4.1.3 Формирование стандартных групповых сигналов (групп каналов).

Данный материал изложен в [1, стр. 27…34; 5, стр. 194…202; 7, стр.15…21].

Применение многократного и группового преобразования частоты и связанная с ним возможность унификации оборудования оконечных станций позволяют создать единое типовое каналообразующее оборудование, пригодное для различных АСП с ЧРК. Стандартные группы каналов являются «кирпичами» из которых строится «здание» системы передачи.

Основной стандартной группой каналов является ПГ, состоящая из 12 стандартных КТЧ (0,3…3,4 кГц) и занимающая полосу частот 60…108 кГц (точнее, 60,6…107,7 кГц). Спектр каждого канала в составе ПГ инвертирован относительно исходного. Нумерация каналов в спектре ПГ ведется сверху вниз, т.е. первый канал занимает полосу 104,6…107,7 кГц, второй – 100,6…103,7 кГц и т.д. Таким образом, самый верхний по частоте канал является первым, а самый нижний – двенадцатым.

Первичная группа может формироваться различными способами, что, в основном, определяется типом  канальных фильтров.

Формирование спектра ПГ с использованием одной ступени преобразования может быть реализовано с помощью двенадцати индивидуальных преобразователей, на которые подаются 12 различных несущих частот (т.е. однократным индивидуальным методом). Канальные фильтры выделяют НБП преобразованного сигнала, обеспечивая инверсию спектра и подавление побочных продуктов преобразования. Схема формирования ПГ и диаграмма  преобразования спектра показаны на рис. 4.13.

 

 

Рис. 4.13 Формирование ПГ однократным индивидуальным способом.

 

Для устранения взаимного влияния 12-ти фильтров, работающих параллельно, на выходе включается компенсирующий контур (КК). При реализации данной схемы необходимую для подавления неиспользуемой боковой полосы  крутизну затухания в полосе частот 60…108 кГц могут обеспечить только кварцевые, магнитострикционные или электромеханические фильтры. Преимуществом указанного способа формирования ПГ является  минимальное число ПЧ в тракте каждого канала и, как следствие, снижение уровня шумов и искажений. Однако,  высокая стоимость самих фильтров делает данный способ неэкономичным.

При формировании спектра ПГ с помощью двух ступеней преобразования можно использовать либо две ступени индивидуального ПЧ, либо индивидуальное и групповое преобразование. Для унификации наиболее сложных канальных фильтров используется двухкратное индивидуальное преобразование. При этом частота первого преобразования выбирается в зависимости от применяемого типа канального фильтра. Например, в некоторых образцах аппаратуры используют электромеханические канальные фильтры, наиболее просто реализуемые на частотах около 200 кГц. В этом случае первое ПЧ осуществляется с использованием  во всех каналах одинаковой несущей частоты 200 кГц. Электромеханический фильтр каждого канала выделяет ВБП преобразованного сигнала 200…204 кГц (точнее, 200,3…203,4 кГц). Второе ПЧ осуществляется с использованием в каждом канале различных несущих частот (308, 304,…, 268, 264 кГц). Так как в первой (предварительной) ступени преобразования сигналы были перенесены в область достаточно высоких частот, то после второго ПЧ полезная и подавляемая боковые полосы значительно разнесены по частоте. Это позволяет применить один общий фильтр (ФНЧ-108) для выделения требуемой полосы частот 60…108 кГц. Структурная схема аппаратуры при реализации двух ступеней индивидуального ПЧ показана на рис. 4.14, а диаграмма преобразования спектра – на рис. 4.15.

 

                       

 

Рис. 4.14 Структурная схема формирования ПГ двукратным

индивидуальным ПЧ

 

0,3

 

Рис. 4.15 Диаграмма преобразования спектра  при двукратном индивидуальном ПЧ

Иногда вместо ФНЧ-108 используется набор полосовых LC-фильтров с разными полосами пропускания, определяемыми номером канала в ПГ. Существуют модификации приведенной на рис. 4.14  схемы отличающиеся номиналами несущих частот.

Одним из наиболее экономичных способов образования ПГ является применение предгруппового преобразования. В этом случае спектр ПГ формируется с помощью индивидуальной и групповой ступеней преобразования (двукратное ПЧ) с образованием трехканальных предгрупп. Структурная схема аппаратуры приведена на рис. 4.16, а диаграмма преобразования спектра – на рис. 4.17.

  

                  

Рис. 4.16 Структурная схема формирования ПГ с

предгрупповым преобразованием.

 

         

Рис. 4.17 Диаграмма формирования спектра ПГ с предгрупповым ПЧ.

