парам коаксиальных кабелей диаметром
2,6/9,4 мм. Линейный спектр частот системы передачи (рис. 15.7)
занимает диапазон 4,332—59,684 МГц и формируется из 13 четверич-
ных групп (по 900 каналов каждая). Стандартный спектр четверич-
ной группы расположен в диапазоне 8,516—12,388 МГц. Длина
усилительного участка 1,5 км. Максимальная длина секции дистан-
ционного питания 120 км. Наибольшая длина линейного тракта,
соединяющего два сетевых узла, где осуществляется переприем по
групповым трактам, 830 kmJ
^Система реализована на новой элементной базе с приме-
нением микроэлектроники, что позволило сократить объем ап-
паратуры, повысить надежность и стабильность работы, сокра-
тить трудоемкость строительства, настройки и экcплyaтaции.J
В состав линейного оборудования входят НУП трех типов:
нерегулирующий НУП, корректирующий НУП-К, питающий ПНУП и
полуобслуживаемый усилительный пункт ПОУП (дневное дежурст-
во). Оборудование размещается на стойках новой конструкции
размером 2600X225X120 мм.
Процесс технического обслуживания автоматизирован средства-
ми автоматического контроля и управления. Управление техническим
обслуживанием тракта передачи осуществляется из оконечного
пункта, где установлен управляющий вычислительный комплекс
(УВК) на базе мини-ЭВМ с необходимыми периферийными
устройствами. Информация о состоянии оборудования линейного
тракта поступает в УВК, где она анализируется и оценивается.
Управление подключением приборов и датчиков на проме-
жуточных пунктах и проведение измерений осуществляются по
команде оконечного пункта. Команды управления и результатов
измерений передаются с использованием устройств магистраль-
ной телемеханики.
Электропитание оборудования ПОУП и ПНУП осуществля-
ется от сети через выпрямители с резервированием от батареи
аккумуляторов местной электростанции, а НУП — дистанционно
по жилам кабеля.
Глава 16. АППАРАТУРА ВЫДЕЛЕНИЯ
И ТРАНЗИТА ГРУПП КАНАЛОВ
16.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Существует два способа выделения каналов: с потерей и
без потери линейного спектра. При первом способе аппарату-
ра выделения каналов подключается параллельно линейному
тракту. При этом токи частот выделяемых каналов ответвляют-
ся в аппаратуру выделения и одновременно проходят дальше
пункта выделения. В этом случае связь организуется только
в одну сторону от пункта выделения. На последующих участках
линейный спектр выделенных каналов не может быть использо-
ван для организации самостоятельной связи. Этот способ выделения
О /-J <+-'6 7-9 10~12 10-12 7-9 4-6 1-3 0 Каналы
тп-----------------:—г~т--------------------гп-------
Рис. 16.1. Линейный спектр выделяемых каналов системы передачи К-12+12 и
структурная схема включения комплекта выделения шести каналов в обслужи-
ваемом усилительном пункте
287
используют также для организации каналов групповой связи, где
сигнал должен быть воспринят одновременно в большом количестве
промежуточных пунктов. Такой способ выделения каналов применя-
ется в системах передачи К-24Т и К-12+12.
При втором способе в пункте выделения на пути токов выделя-
емых каналов включают фильтры, препятствующие их распростране-
нию за пределы пункта выделения. На последующих участках в
спектре частот выделенных каналов вновь можно организовать
каналы связи.
Одни и те же группы каналов могут выделяться и вводиться
на магистрали неоднократно в нескольких промежуточных пунктах.
Однако число выделений не должно превышать (на переприемном
участке по ТЧ) трех-четырех. При большом числе пунктов выделения
становятся заметными амплитудно-частотные искажения в крайних
транзитных каналах. Эти искажения не всегда возможно устранить
имеющимися в аппаратуре средствами, а следовательно, указанные
каналы не будут удовлетворять нормам по АЧХ.
Такой способ выделения применяется в большинстве современных
систем передачи (В-12-3, К-60П, К-300 и др.).
В системе передачи К-24Т предусмотрена возможность выделения
12 каналов (каналы 13—24) для организации групповых связей.
В месте выделения каналов устанавливают оборудование промежу-
точных станций СП К-24Т (см. § 13).
В системе передачи К-12+12 (рис. 16.1) возможно выделение
канала служебной связи и первого канала во всех промежуточных
пунктах (ОУП и НУП). В ОУП наряду с каналом служебной связи
можно выделить одну или две любые 3-канальные группы (см.
§11.2). Для этого на стойке дополнительно устанавливают комп-
лект блоков выделения ВПК-12+12.
16.2. СТОЙКИ ВЫДЕЛЕНИЯ ЧЕТЫРЕХ КАНАЛОВ СВК И СВК К
В системах передачи В-12-3 и КВ-12 предусмотрена возможность
выделения четырех каналов ТЧ (каналы 9—12) из линейного
спектра варианта I. Эти каналы занимают части линейного спектра,
примыкающие к пограничным частотам направляющих фильтров
(рис. 16.2). Выделение осуществляется в пунктах размещения
промежуточных усилителей ПВ-12-3 (ПКВ-12), где дополнительно
устанавливают стойку выделения каналов СВК и включают
ее между выравнивателем Выр и линейным усилителем ЛУс.
Передача по каналам прямого прохождения в направлении
А—Б (рис. 16.3) происходит в спектре выше 108 кГц, а в направлении
Б—А—в спектре ниже 68 кГц. В пункте В выделяются (и вводятся)
спектры каналов 9—12.
288
Прямые каналы I выделяемые каналы I Прямые каналы
36 6Q в^вввг 109 МкГц
в ’А А ~6
Рис. 16.2. Спектр выделяемых четырех каналов и структурная схема подключения
стойки СВК в системе передачи В-12-3
Токи линейного спектра частот системы передачи со ступени
А поступают в развязывающую дифференциальную систему ДС1.
Токи каналов прямого прохождения после усиления усилителем
УсА-Б выделяются фильтром К-108 и через распределитель
мощности РМ1 направляются к станции Б. В этом же направлении
через фильтр ФКЧ-92 проходит ток контрольной частоты 92 кГц.
Токи выделяемых каналов после ДС1 усиливаются усилителем
УсА-В и через полосовые фильтры 77Ф поступают в демодулятор
Д. Преобразованные токи низких частот усиливаются усилителем
УсНЧ, проходят дифференциальную систему с ограничителем ДСО и
направляются к абоненту.
При ответе абонента в пункте В разговорные токи через ДСО
поступают в модулятор М канала. Передаваемые токи боковых
10 Зак. 872
289
от A
кА
д-вв
Рис. 16.3. Структурная схема стойки СВК
полос частот выделяются фильтром ПФ и вместе с токами
остальных трех каналов, если и по ним ведется передача, через загра-
дительный фильтр РФ-96, подавляющий остаток тока несущей
частоты 96 кГц, подаются в групповой преобразователь частоты.
Последний преобразует спектр 92—108 кГц выделяемых каналов
в отведенный для них участок линейного спектра 68—84 кГц. При
этом используется групповая несущая частота 176 кГц, полученная
в генераторном оборудовании аппаратуры выделения каналов.
Далее токи частотами 68—84 кГц выделяются фильтром нижних час-
тот Д-108, усиливаются усилителем УсВ-А и через распределитель
мощности РМ2, в котором они объединяются с токами сквозных
восьми каналов направления Б—А и током контрольной частоты
80 кГц, направляются в усилитель ЛУс направления Б—А проме-
жуточной усилительной станции.
Тракт восьми сквозных каналов направления Б—А и тракт
передачи и приема четырех каналов направлений В—Б и Б—В
устроены аналогично. Только вместо фильтров К-108 и ФКЧ-92
применены фильтры Д-68 и ФКЧ-80.
290
К-60П
выселяемые каналы
0,3 3,4
Рис. 16.4. Спектр выделяемых четырех каналов в системе передачи К-60П и струк-
турная схема подключения стойки СВК-К
10*
291
Оборудование выделения четырех каналов расположено на одной
стойке размером 2500X600X535 мм. Электропитание стойки СВК
(электронные лампы) осуществляется от источников постоянного
тока напряжениями 20,6—21,8 и 200—212 В.
В системе передачи К-60П предусмотрена возможность вы-
деления четырех каналов ТЧ (каналы 15—18), расположенных в
середине линейного спектра (рис. 16.4). Выделение осущест-
вляется в ОУП, где дополнительно устанавливают стойку СВК-К и
подключают ее к стойке СЛУК К-60П (см. рис. 14,4, б). Принцип
работы стойки СВК-К аналогичен принципу работы стойки СВК,
рассмотренному ранее.
16.3. СТОЙКИ ВЫДЕЛЕНИЯ ПЕРВИЧНЫХ ГРУПП СВПГ
В системах передачи К-60П, К-120, К-300 и др. предусмотрена
возможность выделения одной или двух 12-канальных групп,
занимающих полосу частот соответственно 12—60 или 12—108 кГц
с использованием стоек СВПГ.
Аппаратура предусматривает следующие варианты выделения,
введения и транзита групп каналов.
СВПГ-1 и СВПГ-2—стойки выделения и введения одной и
двух первичных групп в диапазоне соответственно 12—60 и
12—108 кГц. Выделенные спектры могут быть переданы в ап-
паратуру выделения других систем передачи или по соедини-
тельным линиям для использования на удаленной оконечной стан-
ции.
СВПГ-1П и СВПГ-2П— стойки выделения и введения одной или
двух 12-канальных групп и преобразования первой группы из
диапазона 12—60 кГц в спектр частот 60—108 кГц. Стойки
предназначены для транзита 12-канальных групп в стандартном
спектре частот (60—108 кГц).
СВПГ-1ПГ и СВПГ-2ПГ — стойки выделения первичных групп
с преобразовательным и генераторным оборудованием; отлича-
ются от СВПГ-1П и СВПГ-2П наличием генераторного оборудования
для получения токов индивидуальных несущих и контрольных
частот. Стойки устанавливают при использовании каналов в
пункте выделения. В этом случае для получения каналов ТЧ
необходимо дополнительно предусмотреть установку оборудования
индивидуального преобразования.
Выделение 12-канальных групп в системе передачи К-60П
(рис. 16.5) осуществляется в ОУП, где дополнительно устанав-
ливают стойки СВПГ и СИО и подключают их к стойке СЛУК.
Как видно из структурной схемы (для одного направления)
стойки СВПГ (рис. 16.6), передача по каналам прямого прохожде-
ния осуществляется в спектре частот выше 60—108 кГц, а
292
выделяемые каналы Прямые каналы
К-60 -д К-108 -» К-60П
"Г
60
108
—I-----------1----------1---
'156 204 252кГц
Рис. 16.5. Спектр выделяемых первичных групп в системе передачи и структурная
схема подключения стойки СВПГ-1ПГ (СВПГ-2ПГ)
связь по выделяемым каналам в спектре частот от 12 до 60
(108) кГц — между станциями А и В, а также В и Б.
Токи линейного спектра частот системы передачи со станции
А поступают в развязывающую дифференциальную систему
ДС1. Токи каналов прямого прохождения проходят через фильтр
К-60 (108), дифференциальную систему ДС2, усилитель Ус и посту-
пают в линию к станции Б. В этом же направлении через фильтр
ПФ-16 проходит ток контрольной частоты 16 кГц.
Токи выделяемых каналов через контур обратного преды-
скажения КОП, фильтры Д-60 (108), ФЗ-16, усилитель Ус12-108,
дифференциальную систему ДСЗ и фильтр Д-60 поступают в пре-
293
Станция Б
Ус60-108 К-60
Рис. 16.6. Структурная схема стойки выделения первичных групп СВПГ-1ПГ (СВПГ-
2ПГ)
образователь ГП1, где током несущей частоты 120 кГц преоб-
разовываются в стандартный спектр первичной группы 60—
108 кГц. Токи нижней боковой полосы частот выделяются фильт-
ром Д-115, усиливаются усилителем Ус60-108 и поступают в
индивидуальное оборудование в случае использования выделен-
ного спектра частот для связи со станцией В или передаются
в другую систему передачи, если на этой станции устанав-
ливается высокочастотный транзит каналов/
В случае выделения двух 12-канальных групп на станции
В токи второй 12-канальной группы, занимающие диапазон час-
тот 60—108 кГц, после дифференциальной системы ДСЗ выде-
ляются фильтром К-60, усиливаются усилителем Ус60-108 и да-
лее поступают на индивидуальное оборудование или оборудова-
ние высокочастотного транзита.
Введение одной или двух 12-канальных групп для связи
между станциями В и Б происходит аналогично через соответ-
ствующие элементы правой части схемы. Здесь в тракт вводи-
мых каналов включается контур прямого предыскажения КПП,
если система передачи работает с перекосом (предыскажением)
спектра частот.
Введение каналов для связи между станциями В и А и выделение
каналов для связи между станциями В и Б происходят через
такие же элементы.
294
16.4. ТРАНЗИТ КАНАЛОВ ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ
В первичных сетях связи встречаются два типа каналов:
простые и составные. Простой канал имеет каналообразующую
аппаратуру только на входе и выходе. Составной канал состоит
из двух или нескольких простых каналов. Соединение простых
каналов называется транзитом. В зависимости от характера
соединения каналов различают постоянные и временные транзитные
соединения.
В случае постоянного транзитного соединения структура состав-
ного канала остается неизменной. Временные транзитные соединения
подразделяют на транзиты по расписанию и требованию абонентов.
При организации составных каналов необходимо принять меры
по удовлетворению их характеристик нормам. При транзитных
соединениях каналов входные сопротивления последних и измери-
тельные уровни в точках сопряжения должны быть одинаковыми.
Только в этом случае диаграмма уровней в системах передачи не
будет нарушена и остаточное затухание составного канала будет
соответствовать нормированному значению.
Существует две схемы транзита каналов: двух- и четырехпро-
водная. При двухпроводной схеме транзита (рис. 16.7) соединяют
двухпроводные выходы каналов. Нормированное остаточное затуха-
ние составного канала обеспечивается выключением двух удлини-
телей на концах каналов в пункте транзита. Эти удлинители
называются транзитными. Каждый из них имеет затухание,
равное половине остаточного затухания канала. Транзит осуществля-
Рис. 16.7. Структурная схема и диаграмма уровней двухпроводного транзита
295
ется на междугородной телефонной станции. Двухпроводным тран-
зитным соединениям присущи серьезные недостатки. Наличие двух
дифференциальных систем в месте транзитного соединения каналов,
имеющих небольшоё переходное затухание, приводит к снижению
устойчивости каналов и появлению дополнительных искажений
за счет обратных связей.
При четырехпроводной схеме транзита (рис. 16.8) в пункте сое-
динения в обоих простых каналах выключают дифференциальные
системы. Это позволяет устранить недостатки двухпроводной схемы
транзита. Согласование уровней передачи осуществляется включе-
нием транзитных удлинителей с затуханием 14 дБ. Четырехпроводный
транзит каналов выполняется в ЛАЗе переключением на стойках
СЧП или СЧПД и используется для постоянных транзитных
соединений или соединений по расписанию.
При транзитных соединениях характеристики каналов ухуд-
шаются. Это связано с тем, что в пункте транзита линейный
спектр преобразуется в спектр тональных частот. Узлы индивидуаль-
ного оборудования при этом вносят дополнительные шумы и искаже-
ния. Особенно существенно влияние канальных фильтров, которые
вносят амплитудно-частотные и фазовые искажения. Поэтому
при организации связи стараются уменьшить количество транзитов
по каналам ТЧ.
Транзит групповых трактов представляет собой соединение од-
ноименных групповых трактов первичной сети, обеспечивающее
прохождение сигналов без изменения полосы частот или скорости
передачи. Транзит первичных групповых трактов осуществляется
Рис. 16.8. Структурная схема и диаграмма уровней четырехпроводного транзита
296
Рис. 16.9. Структурная схема комплекта
транзитного оборудования стойки
СТПГ-АК
Рис. 16.10. Структурная схема комплек-
та деления каналов тональной частоты
стойки СДК-2-6к (СДК-2-12к)
в пунктах, где необходимо передать из одной системы в другую
одну или несколько первичных групп.
Соединение первичных групповых трактов осуществляется
с помощью стоек транзита первичных групп с амплитудной кор-
реакцией СТПГ-АК. Эти стойки (рис. 16.9) содержат: блок ограничи-
вающего транзитного фильтра ФТ60-108-, блок режекторных фильт-
ров ФЗ, включаемый вместо удлинителя У/ для подавления токов
линейных контрольных частот 16 и 104 кГц, в тех системах передачи,
где эти частоты попадают в спектр транзитных групп; блок сетевого
амплитудного корректора КС А ; блок выделения сигнала вещания;
блок подчисточного корректора КП, включаемого вместо удли-
нителя У2 при большом числе транзитов; блоки входного и выходного
переменных удлинителей для согласования диаграммы уровней.
Из-за недостатка каналов на железнодорожном транспорте до сих
пор применяют аппаратуру деления каналов (рис. 16.10). Эта аппара-
тура позволяет организовать в типовом канале ТЧ с полосой эффек-
тивно передаваемых частот 0,3—3,4 кГц два узкополосных канала
(А и Б) с полосой частот 0,3—1,7 кГц. Один из указанных узких кана-
лов образуется непосредственно выделением фильтрами из спектра
0,3—3,4 кГц токов полосы частот 0,3—1,7 кГц. Для образования
другого канала токи выделенного спектра 0,3—1,7 кГц преобразуют-
ся в токи частот 2,0—3,4 кГц. Стойки деления каналов СДК-2-6к
и СДК-2-12к выпускались емкостью на 6 и 12 стандартных
каналов ТЧ.
297
16.5. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЫХ
СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
Многоканальные системы передачи с числом каналов 60 и более,
разрабатываемые в СССР и за рубежом, существенно отличаются
по принципам построения, электрическим параметрам и конструкции
от рассмотренной аппаратуры. Основные отличия заключаются в
следующем: в аппаратуре выделены устройства, имеющие закончен-
ное функциональное назначение, что позволило часть устройств
унифицировать и сделать их типовыми для всех систем передачи,
введена сборно-функциональная конструкция; изменены уровни в
точках переключения устройств; централизовано получение основных
опорных частот в генераторном оборудовании, иначе решены
вопросы электропитания аппаратуры.
В многоканальных системах передачи, работающих по методу
частотного разделения каналов, оконечное оборудование содержит
аппаратуру формирования и преобразования сигналов в тракте пере-
дачи и аппаратуру разделения, обратного преобразования и восста-
новления сигналов в тракте приема.
Все оборудование системы передачи подразделяют на три основ-
ные части (рис. 16.11): преобразовательное, или каналообразующее
оборудование /70, оборудование сопряжения СО и оборудование
линейного тракта ЛТО.
Преобразовательное оборудование идентично для
всех многоканальных систем передачи. Преобразование сигналов
обычно происходит несколькими ступенями. На первой ступени
применяют оборудование, называемое индивидуальным преобра-
зовательным оборудованием ИПО, где сигналы 12 каналов ТЧ преоб-
разуются в спектр первичной группы в тракте передачи и разделя-
ются и вновь преобразуются в спектр каналов ТЧ в тракте приема.
Последующие ступени, называемые групповым преобразовательным
оборудованием ГПО, позволяют объединением пяти первичных
групп получить вторичную (60-канальную) группу, далее объедине-
нием пяти вторичных групп — третичную (300-канальную) и т. д.
Оконечная станция А I Линия и промежуточ-1 Оконечная станция 5
I ные станции |
Рис. 16.11. Структурная схема построения многоканальных систем передачи
298
КФОПГ сппг кот пг сппг кппг спвг
сип-60 СТПГ КФО вг
Рис. 16.12. Структурная схема оборудования групповых трактов и широкополосных
каналов
КОТ В Г
Оборудование преобразования в многоканальных системах передачи
отличается только числом ступеней преобразования в зависимости
от числа каналов в системё, поэтому узлы этой части аппаратуры
унифицированы и являются типовыми.
Оборудование сопряжения позволяет преобразовывать
полученный в результате указанного выше группового преобра-
зования спектр сигнала в линейный спектр данной системы передачи.
Оборудование линейного тракта включает в себя ли-
нию передачи, промежуточные станции ПС и оконечное оборудование
линейного тракта (ОЛТО). Оконечное оборудование линейного
тракта обеспечивает наиболее выгодные условия передачи (получе-
ние уровней передачи, принятых для данной системы), а также ком-
пенсацию затухания и устранение искажений сигналов в тракте. В
состав ОЛТО входят усилители передачи и приема, устройства
предыскажения и автоматической регулировки усиления. Выделение
линейного тракта в самостоятельную часть систем передачи
позволяет независимо от других устройств выполнять его регули-
ровку, настройку и контроль, а также заменять его в аварийных
ситуациях однотипными линейными трактами.
Оборудование сопряжения и линейного тракта является спе-
циальным оборудованием данной системы передачи.
В самостоятельные комплексы аппаратуры выделяется оборудова-
ние формирования групповых трактов, широкополосных каналов и
оборудование переключений.
Оборудование групповых трактов позволяет полу-
чить законченные основные тракты, предназначенные для передачи
различного рода информации. Изготовляют комплекты трактов пер-
вичных КОТ ПГ, вторичных КОТ ВГ и третичных КОТ ТГ групп.
Это оборудование (рис. 16.12) содержит устройства ввода и вывода
токов контрольных и вспомогательных частот, режекторные фильтры
на входе тракта для предотвращения влияния информационного
сигнала на токи контрольных и вспомогательных частот, фильтры
299
на выходе тракта для подавления токов контрольных и вспомога-
тельных частот, устройства коррекции АЧХ.
Оборудование формирования широкополос-
ных каналов позволяет на основе групповых трактов формиро-
вать каналы для передачи определенного вида информации (высоко-
скоростная передача данных, передача газет, сигналов телевидения и
т. д.). Изготовляют комплекты каналоформирующего оборудования
на базе первичной КФО ПГ, вторичной КФО ВГ, третичной КФО ТГ
групп. В состав этого оборудования входят полосовые фильтры,
ограничители амплитуд, устройства устранения амплитудно-частот-
ных и фазовых искажений. Кроме того, в тракт передачи включают
режекторные фильтры, которые подавляют все токи, пропускаемые
полосовыми фильтрами приемников токов контрольных частот
комплектов АРУ сетевых трактов. Соответствующие режекторные
фильтры комплектов КОТ подавляют токи более узкой полосы, в
пределах которой значения контрольных частот могут изменяться
из-за нестабильности генераторов.
Оборудование переключений предназначено для
коммутации ручным способом с помощью перемычек или соедини-
тельных штифтов первичных, вторичных и третичных групповых
трактов транзита этих трактов и оборудования формирования
широкополосных каналов. :
Оборудование переключения состоит из стоек (или комплектов)
переключения первичных СП ПГ, вторичных СП ВГ, третичных
СП ТГ групп. Комплекты используются в малых по емкости ЛАЦ, где
применяется смешанная комплектация каркасов стоек. Оборудование
переключения формирования групповых трактов и широкополосных
каналов также является типовым и может использоваться в любых
многоканальных системах передачи.
Главная особенность конструктивного выполнения этой аппарату-
ры состоит в сборно-функциональном принципе ее построения.
Основной конструктивно законченной единицей аппаратуры является
комплект, в котором размещено оборудование, выполняющее опреде-
ленную законченную функцию. Например, комплекты преобразова-
ния первичных КП ПГ, вторичных КП ВГ, третичных КП ТГ групп,
комплекты генераторного оборудования и т. д. Каждый комплект
монтируют в отдельном каркасе из отдельных блоков высотой 120 мм
и шириной от 27 до 540 мм. Блоки в комплектах могут быть
установлены в один — четыре ряда.
