4.1.4 Стандартная КОА. Аппаратура индивидуального и группового преобразования (формирования сетевых трактов). Преобразование ПГ и ВГ.

Материал по данным вопросам можно найти в [1, стр.32…33; 5, стр.414…420; 7, стр.215…226].

 Основную часть оборудования оконечных станций АСП любого типа составляет КОА, с помощью которой осуществляется формирование стандартных групповых сигналов (групп каналов). Поэтому современные АСП с ЧРК разработаны таким образом, что преобразовательное оборудование унифицировано и является типовым для всех систем.

По функциональному назначению в составе КОА можно выделить оборудование индивидуального и группового преобразования.

Аппаратура индивидуального преобразования служит для преобразования 12 КТЧ в полосу частот стандартной ПГ на передаче и обратного преобразования на приеме. Размещается на соответствующих стойках (СИП), которые выпускаются в различных вариантах. На отечественной сети связи используются три типа аппаратуры индивидуального преобразования: СИП-60, СИП-240(ВСК) и СИП-300.

Для АСП с небольшим числом каналов используется СИП-60. Оборудование СИП-60 обеспечивает формирование 5-ти стандартных ПГ на передающей стороне и соответственно 60-ти КТЧ- на приемной. Структурная схема одного из каналов СИП-60 показана на рис. 4.25 [7]. Схемы остальных каналов аналогичны, отличия заключаются в значениях несущих частот и полосах пропускания канальных фильтров.

 

Рис. 4.25 Структурная схема СИП-60 (один канал)

 

Тракт передачи СИП-60.

ПГ формируется одной ступенью ПЧ. Преобразователи частоты строятся по параллельной балансной схеме на диодах. Магнитострикционный (кварцевый) ПФ выделяет НБП. Согласованное включение ПЧ, сопротивление нагрузки которого должно быть большим, с полосовым фильтром, входное сопротивление которого мало, осуществляется с помощью несимметричного удлинителя.  Выходы всех 12 канальных фильтров включены параллельно. Для компенсации реактивных составляющих сопротивлений фильтров 1-го и 12-го каналов параллельно включены корректирующие контуры с резонансными частотами 54,5 и 120,3 кГц.

В процессе эксплуатации под действием дестабилизирующих факторов могут измениться параметры аппаратуры ПГ. Это приводит к нестабильности величины остаточного затухания в каналах.  Стабилизация остаточного затухания осуществляется с помощью автоматической регулировки уровня (АРУ). Для уменьшения погрешности установки остаточного затухания в различных каналах ПГ контрольная частота (КЧ) выбрана равной 84,14 кГц. КЧ вводится в тракт передачи через неравноплечую дифференциальную систему (ДС), на второй вход которой подаются сигналы вещания. Последние передаются в полосе частот 84…96 или 88…96 кГц, т.е. в полосе частот  4…6 или 4…5 каналов соответственно.

Объединенные в ДС сигналы КЧ и вещания поступают на другую неравноплечую ДС, на второй вход которой подаются  сигналы всех 12-ти каналов. Такое включение позволяет избежать взаимного влияния между перечисленными сигналами. Для исключения возможной перегрузки групповых устройств на входе тракта передачи включен амплитудный ограничитель (АО). Удлинитель, включенный на выходе полосовых фильтров создает для них активную нагрузку. Требуемый режим работы ПЧ задается с помощью переменного удлинителя на его входе. Общее затухание элементов тракта передачи таково, что при подаче на вход тракта измерительного уровня -13 дБм на выходе будет уровень -39 дБм.

Тракт приема СИП-60

Удлинители тракта приема по назначению аналогичны удлинителям тракта передачи. Компенсирующие контуры, ПЧ и  ПФ каналов тракта приема идентичны соответствующим элементам тракта передачи. Фильтр нижних частот (ФНЧ) с частотой среза 3,4 кГц отделяет полезный сигнал от побочных продуктов преобразования. Усилитель НЧ компенсирует затухание , вносимое элементами тракта приема, и обеспечивает на выходе тракта стандартный уровень +4 дБм. Регулировку уровня обеспечивает регулятор усиления, включенный на входе УНЧ. В цепь отрицательной обратной связи (ООС) УНЧ включен корректирующий контур (КК), устраняющий искажения АЧХ канала. На входе и выходе приемной части СИП-60 устанавливаются стандартные уровни, соответственно -5 дБм и +4 дБм. Входное и выходное сопротивления со стороны индивидуального тракта равны 600 Ом, а со стороны группового – 135 Ом.