Трехканальная предгруппа формируется путем индивидуального ПЧ исходных сигналов (КТЧ) с помощью несущих частот 12, 16, 20 кГц. Спектр предгруппы занимает полосу частот 12…24 кГц и  не инвертирован относительно исходного. Спектр ПГ формируется с помощью групповых преобразователей частоты с несущими 120, 108, 96, 84 кГц. Полосовые фильтры выделяют НБП, т.е. групповое преобразование выполняется с инверсией. Формирование ПГ по схеме на рис. 4.16 позволяет использовать LC-фильтры как в первой, так и во второй ступенях преобразования.

Существует модификация рассмотренного метода. В нем также используются две ступени преобразования с образованием предгрупп. Однако образование Прг осуществляется в другом диапазоне частот. Это позволяет на второй ступени ПЧ исключить групповые полосовые фильтры и подавить побочные продукты с помощью одного группового ФНЧ, имеющего граничную частоту 125кГц.

Выбор того или иного метода формирования ПГ определяется многими факторами и в первую очередь – технологией изготовления и стоимостью отдельных узлов оборудования.

Для систем с большим числом каналов целесообразно формирование 60-ти канальных вторичных групп, которые строятся на основе пяти ПГ в полосе частот 312…552 кГц. Структурная схема получения ВГ показана на рис. 4.18, диаграммы преобразования спектров на рис.4.19 и 4.20. Вторичная группа строится путем однократного группового преобразования.

 

 

Рис. 4.18. Формирование стандартной ВГ

 

 

Если в качестве несущих используются  частоты 420, 468, 516, 564 и 612 кГц, то такая ВГ называется основной (рис. 4. 19). Спектр ВГ в этом случае инвертирован относительно спектров ПГ и, следовательно, не инвертирован относительно исходных спектров 0,3…3,4 кГц.  

 

Рис. 4.19 Спектр основной вторичной группы

 

При несущих частотах 252, 300, 348, 396 и 444 кГц получается инверсная вторичная группа (рис. 4.20).

 

           

 

Рис. 4.20 Спектр инверсной вторичной группы

 

В некоторых системах передачи используется ВГ, отличающаяся от основной  обратным расположением пятой первичной группы. Для этого вместо несущей частоты 612 кГц используется частота 444 кГц.

Неиспользуемые БП и побочные продукты ПЧ подавляются с помощью полосовых LC-фильтров. Для обеспечения параллельной работы фильтры  включаются  через развязывающий блок параллельной работы ПГ (РБ ПРПГ).

Для АСП с числом каналов более 300 формируется третичная группа в полосе частот 812…2044 кГц. ТГ формируется из пяти основных ВГ путем одноступенчатого  группового преобразования с помощью несущих частот 1364, 1512, 1860, 2108, 2356 кГц. Несущие частоты выбраны таким образом, чтобы между преобразованными спектрами ВГ образовался частотный промежуток в 8 кГц, служащий для простоты выделения 60-ти канальных групп в оконечных и промежуточных пунктах. ПЧ осуществляется с инверсией спектра. Структурная схема формирования ТГ и диаграмма преобразования спектра показаны на рис. 4.21 и 4.22.

 

          

 

Рис. 4.21 Формирование стандартной ТГ

 

 

 

Рис. 4.22 Спектр стандартной ТГ

 

Для мощных систем, работающих в полосе частот до 60 МГц, могут также применяться  900- и 1800-канальные группы, которые строятся соответственно из трех или шести  ТГ в полосах частот 8516…12388 и 812…8544 кГц. Группа из 900 каналов называется четверичной. Спектр ЧГ создается путем одноступенчатого группового преобразования трех ТГ с помощью несущих 10560, 11880 и 13200 кГц. Структурная схема формирования стандартной ЧГ показана на рис. 4.23, а диаграмма преобразования спектра на рис. 4.24.

 

                

 

Рис. 4.23 Формирование стандартной ЧГ

               

Рис. 4.24 Спектр стандартной ЧГ

 

Полезная БП выделяется ПФ на LC-элементах. Для выделения на оконечных и промежуточных пунктах 300-канальных групп вводятся частотные промежутки в 88 кГц. ПЧ осуществляется с инверсией спектра. Четверичная группа может также формироваться непосредственно из 15 ВГ. В этом случае она занимает полосу частот 312…4028 кГц. В настоящее время ЧГ используются в системах типа К-5400 и К-10800.

 Возможно формирование 1800-канальных пятиричных групп. ПтГ строятся на основе либо шести стандартных ТГ, либо двух стандартных ЧГ.