Отдельные комплекты устанавливают на типовом каркасе стойки.
Каркас выполнен в сборной конструкции размером 2600Х680Х
Х255 мм. Каркас стойки собирают на месте установки. Он допускает
размещение 19 (в однорядном исполнении) комплектов. Каркас
стойки может заполняться комплектами постепенно без нарушения
работоспособности установленных ранее комплектов. Такая конст-
рукция аппаратуры удобна при развитии сети связи. Эти принципы
300
построения аппаратуры наряду с применением более совершенных
элементов позволили значительно уменьшить ее размеры и массу.
В качестве примера на рис. 16.12 приведена структурная схема
организации широкополосного канала для передачи данных с исполь-
зованием КФО ПГ на базе первичного группового тракта, образо-
ванного КОТ ПГ. Данная первичная группа является одной из
пяти групп, образующих вторичный групповой тракт КОТ ВГ.
Тракт первичной группы при необходимости может быть
передан со стойки переключения первичных групп СП ПГ на
стойку индивидуальных преобразователей СИП-60 для образования
каналов ТЧ или осуществления транзита первичной группы СП ПГ.
При переключении на стойке СП ВГ с помощью КФО ВГ может
быть образован широкополосный канал на базе вторичной группы.
Электрические параметры элементов современных систем
передачи рассчитываются так, чтобы обеспечить предельную даль-
ность передачи 12 500 и даже 25 000 км. В связи с этим к характе-
ристикам элементов аппаратуры были предъявлены повышенные
требования в отношении стабильности частот задающих генераторов,
мощности собственных шумов и амплитудно-частотных искажений.
Генераторное оборудование в этой аппаратуре разделе-
но на две территориально разнесенные части. Генераторное обору-
дование для получения исходных опорных частот централизовано, его
монтируют на отдельной стойке, общей для всего узла связи. Гене-
раторное оборудование для получения токов несущих и контрольных
частот децентрализовано и устанавливается совместно с преобразо-
вательным оборудованиём. Такой способ построения генераторного
оборудования позволяет всем системам передачи в узле связи рабо-
тать от одного высокостабильного задающего генератора.
В точках переключения групповых трактов ПГ, ВГ, ТГ уста-
навливаются единые уровни передачи и приема по мощности
(соответственно —36 и —23 дБ). В аппаратуре предусмотрены
устройства компенсации затухания межстоечного кабеля.
Электропитание оборудования осуществляется по трем цепям
(двум рабочим и одной сигнальной) от двух независимых источников
постоянного тока напряжением 24 В±10%. Питание от двух незави-
симых источников позволяет сохранить в рабочем состоянии до 50%
оборудования при пропадании напряжения одного из источников
питания.
Особенностью аппаратуры является также отсутствие на стойках
основного оборудования электропитания. Распределение и основную
защиту цепей питания аппаратуры осуществляют на специально
разработанной торцовой стойке. Функции защиты цепей питания
выполняют электронные стабилизаторы напряжения в каждом ком-
плекте оборудования. Указанные особенности построения многока-
нальных систем передачи были использованы при разработке К-120,
К-300, К-1920П, К-3600, К-5400 и К-10800.
Глава 17. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ
17.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ
С ИМПУЛЬСНО-КОДОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
В системах связи с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ)
непрерывный, или аналоговый, сигнал преобразуется в последова-
тельность импульсных кодовых групп, передаваемых по линейному
тракту в пункт приема. Каждая кодовая группа представляет собой
совокупность импульсов тока, выражающую некоторое число, напри-
мер порядковый номер квантования, обычно в двоичной системе
счисления. В результате передаваемый сигнал приобретает форму
цифровой последовательности. В пункте приема происходит обратное
преобразование цифровой последовательности в аналоговый сигнал.
Таким образом, система связи с ИКМ является цифровой системой
передачи непрерывных сообщений.
Подобные системы связи получают все большее распростра-
нение вследствие ряда свойственных им преимуществ. Так, при
передаче групп кодовых импульсов отпадает необходимость сох-
ранения без искажений их формы, так как для приема информа-
ции достаточно лишь фиксировать только наличие или отсутствие
импульсов в принимаемых кодовых группах. Это обстоятельство
определяет основные преимущества данной системы.
В системе передачи с ИКМ линейные помехи не влияют на
качество передачи, если уровень помех не превышает половины
уровня сигнала. При этом в промежуточном пункте можно не
усиливать импульсы, а полностью их восстанавливать (регене-
рировать). Поэтому помехи, возникающие на различных участках,
не суммируются, как в аналоговых системах передачи, а пол-
ностью уничтожаются, т. е. накопления помех в линейном тракте
системы не происходит.
Кроме того, восстановление импульсов в каждом промежу-
точном устройстве (регенераторе) делает работу его элементов
независимой от изменения параметров цепи на регенерационном
участке. Поэтому отпадает необходимость в сложных устройствах
АРУ.
В системах передачи с ИКМ допустимы большие нелинейные
искажения в групповом тракте, чем в системах с частотным разделе-
нием каналов, и вследствие этого уменьшаются требования к
ограничению загрузки этих трактов.
Системы передачи с ИКМ легко сопрягаются с электронными
АТС, что создает условия для построения интегральных сетей
связи, т. е. сетей, в которых цифровые методы передачи одно-
временно используются и для коммутации сообщений. В таких се-
302
тях ответвление и переприем цифровых потоков происходят без
искажений, характерных для переприема и выделения аналоговых
сигналов.
Цифровые системы передачи позволяют использовать интег-
ральные микросхемы цифровой логики, что увеличивает их надеж-
ность, экономичность и уменьшает размеры аппаратуры. В то же
время системы передачи с ИКМ требуют для своей работы зна-
чительно более широкой полосы частот передаваемого сигнала.
Так, при одинаковом числе телефонных каналов в системе пере-
дачи с ИКМ ширина полосы частот передаваемых сигналов долж-
на быть примерно в 16 раз больше, чем в системе передачи с
ЧРК.
Известны системы передачи е ИКМ с временным (ИКМ-ВД)
и частотным (ИКМ-ЧД) разделением каналов. Индивидуальное обо-
рудование на оконечных станциях в системе передачи ИКМ-ВД
строится по методу временного разделения каналов, а в систе-
ме с ИКМ-ЧД — частотного. Групповое оборудование оконечных
станций обеих систем передачи построено по методу временно-
го разделения.
В системе передачи с ИКМ-ВД операции дискретизации по
времени, квантования по уровню и кодирования сигналов каждо-
го канала выполняются по очереди. Кодовые группы каждого
канала при этом передаются также по очереди в промежутки
времени, отведенные отдельным каналам.
В системе передачи с ИКМ-ЧД тем же операциям подверга-
ется групповой сигнал, образованный из канальных сигналов по
принципу частотного разделения каналов. Кодовые группы в этом
случае соответствуют отсчетам группового сигнала, следующим
по очереди друг за другом. После декодирования цифрового
сигнала и его демодуляции квантованный по уровню групповой
сигнал должен быть разделен по частоте на сигналы отдельных
каналов.
Системы передачи с ИКМ получают все большее распростра-
нение. Их широко применяют для организации соединительных ли-
ний между АТС. Они могут быть использованы для организации
местной и междугородной связи.
По каналам этих систем передачи может передаваться са-
мая различная информация. Каналы могут быть использованы для
организации телефонной связи, передачи данных, телеграфной связи,
телевидения и др. Все это говорит о большой универсальности и
перспективности этих систем.
Международным консультативным комитетом по телефонии
и телеграфии были разработаны рекомендации по стандартиза-
ции систем передачи с ИКМ. В качестве основной (первичной)
была принята 30-канальная система передачи ИКМ-30. Эта система
предназначена для работы по многопарным низкочастотным сим-
303
метричным кабелям в городских и сельских сетях связи. Вторичная
система на 120 каналов (ИКМ-120) предназначена для органи-
зации связи между отдельными зонами. Эти системы могут работать
по симметричным и коаксиальным кабелям. Третичная система
на 480 каналов (ИКМ-480) позволяет объединить цифровые потоки
четырех вторичных систем. Четвертичная система на 1920 каналов
(ИКМ-1920) дает возможность объединить цифровые потоки четырех
третичных систем.
Системы передачи ИКМ-480 и ИКМ-1920 предназначены для ра-
боты по коаксиальным кабелям, а также волно- и световодным
линиям передачи.
Применение цифровых систем в сети связи МПС, несомненно,
целесообразно. В настоящее время это осуществляется в двух
направлениях: использование системы передачи ИКМ-120 в сетях
дорожной и магистральной связей и использование системы пере-
дачи ИКМ-30 для организации отделенческой оперативно-техноло-
гической связи. В обоих случаях имеются трудности, над прео-
долением которых сейчас ведутся работы.
Железнодорожные кабели МКП по своим характеристикам поз-
воляют широко применять систему передачи ИКМ-120. Однако они
содержат сигнальные пары, по которым работают системы авто-
матики и телемеханики. По сигнальным парам посылаются импуль-
сные сигналы сравнительно большой мощности без каких-либо огра-
ничивающих спектр фильтров. Вследствие этого они имеют очень
широкий (до 8—10 МГц) спектр частот (совершенно не оправданный
с точки зрения используемой скорости передачи информации). Эти
мешающие импульсные сигналы нарушают синхронизацию системы
передачи ИКМ-120, делая невозможным ее эксплуатацию. Ведутся
работы по выяснению путей проникновения мешающих сигналов со
стороны устройств автоматики и телемеханики и по устранению
этих влияний. Получены обнадеживающие результаты.
Следует заметить также, что кабельные линии проложены в
непосредственной близости от электрифицированных железных
дорог и, следовательно, подвергаются сильным влияниям со стороны
последних. Ведутся работы по выявлению возможности работы
систем передачи с ИКМ на электрифицированных участках
постоянного и переменного токов.
Трудности, возникающие при использовании системы передачи
ИКМ-30 для организации оперативно-технологической связи, заклю-
чаются в сложности организации группового канала, в который при
применяемом нелинейном кодировании невозможно простое парал-
лельное подключение абонентов на промежуточных станциях. Созда-
ется несколько вариантов систем передачи (на базе ИКМ-30), позво-
ляющих организовать все типы каналов оперативно-технологической
связи (групповые, прямые, для передачи данных и пр.). Успешное
проведение указанных выше работ позволит применить цифровые
304
системы, что даст необходимое количество высококачественных
надежно работающих каналов, столь необходимых для сетей
связи МПС.
17.2. ДИСКРЕТИЗАЦИЯ, КВАНТОВАНИЕ И КОДИРОВАНИЕ
В системах передачи с ИКМ при представлении аналогового
(речевого) сигнала в цифровой форме осуществляется три вида
преобразований (рис. 17.1): дискретизация сигнала по времени
(ЛИ М-I и АИМ-II), квантование амплитуд импульсов, полученных
в результате дискретизации, и кодирование, т. е. формирование
кодовых групп, соответствующих квантованным значениям амплитуд
полученных импульсов.
В дискретизатор сигнала во времени входит ФНЧ,
подчеркивающий, что при АИМ-I спектр сигнала должен быть
ограничен. Частота дискретизации сигнала во времени (в соответст-
вии с теоремой Котельникова) выбирается несколько больше
удвоенной максимальной частоты сигнала и равна 8 кГц. Осо-
бенностью АИМ-1 является стремление получения более кратко-
временного импульса с целью фиксации данного мгновенного зна-
• чения сигнала. Однако для дальнейшего кодирования полученного
импульса необходимо постоянство его амплитуды в течение всего
времени кодирования. Это достигается запоминанием полученного
значения в АИМ-П использованием заряженной емкости С.
В амплитудном квантователе полученные произволь-
ные амплитудные значения импульсных сигналов заменяются конеч-
ным множеством разрешенных для передачи значений — уровней
квантования. При этом непрерывный динамический диапазон переда-
Рис. 17.1. Схема, поясняющая процесс аналого-цифрового преобразования (дискрети-
зация по времени, по амплитуде и кодирование)
305
ваемых сигналов разбивается на ряд дискретных участков —
шагов квантования. Это преобразование поясняется рис.
17.2, где ступенчатая кривая представляет собой амплитудную
характеристику (АХ) квантования UBblx=f(UBX). Эта характеристика
может быть представлена как сумма идеальной линейной харак-
теристики (штрихпунктирная линия) и характеристики, определяю-
щей искажения квантования сигнала.
Амплитудная характеристика имеет два характерных участ-
ка: зону квантования — Uq^Ub^Uq и зону ограничения
IОбычно Uo выбирают так, чтобы искажения от ограни-
чения были значительно меньше искажений, появляющихся в резуль-
тате квантования, которые и являются определяющими.
На рис. 17.2 заметны изменения амплитуд импульсов на выходе
относительно импульсов на входе, что является результатом
искажения квантования. Абсолютное значение появляющихся иска-
жений Диск показано в правом нижнем углу рисунка. Можно пока-
зать, что при равномерном квантовании мощность искажений
квантования зависит только от шага квантования б и равна 6/12.
Рис. 17.2. Диаграммы, поясняющие процесс квантования
306
Относительные значения помех квантования
Рис. 17.3. Диаграммы, поясняющие целесообразность сжатия динамического диапа-
зона
Как известно, мешающее действие помехи и в том числе
искажений квантования зависит не от абсолютного значения ее
напряжения, а от соотношения между напряжениями сигнала и
помехи.
На рис. 17.3, а показана импульсная последовательность
группового АИМ сигнала и фиксированы восемь номеров кодовых
комбинаций, которыми они могут быть переданы при линейном
квантовании. Изменения высоты импульсов при их квантовании
заштрихованы. В средней части рисунка показаны появляющиеся
при этом1 абсолютные значения искажений (помех) квантования,
внизу — относительные значения помех квантования (отношение по-
мехи к самому импульсу). Очевидно, что наиболее сильное влияние
оказывает помеха, возникающая при малых напряжениях сигнала.
Если предварительно сжать динамический диапазон импуль-
сов АИМ сигнала, например, сжимателем мгновенного действия,
т. е. усилить импульс тем больше, чем меньше его амплитуда
(рис. 17.3, б), то абсолютные значения помех квантования практи-
чески не изменяются, а относительная помеха будет значительно
меньше.
Таким образом, действие сжимателя уменьшает влияние помех
квантования. Такой же результат можно получить, применяя так
называемое нелинейное квантование (рис. 17.3, в). Здесь шаг кванто-
вания для малых амплитуд импульсов берется значительно меньше,
чем для больших. При этом абсолютные значения помех кванто-
307
вания значительно увеличиваются (для больших амплитуд импуль-
сов), а относительное значение помехи получается малой.
Именно такой способ квантования применяется в выпускае-
мой в настоящее время аппаратуре. При этом характеристика
сжатия динамического диапазона (зависимость выходного напря-
жения (/вых от входного (7ВХ) выбирается из условий одинакового
отношения сигнала к помехе квантования для всех значений
напряжения сигнала. Нетрудно показать, что для положительных
напряжений сигнала она показана штриховой линией на рис. 17.4,
где по осям отложены относительные значения напряжений. Для
отрицательных значений напряжений сигнала характеристика будет
симметрична относительно нуля. В средней части рисунка приведены
АХ 1 и II сегментов в увеличенном виде.
Указанная характеристика на участке 1/А^|х|^1 отобража-
ется выражением у\— (1-|-1пАх)/(1 + 1пА), а в интервале 0^|х|^
Рис. 17.4. Аппроксимация амплитудной характеристики кодера (штриховая линия)
отрезками прямых (сплошные линии)
308
^Cl/A — прямой линией у%=
=Дх/(1 + 1пД) (где А — коэффи-
циент, выбираемый из условия,
чтобы в точке х= 1 /А касательная
к функции у\ проходила через О
при х=0). Эта зависимость на-
зывается характеристикой
компрессии типа А. Вели-
чина А выбирается равной 87,6.
Существует и другая харак-
теристика компрессии
типа ц у— In(1 +цх)/In(1 + |л)
при р,=255, применяемая в аппа-
ратуре некоторых зарубежных
Рис. 17.5. Амплитудная характеристика
декодера
фирм.
Для обеспечения требуемого качества передачи речевого
сигнала в системе передачи ИКМ-30 применен восьмиэлементный
код. Следовательно, число разрешенных кодируемых значений
сигнала будет 28=256 (по 128 положительных и отрицательных
значений).
Для уменьшения числа эталонных напряжений, используемых
при кодировании, и для простоты его осуществления характерис-
тика компрессии аппроксимируется отрезками прямых, соединяю-
щих точки 0—а—б—в—г—д—е—1. Характеристика делится на во-
семь сегментов при изменении значения приращения Дх от сегмента
к сегменту в 2 раза. Два сегмента на участке 0—а объединяются в
один. Каждый сегмент равномерно делится на 16 шагов, отличаю-
щихся в соседних сегментах в 2 раза. Если минимальный шаг
квантования, соответствующий 1/ю первого и второго сегментов,
обозначить б, то в третьем сегменте (а—6) будет 32 6, в четвертом —
64 6, в пятом—128 6, в шестом—256 6, в седьмом—512 6 и в вось-
мом — 1024 6. Соответствующим образом изменяется и значение
шага квантования в каждом сегменте.
Так формируется амплитудная характеристика кодера. Амп-
литудная характеристика декодера должна иметь обратный харак-
тер. Положительная ветвь ее показана на рис. 17.5.
Кодированием называется процесс преобразования кванто-
ванных амплитудно-моделированных импульсов в кодовую комби-
нацию, представляющую собой группу определенным образом рас-
положенных импульсов, принимающих значение 0 или 1. При пере-
даче речевых сигналов применяют двоичные коды, в которых
значение первого разряда кодовой комбинации определяет поляр-
ность передаваемого сигнала, комбинация остальных разрядов —
значение амплитуды. Они называются симметричными
двоичными кодами.
О законе, по которому осуществляется кодирование, можно
судить по так называемой кодовой таблице. Приведенные на
309
S') 12 3 4
рис. 17.6 две кодовые таблицы от-
личаются расположением ампли-
тудной характеристики кодера от-
носительно начала координат. В
первой из таблиц (рис. 17.6, а) все
сигналы с амплитудой, большей
6/2, пропадают, что эквивалентно
ограничению по минимуму. Во
второй таблице (рис. 17.6, 6) лю-
бые малые шумовые сигналы бу-
дут вызывать появление на выходе
кодера кодовой комбинации, соот-
ветствующей импульсу с амплиту-
дой 6/2. Это проявляется в так на-
зываемых шумах незанято-
го канала, или шумах
молчания.
Декодирование осуществляет-
ся более простыми по сравнению
с кодированием средствами. Каж-
дая кодовая комбинация преобра-
зовывается в импульс типа АИМ-П
соответствующей амплитуды и
знака, после чего импульсы раз-
Рис. 17.6. Кодовые таблицы
ных каналов разделяются ключа-
ми. Таким образом, кодирование (декодирование) может быть линей-
ным и нелинейным. В первом случае процесс нелинейного квантова-
ния осуществляется вне кодера (декодера) специальным сжимателем
(расширителем) динамического диапазона (см. рис. 17.3,6), во
втором — непосредственно в процессе кодирования (декодирова-
ния).
Совокупность кодера и декодера, осуществляющих аналого-
цифровое (и цифроаналоговое) преобразование называется ко-
деком.
17.3. ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ С ИКМ.
СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИКМ-30 И ИКМ-120
Физические процессы, происходящие в отдельных элементах
аппаратуры системы передачи ИКМ-30, проследим по ее упрощен-
ной структурной схеме (рис. 17.7). Для облегчения понимания
ее работы рассмотрим графики (рис. 17.8) электрических коле-
баний в различных точках передающей (А, Б, В, Г, Д) и прием-
ной (а, б, в, г, д) частей схемы. В целях упрощения условно
принято, что система передачи содержит только три канала.
310
Электрические колебания отдельных сигналов Дь Д2 и А3 после
фильтров нижних частот (см. рис. 17.7) подаются в модулятор
АИМ-Ц содержащий нормально закрытые ключи Кл1—Клп. Клю-
чи открываются поочередно весьма кратковременными импульса-
ми, которые поступают от генераторного оборудования передачи
ГОпер, работающего от высокостабильного задающего генера-
тора ЗГ.
Выходы ключей соединяются параллельно, благодаря чему
общий групповой АИМ сигнал (Б, см. рис. 17.8) поступает в
амплитудный модулятор АИМ-П (см. рис. 17.7), назначением ко-
торого является расширение импульсов АИМ сигналов до продол-
жительности интервала, отводимого для передачи каждого импуль-
са группового АИМ сигнала (В, см. рис. 17.8). Все импульсы
будут иметь плоскую вершину, что позволит выполнить их коди-
рование. В кодере (см. рис. 17.7) происходит кодирование каж-
дого импульса группового АИМ сигнала (Г, см. рис. 17.8).
Устройство объединения УО (см. рис. 17.7) включает в цифровую
последовательность сигналы синхронизации, поступающие от пере-
датчика синхроимпульсов ПС, и сигналы управления и взаимодей-
ствия, приходящие от АТС через приемник сигналов управления
и вызова ПСУ В. Далее последовательность импульсов подается в
Рис. 17.7. Структурная схема оконечной станции системы передачи ИКМ-30
311
Рис. 17.8. Диаграммы, поясняющие работу аппаратуры с импульсно-кодовой
модуляцией
преобразователь кода ПКП, где униполярный сигнал преобразуется
в биполярный с чередованием полярности импульсов (код ЧПИ).
При этом каждый следующий импульс передается с обратным знаком
по отношению к предыдущему (см. рис. 17.8, последовательность
импульсов Д). Тогда в спектре сигнала устраняется постоянная
составляющая, что облегчает усиление сигнала в станционном СтР
и линейном ЛР регенераторах (см. рис. 17.7), позволяет применять
трансформаторы для согласования входных сопротивлений аппарату-
ры и линии, а также уменьшает влияние электрических колебаний
сигнала ИКМ на параллельно работающие системы передачи, ис-
пользующие в линейном тракте более низкие частоты.
312
В приемной части оконечной станции пришедшие из линии переда-
чи искаженные биполярные импульсы (а, см. рис. 17.8) подверга-
ются стробированию и исправлению в станционном регенераторе
СтР, (см. рис. 17.7), в результате чего появляется последователь-
ность импульсов, свободная от помех (б, см. рис. 17.8).
На выходе преобразователя кода ПКПр появляется однопо-
лярный сигнал (в, см. рис. 17.8), поступающий в устройство разделе-
ния УР (см. рис. 17.7). В приемник ПрС поступает синхросигнал,
который синхронизирует работу генераторного оборудования приема
ГОпр. Здесь же выделяются сигналы взаимодействия и управления,
которые через ПрСУВ поступают на АТС, обеспечивая работу
соответствующих приборов.
Кодовые комбинации каналов подаются в декодер, на выхо-
де которого появляется групповой АИМ сигнал (г, см. рис. 17.8).
Далее последовательность импульсов группового АИМ сигнала
(б, см. рис. 17.8) поступает на ключи Кл1—Клп (см. рис. 17.7),
работающие от генераторного оборудования приема, где происходйт
разделение импульсов различных электрических сигналов (Д|—дз,
см. рис. 17.8). Аналоговые сигналы выделяются фильтрами нижних
частот.