В системах с большим числом каналов используется стойка индивидуального преобразования СИП-300.  СИП-300 содержит оборудование для преобразования 300 КТЧ в полосы 25 стандартных ПГ и обратного преобразования на приеме. Разновидностью СИП-300 являются варианты СИП-ГО-252 и СИП-ГО-252-ГЗ. На стойке СИП-ГО-252 устанавливается аппаратура для формирования спектров 21 стандартной ПГ (252 канала) и генераторное оборудование (ГО). ГО служит для формирования всех необходимых несущих частот и обеспечивает ими данную стойку и четыре стойки СИП-300. Если на этой же стойке расположен  и задающий генератор, то к ее наименованию добавляют ГЗ.

В СИП-300 спектр ПГ, как и в СИП-60, формируется с помощью одной ступени ПЧ. Упрощенная структурная схема СИП-300 показана на рис. 4.26 [7].

Тракт передачи СИП-300

ПЧ выполнены по активной балансной схеме на транзисторах. ПГ формируется одной ступенью ПЧ. Магнитострикционные (электромеханические) канальные ПФ выделяют НБП. Уровень сигнала на входе фильтра, исключающий его перегрузку, устанавливается удлинителем. Параллельное соединение 12 канальных ПФ осуществляется через развязывающее устройство. Каждый из 12 фильтров подключен к усилителю (ОУ) через резистор, номинал которого (135 или 150 Ом) равен выходному сопротивлению канального фильтра. Входное сопротивление усилителя мало (менее 3 Ом). Поэтому любые два фильтра соединены между собой как бы через удлинитель с затуханием 40 дБ и  их взаимное влияние исключается.

 

             

 

Рис. 4.26 Структурная схема СИП-300 (один канал)

 

Ток КЧ 84,14 кГц подается на вход этого же усилителя. Переменный удлинитель на выходе усилителя позволяет при эксплуатации изменять уровень на выходе тракта на 2 дБ.

В СИП-300 обеспечивается возможность объединения трех (4…6) или двух (4…5) каналов ТЧ для организации канала звукового вещания (ЗВ). Передача сигналов взаимодействия производится на частоте 2100 Гц.

Тракт приема СИП-300

На входе приемного тракта включен режекторный фильтр 84,14 кГц, подавляющий сигнал КЧ. УНЧ охвачен цепью ООС, включающей  два резонансных контура (КК). Данная схема позволяет выполнять коррекцию АЧХ канала. В УНЧ предусмотрена плавная регулировка уровня выходного сигнала в пределах ±4 дБ. В СИП-300 функции ФНЧ (см. рис. 4.25) выполняет УНЧ. Назначение и реализация остальных элементов тракта приема аналогично соответствующим элементам тракта передачи. Стандартные измерительные уровни  в трактах СИП-300 показаны на рис. 4.26.

Оборудование СИП-60 и СИП-300 используются в АСП с ЧРК, в которых передача сигналов сигнализации производится в пределах рабочей полосы частот канала ТЧ. Однако на местных и внутризоновых сетях сигнальная (вызывная) частота вынесена за пределы полосы КТЧ. Для ее передачи необходимо иметь так называемый вынесенный сигнальный канал (ВСК). Возможностью организации такого канала обладает аппаратура СИП-240(ВСК). СИП-240 содержит оборудование для формирования 20-ти ПГ. Предусмотрена возможность работы без оборудования ВСК. Уровни передачи на входе и выходе тракта ПГ соответственно равны  -22 и -36 дБм. Спектр ПГ формируется двумя ступенями ПЧ с образованием предгрупп. Предусмотрена возможность формирования предгруппового тракта в диапазоне  12…24 кГц.

Упрощенные структурные схемы оборудования СИП-240(ВСК) показаны  на рис. 4.27 (тракт передачи) и рис. 4.28 (тракт приема).

Тракт передачи СИП-240(ВСК)

 

 

Рис. 4.27 Структурная схема СИП-240(ВСК) (тракт передачи).

 

Спектр 3-х канальной ПрГ формируется с помощью несущих частот 132, 136 и 140 кГц в диапазоне 132…144 кГц. После ПЧ (магнитострикционные ПФ на схеме не показаны) выделяется ВБП. Индивидуальные ПЧ в передающем и приемном трактах – активные балансные, выполнены на одной интегральной схеме (ИС).

Вторая ступень ПЧ с помощью несущих 204, 216, 228 и 240 кГц  переносит каждую из 4-х трехканальных групп в полосу частот 60…108 кГц.

Групповые ПЧ в трактах приема и передачи  - активные кольцевые, на ИС. В каждом  КТЧ создается вынесенный сигнальный канал на частоте 3, 825 кГц.