Частота дискретизации сигнала в системе передачи ИКМ-30
равна 8 кГц. Разрядность кода 8. Число организуемых каналов
32. Таким образом, частота импульсов, появляющихся на выхо-
де кодера (тактовая частота), будет 8-8-32=2048 кГц, код в цифро-
вом линейном тракте квазитроичный с чередованием полярности
импульсов (ЧПИ).
Согласование работы передающей и приемной станций осу-
ществляется системой синхронизации. В аппаратуре
ИКМ-30 предусмотрено три типа синхронизации: по тактовой часто-
те, циклам и сверхциклам. Синхронизация по тактовой частоте
достигается выделением тактовой частоты 2048 кГц из спектра
линейного сигнала выделителем тактовой частоты, в качестве ко-
торого используется контур ударного возбуждения.
Тридцать два канальных интервала КИО, КИ1, КИ2, ..., КИ31
(рис. 17.9) объединяются в ц и к л, длительность которого составляет
3,91-32=125 мкс. Шестнадцать циклов ЦО, Ц1, Ц2, ..., Ц15 пред-
ставляют собой с верх цикл, длительность которого 2 мс.
Такая структура цифровых сигналов в линейном тракте поз-
воляет обеспечить передачу не только 30 каналов ТЧ, но и сиг-
налов синхронизации, сигналов управления и взаимодействия,
сигналов контроля и аварии, сигналов передачи дискретной ин-
формации.
Нулевой цикл ЦО, являющийся началом сверхцикла, содержит
в 16-м канальном интервале на позициях pl—р4 синхросигнал 0000
сверхцикловой синхронизации. Позиция рб этого канального интер-
вала использована для передачи сигнала аварии о потере сверх-
313
Нечетные циклы
сне 15 С5В 15 0 1 СНВ 31 СНВ 31 0 1
ЛИ 1 X 0
р1 pZ рЗ pb р5 рВ р7 р8 р! р2 рЗ р*> Р5 рб р7 р8
Рис. 17.9. Структура сверхцикла
цикловой синхронизации, в позиции рб и р8 передаются единицы. В
остальных 15 циклах в 16-м канальном интервале тактовые пози-
ции pl, р2, р5 и рб используются для передачи сигналов СУВ, при
этом в позициях р4 и р8 передаются единицы. Первая тактовая
позиция pl нулевого канального интервала четных и нечетных
циклов используется для передачи дискретной информации.
В начале каждого четного цикла в нулевом канальном ин-
тервале передается синхросигнал 0011011 цикловой синхрониза-
ции. Тактовая позиция рЗ нулевого канального интервала нечет-
ных циклов используется для передачи сигнала аварии о потере
цикловой синхронизации. Позиция рб нечетных циклов применяется
для контроля остаточного затухания.
Канальные интервалы с 1-й по 15-й и с 17-й по 31-й всех
циклов используются для организации 30 каналов ТЧ.
Система передачи ИКМ-30 является первичной и может рас-
сматриваться как каналообразующая часть вторичной системы
ИКМ-120. Заметим, что иерархия цифровых систем передачи более
высоких уровней предполагает четырехкратное увеличение числа ка-
налов. Так, третичная система., имеет 480 каналов (ИКМ-480),
четвертичной системой является ИКМ-1920.
314
Система передачи ИКМ-120 [10], имеющая тактовую частоту
8448 кГц, предполагает объединение четырех цифровых потоков с
тактовой частотой 2048 кГц. Если тактовые частоты у систем
передачи ИКМ-30 точно синхронизированы от общего генератора,
то получение цифрового потока 8448 кГц значительно упрощается
и может быть пояснено рис. 17.10, где посимвольное поочередное
стробирование импульсных последовательностей четырех потоков
2048 кГц дает в результате поток 8448 кГц.
Скорость считывания объединенного потока 8448 кГц несколько
выше, чем 2048-4=8192 кГц. За счет этого образуется некоторый
интервал времени для передачи сигналов синхронизации и дополни-
тельных информационных и других сигналов, необходимых при объ-
единении первичных потоков.
В оконечной станции системы передачи ИКМ-120 (рис. 17.11)
цифровые потоки от четырех систем ИКМ-30 подаются в приемные
преобразователи кодов /7/С, которые биполярный код преоб-
разуют в униполярный. Далее цифровые потоки 2048 кГц
поступают в блоки асинхронного сопряжения БАС, где записыва-
ются в запоминающее устройство и считываются с помощью им-
пульсов, получаемых от генераторного оборудования ГО.
Цифровые потоки, поступающие от ИКМ-30, в общем случае
могут быть асинхронными, вследствие чего временной интервал
между импульсными последовательностями записи и считывания
может изменяться. Специальные устройства в БАС компенсируют
эти расхождения введением в передаваемую последовательность
согласующих импульсов (положительное согласование скоростей)
Рис. 17.10. Диаграммы, иллюстрирующие процесс считывания в блоках асинхрон-
ного сопряжения
315
Рис. 17.11. Структурная схема системы передачи ИКМ-120
или изъятием из импульсного потока информационных импульсов
с передачей их по отдельному выделенному каналу (отрицатель-
ное согласование).
С выхода БАС сигналы вместе с сигналами синхронизации
подаются в устройство объединения и далее через преобразова-
тель кода ПК в линейный тракт.
В приемном устройстве после преобразования кода, исполь-
зуемого в линейном тракте, в двоичный выделяется тактовая час-
Таблица 17.1
Основные параметры ИКМ-12 ИКМ-15 икм-зо ИКМ-120
Тактовая частота, кГц Число каналов Частота дискретизации теле- фонного сигнала, кГц Закон компандирования Число разрядов кода Отношение сигнал/шум кван- тования, дБ Линейный код Амплитуды импульсов на вы- ходе в линию, В Максимальное затухание реге- нерационного участка на полу- тактовой частоте, дБ Длина участка регенерации, км Кабель 704 12 8 |л=300 7 26 Унипо- лярный 3 37 7,2—7,8 Симмет- ричный КСПП1Х4 КСПП2Х4 1024 15 8 А=87,6 8 34,5 Унипо- лярный 3 46 7,2—7,4 Симмет- ричный ход ^Х1^ 2048 30 8 А=87,6 8 34,5 ЧПИ 3 36 1,5—2,7 Симмет- ричный Т-0,5 (0,6( ТПП-0,5 (1 8448 120 8 8 34,5 ЧПИ, кпв-з 3 55 5±0,5 Симмет- ричный >07), МКС, 0,9) МКПА
316
тота 8448 кГц и с помощью приемника синхросигнала ПрСС обес-
печивается синхронизация генераторного оборудования.
Устройство разделения распределяет цифровой сигнал по прием-
ным блокам БАС. Здесь восстанавливается скорость передачи
2048 кГц с учетом изъятия или восстановления импульсов,
осуществляемого на передающей станции. Цифровые потоки
2048 кГц через соответствующие преобразователи кодов ПК
направляются на оконечные станции системы передачи ИКМ-30.
Основные данные о некоторых отечественных системах пе-
редачи с ИКМ приведены в табл. 17.1.
Максимальная дальность передачи с использованием указанных
систем передачи по железнодорожным кабельным линиям в
настоящее время уточняется.
17.4. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
С ИМПУЛЬСНО-КОДОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
Амплитудно-импульсный модулятор А И М - /
(рис. 17.12) состоит из двух нормально закрытых транзисторов
VTI и VT2, открывающихся под влиянием коротких импульсов,
поступающих из генераторного оборудования системы передачи. Со-
противление ключа в закрытом состоянии превышает 1 МОм, в откры-
том состоянии оно не более 10 Ом.
Амплитудно-импульсный модулятор АИМ-//
(рис. 17.13) увеличивает длительность импульсов группового АИМ
сигнала для получения импульсов с плоской вершиной. Поступивший
на его вход короткий импульс заряжает конденсатор Со, который
остается в заряженном состоянии до конца канального интервала.
В конце интервала кратковременное замыкание ключа KJIq, уп-
равляемого от генераторного оборудования ГО, обеспечивает
быстрый разряд его, после чего конденсатор Со вновь готов
к заряду от следующего импульса АИМ сигнала.
В системе передачи ИКМ-30 постоянная времени заряда конден-
сатора выбирается весьма малой, и он успевает перезарядиться
от амплитуды следующего импульса до начала кодирования;
поэтому надобность в ключе КЛ0 отпадает.
Кодер работает на принципе сравнения (или взвешивания)
мгновенных значений и эталонных напряжений, в результате
которого определяется сегмент и шаг внутри его, соответствующий
данному взвешиваемому значению сигнала. Результаты сравнения
фиксируются в виде кодовой комбинации. При этом первая позиция
кодовой комбинации определяет знак кодируемого значения напря-
жения. Фиксируется единица, если напряжение положительное, и
нуль, если отрицательное.
317
Рис. 17.12. Схема электронного ключа
Рис. 17.13. Схема амплитудно-импульсного модулятора АИМ-П
В верхней части рис. 17.14 показаны сегменты с I по VIII
положительной ветви характеристик, причем сегменты V и VI
показаны раздельными на 16 шагов, а сегменты VII и VIII с целью
сокращения размеров рисунка — условно. Ниже показано взвеши-
ваемое значение x\ — U^/U^ max- ,
Взвешивание начинается со сравнения х\ с границей между
сегментами IV и V, соответствующей 1286, с целью выяснения,
где находится х\ в первых или последних четырех сегментах. В рас-
сматриваемом примере Х[ будет больше 1286, поэтому фиксируется
логическая единица и взвешивание ведется с границей между
сегментами VI и VII, соответствующей 5126. Выясняется, что
%i<5126, фиксируется логический нуль, и что Xi находится в
сегменте V или в VI. Сравнение величины Х[ с границей между
сегментами V и VI, соответствующей 2566, показывает, что Х|>2566,
I п я _ т ц иг и
о а 5 в г де 1
d163Zff64& 1286 2566 5126 W2<l6 20486
LXJ_I Il III I 11 II 11 11II I I 1..J I I .1 I I I I I L.J I I -1 ... .1 ..I — .1-L 1
Последовательность
бздешидания
—П
_____71 Определение.
L । сегмента
-----3
Рис.
51 Определение шага
61 Он утри сегмента
318
фиксируется логическая единица и запоминается нижняя граница
сегмента, внутри которого находится взвешиваемое значение Х\.
Найденная в результате трех взвешиваний нижняя граница
сегмента учитывается при дальнейших четырех взвешиваниях во
время определения шага внутри сегмента, соответствующего ве-
личине Х[. В четвертом взвешивании Xi сравнивается со значением
эталонного напряжения, соответствующего середине сегмента (в дан-
ном случае 2566+1286). Если выясняется, что х\< (2566+1286),
фиксируется логический нуль и сравнение ведется с величиной
2566+646, так как х\> (2566+646), то фиксируется логическая
единица и в шестом взвешивании х\ сравнивается с величиной
2566+646+326, так как х\ меньше этой величины, фиксируется ло-
гический нуль и сравнение в седьмом, последнем, взвешивании ве-
дется с величиной 2566+646+166. Так как Х| больше этой величины,
фиксируется логическая единица и выясняется, что Х[ находится в
шестом шаге сегмента VI.
Следовательно, в результате определяется код 11010101, первая
единица которого фиксирует положительное значение кодируемого
напряжения.
Можно составить таблицу, в которой показать, какие эталонные
напряжения требуются для определения каждого сегмента и шага в
нем (табл. 17.2).
Из табл. 17.2 следует, что для фиксации 256 значений кодируемого
сигнала необходимо всего 11 значений эталонного напряжения:
6, 26, 46, 86, 166, 326, 646, 1286, 2566, 5126, 10246. В декодере
требуется еще 12-е значение — 6/2. и
Рассмотрим упрощенную структурную схему кодера, реализую-
щего указанный выше алгоритм (рис. 17.15) [12]. Поступающие
на вход кодера импульсы АИМ-П подаются в компаратор К, откуда
по цепи обратной связи идет информация в схему памяти и управле-
ния Л ПУ, где фиксируется логическая единица или нуль в зависи-
Та блица 17.2
Сегмент Эталонные сигналы, кратные б Шаг кван* тования 0,5 шага квантования (декодер)
Нижняя граница сегмента Поиск шага внутри сегмента
VII 1024 512 256 128 64 64 32
VI 512 256 128 64 32 32 16
V 256 128 64 32 16 16 8
IV 128 64 32 16 8 8 4
III 64 32 16 8 4 4 2
II 32 16 8 4 2 2 1
I 16 8 4 2 1 1 1/2
0 — 8 4 1 1 1 1/2
319
мости от знака кодируемого импульса. Одновременно по цепи d\
поступает команда в схему переключения и логики СПЛ, обеспечи-
вающая подключение формирователей эталонных напряжений
ФЭС-А при положительных и ФЭС-Б при отрицательных значениях, а
также выполнение соответствующих логических операций. При этом
эталонные напряжения, формируемые в ФЭС-А (или ФЭС-Б) сравни-
ваются со значением кодируемого импульса в соответствии с алгорит-
мом (см. рис. 17.14). Каждый раз по цепи обратной связи в ЛПУ
поступает соответствующий результат, который запоминается и в
дальнейшем передается в СПП, где параллельный код, записанный
в процессе кодирования, преобразуется в последовательный и посту-
пает на выход кодера.
Для того чтобы все операции, связанные с кодированием
сравнением с эталонами, фиксацией результатов сравнения, форми-
рованием соответствующих эталонных сигналов, считыванием полу-
ченного кода и т. д., было возможно выполнить в течение времени,
отведенного для кодирования, они осуществляются с удвоенной (по
сравнению с тактовой) частотой 2-2048=4096 кГц. Для этого
[ использован удвоитель У.
' В декодере (рис. 17.16) входной ИКМ сигнал поступает в
преобразователь последовательного кода в параллельный, где с
помощью управляющих импульсов pl—р8 записывается в ячейки
памяти. Далее кодовое слово, записанное в виде параллельного
восьмиразрядного кода, поступает в регистр памяти логики управле-
ния. Предварительно символом рб регистр памяти освобождается от
записанной ранее кодовой комбинации.
320
Рис. 17.16. Структурная-схема декодера
Символом d\ кодового слова выбирается формирователь эталон-
ных сигналов ФЭС (аналогичных ФЭС кодера). При d\ = \ выбирает-
ся ФЭС-А, что соответствует положительному значению декодируе-
мого сигнала, при dl=0 выбирается ФЭС-Б, что определяет отри-
цательное его значение.
Символы d2, d3 и d4 кодового слова позволяют найти в соответ-
ствии с алгоритмом (см. рис. 17.14) нижнюю границу сегмента,
a d5, d6, d7 и d8 — небходимый набор эталонных сигналов для
выбора шага квантования внутри сегмента.
Для уменьшения искажений квантования вдвое в ФЭС деко-
дера предусмотрено после определения нижней границы шага
квантования добавление дополнительного эталонного напряже-
ния, равного половине шага квантования (см. табл. 17.2) дан-
ного сегмента (12-й вход ФЭС). Вследствие этого на выходе
ФЭС значение амплитуды АИМ-П сигнала всегда будут соответ-
ствовать середине найденного шага квантования, что уменьша-
ет максимальное значение искажения квантования до 6/2.
Синтезированные значения сигнала с выходов ФЭС поступа-
ют в дифференциальный уси-
литель ДУс, обеспечиваю-
щий на выходе декодера
сигналы вида АИМ-П соот-
ветствующей полярности.
Генераторное обо-
рудование ГО (рис.
17.17) формирует и распре-
деляет во времени управляю-
щие импульсные последо-
вательности, определяющие
порядок и последователь-
ность работы канальных и
групповых устройств аппара-
туры. Импульсы тактовой
частоты генерируются на пе-
редающей станции задаю-
щим генератором ЗГ-2048,
на приемной станции они по-
ступают от выделителя так-
товой частоты ВТЧ-2048. Де-
литель разрядный ДР фор-
мирует восемь импульсных
последовательностей с часто-
той следования кодовых
групп, используемых для
управления
устройствами pl—р8.
11 Зак. 872
Синхронизация по сверхциклу
Рис. 17.17. Структурная схема генераторного
оборудования системы передачи ИКМ-30
321
групповыми
На
Рис. 17.18. Структурная схема формирователя циклового синхросигнала
выходе делителя канального ДК образуются 32 импульсные после-
довательности, соответствующие канальным интервалам КИО—
КИ31. Делитель цикловой ДЦ создает импульсные последователь-
ности, соответствующие циклам ЦО, Ц1, Ц15, управляющие так-
же оборудованием СУВ.
Устройства синхронизации выполняют перечисленные ниже
функции. К синхросигналам предъявляют следующие основные
322
инн сигнал
требования: синхросигнал должен располагаться в начале цикла
(в начале сверхцикла), он должен иметь особенность, отличающую
его от информационных сигналов; это отличие обеспечивается
не только структурой, но и повторяемостью — постоянной частотой
следования синхросигнала. Частота следования циклового синхро-
сигнала 4 кГц, сверхциклового — 500 кГц.
Важной характеристикой устройств синхронизации является вре-
мя вхождения в синхронизм. Это отрезок времени с момента
включения аппаратуры (или .момента нарушения синхронизма под
влиянием внешних факторов) до установления ее синхронной ра-
боты. Данное время должно быть возможно меньше и не превышать
нескольких милисекунд, иначе вступят в действие сигналы управ-
ления и появится возможность разъединения абонентов.
Принцип формирования циклового синхросигнала поясняется
рис. 17.18. Для формирования импульсной последовательности
0011011 используется элемент ИЛИ1, с помощью которого в нуле-
вом канальном интервале КИО четных циклов (ЧЦ) на выходе ло-
гического элемента И1 появляется требуемый синхросигнал. На
этом же рисунке показано формирование других сигналов, посту-
пающих в канальном интервале КИ16 (логические схемы И4—И11).
В нижней части рисунка приведена схема, обеспечивающая не-
поступление в схему объединения сигналов кодера в канальных
интервалах КИО, КИ16 и на позициях, где передается дискрет-
ная информация.
Логическая схема НЕТ1 обеспечивает посылку сверхцикло-
вого синхросигнала в нулевом цикле Ц0 и посылку логических
единиц в позициях р4 КИ16 всех остальных циклов. •
В приемнике синхросигналов (рис. 17.19) можно выделить три
основные части: опознаватель, анализатор и решающее устройство.
В регистре сдвига PC опознавателя из группового ИКМ
сигнала выделяется синхрогруппа и фиксируется многовходовой
схемой ДШЦ играющей роль дешифратора. Каждая комбинация им-
пульсов, совпадающая с синхросигналом, дает на выходе ДШ1
импульс. Если этот импульс совпадает с импульсом, поступаю-
щим от генераторного оборудования ГО в позиции р8 нулевого
канального интервала четных циклов, то последний не пройдет
через элемент НЕТ1, так как он заперт импульсом, поступив-
шим с выхода ДШ1. В то же время на выходе логического элемен-
та И2 появится импульс, который установит накопитель регист-
рирующего устройства в нулевое положение. Если синхросигнал
будет искажен и импульса, запирающего элемент НЕТ1, на выходе
ДШ1, не будет, то элемент НЕТ1 будет открыт и импульс в пози-
ции р8 нулевого канального интервала пройдет в накопитель ре-
шающего устройства. Если такая ситуация повторится подряд в
трех моментах появления на выходе ГО импульса в позиции р8,
то произойдет переполнение накопителя и при следующем появле-
11* 323
Рис. 17.19. Структурная схема приемника синхросигнала
нии импульса на выходе ДШ1 логический элемент ИЗ переведет
генераторное оборудование в режим поиска синхронизации. Если
же сбой синхронизации будет случайным и следующее появление
импульса на выходе ДШ1 совпадает с появлением импульса, по-
ступившего от ГО в позиции р8, элемент НЕТ1 будет заперт,
а импульс на выходе И2 установит накопитель в нулевое положе-
ние.
В нижней части рис. 17.19 находится схема приема сверхциклово-
го синхросигнала. Принцип действия ее аналогичен рассмотренному,
но накопитель решающего устройства в данном случае имеет только
два положения, после чего фиксируется потеря сверхциклового
синхронизма.
17.5. ЛИНЕЙНЫЙ ТРАКТ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
Линейный тракт цифровых систем передачи включает в себя
преобразователь кода на передающей станции, обслуживаемые
(ОРП) и необслуживаемые (НРП) регенерационные пункты, а так-
же линейный регенератор и преобразователь кода на приемной
станции. Совокупность участка кабельной линии передачи и подклю-
324
ценного к его выходу регенератора называется регенерацион-
ным участком, представляющим собой основной элемент линейного
тракта.
Цифровой сигнал в системе передачи ИКМ-30 представляет
собой случайную последовательность импульсов. Он передается по
линейному тракту в коде ЧПИ (чередование полярности импульсов).
Длительность импульса 240 нс, амплитуда 3 В, тактовая частота
2048 кГц.
В линейном тракте системы передачи ИКМ-120 рекомендуется
применение кода КВП-3, который обеспечивает частость появления
единицы, что облегчает выделение тактовой частоты в регенераторе,
увеличивая стабильность работы системы передачи.
Затухание регенерационного участка и системы передачи ИКМ-30
рекомендуется принимать 36 дБ, ИКМ-120—55 дБ. На железнодо-
рожных линиях связи, проложенных кабелем МКП, длину регене-
рационного участка принимают 4,2 км.
При прохождении по линии передачи сигнал затухает, иска-
жается и подвергается воздействию помех. Восстановление фор-
мы сигнала и уничтожение помех происходят в регенераторе.
Процесс регенерации цифрового сигнала заключается в опознавании
кодовых импульсов, восстановлении их формы, амплитуды, времен-
ного положения как импульсов, так и интервалов и передаче их на
вход следующего регенерационного участка.
Опознавание сигнала осуществляется способом однократно-
го отсчета в момент времени, соответствующий наибольшей ве-
роятности появления информационного импульса, определяемый
с использованием устройства формирования тактовых сигналов.
Если в момент опознавания напряжение сигнала будет больше
некоторого порогового значения, то принимается решение о наличии
информационного импульса, если нет, то фиксируется нуль.
Рассмотрим работу реге-
нератора (рис. 17.20 и 17.21).
Ослабленный и искаженный
линейный сигнал (рис. 17.21,
а) поступает в линейный
корректор Л/С, осуществляю-
щий усиление и корректиро-
вание формы сигнала. Ам-
плитудно-частотная характе-
ристика корректирующего
усилителя КУС рассчитана
так, чтобы максимально вы-
делить сигнал и подавить
помехи, т. е. обеспечить наи-
выгоднейшее отношение сиг-
нал/помеха. Применение в
ЛК регулируемой искусст-
венной линии РИЛ и систе-
мы АРУ обеспечивает посто-
янство амплитуды импуль-
сов на выходе (рис. 17.21,6).
Импульсы положительной и
отрицательной полярностей
разделяются. При этом отри-
цательные импульсы инвер-
тируются (превращаются в
положительные).
Далее положительные и
инвертированные отрица-
тельные импульсы поступают в решающие устройства РУ1 и РУ2
(рис. 17.21, в, г), где происходит опознавание наличия импульсов
сравнением их с пороговым напряжением.
При этом опознавание происходит в течение очень корот-
кого интервала времени А/, который создается следующим образом.
С выхода ЛК последовательность положительных и инвертирован-
ных отрицательных импульсов подается в схему сравнения С
(рис. 17.21, д) и далее в контур ударного возбуждения К, на выходе
которого получаются квазигармонические колебания тактовой часто-
ты (рис. 17.21, е). Последние через фазовращатель ФВ поступают в
схему формирования хронирующих последовательностей импульсов
П1 и П2 ФКЛ (рис. 17.21, ж, з).
Передний фронт импульсов П1 совпадает с моментом опоз-
навания информационного импульса, а задний фронт этих импульсов
определяет длительность и временное положение регенерируемого
импульса. Передний фронт последовательности П2 (см. рис. 17.21, з)
запирает входы решающих устройств РУ/, РУ2, обеспечивая кратко-
326
временность опознавания Д/, чем повышается помехоустойчивость
решающих устройств.
Регенерируемые таким образом положительные и инвертируемые
отрицательные импульсы (рис. 21, и, к) с выходов РУ1 и РУ2
подаются в формирователь выходных импульсов ФВИ, где восстанав-
ливается полярность отрицательных импульсов, после чего информа-
ционная регенерированная последовательность импульсов через вы-
ходной трансформатор Т2 подается на вход следующего регенера-
ционного участка.
В результате воздействия помех и различных дестабили-
зирующих факторов на каждом регенерационном участке могут
возникать ошибки в виде неверно восстановленных по временно-
му положению импульсов и пробелов. Ошибка в цифровом сигнале
приводит к появлению помех в каналах ТЧ, проявляющихся в виде
щелчков. Считается, что при хорошем качестве тракта передачи
число щелчков не должно быть более одного в минуту. Для этого
необходимо, чтобы так называемый коэффициент ошибок кош, равный
отношению числа ошибочно принятых импульсов и их общему
числу, не превышал 10-6. Если линейный тракт состоит из примерно
40 участков регенерации, то на каждом участке коэффициент
Кош должен быть не выше 2,5-10-8.
Глава 18. ЛИНЕЙНО-АППАРАТНЫЙ ЦЕХ
18.1. ЭЛЕМЕНТЫ ОБОРУДОВАНИЯ
В линейно-аппаратных цехах (ЛАЦ) крупных узлов связи
(управления, отделения) размещают каналообразующее и вспомо-
гательное оборудование, обеспечивающее функционирование пер-
вичной сети связи. В средних и небольших узлах связи устанав-
ливают также аппаратуру оперативно-технологической связи, аппа-
ратуру связи совещаний и тонального телеграфа.
Устройство ЛАЦ должно обеспечивать бесперебойность дей-
ствия связи при высоком качестве тракта передачи, возможность
быстрого определения места повреждения аппаратуры и цепей,
возможность оперативного переключения и замены цепей, аппара-
туры и каналов связи, правильную организацию различного ро-
да профилактических проверок, испытаний, регулировок и пери-
одических измерений цепей, оборудования и каналов связи и др.
Все * оборудование ЛАЦ можно подразделить на: вводно-ком-
мутационную аппаратуру цепей, каналообразующую аппаратуру
систем передачи, коммутационно-испытательную аппаратуру ка-
налов и трактов, аппаратуру электропитания и измерительную.
Вводно-коммутационная аппаратура цепей пред-
назначена для организации вводов, испытания и переключения цепей
воздушных и кабельных линий связи. К этой аппаратуре относятся
стойки СВКО-П, ВКС-С и ВИС.
Стойка вводно-кабельного оборудования СВКО-П входит в
комплект оконечных и промежуточных обслуживаемых станций
системы передачи К-60П. Она предназначена для включения двух
четырехчетверочных кабелей с высокими и низкими уровнями
(рис. 18.1), организации фантомных цепей, передачи по супер-
фантомной цепи тока дистанционного питания, защиты обслужи-
вающего персонала и станционных устройств от опасных напря-
жений, проведения контрольных измерений, замены отдельных
пар кабеля, гальванического разделения линии передачи от
станционных устройств.
В стойку ВКС-С 1 (рис. 18.2,а) включают высокочастотные
кабели, по которым работают системы передачи со спектром час-
тот до 252 кГц. Ее емкость 72 пары кабеля. Кабели могут быть
с высокими и низкими уровнями. На стойке установлены четыре
* При написании главы использована часть материала В. А. Новикова из книги
«Многоканальная телефонная связь на железнодорожном транспорте» (М. Транспорт,
1982 г.).
328
бокса БМ2-3 с плинтами ПЭ-6 для кабеля емкостью 7X4 и два
бокса БМ1-2 с плинтами ПЭ-6 для кабеля емкостью 4X4, 18 пане-
лей с 72 трансформаторами ВЧ 180:135 и 36 трансформаторами
ТЧ 200:600.
Стойка ВКС-С2 (рис. 18.2,6) предназначена для включения
низкочастотных кабелей (108 пар). Ее комплектуют шестью бок-
сами БМ1-2 с плинтами ПН-10 и 108 трансформаторами ТЧ 600:600.
Вводно-испытательная стойка ВИС предназначена для вклю-
чения, измерения и замены цепей воздушных линий передачи, а
также каналов ТЧ, организованных на этих цепях. На стойке
установлены: четыре комплекта для включения цветных цепей,
по которым работают системы передачи со спектром частот
до 150 кГц, 16 комплектов для включения стальных цепей
(рис. 18.3,а), .комплекты служебных линий, переговорно-вызыв-
ное устройство, измерительные приборы, переходное испытатель-
ное устройство (ПИУС), обеспечивающее возможность измерения
параметров цепей постоянным током без перерыва действия свя-
зи (рис. 18.3,6) и др.
На рис. 18.4 приведена схема организации вводов двух
кабельных и одной воздушной линий передачи в дом связи.
Магистральные кабели и вводные кабели воздушных линий
передачи заводят в перчаточную, где осуществляется их переход
на распределительные кабели меньшей емкости, последние подводят
к различной аппаратуре дома связи. Цепи магистральных кабелей,
(•> (•) зажимы заземления
JCT----1 ЛТ1 170/135
0—« » —0
Бокс nopal Р-ЧкУсвЧ
—0
A'J I Дроссельный
j фильтр ЗУ
L1
500 200
Рис. 18.2
Aio ]jo \io xjo
0--
Бокс пара 2
0—«»--------
ЛТ 2 1701135
Рис. 18.1
Рис. 18.1. Схема комплектов стойки вводно-кабельного оборудования CBK.O-II
Рис. 18.2. Схемы комплектов вводно-кабельных сток ВКС-С1 и ВКС-С2
329
Плата линейной | Коммутационное
Экранированный
комплект физи-
ческой цепи
« » -о
Гн
--------о
Незкранированный
комплект физи-
ческой цепи
ПИПС
Измерения
к»
Линия
К41
KJ
У Станция
Рис. 18.3. Схемы линейных комплектов и переходного испытательного устройства
вводно-испытательной стойки
уплотненные системами передачи К-60П, заводят на стойки СВКО-П.
Каждая стойка может обеспечить ввод цепей, одного направления
(до восьми цепей). Низкочастотные цепи магистральных кабелей с
разных направлений заводят на стойки ВКС-С2 (до 108 цепей).
На эту же стойку заводят цепи вводных кабелей воздушных
линий передачи.
Коммутационно-испытательная аппаратура предназ-
начена для переключения каналов и трактов различных систем
передачи с целью замены неисправных, организации транзитных
соединений, а также для проведения различных измерений и ре-
гулировок. Эти переключения для каналов ТЧ выполняют на стойках
ПСП (перепайками) и стойками СЧДП (штепсельными соедине-
ниями). Коммутация первичных групповых трактов осуществляется
на стойках СКП-I, СП ЛГ-ПРГ, СП ВГ-ТГ и др.
Промежуточные стойки переключений ПСП выпускают в не-
скольких вариантах: ПСП-0 — на 600 шестипроводных кроссиро-
вок, ПСП-2 и ПСП-4 — на 480 шестипроводных кроссировок и
соответственно две и четыре платы реле и удлинителей для осу-
ществления транзитных соединений каналов.
На стойке четырех- и двухпроводных переключений СЧДП
выполняют различного рода переключения и измерения в четы-
рех- и двухпроводной части каналов ТЧ. На ней расположены
60 комплектов включения каналов ТЧ (рис. 18.5,а), 10 комп-
лектов переключения каналов на связь совещаний с посылкой
сигнала занятости на МТС (рис. 18.5,6), 10 комплектов установ-
ления транзита каналов по расписанию (рис. 18.5,в), 20 комплектов
включения каналов НЧ или физических цепей (рис. 18.5,г), 10 слу-
жебных и 10 соединительных линий (рис. 18.5,6, е), а также 10 комп-
лектов резервных удлинителей (рис. 18.5,ж). Кроме того, на стойке
ззо
находятся 20 комплектов кнопок и сигнальных ламп, используемых
при передаче сигнала занятости канала на МТС (рис. 18.5, з).
Стойка коммутации (переключения) первичных групповых
трактов (ПГТ) СКП-1 имеет емкость 50 ПГТ. Коммутация на ней
осуществляется шнурами и перепайками. Стойку устанавливают в
ЛАЦ при наличии в перспективе не менее 10 ПГТ.
Стойки и комплекты переключений предгрупповых и первичных
групповых трактов СП ПГ-ПРГ, вторичных и третичных груп-
повых трактов СП ВГ-ТГ предназначены для переключения ручным
способом, используя перемычки или соединительные шнуры соот-
ветствующих групповых трактов и аппаратуры ВЧ транзита этих
(JМ1-2Г
свко-п [
isw-znr
ЛАЦ ____________—_______-______
СВКО-П 1 BKC-CZ "I ~ВКС-С1
пэ-в
6М1-1
перчаточная (стойка -каркас)
МКПАВ
7x4*1,05
Рис. 18.4. Схема организации вводов
331
Канал ТЧ 5) Связь совещаний 2) Канал НЧ или уизич. цепь
'Сигнализация
С-О+Г45
М 0 z Студия
Потребитель/
Канал НЧ или уизич. цепь
Потребитель Z
в) Транзит по расписанию
д) Служебные линии
Рис. 18.5. Схемы комплектов стойки четырех- и двухпроводных переключений
— ПС ПС ПС
СНП-1 стн
СНП-1 СТН стн
СНП-1
ВИ ВИ ВИ
Панель защиты и сигнализации
Панель питания СТН СТН стн
Панель питания и защиты
стн стн стн
Панель резисторов
Панель измерения и контроля стн стн
СНП-1
стн
СНП-1
СНП-1 СПСН-2 СПСН-4 СПСН-в
САРН-П
Рис. 18.6. Расположение оборудования на стойках САРН-П, СПСН-2, СПСН-4 и
СПСН-6
332
трактов. Стойки и комплекты допускают подключение к ним обо-
рудования индивидуального преобразования, сетевых групповых
трактов, а также каналообразующего оборудования групповых
трактов.
Комплекты переключений групповых трактов используют в
ЛАЦ со смешанной комплектацией каркасов стоек с преобра-
зовательным оборудованием. Стойка (комплект) СП ПГ-ПРГ обес-
печивает одновременное переключение 200 (10) симметричных пар
кабеля направления передачи и столько же пар направления
приема.
На стойке (комплекте) СП ВГ-ТГ можно одновременно пере-
ключить 160 (10) коаксиальных пар направления передачи и
столько же пар направления приема.
Аппаратура электропитания, устанавливаемая в ЛАЦ,
предназначена для включения фидеров, подведенных из цеха электро-
питания, распределения электропитания по отдельным стойкам,
подведения его к цепям дистанционного питания, защиты и стаби-
лизации напряжения и контроля цепей электропитания.
Стойка вспомогательная торцовая (СВТ) обеспечивает распреде-
ление и защиту цепей питания постоянного тока напряжением
21,2; 24 и 206 В и переменного тока напряжением 220 В, рядовую
сигнализацию о неисправностях, организацию служебной связи по
соединительным линиям, а также распределение токов контрольных
и несущих частот при наличии централизованного генераторного
оборудования.
Для ввода распределения и защиты цепей напряжением —24;
+220 и +60 В используются щиты рядовой защиты ЩРЗ-24,
ЩРЗ-220 и ЩРЗ-60, для распределения цепей переменного тока
напряжением 220 В — щиты ЩО.
Стойки автоматической регулировки напряжения на полупро-
водниках САРН-П предназначены для получения стабилизирован-
ных напряжений 21,2 В±3 % и 24 В±10 %. Стойку изготовляют
с пятью компенсационными стабилизаторами СКП-I напряжением
21,2 В и одним напряжением 24 В (рис. 18.6). Максимальный
ток каждого стабилизатора 30 А.
Стойка полупроводниковых стабилизаторов напряжения (СПСН)
предназначена для получения стабилизированных напряжений
21,2 В±3 % и 24 BzblO %. Стойку выпускают в трех модифика-
циях (рис. 18.6): СПСН-2, СПСН-4 и СПСН-6, соответственно
на два, четыре и шесть стабилизаторов СТН. Максимальный ток
каждого стабилизатора 18 А.
Стойки автоматической регулировки напряжения (САРН) пред-
назначены для стабилизации напряжения в накальных и анодных
цепях ламповой аппаратуры, в цепях полупроводниковой аппарату-
ры, а также в цепях дистанционного питания НУП.
ззз
В ЛАЦ устанавливают САРН различных видов, отличающихся
типом и мощностью угольных регуляторов. На стойке CAPH-IM
размещаются три анодных и три накальных регулятора, а на
стойке САРН-ПМ — два анодных и четыре накальных регулятора.
На стойках САРН-Ш и CAPH-IV установлено такое же число
более мощных регуляторов. Анодные регуляторы стоек САРН-Ш и
CAPH-IV могут быть использованы для организаций дистанцион-
ного питания.
Стойка дистанционного питания (СДП) входит в комплект око-
нечных и промежуточных обслуживаемых станций системы переда-
чи К-60П. Она предназначена для питания аппаратуры необслужи-
ваемых усилительных пунктов. Оборудование стойки позволяет
преобразовать напряжение постоянного тока 21,2 В±3 % в на-
пряжение постоянного тока от 60 до 475 В. Стойка обеспечива-
ет питанием шесть-семь НУП по восьми цепям при организации
дистанционного питания по системе провод-земля и один — три
НУП по четырем цепям при организации по системе провод-про-
вод. На стойке находятся восемь рабочих и один резервный
комплекты преобразователей. Каждый преобразователь потребля-
ет ток до 7,5 А.
18.2. ТРЕБОВАНИЯ К ПОМЕЩЕНИЯМ ЛИНЕЙНО-АППАРАТНОГО
ЦЕХА И РАЗМЕЩЕНИЕ АППАРАТУРЫ В НЕМ
Здание, в котором устраивается ЛАЦ, должно быть камен-
ным или железобетонным. Помещение ЛАЦ выбирают возможно
ближе к вводу линейных проводов, а также к цеху электропита-
ния и коммутаторному или автоматному залу МТС. Это необходи-
мо для уменьшения длины и сечения питающих проводов и шин.
Помещение ЛАЦ должно удовлетворять перечисленным ниже
требованиям: его ширина должна быть 5—13 м; наиболее выгод-
ная ширина 6 м; длина и площадь определяются количеством
устанавливаемой аппаратуры с запасом 15—20 % на развитие;
высота от пола до низшей точки потолка (балки, проема) не
менее 3,2 м; перекрытие должно быть рассчитано на нормальную
нагрузку 750 кг/м2; пол должен быть уложен по сплошному бето-
ну и покрыт линолеумом; стены и потолок должны быть окраше-
ны масляной краской светлых тонов; должно быть не менее двух
выходов; высота дверей должна быть не менее 2,3 м, ширина —
не менее 1,5 м; отношение площади окон и площади помещения
должно быть не менее 1/5—1/6; освещенность рабочих мест при
искусственном освещении должна быть не менее 75 лк, а при
аварийном — не менее 20 лк; вентиляция должна быть приточно-
вытяжная с обменом воздуха не менее 40 м3/ч на одного работаю-
щего летом и не менее 30 м3/ч зимой; влажность воздуха при
334
нормальной температуре окружающей среды должна быть 40—75 %;
отопление водяное; допускается печное отопление, но топки
при этом должны быть вынесены за пределы ЛАЦ.
Для удобства обслуживания оборудование стоечного типа
размещают в ЛАЦ параллельными рядами перпендикулярно стене
с окнами. Длина ряда не должна превышать 6 м. Главный проход
располагают вдоль помещения со стороны, противоположной сте-
не с окнами. В очень больших ЛАЦ или в помещении шириной
до 13 м главный проход устраивают в середине, а ряды стоек
размещают по обе стороны от прохода.
Над стойками укрепляют систему воздушных желобов (ка-
бельростов), на которые укладывают кабели межстоечного мон-
тажа и токораспределительной проводки. Желоба, идущие вдоль
главного прохода и параллельно ему вдоль стены с окнами, на-
зываются главными, а вдоль рядов аппаратуры — рядовыми. Шири-
на главных желобов 200 мм, рядовых — 150 мм. Ширина рядового
кабельроста над вводной и коммутационной аппаратурой 300 мм.
Для обеспечения наибольших эксплуатационных удобств и
наименьших взаимных помех рекомендуется линейные цепи и про-
вода питания располагать так, чтобы один из главных желобов,
идущих вдоль главного прохода, был занят кабелями и провода-
ми токораспределительной сети, а другой со стороны окон —
линейными проводами.
При расстановке аппаратуры в ЛАЦ следует стремиться к
заполнению в каждом ряду крайних мест (у главных желобов).
Если число стоек недостаточно для заполнения всего ряда, до-
пускается оставлять свободное место в средней его части. Оно
может быть занято в дальнейшем при развитии ЛАЦ.
Ряды аппаратуры располагают попарно лицевыми сторонами
друг к другу с соблюдением следующих минимальных норм: глав-
ный проход при одностороннем расположении рядов должен быть
1,2 мм, при двустороннем—1,5 м; проход между выступающими
частями лицевых сторон стоек—1,1 м, а в рядах с вводно-
коммутационным оборудованием — 1,3 м; проход между монтажны-
ми задними сторонами рядов, а также между стенкой и монтаж-
ной стороной ряда — 0,7 м. Если аппаратура выполнена в виде
стоек шкафного типа, то последние можно устанавливать зад-
ней стороной вплотную друг к другу и стене; проход между
торцами рядов аппаратуры и стеной с окнами должен быть 0,5 м.
Размещение аппаратуры ЛАЦ должно быть подчинено опре-
деленным правилам. Стойки устанавливают так, чтобы кабели
линейной проводки и провода питания были возможно короче, а
расположение их на воздушном желобе было удобным и доступным.
Стойки, между которыми должно быть большое число соеди-
нений, располагают возможно ближе друг к другу.
335
Для облегчения условий эксплуатации аппаратуры стойки,
требующие наибольшего внимания со стороны обслуживающего пер-
сонала, группируют и размещают ближе к их рабочему месту.
В непосредственной близости от ввода линейных проводов в по-
мещение ЛАЦ устанавливают вводные, вводно-кабельные стойки,
стойки передачи дистанционного питания. В этом же ряду на
стойке дополнительного оборудования иногда располагают усили-
тели токов низкой частоты, а в небольших ЛАЦ — аппаратуру
связи совещаний и дорожной распорядительной связи. В больших
ЛАЦ для установки этой аппаратуры предусматривают отдельное
помещение, прилегающее к ЛАЦ.
В противоположном ряду лицевой стороной к ряду с ввод-
ными стойками размещают стойки четырех- и двухпроводных пе-
реключений СЧДП или испытательные стойки и стойки четырех-
проводных переключений. Аппаратура, располагаемая в этих
двух рядах, является основным рабочим местом электромехани-
ков, на ней проводят основные переключения, испытания и из-
мерения каналов, здесь же сосредоточены приборы сигнализа-
ции. Между этими рядами у окна устанавливают рабочий стол
сменного электромеханика.
Стойки промежуточных переключений ПС имеют большое
число соединений со стойками четырех- и двухпроводных пере-
ключений и стойками индивидуального оборудования системы пе-
редачи. Кроме того, через эти стойки каналы ТЧ передаются в
коммутаторный и автоматный залы МТС. Учитывая это, стойки
ПСП располагают в одном из ближайших рядов от стоек СЧДП в
направлении вводов на МТС. Стойки ПСП устанавливают в конце
ряда со стороны окон для лучшего освещения. Между стойками
ПСП и остальными стойками этого ряда оставляют проход шири-
ной 0,3—0,7 м для подхода к стойке минимум с трех сторон
и возможности работы на линейной и станционной сторонах стойки.
Для уменьшения длины высокочастотных кабелей и увеличе-
ния переходного затухания аппаратуру систем передачи следует
устанавливать в рядах, смежных с вводно-коммутационной аппа-
ратурой.
В смешанных ЛАЦ, где имеются системы передачи по воз-
душным и кабельным линиям, сначала размещают аппаратуру сис-
тем передачи по кабельным цепям, затем по воздушным. При уп-
лотнении воздушных цепей вначале располагают аппаратуру с
более высоким линейным спектром частот, а затем с более
низким. Аппаратуру систем передачи по отдельным воздушным
цепям ставят рядом. Стойки аппаратуры тонального телеграфиро-
вания и аппаратуры избирательной связи устанавливают в отдельных
рядах за стойками системы передачи.
В узлах связи, где каналообразующая и вспомогательная
аппаратура занимает помещение площадью примерно 90—100 м2,
336
аппаратуру тонального телеграфирования и избирательной связи
размещают в отдельных помещениях.
Стойки распределения питания и автоматической регулировки
напряжения следует располагать в конце рядов со стороны
главного прохода. Стойки САРН, САРН-П, СПСН размещают в ря-
дах с аппаратурой, электропитание которой должно быть стаби-
лизировано (ориентировочно одна стойка на два-три ряда).
В конце каждого ряда со стороны главного прохода уста-
навливают транспаранты, сигнализирующие о повреждениях. При-
мер расположения аппаратуры в ЛАЦ приведен на рис. 18.7.
Станционную проводку в ЛАЦ подразделяют на линейную,
сигнальную и питающую. Линейная проводка объединяет
провода и кабели, используемые для соединения оборудования ЛАЦ
на участках уплотненных и неуплотненных цепей, спектров стан-
дартных групп и каналов тональной частоты, распределения то-
ков различных частот от генераторного оборудования, а также
для организации служебных соединительных линий.
Для выполнения линейной проводки составляют кабельный
план, который представляет собой таблицу с вертикальными гра-
фами. В головке указывается наименование оборудования. Ка-
Рис. 18.7. План размещения оборудования в линейно-аппаратном цехе
337
бели и провода межстоечных соединений показывают горизонталь-
ными линиями, проходящими от одной графы до другой. Над каж-
дой из этих линий указывают номер кабеля и его марку.
Для линейной проводки используют различные кабели и про-
вода. В случае кабельного ввода неуплотненных цепей на участ-
ке от боксов вводных стоек до аппаратуры применяют кабели
РВШЭ или РПШЭ, а уплотненных цепей — кабели КМС-1 и КМС-2.
Цепи каналов ТЧ прокладывают кабелями ТПВ или ТСВ.
Сигнальная проводка служит для подключения рядовых,
цеховых и общестанционных транспарантов, сигнализирующих о
повреждениях. Ее выполняют на основании кабельного плана,
составленного так же, как для линейной проводки. Для сиг-
нальных цепей применяют кабели марок ТПВ и ТПКШ.
18.3. ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ
Электропитающая установка является общей для всех уст-
ройств узла связи, в том числе и аппаратуры ЛАЦ. Как прави-
ло, применяют буферную многобатарейную систему питания.