Выходы групповых ПЧ каждой из ПрГ через развязывающие резисторы поступают на вход группового усилителя, имющего малое входное сопротивление. На этот же вход подаются КЧ по первичной группе (84,08 кГц) и сигналы вещания, передача которых производится в полосе частот 4…5(4…6) каналов. Значение КЧ  в СИП-ВСК выбрано 84,08 кГц, т.к. иначе  (84,14 кГц) она будет практически совпадать с сигнальной частотой 6-го канала.

На выходе усилителя включен ФНЧ Д-108, выделяющий спектр ПГ (60…108 кГц). ДС позволяет проводить измерения  без нарушения работы группового тракта. В качестве сигнальных используются частоты 135,825; 139,825 и 143,825 кГц от генераторного оборудования СИП. Эти частоты подаются на вход группового усилителя через узкополосные фильтры и развязывающие резисторы. При необходимости  из спектра 132…144 кГц одной ступенью ПЧ с несущей 120 кГц может быть сформирован предгрупповой 3-х канальный спектр 12…24 кГц.

Тракт приема СИП-240(ВСК)

 

        

 

Рис. 4.28 Структурная схема СИП-240(ВСК) (тракт приема)

 

В тракте приема происходит обратное преобразование сигнала. Назначение основных элементов приемного тракта аналогично элементам тракта передачи.

Режекторный фильтр (84,08 кГц) подавляет КЧ чтобы исключить влияние на работу сигнального приемника 6-го канала. ФНЧ выделяет исходный сигнал, подавляя все его ВЧ-составляющие и остатки сигнального тока. УНЧ обеспечивает требуемые выходные параметры КТЧ. В нем предусмотрена плавная АРУ на ±5 дБ. Корректирующие контуры УНЧ обеспечивают возможность коррекции АЧХ канала.

Разработаны и применяются также стойки СИП-144, СИП- ГО- 120 и СИП- ГО- ГЗ, которые имеют неполную комплектацию и служат для организации относительно небольшого числа каналов.

Аппаратура группового преобразования  предназначена для  трансформации стандартных групп  с малым числом каналов в стандартные группы с большим числом каналов и обратного преобразования на приеме. Оборудование группового преобразования размещается в унифицированных стойках первичного (СПП), вторичного (СВП) и третичного (СТП) преобразования [8].

Стойка первичного преобразования.

СПП содержит оборудование, позволяющее сформировать из пяти ПГ в тракте передачи основную ВГ (312…552 кГц), а в тракте приема осуществить обратное преобразование. При полном заполнении СПП дает возможность образовать 5 ВГ из 25 ПГ на стороне передачи и обратного преобразования на приеме [5,8] (15 ВГ при использовании ОКОП- см. далее).

Структурные схемы  оборудования СПП показаны на рис. 4.29 (тракт передачи) и рис. 4.30 (тракт приема).

 

Рис. 4.29 Структурная схема СПП (тракт передачи)

 

               

 

Рис. 4.30 Структурная схема СПП (тракт приема)

 

Формирование ВГ происходит путем однократного ПЧ. На рис.4.29 и 4.30 показаны схемы оборудования первой и третьей ПГ, образующих ВГ. Аппаратура обработки 2-й, 4-й и 5-й ПГ идентична 1-й. В оборудование третьей ПГ в тракты передачи и приема включен режекторный фильтр (РФ-104,14). В тракте передачи он предотвращает возможное влияние со стороны индивидуального преобразовательного оборудования на КЧ 411,86 кГц, а в тракте приема – защиту каналов продуктов преобразования КЧ.

Фильтр Д-125 в тракте передачи подавляет частоты выше 108 кГц, а в тракте приема – побочные продукты преобразования. (ВБП, канал прямого прохождения и остатки несущей).

ПЧ в каждом тракте выполнены по двойной балансной схеме на диодах. Для согласованного включения ПЧ и полосового фильтра используется удлинитель. Переменные удлинители позволяют установить одинаковое затухание трактов всех 5-ти ПГ, образующих ПГ. На ПЧ каждой из ПГ поданы несущие частоты 420, 468, 516, 564 и 612 кГц.

ПФ выделяют полезные БП частот преобразованных ПГ. Они выполнены на LC-элементах и имеют более широкую полосу пропускания, чем полоса частот ПГ. Для развязки параллельное подключение ПФ производится с помощью блока параллельной работы первичных групп (БПРПГ).

Усилитель тракта передачи (312…552 кГц) обеспечивает номинальное значение измерительного уровня на выходе СПП.  На вход этого усилителя кроме полезного сигнала подается КЧ ВГ 411,86 кГц.

Усилитель тракта приема (60…108 кГц) обеспечивает номинальный измерительный уровень на выходе тракта приема СПП. В цепь ООС этого усилителя включен  частотно-независимый корректор, управляемый устройством АРУ по току КЧ первичной группы 84,14 кГц.