При этой системе для каждого напряжения постоянного тока исполь-
зуют отдельные выпрямители и аккумуляторные батареи, состав-
ленные из одной или двух групп. В крупных узлах связи при
надежном внешнем электроснабжении может применяться безба-
тарейная (двухлучевая) система питания. Электропитающие уста-
новки оконечных и обслуживаемых .усилительных пунктов должны
обеспечивать дистанционное электропитание аппаратуры необслу-
живаемых усилительных пунктов. Для узлов, связи, потребляющих
относительно небольшую мощность (менее 1 кВт), допускается
использование опорной батареи и преобразователей постоянно-
го тока для получения различных напряжений. В некоторых слу-
чаях электропитание отдельных видов оборудования предусмат-
ривается от сети переменного тока через соответствующие пре-
образователи.
Под питающей понимают проводку фидеров питания для рас-
пределения от выпрямителей и аккумуляторных батарей или
источников переменного тока до питаемой аппаратуры. Пи-
тающую проводку делят на магистральную и рядовую. Ма-
гистральной принято называть проводку, проложенную вдоль
главного прохода от батарейных щитов до токораспределительного
оборудования, и проводку рабочего заземления от щитков до пос-
леднего ряда аппаратуры. Рядовую проводку прокладывают по
рядовым желобам ЛАЦ.
Питающую проводку между аккумуляторными батареями, вып-
рямителями и устройствами коммутации сечениями не более
210 мм2 выполняют кабелями ВРГ и АНРГ, большими сечениями —
338
проводом ПР-500. Для магистральной и рядовой питающих прово-
док, а также для проводки заземлений используют алюминиевые
шины марки А6, а для их соединения с аппаратурой — кабель
АНРГ. Переменное напряжение, в том числе вызывное напряжение
частотой 15—50 Гц, подается кабелем РВШЭ.
Необходимое сечение элементов питающей проводки опре-
деляют расчетом, а затем по техническим данным выбирают марку
провода кабеля или шины с ближайшим большим сечением.
При выполнении питающей проводки составляют схему цепей
электропитания и кабельный план. На схемах токораспределения
указывают источники и потребители тока определенного напряже-
ния, а также марки и сечения проводов. Кабельный план питаю-
щей проводки представляет собой монтажную схему прохождения
по ЛАЦ и другим техническим помещениям токораспределитель-
ных проводов.
Схему питающей проводки составляют, предусматривая удоб-
ство монтажа и развития токораспределительной сети, возмож-
ности проверки состояния отдельных цепей питания, применение
минимального числа кабелей и проводов, обеспечение минималь-
ных помех от источников питания.
18.4. СХЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ТРАКТОВ И КАНАЛОВ
С целью унификации монтажа и обслуживания аппаратуры,
устанавливаемой в ЛАЦ, разработаны типовые схемы организа-
ции линейных и групповых трактов и каналов ТЧ (схемы прохож-
дения цепей в ЛАЦ). Эти схемы отображают электрические соеди-
нения оборудования. Их вычерчивают на специальной сетке, где
каждая графа соответствует определенной стойке ЛАЦ, через
которую проходит цепь. В графах сетки показывают основные
функциональные узлы аппаратуры, гнезда и элементы переключе-
ния, вводные гребенки стоек, а также соединения, которые
должны быть выполнены между стойками. С целью упрощения чте-
ния таких схем графы, относящиеся к какой-либо стойке, на
которую цепь заводится несколько раз (например, ПСП), могут
повторяться.
Эти схемы типизированы в высоко- и низкочастотной час-
тях. В результате этого цепи линий одинакового типа, а также
каналы и тракты одного и того же назначения, но различных
систем передачи, проходят по вводной и коммутационной аппа-
ратуре совершенно аналогично. Однако их составляют для всех
групповых трактов и каналов ТЧ. Отличие схем заключается
в нумерации штифтов вводных гребенок для межстоечных соеди-
нений.
339
Рассмотрим типовую схему прохождения цветной цепи
(рис. 18.8). После ввода цепь заводится в междугородный бокс
БМ вводно-кабельной стойки ВКС, она проходит вводно-кабель-
ное оборудование ВКО и далее через фильтр К-33 подается в
групповое оборудование системы передачи В-12-3. Электрические
колебания в спектре частот ниже 33 кГц через линейный фильтр
Д-33 поступают в аппаратуру В-3-3. Образующиеся на выходах
аппаратуры В-3-3 и В-12-3 (в индивидуальном оборудовании)
четырехпроводные каналы ТЧ далее поступают в аппаратуру
Рис. 18.8. Схема прохождения воздуш-
ной цветной цепи, уплотненной систе-
мами передачи В-3-3 и В-12-3
Рис. 18.9. Схема прохождения кабель-
ной цепи, уплотненной системой переда-
чи К*60П,.в оконечном пункте
СВКО
БН ВКО
СЛУК- СУГО-
ОП 1-5
Д-8
Д-8
СГП
О ПР
СКП-1
СТПГ
СУГО-1-5
СИП-60
ЛКЧ
16,112,
208
НесВГ
5бЧкГц
1
"Пару
PH -H/W
PH
PH
PH
НесПГ
НЯ-
| ’ Ьару
L_Jw_
ЧАРУ
<4-
КАК
5ПГ
КПП Г
другой
системы
' через
СКП-1
PH
420,468.516, _____
\5600ЧЧкГц^
О
пер
\_ППГ
ГО.
— | Д-
PH -J L-Y
КЧВГ 011,86 кГц
PH
кпрпг
другой
системы
PH
КЧ ПГ
80,ЮкГц
340
С КЗ О BKG
ВМ
вко
СЛУК
СИ0-2ЧП
СВПГ-2ПГ
СИ0~2йП
СЛУК
скво,вкс
Д-8
ЛУО
>
V
АРУ
Направле-
ние/!
ОВхоЗ
К-108 УсП-252\
Ц-106 Ппер
кН2\—I
12
кН2
Ппр
ЛРУ
Усвв-Юв
Тракт пере
дачи ПГдру-
гой систе- г
мы
АРУЫЧПГ
8Ч.1ЧкГц
_I—\8nep
I__№12
ТФ60-108
V7I№
ХА12-Ю8
вко
ВМ
Направле-
ние В
ККпер
ТФ60-108
a KlJlbkaS
ВУЧкГи
ЧАРУ
УС60-108
-*~12
Тракт
приема
ПГдру-
гой сис-
темы
I---1—/2
Прием
12—*—1
Передача
Тракт при-
ема ПГдру-
гой систе-
мы
УС
Д-8
Чд-юз
Тракт пере-
дачи ПГдру-
гой систе-
мы
\12-252 К-108
Обход
Д-8
<1
КРУ
Д-8
>
Рис. 18.10. Схема прохождения кабельной цепи, уплотненной системой передачи
К 60П, в обслуживаемом усилительном пункте
коммутации каналов. Электрические колебания в спектре частот до
3,2 кГц через фильтр Д-3,2 поступают в аппаратуру ДСП_^
На рис. 18.9 приведена схема включения аппаратуры К-60П
в оконечном пункте. Предусматривается транзитное соединение
с другой системой одной (первой) первичной группы ПГ1. Пос-
ле стойки вводно-кабельного оборудования СВКО и стойки линей-
ных усилителей оконечного пункта СЛУК-ОП электрические коле-
бания в спектре частот 12—252 кГц попадают на стойку групповых
преобразователей, где выделяются пять первичных групп ПГ1—ПГ5.
На схеме показана передача первой первичной группы каналов
через стойку коммутации первичных групп СКП-1 в другую
систему. Остальные первичные группы подаются на стойку инди-
видуальных преобразователей СИП-60, где выделяются отдель-
ные четырехпроводные каналы тональной частоты.
Необходимые для преобразования спектров токи несущих частот
подаются от стойки генераторного оборудования СУГО-1-5 через
распределители мощности РМ. На схеме показан также ввод токов
контрольных частот (для контроля линейных и групповых трактов),
поступающих от стойки СУГО-1-5.
341
Рис. 18.11. Схема прохождения кабельной цепи, уплотненной системой передачи
К-60П, в необслуживаемом усилительном пункте
Рассмотрим схему прохождения кабельной цепи в ОУП
(рис. 18.10), при этом предусматривается выделение двух пер-
вичных групп стойкой СВПГ-2ПГ (см. § 16.4).
Первая группа (в спектре 12—60 кГц) после выделения и преоб-
разования в спектр 60—108 кГц поступает в аппаратуру СИО-24П,
где образуются 12 каналов ТЧ.
Вторая группа (в спектре 60—108 кГц) подается в тракт переда-
чи другой системы.
На стойке СВПГ-2ПГ предусмотрена возможность обхода обо-
рудования выделения.
Схема прохождения кабельной цепи в НУП для четырех сис-
тем передачи К-60П в одном направлении приведена на
рис. 18.11. На схеме показаны устройства приема дистанционного
питания, развязывающие фильтры Д-8, фантомные трансформато-
342
ры ФТ и усилители тока низкой частоты УсНЧ для организации
служебной связи.
Все предыдущие схемы оконечного оборудования и выделе-
ния каналов оканчивались образованием четырехпроводных кана-
лов ТЧ в индивидуальном оборудовании. Ниже приводятся приме-
ры прохождения цепей для четырех- и двухпроводной частей кана-
лов ТЧ при использовании кроссировочных штифтов стойки ПСП
и комплектов коммутации на стойке СЧДП. На рис. 18.12 приве-
дена схема канала ТЧ, используемого для общеслужебной теле-
фонной связи при ручном способе соединения на коммутаторе
МТС.
По расписанию канал может быть передан на аппаратуру
связи совещаний. Для этого на стойке СЧДП переставляют соот-
ветствующие дужки, подключая к каналу студию связи совеща-
ний. Аналогично канал может быть передан на аппаратуру то-
Рис. 18.12. Схема прохождения канала тональной частоты
343
Рис. 18.13. Схема прохождения цепи поездной диспетчерской связи
нального телеграфирования или установлено по расписанию че-
тырехпроводное транзитное соединение каналов.
На рис. 18.13 показано прохождение по ЛАЦ цепи диспет-
черской связи в распорядительном пункте.
18.5. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНИЧЕСКОМ ОБСЛУЖИВАНИИ
При техническом обслуживании ЛАЦ проводят работы по
текущему содержанию, планово-предупредительному осмотру и
проверке устройств, а также аварийные и периодические элек-
трические измерения физических цепей, аппаратуры и каналов
связи.
Технический персонал ЛАЦ обычно разделяют на смены;
обеспечивающие бесперебойное действие связи. Все оборудова-
ние ЛАЦ распределяют между работниками смен, отвечающими
за их состояние, своевременное проведение планово-предупреди-
тельных работ и быстрое устранение повреждений. Отдельные
измерения и регулировки аппаратуры проводят с привлечением
работников измерительных групп.
Текущее содержание ЛАЦ предопределяет следующие
основные виды работ: установление транзитных соединений телефон-
ных каналов и другие переключения цепей, аппаратуры и кана-
лов, предусмотренные расписанием; контрольные испытания и
измерения каналов связи для подготовки к эксплуатации; конт-
роль за работой каналов и аппаратуры связи и устранение воз-
344
никающих повреждений; содержание оборудования ЛАЦ в соот-
ветствии с техническими нормами.
Контрольные испытания и измерения каналов проводят в
оконечных ЛАЦ.
Телефонные каналы НЧ и ТЧ проверяются на прохождение
разговора и вызова. Кроме того, измеряются остаточное затуха-
ние каналов на частоте 800 Гц и напряжение шумов псофомет-
ром. Эти испытания выполняются на стойках СЧДП. Указанные
контрольные испытания и измерения каналов проводятся ежеднев-
но в утренние часы.
Контроль за работой каналов состоит в проверке качества
передачи по телефонным каналам с использованием переговорно-
вызывного устройства (ПВУ) (находящегося в положении конт-
роля) стоек оконечного оборудования и в наблюдении за состоя-
нием сигнализации. В случае возникновения повреждения сле-
дует немедленно определить причины и место повреждения и при-
нять меры к быстрейшему их устранению.
Если повреждение произошло на линии, то технический пер-
сонал ЛАЦ вызывает линейного механика и контролирует работы
по устранению повреждения. Поврежденный участок физической
цепи заменяют на вводных стойках при помощи шнуровых пар.
В случае станционного повреждения неработающий узел оборудо-
вания может быть выявлен проверкой внутренней диаграммы уров-
ней указателем уровня.
Планово -предупредительные работы выполняются
для предупреждения повреждения оборудования и проводят систе-
матически в соответствии с утвержденным планом. При этом пе-
риодически осматривают детали оборудования, пайки и монтаж,
устраняют обнаруженные дефекты, заменяют неисправные детали,
а также чистят и регулируют приборы. На стойках не должно быть
поломок, изгибов, вмятин, обрывов проводов. Плохие пайки, раз-
лохмаченные оплетки монтажных проводов и соединительных, шну-
ров, сломанные ручки и винты, расшатанные ключи, кнопки,
гнезда и пр. должны быть немедленно устранены или заменены.
Регулировка реле, ключей, кнопок и других приборов должна
соответствовать паспортным данным.
Периодические измерения физических цепей, аппара-
туры и каналов связи проводятся для проверки их электрических
параметров. Периодические измерения физических цепей выполняют-
ся ежемесячно мостом постоянного тока. Перед началом изме-
рений, используя испытатель линий, проверяют исправность из-
меряемой цепи. Определяют сопротивление и асимметрию сопро-
тивления проводов цепи, сопротивление изоляции между прово-
дами цепи и каждым ее проводом и землей. Результаты измере-
ний каждой физической цепи записывают в учетную карточку
установленной формы и после соответствующей обработки сравни-
345
вают с нормируемыми значениями и данными предыдущих измере-
ний. Если при очередном измерении обнаружится отступление от
них, то должны приниматься соответствующие меры.
Разрядники защитных устройств проверяют один раз в
квартал, а также перед началом сезона усиленной грозовой де-
ятельности и после сильных гроз. При измерении определяют
сопротивление изоляции между электродами и пробивное напряже-
ние разрядника.
Периодические измерения и регулировку аппаратуры систе-
мы передачи выполняют в соответствии с графиком технологи-
ческого процесса.
Периодические измерения каналов проводят в оконечных
ЛАЦ для проверки их электрических характеристик. Эти из-
мерения выполняют на стойках СЧДП по переприемным участкам.
Измеряют частотную характеристику остаточного затухания,
амплитудную характеристику на частоте 800 Гц, устойчивость
и другие характеристики каналов ТЧ. Результаты периодичес-
ких измерений аппаратуры и каналов связи фиксируют и сравни-
вают с данными паспортов аппаратуры или каналов, составляе-
мых при приемке аппаратуры связи в эксплуатацию. В случае
расхождений с паспортными данными устанавливают причины это-
го и устраняют их.
Работы по измерениям и регулировке аппаратуры и каналов
связи, порядок и периодичность их выполнения обычно указыва-
ют для каждого типа аппаратуры в заводских инструкциях по
ее техническому обслуживанию. Соответствие параметров аппа-
ратуры и каналов связи паспортным данным и нормам с выполне-
нием всех необходимых измерений и регулировок проверяют один
раз в год.
18.6. ОСНОВНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ
И РЕГУЛИРОВКЕ АППАРАТУРЫ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
Измерения и регулировку оборудования оконечных станций
систем передачи проводят в следующем порядке.
При проверке стоечных измерительных приборов, напряже-
ний питания, токов ламп и транзисторов, действия сигнализа-
ции предварительно сверяют показания стоечных измерительных
и переносных эталонных приборов. Затем измеряют вольтметром
напряжения питания в измерительных гнездах аппаратуры. При
наличии устройств передачи дистанционного питания проверяют
подаваемое в линию напряжение или ток, и, если нужно, регу-
лируют его переменными резисторами, предусмотренными для
этого в устройствах дистанционного питания. Затем измеряют
токи накала и катодов ламп или токи в цепях электродов тран-
346
зисторов (в аппаратуре старых выпусков) и проводят необходи-
мую регулировку. Если при нормальном значении тока накала
ток катода каких-либо ламп или токи в цепях электродов тран-
зисторов не будут удовлетворять норме, то такие лампы и тран-
зисторы заменяют исправными. При проверке сигнализации по-
очередно приводят в действие сигналы, предусмотренные в ап-
паратуре.
При проверке и регулировке генераторного оборудования
указателем уровня измеряют поочередно уровни токов всех ин-
дивидуальных и групповых несущих частот, а также уровни то-
ков контрольных частот на выходе основного- и резервного ком-
плектов генераторного оборудования. Если измеренные уровни
не соответствуют допустимым, то их регулируют. Частоту зада-
ющего генератора проверяют и регулируют по осциллографу, ис-
пользуя эталоны частоты. Затем проверяют действие переклю-
чающего устройства.
При установке уровней токов боковых частот на выходе
тракта передачи указатель уровня подключают к выходу тракта
и подают поочередно измерительный ток частотой 800 Гц и уров-
нем — 13 дБ на четырехпроводный вход (СЧДП) всех каналов сис-
темы. Если уровни токов боковой полосы частот отклоняются от
требуемых значений, то их регулируют переменными удлинителями
индивидуальных модуляторов каналов. При этом измерении токи
контрольных частот не должны посылаться в тракт передачи.
После этой регулировки подают в тракт передачи токи конт-
рольных частот, измеряют и, если надо, регулируют их уровни.
Измерение частотных и амплитудных характеристик трактов
передачи и приема проводят в следующем порядке. Если в системе
в обоих направлениях передачи используются одинаковые спектры
частот, то тракты передачи и приема соединяют шлейфом и затем
измеряют характеристики всего соединения. При этом установленных
значений параметров добиваются регулировкой переменных удлини-
телей и выравнивателей в трактах передачи и приема.
При измерении напряжений шума и переходов в каналах
тракты передачи и приема соединяют шлейфом. На выходе четы-
рехпроводной части каналов устанавливают нормальные значения
измерительного уровня и затем поочередно на выходе всех ка-
налов измеряют псофометром напряжение шума. При отсутствии
влияющих токов псофометром измеряют напряжение собственного
шума канала. Затем подают измерительный ток поочередно в
тракт передачи всех каналов системы и при том же способе
включения псофометра измеряют напряжение шума. Измеренные та-
ким образом напряжения собственного шума и переходов не долж-
ны превышать допустимые значения. Напряжение шума не должно
повышаться при срабатывании реле, звонков и других устройств,
создающих мешающие токи. Для проверки этого приводят в дей-
347
ствие поочередно все сигналы и наблюдают за показаниями псо-
фо,метра; такой проверке подвергают все каналы системы.
Для регулировки приемников контрольного канала на вход
испытуемого тракта включают магазин затуханий. Затем мага-
зином изменяют уровень контрольного тока на входе тракта и
проверяют значение уровня этого тока на выходе усилителя
приема (или испытуемого тракта). При этом определяют пределы
регулировки АРУ, точность поддержания уровня постоянным, ра-
боту сигнализации и уровни блокировки АРУ. Если какой-либо
параметр не соответствует допустимым значениям, то его ре-
гулируют предусмотренными в аппаратуре регуляторами.
При проверке двухпроводных окончаний каналов и работы
устройств тонального вызова сначала измеряют остаточное за-
тухание каналов в обоих направлениях, затем проверяют работу
устройств передачи и приема сигнала тонального вызова, и
если необходимо, регулируют приемник сигнала тонального вы-
зова в соответствии с заводскими инструкциями.
Измерение и регулировку оборудования на промежуточных
станциях проводят так.
Проверку измерительных приборов, напряжений питания,
токов ламп, транзисторов и действия сигнализации на обслужи-
ваемых станциях выполняют так же, как и на оконечных. На не-
обслуживаемых станциях проверяют и регулируют оборудование
приема дистанционного питания.
Для измерения частотных и амплитудных характеристик
усилительных трактов измерительный генератор подключают к
входу усилительного тракта, а указатель уровня — к его вы-
ходу и измеряют указанные характеристики. Затем проводят та-
кие же измерения тракта обратного направления передачи. Пос-
ле прекращения подачи измерительного тока на вход тракта на
его выходе измеряют напряжение помех, которое не должно пре-
вышать допустимое значение.
При измерении защищенности между трактами систем пере-
дачи, работающих на параллельных цепях, указатель уровня
подключают к выходу одного из трактов и измерительный ток с
частотой, равной высшей частоте испытуемого тракта, подают
поочередно на входы остальных трактов, снимая каждый раз по-
казания указателя уровня; затем указатель уровня подключают
к выходу другого тракта и повторяют измерения. Таким образом
определяют защищенность между всеми возможными комбинация-
ми влияющих друг на друга трактов. При этом надо следить за тем,
чтобы измерениями была охвачена вся станционная проводка —
от вводного устройства низкого уровня до вводного устройства вы-
сокого уровня.
Регулировку приемников контрольного канала выполняют так
же, как и на оконечных станциях.
348
Затухание в петле, образован-
ной усилителями обоих направле-
ний передачи, измеряют только на
усилительных станциях двухпо-
лосной системы связи. При снятии
частотной характеристики зату-
хания в петле усилителя
(рис. 18.14) сначала снимают по-
казания указателя уровня УУ при
нахождении переключателя П в
положении I. Затем переключа-
тель переводят в положение II и,
регулируя затухание магазина
М3, добиваются таких же показа-
Рис. 18.14. Схема измерения затуха-
ния по петле в промежуточных уси-
лителях двухполосной системы связи
ний указателя УУ, как и при первом измерении. В этом случае иско-
мое затухание петли будет равно отсчету на магазине М3. Измере-
ние проводят в полосе частот передаваемого в обоих направлениях
сигнала с учетом некоторых диапазонов частот, лежащих ниже и
выше рабочих. Усилительная станция должна быть нагружена с
обеих сторон на физические цепи или на соответствующие эквива-
лентные нагрузки ZH.
Измерения многоканальных систем передачи в целом выполняют
после проверок и регулировок оконечных и усилительных станций
в отдельности. Эти измерения проводят в следующем порядке.
Диаграмму уровней передачи проверяют в каждом направлении.
Для этого с оконечной станции передают поочередно токи, частоты
которых соответствуют верхней и нижней частотам линейного спект-
ра, а на всех промежуточных станциях, начиная с ближайшей к
оконечной, поочередно подключают указатель уровня к входу и вы-
ходу измеряемого тракта и снимают его показания. Измеренные
значения уровней не должны отличаться, как правило, более чем
на ±1 дБ от расчетных значений на входе и от номинальных на
выходе промежуточных станций. Если получается большее откло-
нение, то необходимо найти и устранить причины, вызвавшие его.
В обслуживаемых усилительных пунктах измеряют также вы-
ходные уровни токов боковых полос частот всех каналов системы
и при неравномерности частотной характеристики усиления груп-
пового тракта корректирующими контурами устраняют эту нерав-
номерность, добиваясь соответствия уровней всех каналов допус-
тимым значениям.
Для синхронизации задающих генераторов оконечных стан-
ций на главной оконечной станции включают измерительный гене-
ратор токов частоты 800 Гц на входы двух каналов (например,
в каналы 2 и 59 в системе передачи К-60П). На другой оконечной
станции выходы этих каналов подключают соответственно к гори-
зонтальным и вертикальным пластинам осциллографа. По экрану
349
осциллографа затем определяют частоту пульсаций видимой на
экране интерференционной фигуры. Эта частота пульсаций и опре-
деляет расхождение частот генераторов. Необходимо добиться
наименьшей частоты пульсаций, вращая на приемной станции
подстроечный конденсатор задающего генератора.
Частотные и амплитудные характеристики всех каналов изме-
ряют в обоих направлениях передачи, подключая для этого пооче-
редно к входу каждого канала измерительный генератор, а к выхо-
ду указатель уровня. Частотную характеристику остаточного за-
тухания измеряют в полосе эффективно передаваемых частот, а
амплитудную характеристику—на частоте 800 Гц. При необходи-
мости с помощью корректоров усилителя токов низкой частоты
выравнивают характеристики так, чтобы они удовлетворяли нормам.
Напряжения шума и переходов измеряют псофометром. Для
измерения напряжения собственных шумов его включают пооче-
редно на выходы односторонних каналов системы передачи. Для
измерения общего напряжения шумов и переходов в линейную
цепь подают измерительный ток. Место подачи и частоту этого
тока выбирают так, чтобы псофометром, включенным в измеряе-
мый канал, можно было измерить напряжение линейных перехо-
дов между каналами системы, затем напряжения второй и третьей
гармоник измерительного тока, возникающих в групповом тракте
системы, и, наконец, напряжения линейных переходов из каналов
системы, работающих на параллельных цепях.
Если значения напряжения4 шума или переходов превышают
допустимые, то определяют участок или усилитель, вносящий этот
шум. С этой целью в среднем усилительном пункте параллельно
в цепь включают последовательный резонансный контур, настроен-
ный в резонанс на частоту измерительного тока, действующего
в линейном тракте. Указанный контур делит цепь связи для измери-
тельного тока на две части. Контур на частоте измерительного то-
ка вносит затухание в цепь не менее 18 дБ, а на частотах, отстоящих
от резонансной на 4 кГц — практически очень малое, так, что дейст-
вие остальных каналов системы не нарушается.
Вследствие включения контура уровни гармоник линейных
переходных токов, возникающих за местом включения контура,
соответственно уменьшаются. Если после включения контура по-
казания .псофометра заметно уменьшаются, то неисправность на-
ходится на участке за. контуром, если же показания псофометра
не изменяются, то она должна быть на участке, ограниченном
контуром и передающей станцией. Определив участок с неисправ-
ностью, его вновь указанным контуром делят пополам и определяют
более короткий участок. Так поступают и далее, пока не найдут
конкретное место неисправности, которую затем устраняют.
Для проверки действия системы АРУ постепенно во всех пунк-
тах включают устройства АРУ и затем, изменяя поочередно уро-
350
вень каждого контрольного тока магазином затухания, включенным
на выходе передающей оконечной станции, проверяют исправность
регуляторов и устройств сигнализации. Эту проверку проводят в
обоих направлениях передачи.
Устойчивость каналов измеряют в двухпроводной части. Испы-
туемый канал отключают от МТС так, чтобы транзитные удлините-
ли оставались включенными в сторону канала. Затем, повышая
усиление усилителя тока низкой частоты канала регулятором уси-
ления поочередно на обеих оконечных станциях, вызывают появле-
ние генерации в канале, что контролируют высокоомным телефо-
ном. Затем постепенно снижают усиление усилителей токов низкой
частоты на обеих оконечных станциях до прекращения генерации
и измеряют остаточное затухание а'0\ и а'О2 канала в обоих направле-
ниях передачи на частоте 800 Гц.
При измерении остаточного затухания четырехпроводного или
эквивалентного ему канала в одном направлении цепь обратного
направления должна быть разомкнута при помощи холостого штеп-
селя или разделительных дужек.
Устойчивость канала
_ %1+ао2 ао1~ао2
2 2
где До! и аО2 — значения остаточного затухания в обоих направлениях
передачи, измеренные в нормальных условиях.
Прохождение речевых сигналов и сигнала вызова по каналам
проверяются со стоек СЧДП в обоих направлениях передачи. Если
проверки проходят нормально, то каналы считаются удовлетво-,
ряющими требованиям и передаются в эксплуатацию.
18.7. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА
В процессе технического обслуживания ЛАЦ должны соблю-
даться требования по охране труда. Следует руководствоваться
действующими правилами и Инструкцией по охране труда при
обслуживании и ремонте устройств СЦБ и связи на железнодо-
рожном транспорте, в которых указывается следующее.
Все каркасы оборудования должны быть заземлены. Перед
вводными стойками и перед стойками дистанционного питания
напряжением более 250 В должны быть положены резиновые ков-
рики. В цепях питания и в боксах должны применяться дужки с
изолирующим покрытием той части, за которую берутся руками.
Штифты кабельных боксов, находящихся под напряжением дистан-
ционного питания, должны быть заключены в изоляционные трубки.
В оборудовании коммутации дистанционного питания предусмат-
351
ривают блокировку, обеспечивающую снятие. напряжения с токо-
ведущих частей при открывании дверцы, крышки или снятии чехла
с оборудования.
Работать на токоведущих частях, находящихся под напряже-
нием источников питания, нужно в диэлектрических перчатках,
стоя на резиновом коврике, или в диэлектрических галошах, в го-
ловном уборе и застегнутыми у кистей рук рукавами одежды,
пользоваться инструментами с изолирующими ручками; изолиро-
ваться от соседних токоведущих частей резиновыми ковриками
или электрокартоном; не прикасаться к окружающим предметам.
Применять напильники, ножовки, металлические метры и другие
неизолированные предметы запрещается. Проводить электрические
измерения воздушных цепей при приближении и во время грозы
запрещается. При обнаружении на проводах постороннего напряже-
ния необходимо сообщать об этом линейному работнику, направ-
ляемому на устранение повреждения. Отсутствие напряжения на
токоведущих частях следует проверять только вольтметром или
индикатором напряжения с неоновой лампой.
Все работы в НУП проводятся по распоряжению начальника
дистанции сигнализации и связи или его заместителя и только после
разрешения дежурного инженера питающего пункта. Для обеспе-
чения безопасности работ, выполняемых в НУП или ОУП при
снятом напряжении, необходимо сделать дополнительные разры-
вы в цепях приема дистанционного питания, а при работах на линии
при снятом напряжении делать разрывы в усилительном пункте,
из которого напряжение поступает в данную линейную цепь.
Работы по испытанию аппаратуры дистанционного питания
проводятся только по указанию лица, ответственного за прове-
дение испытаний. В этом случае в НУП выделяют бригады, сос-
тоящие каждая не менее чем из двух человек, из которых одного
назначают старшим. Все работники перед началом испытаний долж-
ны быть ознакомлены со своими обязанностями и порядком прове-
дения работ. Напряжение дистанционного питания включают в
линию после того, как из всех НУП будут получены подтверждения
о готовности проведения испытаний. Снимать с аппаратуры дис-
танционного питания отдельные платы разрешает руководитель
работ после выключения дистанционного питания.
Работы в НУП проводятся только при открытой крышке гор-
ловины камеры. Помещения камеры НУП, не имеющие постоянной
вентиляции, перед началом и во время работ должны проветривать-
ся ручным вентилятором. Конец шланга вентилятора должен нахо-
диться на высоте 20—30 см от пола камеры. У работающих в по-
мещении камеры НУП должны быть застегнуты у кистей рук рукава
одежды и надеты головные уборы.
Все защитные средства, применяемые в ЛАЦ, должны периоди-
чески проходить контрольные испытания в установленные сроки.
Глава 19. ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ВОЗДУШНЫХ
И КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ
19.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Как уже отмечалось, для организации многоканальной связи
используются воздушные, кабельные и радиорелейные линии связи.
Широкое внедрение электрической тяги на переменном токе при-
водит к возникновению мешающих и опасных влияний на воздуш-
ные линии передачи. В то же время быстрый рост объема информации
требует значительного увеличения числа каналов, что не может
быть осуществлено на воздушных линиях передачи. Поэтому на
строящихся железнодорожных направлениях независимо от вида
тяги проектируют кабельные магистрали, а на отдельных участках,
где невозможно строительство линий передачи,— радиорелейные
линии передачи. Однако большое количество воздушных линий
передачи еще продолжительное время будет находиться в эксплуа-
тации и, следовательно, будут проводиться работы по их реконст-
рукции и доуплотнению существующих цепей. Поэтому в данной гла-
ве наряду с проектированием кабельных линий передачи рассмат-
риваются вопросы проектирования воздушных линий передачи.
Существует несколько способов организации связи по кабель-
ным линиям передачи. Связь организуют по двухкабельным ли-
ниям с использованием симметричного кабеля и однополосных
систем передачи, по однокабельным линиям с использованием
симметричного кабеля и двухполосных систем передачи, по трех-
кабельным линиям с использованием симметричного кабеля и
одно- и двухполосных систем передачи.
При организации связи по двухкабельным линиям с
использованием симметричного кабеля и одно-
полосных систем передачи сигналы в различных направ-
лениях передаются в одном и том же диапазоне частот по двум
парам, расположенным в двух разных кабелях (рис. 19.1, а). Этот
способ в настоящее время нашел наибольшее распространение.
Если связь организуется по однокабельным линиям с
использованием симметричного кабеля и двух-
полосных систем передачи, сигналы в разных направле-
ниях передаются по одной паре жил кабеля на различных частотах
(рис. 19.1, б). Этот способ применялся в первые годы строительст-
ва кабельных линий передачи на железнодорожном транспорте.
Однако недостаточное число каналов и небольшая дальность пе-
редачи заставили отказаться на магистральных направлениях
большой протяженности от этого способа.
12 Зак. 872 353
Рис. 19.1. Структурные схемы организации связи по двух- и однокабельной систе-
мам передачи
При организации связи по трехкабельным линиям с
использованием симметричного кабеля и одно-
и двухполосных систем передачи в двух кабелях неболь-
шой емкости все пары уплотняют 60-канальными системами пере-
дачи, каналы которых применяют для организации магистральной
связи. Третий кабель используется в диапазоне низких частот для
организации дорожной общеслужебной, оперативно-технологической
связи и обслуживания устройств автоматики. По части пар третьего
кабеля могут работать двухполосные системы передачи.
На железнодорожном транспорте применяются в основном двух-
кабельные линии. На отдельных участках могут быть использованы
одно- или трехкабельные линии передачи.
На кабельных линиях передачи электрифицированных железных
дорог в основном применяются специально разработанные кабели
МКПАБ и МКБАБ. Их конструкция позволяет уменьшить опасные
и мешающие влияния на цепи связи тягового тока промышленной
частоты. В некоторых случаях используются кабели МКБ, МКСБ
и ряд других, разработанных для кабельных магистралей Ми-
нистерства связи.
Цепи воздушных линий передачи медные, биметаллические и
стальные. Для кабельных вводов и кабельных вставок на воздуш-
ных линиях используются кабели ТЗБ, ТЗАВБ и ТЗПАПБПж и др.
На кабельных магистралях для организации каналов магист-
ральной и дорожной связи используются однополосные системы
передачи К-60П. На этих же кабельных линиях совместно с системой
передачи К-60П для организации дорожной и отделенческой связи
и оперативно-технологической связи широко будет применяться
система передачи К-24Т.
354
Для организации каналов дорожной связи на второстепенных
направлениях, не имеющих перспективы развития, и на участках
с тупиковыми станциями, где количество каналов незначительно,
могут быть применены двухполосная система передачи К-12+12 и
ранее выпускавшаяся система КВ-12.
На участках с большим числом каналов целесообразно исполь-
зовать двухполосные системы передачи К-120, работающие по одно-
коаксиальному кабелю.
На воздушных линиях передачи с цветными цепями для органи-
зации магистральных и дорожных сетей связи используются двух-
полосные системы передачи В-3-3 и В-12-3. В отдельных случаях
может быть применена ранее выпускавшаяся система передачи
В-12-2.
Для организации дорожной связи на небольшие расстояния
(до 150 км) используется система передачи В-З-ЗС, предназна-
ченная для работы на стальных цепях.
Физические цепи воздушных и кабельных линий передачи мож-
но использовать для организации каналов НЧ на небольшие рас-
стояния. Дальность передачи увеличивают включением усилите-
лей ИТУМ.
Каналы НЧ, организуемые на искусственных (фантомных) це-
пях кабельных линий передачи, применяют для служебной дис-
петчерской связи и для работы устройств ТУ и ТС. В низкочастот-
ном спектре на цепях воздушных линий передачи аппаратурой
двухполосной связи ДПС может быть организован двусторонний
канал служебной связи.
Для организации относительно небольшого числа каналов
(4,12 и 24) с пунктами вдоль трассы железной дороги использу-
ется аппаратура выделения каналов СВК, СВК-К, СВПГ-1ПГ,
СВПГ-2ПГ и др. Одни и те же группы каналов могут выделяться и
вводиться на магистрали неоднократно, однако число выделений на
переприемном участке не должно превышать трех-четырех. При
большем числе выделений амплитудно-частотные искажения в край-
них транзитных* каналах начинают превышать допустимое значение.
В пунктах, где требуется выделить значительное число каналов,
а также при необходимости изменения линейного спектра частот
в системах передачи по воздушным линиям и в ряде других случаев,
делают переприем по тональной частоте, т. е. осуществляют транзит
каналов ТЧ. В месте транзита каналов устанавливают полные комп-
лекты оконечного оборудования одно- или разнотипных систем пе-
редачи. Транзит каналов ТЧ осуществляется в основном по четырех-
проводной схеме.
Если требуется передать из одной системы передачи в другую
одну или несколько первичных групп каналов, делают переприем
по высокой частоте, т. е. осуществляют транзит первичных групп.
В этом случае в месте транзита индивидуальное оборудование этих
групп не используется. Выделенные группы передаются на стойки
транзита первичных групп СТПГ-АК, а затем в групповое оборудо-
вание соответствующих систем передачи.
Иногда в промежуточном пункте из линейного спектра требуется
выделить одну или две первичные группы и передать их в другую сис-
тему передачи, работающую на ответвлении. В этом случае первич-
ные группы выделяются аппаратурой СВПГ-1П, СВПГ-2П, СВПГ-1,
СВПГ-2. Выделенные группы передаются на стойки транзита пер-
вичных групп СТПГ-АК, а затем в групповое оборудование систем
передачи, работающих на ответвлении.
Ниже приводятся электрические расчеты каналов связи, орга-
низуемых на воздушных и кабельных линиях передачи.
Одной из важнейших задач проектирования магистралей связи
является правильное размещение вдоль проектируемой магистрали
усилительных пунктов. Электрические расчеты каналов связи вклю-
чают в себя расчет и построение диаграмм уровней для различных
метеорологических условий, а также расчет допустимого и ожидаемо-
го значений напряжения или мощности шумов в каналах. В некото-
рых случаях рассчитывают защищенность каналов от внятных пере-
ходов. На магистралях большой протяженности определяют мешаю-
щее действие электрического эха и устанавливают место включе-
ния эхозаградителей.
19.2. ПРИНЦИПЫ РАЗМЕЩЕНИЯ УСИЛИТЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ
НА ВОЗДУШНЫХ МАГИСТРАЛЯХ СВЯЗИ
На участках воздушной линии передачи места расположения
усилительных пунктов (УП) выбирают в зависимости от средней
длины усилительного участка (табл. 19.1) с учетом наличия поме-
щений для размещения аппаратуры, источников питания и жилых
помещений для обслуживающего персонала.
Если при проектировании предусматривается работа на одной
цепи систем передачи В-3-3 и В-12-3, размещение усилителей начи-
нают с 3-канальной системы передачи, устанавливая их в крупных
административных пунктах, а затем при необходимости между ними.
Усилители 12-канальной системы передачи размещают прежде всего
в пунктах, где намечена установка усилителей 3-канальной систе-
мы передачи, а затем один или два между ними.
Для уменьшения искажений от обратной связи и повышения
устойчивости промежуточных усилителей, а также для снижения
влияния между системами передачи, работающими на параллель-
ных цепях, вводы воздушных линий, уплотненных 12-канальными
системами, в промежуточные и оконечные пункты всегда делаются
кабелем. Для преодоления воздушной линией передачи различных
преград (реки, линии электропередачи и др.) в нее включают ка-
356
Таблица 19.1
Тип цепи Система передачи Максимальная длина усилительного участка, км, при длине кабельной вставки нли ввода, км
0 2 4 6
М-4-20 В-3-3 240 200 160 120
В-12-3 120 ПО 90 60
БСМ-4-20 В-3-3 130 100 75 40
В-12-3 90 80 65 40
бельные вставки. В местах стыка кабеля и воздушной линии для
согласования их волновых сопротивлений устанавливают согласо-
вывающие устройства. Если цветная цепь на данном этапе проек-
тирования уплотняется только 3-канальной системой передачи, то
следует предусмотреть такие же кабельные вводы, как при уплот-
нении 12-канальной системой передачи. Это дает возможность в
дальнейшем с минимальными затратами уплотнить эту цепь 12-ка-
нальной системой передачи.
Связь между выходом и входом промежуточных усилителей
устраняют включением запирающих катушек и режекторных фильт-
ров. Все эти элементы, включая обходные устройства в промежу-
точных пунктах, вносят дополнительное затухание и уменьшают
максимально допустимую длину усилительных участков.
19.3. МЕТОДИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ КАНАЛОВ,
ОРГАНИЗУЕМЫХ НА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧИ
После ориентировочного размещения промежуточных пунктов
на трассе воздушной линии передачи следует составить расчет-
ную схему связи. На этой схеме указывают все элементы,
включаемые в линейный тракт системы на усилительных участках.
Для построения схемы связи следует воспользоваться типовыми схе-
мами включения оконечных и промежуточных станций.
На рис. 19.2, а приведена схема подключения отдельных видов
аппаратуры к цветной цепи на оконечной станции. Кроме того, по-
казано включение кабельной вставки. На рис. 19.2, бив приведены
схемы включения дополнительной и основной промежуточных стан-
ций 12-канальной системы передачи с трактом обхода и усилителей
3-канальной системы передачи, на рис. 19.3, а, б — схемы подклю-
чения аппаратуры В-3-3 к цветной цепи на оконечной* и промежу-
точной станциях. На схемах наряду с оконечными и промежуточными
станциями показаны: линейные фильтры ДК-33, ДК-3,2, сог-
ласующие устройства станционные и линейные (автотрансфор-
357
a) 8-12-3
Рис. 19.2. Структурные схемы подключения аппаратуры систем передачи В-12-3,
В-3-3 и усилителя ИТУМ к цветной цепи
маторы) СУС; СУЛ, запирающие катушки кабельные вводы и
вставки /к; участки воздушной линии I. При составлении расчетных
схем связи типовые схемы могут быть изменены в соответствии с кон-
кретными условиями.
358
После ориентировочного размещения усилителей определяют
затухание участков на расчетных частотах. В качестве последних
для канала НЧ принимают частоту 800 Гц, а для систем передачи —
верхние частоты линейного спектра для обоих направлений переда-
чи: 16 и 31 кГц для системы передачи В-3-3 и 84—143 кГц для
В-12-3 независимо от принятого варианта линейного спектра.
За расчетные условия погоды принимают наихудшие. В большин-
стве случаев расчет ведут для трехканальной системы передачи при
условии лето-сыро, +20 °C и изморозь 23 мм, а для 12-канальной —
лето-сыро, -\-20 °C и гололед 5 мм. При погоде хуже, чем изморозь
5 мм аля 12-канальной системы передачи должно предусматривать-
ся включение вспомогательных усилителей ВУС-12-3.
При определении затухания участков учитывают все эле-
менты, включенные в линейный тракт между двумя соседними усили-
телями данной системы передачи, согласно расчетной схеме связи.
Затухание участков
ау=анкН“2ал4-5яобх4_2Дкв4_Якн*.
где анк — затухание элементов в начале усилительного участка или в его
конце для обратного направления, дБ;
ал — затухание участка воздушной линии, дБ;
Яобх — затухание обходных устройств, дБ;
акв — затухание кабельных вставок, дБ;
акн —затухание элементов в конце усилительного участка (или в на-
чале для обратного направления), дБ.
Для системы передачи В-3-3 (см. рис. 19.2)
Янк==Д К-3>24_аД-Зз4_аСУс4-а«<“1_аСУл4_аЗК; ак=<Хк/к,
Рис. 19.3. Структурные схемы подключения аппаратуры В-3-3 и ДПС к цветной цепи
359
где ак — километрическое затухание вводного кабеля, дБ/км;
/к —длина кабельного ввода, км.
Затухание ^участка воздушной линии
ал=а/,
где а—километрическое затухание цепи, дБ/км;
/ — длина участка, км.
Затухание обходных устройств (см. рис. 19.2)
оОбх=2 (а3к+асус+асул+ад-зз) +S#k+ok.2,8-
Затухание кабельных вставок
акв=2аСуЛ+ак.
Затухание отдельных элементов линейного тракта приведено
в табл. 19.2.
Усиление промежуточных усилителей систем пере-
дачи обычно принимают равным затуханию предшествующего участ-
ка S=ay. Оно не должно превышать максимальной усилительной
способности усилителей s<^smax.
Диаграмму уровней строят отдельно для каждого пере-
приемного участка по ТЧ. На рис. 19.4 приведен пример построения
диаграммы уровней передачи для системы передачи В-12-3. В его
верхней части помещают структурную схему воздушной линии пе-
редачи, на которой условными обозначениями показывают отдель-
Рис. 19.4. Диаграмма уровней'системы передачи В-12-3
360
Таблица 19.2
Элемент оборудования Затуха- ние Затухание, вносимое элементом оборудо- вания, дБ, на частоте, кГц
16 31 84 143
Линейный фильтр К-33 ак-зз — — 0,2 0,1
> » Д-33 аД-33 0,3 1,0 — —
> > К-3,2 Согласовывающее устройство. аК-3,2 0,6 0,5 — —
станционное °СУС 0,7 0,7 0,7 0,7
линейное аСУЛ 0,6 0,6 0,6 0,6
автотрансфор матор аат 0,4 0,4 —— —
Запирающая катушка аэк 0,17 0,17 0,17 0,35
Фильтровый выравниватель. ФВК-ЗЗП #фвк — — 1,4 1,7
ные элементы линейного тракта. В табл. 19.3 приводят исходные
данные для расчета. По данным таблицы строят диаграмму уровней
для обоих направлений передачи на верхних частотах линейного
спектра.
При построении диаграммы уровней по вертикальной оси откла-
дывают уровни, существующие в отдельных точках линейного трак-
та, по горизонтали — расстояние в километрах. На выходе оконеч-
ной станции уровень сигнала всегда равен номинальному для дан-
ной системы передачи. Далее сигнал, проходя по линии передачи,
будет постепенно уменьшаться, что отражается на диаграмме наклон-
ной прямой. В местах включения элементов на входе и выходе уси-
лительных участков (а также в местах включения обходных уст-
ройств и кабельных вставок) на диаграмме указывают скачкообраз-
ное снижение уровня сигнала. В местах включения промежуточ-
ных усилителей показывают скачкообразное увеличение уровня, рав-
ное усилению усилителей. В начале и конце диаграммы можно по-
казать уровни, существующие в канале ТЧ с двух- или четырехпро-
водным окончанием. На диаграмме уровней должен быть указан мак-
симально допустимый уровень передачи, соответствующий номиналь-
ному (рпер=Рн). Все уровни приема обозначают цифрами.
Общая мощность шумов в каналах первичной сети,
организованных на воздушных линиях передачи, равна сумме мощ-
ностей отдельных составляющих:
Робщ= Рл и н + Ро к= Ра + Рп + Рэ+Рл 4“ Рок,
361
Исходные данные В-.12-3, БСМ2-4-20
Длина участков, км ОВ-12-3 84,5
Длина элементов линей- ного тракта, км — /К1 — 3 11 = 42 ^КВ1 — 1 /2 = 38 /ка —
Затухание элемен- тов при погоде Из- морозь 5 мм, дБ (кабель при /=—2°С) 84~~кГц 7,706 11,72 3,202 10,108 2,701
иГкГц — 9,843 18,564 3,881 16,796 3,14
Уровни передачи на вы- ходе аппаратуры + 17 дБ в обоих
Уровни передачи на входе в ли- нию, дБ 84~кГц — + 17—7,706 = 9,294
143~кГц — 17—3,14=13,86
Уровни передачи на выходе линии (при расчете шу- мов), дБ 84 кГц — —15,188
иГкГц —25,381
Мощность шумов, пВт — —
4 1980
Уровни приема на входе усилителей, дБ > —
4 —35,224
где Рлин — мощность линейных шумов;
Рок — мощность шумов двух оконечных станций;
Ра — мощность атмосферных шумов;
Рп — мощность шумов промежуточных станций;
Рэ — мощность шумов от линий электропередачи и электрифициро-
ванных железных дорог;
Рл — мощность шумов от линейных переходов.
Допустимые значения мощности шумов отдель-
ных составляющих в каналах систем передачи при различных метеоро-
362
Таблица 19.3
(ТЗ), /=200 км
ПВ-12-3 61 ПВ-12-3 4,5 ОВ-12-3
— /кз^О,^ /3=60 /К1-==0,5 — /кз—0,5 /, = 72 /кв — 2 —
— 2,701- 15,96 2,701 — 2,701 19,152 5,704 —
— 3,14 26,52 3,14. — 3,14 31,82 7,182 —
направлениях
+ 17—2,701 = 14,299 + 17—2,701 = 14,299
+ 17—3,4=13,86 + 17—7,182 = 9,818
—1,661 -4,853
— 12,66 —22,0
6,67 8,287 17,28
106,13 895,97 —
— 17,88 —4,362 —12,035
—15,8 —25,146
логических условиях для линий определенной длины (L) приведены
в табл. 19.4.
При проектировании воздушных линий передач детальный
расчет обычно выполняют только для атмосферных шумов. Допус-
тимо значение атмосферных шумов для рассчитываемой магистрали
длиной I
р'
Р =—— I
ы L
363
Значение мощности общих допустимых шумов
р' +р' ^.р'
р = ад пд эд / I р' I р'
г общ Д £ 1 • Г ЛД • г ОКД •
Шумы от линейных переходов определяются исходя из допусти-
мого значения защищенности между цепями на переприемном участ-
ке по ТЧ вне зависимости от длины участка. Предполагается, что
участок электрифицируется. В случае отсутствия однотипных сис-
тем передачи, работающих на параллельных цепях, при определе-
нии общих шумов не учитывают составляющие Рлд.
Ожидаемые шумы определяют так. Формула для расчета
атмосферных шумов в каналах для верхних частот линейного спект-
ра при наихудших условиях погоды получена на основании сле-
дующих соображений. Если уровень сигнала на входе z-ro промежу-
точного пункта равен Рвх/ (рис. 19.5), а уровень атмосферных шумов
в конце одного усилительного участка — рп/, то разность уровней
между сигналом и шумом Ap=pBxz—Атмосферные влияния не
будут воздействовать на кабельный ввод и другие элементы на кон-
це участка и не изменят разности между уровнями сигнала и поме-
хи. Поэтому уровень приема рвх/ определяется по диаграмме уровней
до элементов, включенных на входе промежуточного усилителя.
Значение разности между сигналом и шумом сохраняется и
в конце канала, поэтому уровень шумов от одного усилительного
участка на выходе канала в точке с относительным уровнем рк будет
Раг=Рк—Лр/=Рк—рзй—pni. В точке с нулевым относительным уров-
Та блица 19.4
Допустимая псофометрическая мощность шумов, пВт,
в точке с относительным нулевым уровнем
Составляющие шумов 3-канальные системы, £=1230 км 12-канальные системы, £=2000 км
Лето-сыро +20 9С Зима изморозь 5 мм Лето-сыро +20 °C Зима изморозь 5 мм
Ро 4 050 8 260 4 050 51650
Рп 2 070 2 070 2 070 2 070
Рэ 1 320 1 320 1 320 1 320
Рл 8 260 8 260 8 260 8 260
Рок 740 740 740 740
Рлин 15 700 19910 15 700 63 300
Робщ 16 440 20 650 16 440 64 040
364
Рис. 19.5. Атмосферные шумы, поступающие с одного усилительного участка
нем рк=0 уровень атмосферных помех от одного участка ра<—
=Рш+Рвх/, а мощность шумов, мВт, от одного участка paF=
= 10°’,(Pnt-PBxi\ Мощность шумов на выходе канала будет равна сум-
ме мощностей шумов, приходящих с каждого участка.
Общая ожидаемая псофометрическая мощность атмосферных
шумов на выходе канала в точке с нулевым относительным уров-
нем, пВт,
п — 1
р __ 1Q9 | Pexi)
4=1 k
где n — число промежуточных усилителей на магистрали;
k — псофометрический коэффициент; для каналов с полосой эффек-
тивно передаваемых частот 0,3—3,4 кГц &=1,33;
— уровень атмосферных шумов в конце усилительного участка в
полосе линейных частот верхнего канала системы передачи, дБ;
для системы передачи В-3-3 рпх=—71 дБ, для В-12-3 рп,——80 дБ;
Pbxj—уровень сигнала на входе усилительного пункта, дБ (по диаграм-
ме уровней).
Значения уровней приема pBXt и результаты расчета атмосферных
шумов на отдельных участках заносят в табл. 19.3.
Ожидаемая мощность атмосферных шумов не должна превы-
шать допустимую Ра<Рад. В противном случае усилительные пункты
следует разместить более равномерно или увеличить их число.
Ожидаемая мощность общих шумов определяется как сумма
всех составляющих:
При настройке и эксплуатации системы передачи обычно изме-
ряют напряжение шумов на выходе канала ТЧ. Поэтому значения
допускаемой и ожидаемой общей мощности шумов должны быть
пересчитаны в единицы напряжений:
и=Ю-3-У 1Оо|/7’/?,
(19.1)
где р — относительный уровень в точке измерения шумов, дБ;
Р— псофометрическая мощность шумов, пВт;
R— сопротивление согласованной нагрузки в точке измерения, Ом.
19.4. ПРИНЦИПЫ РАЗМЕЩЕНИЯ УСИЛИТЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ
ВДОЛЬ КАБЕЛЬНОЙ магистрали связи
При проектировании кабельной магистрали соответственно
выбранным системам связи (одно- или двухкабельная), типу ка-
беля и аппаратуры ее разделяют на переприемные участки по то-
нальной и высокой частотам и устанавливают пункты выделения
каналов связи в соответствии с эксплуатационными требованиями.
Далее рассмотрены элементы проектирования кабельной магистра-
ли применительно к системе передачи К-60П, технические данные
которой приведены ниже:
Линейный спектр каналов ТЧ, кГц.....................
Номинальные относительные уровни передачи по мощ- 12—252
ности по каналам ТЧ на выходе линейного усилителя
ОП, ОУП, дБ:
без предыскажения (только на коротких магистралях
протяженностью до 250 км)..................... —5
с предыскажением на частоте:
252 кГц.......................................... —1
12 кГц............................................... —И
Система АРУ в усилителях:
НУП................................................температурная,
частотно-зави-
симая
ОУП......................................' ... по контрольным
частотам, двух-
и трехчастотная
Линейные контрольные частоты, кГц, для АРУ:
наклонной................................................ 16
криволинейной ........................................ 112
плоской................................................. 248
Размещение усилителей с АРУ:
температурной........................................в каждом НУП
двухчастотной (в ОУП) при системе провод-земля
через расстояние, км.............................. 250—300
трехчастотной (в ОУП и ОП) через расстояние, км 500—600
Максимальное число НУП между двумя ОУП исходя
из наибольшего допустимого напряжения дистанционно-
го питания, организованного по системе:
366
провод-провод..............................
провод-земля......................................
Номинальное затухание усилительного участка иа ча-
стоте 252 кГц при максимальной температуре грунта, дБ
Разность затуханий контура постоянного наклона в це-
пи ООС на частотах 247 и 17 кГц, дБ.................
Разность затуханий линейных выравнивателей на часто-
тах 247 и 17 кГц, дБ................................
Затухание линейных выравнивателей на частоте
252 кГц, дБ .... ....................
Затухание двух линейных трансформаторов, дБ
Магистральные выравниватели:
расстояние между ними, км
затухание на частоте 252 кГц, дБ
Искусственные линии:
эквивалентная длина кабеля, км
затухание, дБ, на частоте:
252 кГц:
6
12
51
13
17,0; 18,6; 20,2;
22; 23,6; 25
1
1
60—80
3
3; 6
ИЛЗ .
ИЛ6
ИЛЗ —ИЛ6.................
12 кГц: ,
ИЛЗ....................................
ИЛ6..................................
ИЛЗ —ИЛ6.............................
Пределы изменения усиления грунтовой АРУ при изме-
нении температуры на 20 °C (от —2 до +18°С, от —10
до +10°C, от +10 до +30°C), дБ, для кабеля МКС
7,4
14,9
22,3
2,2
4,3
6,5
на частотах:
12 кГц ...................................................
1
252 кГц............................................. 2,1
Пределы регулировки АРУ по контрольным частотам,
дБ:
для усилителей с двухчастотной АРУ:
плоская (248 кГц)..................................... ±4
наклонная (12 кГц)................................ ±3,5
для усилителей с трехчастотной АРУ:
плоская (248 кГц)..................................... ±4
наклонная (12 кГц).................................. ±3,5
криволинейная (80 кГц).............................. ±3,5
Погрешность частотных АРУ, дБ.......................... ±0.5
Погрешность температурной АРУ, дБ........................ ±0,2
Максимальное усиление усилительных станций на часто-
те 252 кГц при максимальном положении регуляторов
АРУ, дБ:
для НУП............................................... 55
для ОУП, ОП........................................... 61
Минимальное усиление усилительных станций на часто- ?
те 252 кГц, дБ:
для НУП............................................... 45
для ОУП, ОП......................................' 49
Средняя псофометрическая мощность шумов, пВт, в точ-
ке с нулевым относительным уровнем, вносимых в ка-
налы ТЧ системы:
367
линейным трактом при дальности передачи 2500 км 7500
оборудованием двух оконечных станций с НЧ оконча- /
нием каналов или оборудованием транзита по НЧ 500
оборудованием транзита по ВЧ (по первичным груп-
пам) ................................................ 200
оборудованием выделения каналов (на 4, 12 и 24 ка-
нала) в тракт:
прямого прохождения................................. 30
выделения и введения четырех каналов .... 350
Уровень мощности собственных шумов в спектре одного
канала ТЧ (248—252 кГц), приведенный по входу ли-
нейного усилителя, дБ:
НУП и ОУП-2......................................... —132
ОУП-3 и ОП.......................................... —129
На основании данных о длине секций автоматического регули-
рования усиления определяют место для размещения ОУП с двух-
или трехчастотной АРУ. Как правило, для ОУП выбирают доста-
точно крупные железнодорожные станции, где есть электроэнер-
гия и соответствующие помещения. На участках магистрали между
ОУП, руководствуясь значением средней или номинальной длины
усилительного участка, намечают места расположения НУП с грун-
товой АРУ или без нее. При этом стремятся разбивать маги-
страль на одинаковые по затуханию усилительные участки
номинальной длины.
Номинальная длина усилительного участка
/н — Он/(X /2»
где ан — номинальное затухание усилительного участка (только кабеля) дБ;
а/2 — километрическое затухание кабеля на верхней частоте линейного
спектра при максимальной температуре грунта дБ/км.
Частотные характеристики километрического затухания кабелей в
справочниках приводят для температуры грунта Г=4~20°С. Кило-
метрическое затухание кабеля при любой температуре грунта
а<=а[1 — аа(Го—/)],
где а — километрическое затухание кабеля при температуре То==±20°С,
дБ/км;
а а ~ температурный коэффициент километрического затухания кабеля,
1/град.
Практически нельзя точно выдержать номинальную длину. Од-
нако значительных отклонений от нее следует избегать, так как
увеличение длины усилительного участка ведет к возрастанию
помех в каналах магистрали, а уменьшение ее — к повышению
стоимости магистрали. Желательно, чтобы длина участка перед ОУП
была на 1—2 км меньше номинальной. Такое ограничение длины,
несмотря на большую усилительную способность усилителей ОУП,
определяется большим значением собственных шумов и необхо-
368
дймостью включения на их входах магистральных выравнивателей со
значительным затуханием.
Минимальная длина усилительного участка
(наименьшая корректируемая длина) определяется способностью уси-
лителя устранять искажения, вносимые линией передачи наименьшей
длины. Линейные усилители имеют контур постоянного (начального)
наклона и линейный выравниватель определенного типа, которые
постоянно включены в схему и создают определенный перепад уси-
ления на крайних частотах линейного спектра. Этот перепад
усиления и определяет минимальную длину участка.
Минимально корректируемая длина усилительного участка
. _ Локнн+Лалв1
*min п ’
% %
где Да кнн— разность затуханий контура начального (постоянного) накло-
на на частотах /г и fi, дБ;
Да ЛВ| — разность затуханий первого линейного выравнивателя на
частотах /2 и ft, дБ;
ар и а/2 — километрическое затухание кабеля на частотах линейного
спектра, для которых заданы значения Да кнн и Да ЛВ1
при минимальной температуре грунта, дБ/км.
При строительстве кабельных магистралей иногда необходимо
длину усилительного участка сделать меньше, чем это допускается
корректирующей способностью усилителя. В этом случае на входе
усилителя, следующего за укороченным участком, включают искус-
ственные линии, электрически дополняющие его до необходимой
длины. Желательно укороченные участки располагать около ОУП.
Число этих участков между соседними ОУП с использованием
искусственных линий не должно быть больше трех.
Максимальная длина усилительного участка
определяется усилительной способностью линейных усилителей.
Пределы регулирования грунтовой АРУ обычно выбирают исходя
из условий компенсации изменения затухания участка кабеля номи-
нальной длины при определенном типе кабеля и перепаде темпе-
ратур грунта. Поэтому для более длинного участка эти измене-
ния полностью компенсироваться не будут.
Во избежание превышения допустимого уровня передачи при
изменении температуры грунта примем, что затухание участка
максимальной длины /тях будет компенсироваться усилителем при
минимальной температуре грунта:
s max Д5АРУг~а*пнпАпах“1~2ат,
где smax — максимальное усиление усилителя, дБ;
Д«аруг— пределы регулирования усиления грунтовой АРУ, дБ;
a/min ~ километрическое затухание кабеля при минимальной темпера-
туре грунта на расчетной частоте, дБ/км;
2ат — затухание двух линейных трансформаторов, дБ.
369
Исходя из этих условий максимальная длина усилительного
участка
таХ /--------L- (19.2)
‘min
В отдельных, редких случаях длина усилительного участка может
быть выбрана больше полученной из выражения (19.2). Тогда
уровни передачи при любой температуре грунта будут ниже номи-
нального.
Одновременно с размещением усилительных пунктов выбирают
места для установки магистральных выравнивателей. Необходимость
в последних вызвана тем, что частотные характеристики
промежуточных усилителей, определяемые линейными выравнивате-
лями, неточно соответствуют частотным характеристикам затуха-
ния кабелей, вследствие чего в групповом тракте систем переда-
чи возникают амплитудно-частотные искажения, накапливающиеся
по длине магистрали. Магистральные выравниватели удобно уста-
навливать на концах одного и того же участка, длина которого
выбрана меньше номинальной.
19.5. МЕТОДИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ КАНАЛОВ,
ОРГАНИЗУЕМЫХ НА КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧИ
Правильность размещения промежуточных пунктов на кабельной
магистрали проверяют построением диаграммы уровней и расчетом
допустимых и ожидаемых шумов в каналах систем передачи.
Перед построением диаграммы уровней выбирают номинальные
уровни системы передачи, определяют затухание усилительных
участков и усиления усилителей.
Системы передачи могут работать без предыскажения (перекоса)
и с предыскажением (перекосом) линейного спектра час-
тот. При работе без предыскажения уровни передачи по всем
каналам устанавливают одинаковыми. В этом случае в наиболее
худших условиях с точки зрения помехозащищенности оказываются
каналы верхней части линейного спектра, так как сигналы,
передаваемые по этим каналам, претерпевают наибольшее затуха-
ние. Для выравнивания шумов уровни в верхних каналах
повышают, а для сохранения той же средней мощности группо-
вого сигнала уровни в нижних каналах понижают. Системы пере-
дачи, работающие без предыскажения, могут быть применены
только на коротких кабельных магистралях, каналы которых не
участвуют в транзитных соединениях.
На железнодорожном транспорте, где любые пункты должны
иметь возможность соединения между собой, даже системы передачи,
370
установленные на коротких магистралях, должны работать с преды-
скажением спектра частот.
Рабочее затухание усилительных участков рассчитывают
для верхней частоты линейного спектра при минимальной и
максимальной температурах грунта.
Диаграмма уровней служит для получения исходных дан-
ных для дальнейших электрических расчетов и является руководя-
щим документом при настройке и эксплуатации кабельной магистра-
ли. Все расчеты ведут для верхней частоты линейного спектра и
данные расчетов заносят в табл. 19.5. Вначале определяется
затухание усилительных участков, а затем уровни на входе и выходе
усилителей и их усиления. Затухание рассчитывается при макси-
мальной и минимальной температурах грунта
а=а/4-2аг ,
где а—километрическое затухание кабеля на верхней частоте линейного
спектра, дБ;
/ — длина усилительного участка, км;
2ат — затухание двух линейных трансформаторов, дБ.
Уровни передачи и усиление усилителей определяются после-
довательно для всех пунктов каждого направления. Режим работы
обычно выбирается с предыскажением линейного спектра. Уровни
на выходе оконечных станций принимаются равными номинальным.
Уровни на входе НУП при максимальной Т и минимальной t тем-
пературах грунта:
Р прТ = Р перТ“Лт Рпр/==Рпер/О/ Овх ,
где р прТ, рпр/ — уровни на входе усилителя при максимальной и минималь-
ной температурах грунта, дБ;
Р перъРпер/ — уровни на выходе предыдущей станции при максимальной
и минимальной температурах грунта, дБ;
От и а/ — затухания предыдущего усилительного участка при макси-
мальной и минимальной температурах грунта, дБ;
аВх — затухание входных устройств (линейных выравнивателей
алв, магистральных выравнивателей амв и искусственных
линий аил), дБ.
Разность уровней на входе НУП, дБ,
ДРпр=Рпр/ РпрТ»
где рпрь рпрТ — уровни приема при минимальной и максимальной темпера-
турах грунта, дБ.
Усиление усилителей в НУП определяется в зависимости от
соотношения между изменением усиления грунтовой АРУ As и изме-
нением уровня приема Арпр.
371
W
Т а б л и ца 19.5
Исходные данные К = 60П, МКПАБ 7Х4Х 1,054-5x0,74-1x0,7
Длина секций регулирования, км 92 | 106
Длина усилительных участков, км 18,23 18,65 18,25 18,57 18,30 | 18,24 1 I 12,96 20,7 18,24 18,26 18,29
Наименование пунктов Оп|нУПО1|нУПО2|нУПОз|нУПО4| ОУП1|нУП1.1|НУП1.2|нУП1.3 НУП1,4|нУП1.5|ОУП2
Затухание кабеля, дБ, на усилительном участке + 18°С 48,54 49,64 48,6 48,43 48,73 || 48,57 34,82 54,0 48,57 | 48,62 48,54
—2°С 46,65 47,7 46,7 47,5 46,82 6 46,67 33,48 52,83 46,67 46,72 46,65
Затухание входных уст- ройств, дБ —> 1 1 1+3 1 1 8 1+3 1+14,9 1 1+3 1 1+3
-4— 1+3 1 1+3 1 1 II 1+3 1 + 14,9 1 1+3 1 1
Затухание усилительных участков, дБ 49,54 50,64 52,6 49,43 49,73 || 52,57 50,72 55,0 52,57 49,62 52,54
•4— 52,54 50,64 | | 52,6 49,43 49,73 || 52,57 50,72 55,0 52,57 49,62 49,54
Усиление усилителей, дБ — 49,5 50,6 52,6 | 1 49,4 49,7 | 1 52,6 50,7 55 52,6 | 1 49,6
-4— — 50,6 52,6 49,4 49,7 52,6 50,7 55 52,6 49,6 49,5
Неточность работы грун- товой АРУ, дБ —► — 0,2 0,4 0,6 0,8 — 0,2 | 1 0,4 0,6 0,8 1,0
4— 0,8 0,6 0,4 0,2 — 1 0,8 0,6 • 0,4 0,2 —
Номинальный уровень передачи, дБ По всей трассе—1—0,5 =1,5 дБ
Уровни приема с учетом неточности грунтовой АРУ, дБ —51,04 52,34 54,5 51,53 52,03 й 54,07 52,42 | 56,9 54,67 51,92 55,04
-4— 54,84 52,74 54,5 51,13 51,23 й 55,07 53,02 57,1 54,47 51,32 50,04
Мощность шумов, кВт 4,53 6,11 I 10,05 5,07 11,36 II 9,1 I ! 6,23 17,5 10,45 5,55 22,7
21,7 6,7 | | 10,05 4,63 4,73 || 22,8 | 7,15 18,3 9,98 4,83 3,59
Примечание. Рс доп «=198-0,75= 148,5 пВт; Z Рож =108,15 пВт; 2Рож=114,46 пВт.
Рис. 19.6. Диаграмма уровней системы передачи по кабельным линиям
Диаграмму уровней строят для максимальной температуры грун-
та по результаталМ расчета рПеРт и рпрт для обоих направлений пере-
дачи (рис. 19.6). На диаграмме уровней должен быть показан
максимально допустимый уровень передачи, который соответствует
номинальному, сниженному на значение погрешности частотных АРУ
(0,5 дБ). Цифрами на диаграмме обозначают все уровни приема, а
уровни передачи только в тех случаях, когда они меньше номиналь-
ных.
Учитывают только ту погрешность работы АРУ (грун-
товых ±Д АРУг и частотных А АРУ ч), которая приводит к умень-
шению уровней сигнала, так как это может вызвать увеличение
уровня собственных шумов выше допустимого значения. При этом
полностью диаграмму уровней не рассчитывают, а определяют только
уровни на входах усилителей, необходимые для расчета шумов.
В тракте передачи устройства АРУ отсутствуют, поэтому уровни
на входе первого НУП остаются неизменными. На входе второго НУП
уровни могут снижаться на значение величины ААРУ г, на входе
третьего—на значение 2ДАРУ г и т. д. На выходе первого
НУП, следующего после ОУП, уровни не снижаются, на входе
второго снижаются на значение дАРУг, на входе третьего НУП —
на значение 2&АРУг и т. д.
Значения результирующей погрешности Дрпр t и соответствующие
им уровни на входах усилителей рпр/ вносят в таблицу под диаграм-
мой уровней.
Помехи являются одной из основных характеристик кабельной
магистрали. Они характеризуют правильность размещения промежу-
точных усилителей. Поэтому после расчета затухания участков
усиления усилителей и построения диаграммы уровней определяют
допустимое и ожидаемое значения мощности помех в канале
и сравнивают их друг с другом.
373
Общая мощность шумов в каналах систем передачи на кабельной
магистрали равна сумме мощностей отдельных составляющих:
^общ—ЛлинЧ-^ап=Л? + ^>н4_^л4-Л)к4_^>пп нч ^l+^пп вч^г + ^выд ^3, (19.3)
шумов линейного тракта;
шумов аппаратуры;
собственных шумов;
шумов
шумов
шумов
шумов
шумов
шумов
где Рлин — мощность
— мощность
— мощность
— мощность
— мощность
— мощность
— мощность
— мощность
— мощность
от нелинейных переходов;
от линейных переходов;
оконечных станций;
аппаратуры переприема по НЧ;
аппаратуры переприема по ВЧ;
аппаратуры выделения;
Р ап
Рс
Рн
Рл
Рок
РПП нч
РПП ВЧ
Р выд _ _
Л1,Л2, из — число переприемов по НЧ, ВЧ и пунктов выделения каналов.
Обычно из всех составляющих общих шумов рассчитывают
только собственные шумы. Считают, что остальные составляющие
при нормальных условиях работы аппаратуры и кабеля не будут
превышать допустимых значений.
Среднее значение псофометрической мощности шума по рекомен-
дациям МКТТ для эталонной (гипотетической) цепи симметричного
кабеля длиной £=2500 км, уплотненной 60-канальной системой пере-
дачи, в канале ТЧ в точке с нулевым относительным уровнем
должно быть не более 10000 пВт в час наибольшей нагрузки.
Из них 2500 пВт отводятся на шумы аппаратуры оконечных и
переприемных станций и 7500 пВт — на шумы линейного тракта.
Следовательно, допустимая мощность общих шумов, пВт, для ма-
гистрали длиной /, км, р =10 000(1/1)
- Между составляющими шумов линейного тракта (Рсд, Рнд, Рлд)
в многочетверочном кабеле обычно выполняется соотношение 1:1:2.
Следовательно, допустимая мощность собственных шумов и шумов
от нелинейных переходов, пВт, для магистрали длиной /, км,
Рсд=0,25*7500 (1/L),
а допустимая мощность шумов от линейных переходов для магист-
рали длиной I. км. Р„ = 0>5.7500 (|/ц ,
При расчете ожидаемой мощности шумов учитывают следующее.
Если уровень сигнала на входе z-го усилителя
равным рпр/ (рис. 19.7), а уровень собственных
приведенный к входу усилителя, рсп/, то
между сигналом и шумом на входе усилителя Др,==рпр1—рспл
Это разность сохранится и на выходе канала в точке с отно-
сительным уровнем рк. Здесь уровень шума, появившегося на
z-м усилительном участке, определяется как рС1=р«— Лр1=рк—
—Рпр/—Реп/. Для точки с нулевым относительным уровнем, где
374
принять
шумов,
разность уровней
pK=0, pci=pcni—Рпр/. Тогда мощность собственных шумов,
мВт, на выходе канала от одного усилительного участка
Р«= Ю о,1(Рс„.-р..р<) . Мощность собственных шумов на выходе канала
равна сумме мощностей шумов, приходящих с каждого участка.
Общая ожидаемая псофоме-
трическая мощность собственных
шумов в точке с нулевым относи-
тельным уровнем на выходе кана-
ла, пВт,
« + 1
р_ _10_ |0О’*(РсП1 — Рпр/)
~ k2
i=l
где k — псофометрический коэффи-
циент; для каналов с поло-
сой эффективно передава-
емых частот 0,3—3,4 кГц
&=1,33;
Рис. 19.7. Диаграмма уровней систе-
мы передачи К-60П,
Pcni — уровень мощности собственного шума в спектре одного телефон-
ного канала, приведенный по входу усилителя, дБ;
Pnpi — уровень на входе усилителя (по диаграмме уровней), дБ.
Полученная ожидаемая мощность собственных шумов не должна
превышать допустимую PC<ZPCR. Если это соотношение не выполня-
ется, следует пересмотреть размещение промежуточных пунктов,
сократив число усилительных участков большой длины. После
перераспределения вновь выполняется проверочный расчет шумов.
Ожидаемая мощность нелинейных шумов ориентировочно прини-
мается равной мощности собственных шумов РН=РС. Мощность шу-
мов от линейных переходов не зависит от размещения проме-
жуточных пунктов, а определяется степенью симметрирования кабеля
и числом работающих систем передачи. Поэтому ожидаемая мощ-
ность от линейных переходов может быть принята равной допу-
стимой мощности этого вида шумов РЛ=РЛЛ.
Ожидаемая мощность шумов аппаратуры определяется типом
и количеством устанавливаемого оконечного оборудования Рок,
оборудования переприема по низкой частоте РппВЧ и выделения
каналов РВыд. Значения этих шумов приведены в технических
данных аппаратуры.
Ожидаемая псофометрическая мощность общих шумов на ка-
бельной магистрали в точке с нулевым относительным уровнем
будет равна сумме мощностей всех составляющих шумов [см. форму-
лу (19.2)]. Ожидаемая мощность общих шумов должна быть воз-
можно ближе к допустимой, но не превышать ее РОбщ<Лбт д.
Ожидаемое и допустимое напряжения общих шумов рассчитывают
по формуле (19.1).
375
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аппаратура КРР-М. Техника связи. М.: Связь, 1971. 153 с.
2. Бамштейн Б. Д., Бурда Л. Я., Фарбер Ю. Д. Настройка
многоканальных систем уплотнения кабелей связи. М.: Связь, 1967. 368 с.
3. Бунин Д. А., Я ц к е в и ч А. И. Магистральные кабельные линии
связи на железных дорогах. М.: Транспорт, 1978. 288 с.
4. Бунин Д. А. Проектирование и монтаж узлов связи на кабельных
линиях. М.: Транспорт, 1969. 231 с.
5. Временные указания по проектированию дальней автоматической телефонной
связи на железнодорожном транспорте РУ-51. Альбом 1/Гипротранссигналсвязь.
М., 1978. 185 с.
6 Выгон Л. В., Гер цик 3. А., Йонтов Л. Е. Аппаратура выделе-
ния первичных групп каналов//Техника связи. М.: Связь, 1976. 104 с.
7. Дурнев В. Г., С т а н д р и к В. Д. Основы построения систем пере-
дачи ЕАСС. М.: Радио и связь, 1985. 206 с.
8. Здоровцов И. А., Тюрин В. Л., Выгон Л. В. Система пере-
дачи К-24Т//Автоматика, телемеханика и связь. 1983. № 1. С. И.
9. Здоровцов И. А., Тюрин В. Л., Выгон Л. В. Транспортная
система передачи К-24Т. М.: Транспорт, 1987. 239 с.
10. Зингеренко А. М., Белова Н. Н., Твердицкий М. С. Системы
многоканальной' связи. М.: Связь, 1980. 440 с.
11. Зисман Н. А., Клиоц А. А., Ш мидель А. А. Аппаратура
уплотнения воздушных линий В-3-3. М.: Связь, 1966. 127 с.
12. Иванов Ю. П., Левин Л. С. Аппаратура ИКМ-30. М.: Радио и
связь, 1983. 185 с.
13. Лев А. Ю. Теоретические основы многоканальной связи. М.: Связь,
1978. 186 с.
14. Новиков В. А., Багуц В. П., Тюрин В. Л. Многоканальная
телефонная связь на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1982. 326 с.
15. Система передачи К-120//Техника связи. М.: Связь, 1977. 152 с.
16. Система передачи К-300//Техника связи. М.: Связь, 1977. 200 с.
17. С о бен ин Я. А., Кобызе в а Н. Н. Расчет амплитудных выравни-
вателей. М.: Связь, 1970. 75 с.
18, Тюрин В. Л., Листов В. Н., Дьяков Д. В. Многоканальная
связь на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1980. 550 с.
19. 60-канальные высокочастотные системы передачи по кабельным линиям
связи//К. И. Акинфиева, А. А. Аракелов, 3. И. Голышко и др. М.: Связь,
1969. 404 с.
20. Фриман И. Н. Аппаратура уплотнения КАМА. М.: Связь, 1974. 46 с.
Предметный указатель
Указатель построен по принципу использования ключевого слова, в качестве
которого выбрано общее понятие «Затухание», «Усилитель». Определение к этому
слову приводится, как правило, после него: «Затухание рабочее», «Усилитель
двусторонний» и т. д. Однако устойчивые словосочетания сохранены без инверсии:
«Автоматическая регулировка усиления» и т. д.
А
Автоматическая регулировка усиления
66, 100, 132, 159, 178, 183, 188, 234, 273
Автотрансформатор 119
Аппаратура вводно-коммутационная
328
— выделения каналов 287
— коммутационно-испытательная 330
— транзита каналов 295
— электропитания 333
АРУ грунтовое 66, 104
— косвенная 104
Б
Блок моторно-потенциометрический 160
— параллельной работы 227
В
Варианты линейного спектра 126, 174
Величина псофометрическая 75
Включение усилителей каскадное 32
Влияния линейные переходные 67
Время прохождения групповое 88
Выделение каналов 287
Вызов тональный 123
Выравниватель 97, 121, 139, 155, 157,
232, 233, 273, 305, 317
— амплитудный 97
— магистральный 67, 198, 233, 273
— фазовый 100
Г
Генератор задающий 105, 166, 276
— тонального вызова 123: 142, 213
— генерация 29
Д
Дальность связь 18
Данные 10
Декодер 320
Демодуляция 41
Делитель частоты, счетчиковый 108
Диаграмма уровней 360, 371
Диапазон динамический 16
Дискретизация сигнала во времени 305
Длина усилительного участка макси-
мальная 369
------- минимальная 369
------- номинальная 368
3
Затухание балансное 25, 51
— остаточное 31, 71
— переходное 25
— рабочее 70
— характеристическое 70
Защита частотная 114
Защищенность 70
И
Избыточность 11
Инверсия спектров 80
Информация 10
Искажения амплитудно-частотные 19,
72
— нелинейные 81
— обратной связи 30
— ограничения 306
— фазочастотные 19, 87
К
Канал связи 12, 49
---двухполосный 136
--- составной 136
---ТЧ 50
Квантование 47, 305
— нелинейное 307
Код двоичный симметричный 307
— ЧПИ 312
Кодер 320
Кодирование 12, 305, 309
377
Комплект преобразования индиви-
дуального 243
----линейного 243
— оборудования генераторного 243
----индивидуального КИП-24Т 245
Компрессор 143, 307
Контур балансный 21, 120
— компенсирующий
— прямого и обратного предыскажений
85
Корректор косинусный 99
Коэффициент гармоник 82
— нелинейных искажений 82
Л
ЛАЦ 328
Линия абонентская 8
— искусственная 233
— передачи 7
---- двухкабельная 60
---- трехкабельная 354
М
Магнитострикция 183
Метод контура параллельного 111
— моста уравновешенного 33
— Х-образных окончаний НО
Модуляция амплитудно-импульсная 317
Мощность сигнала пиковая 16
Н
Направление передачи 80
----географическое 80
Напряжение псофометрическое 75
— шума результирующее 76
Нестабильность частоты относительная
105
Нормы 68
О
Оборудование балансное 26
— генераторное 164, 181, 234к 275, 321
— групповое 55, 248
— индивидуальное 55, 267
— каналообразующее 55, 58
— тракта группового 299
---- линейного 58
— сопряжения 299
— каналов широкополосных 300
Объем сигнала 17
Ограничитель амплитуд 112, 179, 210,
214
378
П
Питание дистанционное 172, 188
Плотность спектральная 85
Подавление нелинейных искажений 95
Полоса частот боковая 38
----эффективно-передаваемая 72
Помехи 19
— внешние 74
— внутренние 74
Превышение синхросигнала 323
Предыскажение уровней передачи 85
Преобразование индивидуальное 127,
269
— спектров сигналов 56, 61
Преобразователь напряжения 17
— частоты 131, 137, 147, 163, 215, 227,
268, 269
— фазоразностный 263, 268
Приемник контрольного канала 102
—сигналов вызова индукторного 142
-------тонального 142
Пункт усилительный вспомогательный
63, 173
----необслуживаемый 125, 135, 196,
282
Принципы организации сетей связи 5
Р
Работа фильтров параллельная 110
Разговор переходный 73
Разделение каналов временное 33, 49
---- частотное 35
Расположение каналов в линейном
тракте неприемлемое 54
Расширитель 143, 307
Регенератор 48, 325
Регулировка криволинейная 62, 102
— наклонная 66, 102, 188
— плоская 66, 102, 188
Регулятор АРУ 155, 157
Реле статическое 264
С
Самовозбуждение усилителя 31
Сверхцикл 313
Связь технологическая 9
Секция регулирования 66
Сеть связи вторичная 7
----дорожная 9
------ единая автоматизированная 6
----железнодорожная 5
---- зоновая 7
---- магистральная 7, 8
----местная 7
---- отделенческая 9
---- первичная 6
Сжиматель 143, 307
Сигнал аналоговый 10, 16
— импульсный 13
— непрерывный 10
— речевой 15
— электрический 16
Синхронизация в системах с ИКМ 323
Система дифференциальная 22, 119,
130, 137, 210
----несимметричная 78
Система передачи В-3-3 125
----В-12-2 181
----В-12-3 175
---- двухполосная двухпроводная 54,
190
----V-60 239
----ИКМ-30 310
----ИКМ-120 310
----ИКМ-130 303
----ИКМ-480 304
----ИКМ-1920 304
----К-12+12 191
----К-24Т 242
----К-60П 205
----КРР-М 261
----К-120 279
---- К-300 282
----К-1920 284
----К-3600 284
----К-10800 284
----КАМА 265
---- однополосная четырехпроводная
60
— синхронизации 313
Сообщение 10
— дискретное 10
Сопротивление волновое 27
— входное 27, 112
Сопряжение оборудования 15
Спектр боковых полос 52
— сигнала 14
----дискретный 15
----линейный 15, 126, 174, 206, 260,
280, 283—285
Стабильность усилителя с ООС
Станция промежуточная 134, 187, 194,
203, 263
— оконечная 128, 136, 175, 186, 193,
206, 261, 266, 288
Стойка преобразователей групповых
198
----индивидуальных 207, 214, 221
Структура сетей связи.5
Схема преобразования 91
---- двойная двухтактная 92
---- кольцевая 92
— частотных преобразований 128, 174,
192, 206
Т
Таблица кодовая 309
Теорема Котельникова 46
Тракт введения 256
— вторичный 62
— выделения 256
— групповой 62
---третичный 62
— линейный 63, 324
— прямого прохождения 255
— четверичный 62
У
Умножитель частоты 106, 168
Унификация оборудования 61
Уровень абсолютный 69
--- нулевой 69
— измерительный 70, 83
— квантования 305
— относительный 70
— передачи 69, 83
— приема 69, 83
Усиление критическое 50
Усилитель буферный 151
— двусторонний 20, 21
— групповой 53, 93
— линейный 149, 152, 200, 201, 229,
232, 238
— промежуточный 20, 203
— токов низкой частоты 116
— тональных частот 116
Условие генерации 29, 97
— Найквиста 97
Устойчивость 30, 86
Устройство вызывное 112, 133, 142, 207
— защитное 254
— развязывающее 111
Участок регенерационный 325
Ф
Фильтр, канальный 108, 139
— линейный 109, 153
— магнитострикционный 215
— направляющий 109, 154
— полосовой 147
— режекторный 147, 219
— узкополосный 159
— электромеханический 183
Формирование циклового синхросигна-
ла 322
379
X
Характеристики канала 72
— амплитудно-частотные 72
— фазочастотные 87
— электрические 68
И
Цепь обратной связи 23
— эталонная 68
Цех линейно-аппаратный 328
Цепь гипотетическая 34
— суперфантомная 35
— фантомная 34
Цикл 313
Ш
Шаг квантования 306
Ширина спектра сигнала 16
Шум допустимый 362, 374
— ожидаемый 365, 375
Экспандер 143: 307
Элемент компенсирующий ПО
Эхо 88
Эхозаградители 89
ОГЛАВЛЕНИЕ
Ведение ................................................................... 3
Глава 1. Организация связи на железнодорожном транспорте....................5
1.1. Принципы организации сетей связи.............................. 5
1.2. Понятие об единой автоматизированной сети связи............... 6
1.3. Принцип организации магистральной и дорожной сетей связи 8
Глава 2. Принципы передачи сообщений.......................................10
2.1. Понятие об информации и сообщениях............................10
2.2. Принцип передачи сообщений при помощи электрической энергии 11
2.3. Электрические сигналы и их характеристики.....................12
Глава 3. Каналы низкой частоты............................................ 18
3.1. Дальность телефонной передачи по проводным линиям .... 18
3.2. Принцип действия двусторонних усилителей..................21
3.3. Основные элементы двусторонних усилителей.............. 23
3.4. Элементы теории двустороннего усилителя...................28
3.5. Каскадное включение двусторонних усилителей...............31
Глава 4. Методы разделения каналов связи...................................33
4.1. Возможности многократного использования линий передачи . . .33
4.2. Метод уравновешенного моста.................................. 34
4.3. Разделение каналов по частоте.............................35
4.4. Временное разделение каналов..............................43
Глава 5. Принцип построения систем с частотным разделением каналов . . .49
5.1. Образование каналов тональной частоты.........................49
5.2. Принципы построения систем передачи е частотным разделением
каналов........................................................... 52
5.3. Унификация и стандартизация систем передачи с частотным раз-
делением каналов...................................................61
5.4. Линейный тракт систем передачи с частотным разделением ка-
. налов..............................................................63
Глава 6. Электрические характеристики и нормирование параметров кана-
лов тональной частоты и групповых трактов..............................68
6.1. Общие положения.............................................. 68
6.2. Остаточное затухание (усиление) каналов тональной частоты и
его амплитудно-частотная характеристика............................71
6.3. Помехи в каналах связи...................................... 73
6.4. Амплитудная характеристика канала 81
6.5. Уровни передачи и приема......................................83
6.6. Устойчивость двусторон них "каналов связи. Фазочастотная харак-
теристика, групповое время прохождения. Явление эха................86
Глава 7. Элементы аппаратуры многоканальной связи..........................90
7.1. Преобразователи частоты...................................... 90
7.2. Групповые усилители...........................................93
7.3. Амплитудные и фазовые выравниватели...........................97
7.4. Устройства автоматической регулировки усиления...............100
7.5. Генераторное оборудование.................................. 104
381
7.6. Электрические фильтры...................................... 108
7.7. Ограничители амплитуд.......................................112
7.8. Вызывные устройства........................................ 112
Глава 8. Усилители токов низкой частоты..................................116
8.1. Общие сведения............................................. 116
8.2. Элементы усилителей ИТУМ....................................119
Глава 9. Трехканальная система передачи fe-3-З 125
9.1. Основные технические данные.................................125
9.2. Структурные схемы.......................................... 128
9.3. Индивидуальное оборудование оконечной станции...............137
9.4. Групповое оборудование преобразования оконечной станции . . 147
9.5. Оборудование линейного тракта.............................. 149
9.6. Устройства автоматической регулировки усиления..............159
9.7. Генераторное оборудование.................................. 164
9.8. Конструктивное оформление и электропитание..................170
Глава 10. Двенадцати канальные системы передачи..........................173
10.1. Основные технические данные системы передачи В-12-3 .... 173
10.2. Структурные схемы системы передачи В-12-3..................175
10.3. Элементы оборудования системы передачи В-12-3..............179
10.4. Система передачи В-12-2................................... 186
Глава 11. Двух полосные системы передачи по симметричным кабелям . . . 190
11.1. Особенности организации связи по кабельным линиям .... 190
11.2. Система передачи К-12+12...................................191
11.3. Система передачи КВ-12 197
Глава 12. Система передачи К-60П........................................ 205
12.1. Основные технические данные................................205
12.2. Стойка тонального вызова и дифференциальных систем и стойка
индивидуальных преобразователей..................................207
12.3. Стойка группового преобразования и стойка линейных усилителей
и корректоров....................................................223
12.4. Стойка унифицированного генераторного оборудования СУГО-1-5 234
12.5. Оборудование усилительных пунктов системы передачи К-60П 237
12.6. Конструктивное оформление и электропитание аппаратуры К-60П 238
12.7. Система передачи V-60E.....................................239
Глава 13. Система передачи К-24Т........................................242
13.1. Назначение.................................................242
13.2. Стойка оконечная...........................................243
13.3. Стойка промежуточная.......................................253
13.4. Устройства электропитания и сигнализации...................257
Глава 14. Системы передачи по кабельным линиям на небольшие расстояния 259
14.1. Общие сведения.............................................259
14.2. Система передачи КРР-М.....................................261
14.3. Система передачи КАМА..................................... 265
Глава 15. Системы передачи по коаксиальным кабелям......................279
15.1. Система передачи К-120 ................................... 279
15.2. Система передачи К-300 ................................... 282
15.3. Системы передачи К-192ОП, К-3600 и К-10800 ............... 284
Глава 16. Аппаратура выделения и транзита групп каналов.................287
16.1. Общие сведения............................................287
16.2. Стойки выделения четырех каналов СВК и СВК-К...............288
16.3. Стойки выделения первичных групп СВПГ......................292
16.4. Транзит каналов тональной частоты..........................295
16.5. Принципы построения многоканальных систем передачи .... 298
382
Глава 17. Цифровые системы передачи....................................302
17.1. Общие сведения о системах передачи с импульсно-кодовой моду-
ляцией .........................................................302
17.2. Дискретизация, квантование и кодирование..................305
17.3. Принципы действия систем передачи с ИКМ. Системы передачи
ИКМ-30 и ИКМ-120..............................................• 310
17.4. Элементы систем передачи с импульсно-кодовой модуляцией . . 317
17.5. Линейный тракт цифровых систем передачи...................324
Глава 18. Линейно-аппаратный цех........................................328
18.1. Элементы оборудования ....................................328
18.2. Требования к помещениям линейно-аппаратного цеха и размеще-
ние аппаратуры в нем............................................334
18.3. Электропитание............................................338
18.4. Схемы организации трактов и каналов.......................339
18.5. Общие сведения о техническом обслуживании.................344
18.6. Основные указания по измерениям и регулировке аппаратуры
систем передачи.................................................346
18.7. Основные сведения по охране труда.........................351
Глава 19. Элементы электрических расчетов при проектировании воздушных
и кабельных линий передачи..............................................353
19.1. Общие сведения........................................... 353
19.2. Принципы размещения усилительных пунктов на воздушных ма-
гистралях связи................................................ 356
19.3. Методика электрических расчетов каналов, организуемых на воз-
душных линиях передачи ........................................ 357
19.4. Принципы размещения усилительных пунктов вдоль кабельной
магистрали связи .............................................. 366
19.5. Методика электрических расчетов каналов, организуемых на ка-
бельных линиях передачи ....................................... 376
Список литературы .................................................... 376
Предметный указатель..............................'.....................377
Учебник
Багуц Владимир Петрович,
Тюрии Виктор Леонидович
МНОГОКАНАЛЬНАЯ ТЕЛЕФОННАЯ СВЯЗЬ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
Переплет художника В. В. Трушицина
Технический редактор Т. А. Захарова
Корректор-вычитчик И. М. Лукина
Корректор С. Б. Назарова
И Б №3687
Сдано в набор 08.12.1987 Подписано в печать 13.07.88 Т-08409
Формат 60Х88'/)б Бум. офсетная № 4 Гарнитура литературная. Офсетная печать.
Усл. печ. л. 23,52 Усл. кр.-отт. 23,52 Уч.-изд. л. 25,62 Тираж 10 000 экз. Заказ 872 Цена 1 р. 10 к.
Изд. № 1 — 1 --2/6 № 4038
Ордена «Знак Почета» издательство «ТРАНСПОРТ», 103064 Москва, Басманный туп., 6а
Московская типография № 4 Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам
издательств, полиграфии и книжной торговли. 129041, Москва, Б Переяславская, 46.