Для контроля ВГ используется КЧ  ВГ 411,86 кГц. На приемной стороне сигнал этой КЧ выделяется и используется для управления устройствами АРУ вторичной группы, расположенными в стойке вторичного преобразования.

 

Стойка вторичного преобразования

Оборудование преобразования ВГ предназначено для образования ТГ (812…2044 кГц) из пяти ВГ (312…552 кГц) и обратного преобразования на приеме. Унифицированная СВП позволяет сформировать из 21 ВГ 3 стандартные ТГ и 2 нестандартных блока, содержащих по 3 ВГ в диапазоне частот 60…804 кГц (при использовании ОКОП – 8 ТГ или 2400 КТЧ). Наряду с этим оборудование СВП позволяет формировать линейные спектры систем К-300 и К-1920, т.е. выполнять функции аппаратуры сопряжения.

Структурные схемы аппаратуры СВП приведены на рис. 4.31 (тракт передачи) и рис.4.31 (тракт приема).

При формировании ТГ оборудование преобразования каждой из пяти ВГ одиноково, за исключением несущих частот (1364, 1612, 1860, 2108 и 2356 кГц) и полосы пропускания ПФ (812…1052, 1060…1300, 1308…1548, 1556…1796 и 1804…2044 кГц). Фильтры Д-600 подавляют остатки несущих и побочных продуктов преобразования.

 

 

                     

 

Рис. 4.31 Структурная схема СВП (тракт передачи)

 

 

              

 

Рис. 4.32 Структурная схема СВП (тракт приема)

 

ПЧ выполнены по двойной двухтактной схеме, ПФ реализованы на LC-элементах, включены через блоки параллельной работы ВГ (БПРВГ).

Усилитель тракта передачи компенсирует затухание, вносимое предшествующими элементами. На его вход может подаваться КЧ 1552 кГц, используемая для контроля и регулировки уровней ТГ. Усилители в тракте приема обеспечивают нормированный уровень на выходе тракта. Корректирующие контуры в цепи ООС предоставляют возможность краевой коррекции АЧХ тракта в пределах ±1,3 дБ.

Формирование спектра в полосе 60…804 кГц имеет следующие особенности.

При получении спектра в полосе 60…300 кГц фильтр Д-600 заменен фильтром Д-591, имеющим более крутую характеристику затухания. Это предотвращает попадание на вход ПЧ остатка несущей частоты 612 кГц. Выделение полученной в результате ПЧ полосы частот 60…300 кГц  осуществляет фильтр Д-300. Он же подавляет канал прямого прохождения в ПЧ, иначе возникли бы помехи в полосе соседней ВГ (312…552 кГц). Аналогичные функции при формировании спектра в полосе 564…804 кГц выполняет фильтр К-564. Для формирования полосы частот 312…552 кГц используется лишь удлинитель и ПФ.

Элементы тракта приема идентичны соответствующим элементам передающего тракта.

Стойки третичного преобразования  предназначены для преобразования ТГ (812…2044 кГц), усиления сигналов 420 КТЧ (312…2044 кГц) и объединения их с преобразованными ТГ для формирования линейного спектра частот АСП с ЧРК емкостью 1920 или 1020 каналов ТЧ в тракте передачи и обратного ПЧ и разделения  в тракте приема. СТП также могут выполнять функции АС.

В оборудовании оконечных станций АСП с ЧРК наряду с преобразовательной аппаратурой используются комплекты образования сетевых трактов  ПГ, ВГ и ТГ.

В частности, комплект образования сетевых трактов ПГ  (КОТ-ПГ) позволяет сформировать самостоятельный законченный сетевой тракт в полосе частот частот 60…108 кГц, который может использоваться для организации широкополосного канала или 12 каналов ТЧ. Полный КОТ-ПГ содержит оборудование для создания сетевых трактов двух первичных групп. КОТ-ПГ обеспечивает ввод, подавление и распределение КЧ ПГ (84,14 кГц); ввод и подавление частот сетевого контроля (60,4 и 107,9 кГц) и коррекцию АЧХ тракта ПГ. При использовании КОТ-ПГ КЧ первичного тракта на аппаратуру индивидуального преобразования подаваться не будет.

Упрощенные структурные схемы КОТ-ПГ показаны на рис. 4.33 (тракт передачи) и 4.34 (тракт приема)

            Ввод КЧ в тракт передачи и ответвление в тракте приема производится через неравноплечие ДС. Измерительные равноплечие ДС в  обоих трактах позволяют оценивать уровни КЧ без нарушения передачи по основному тракту, а измерительные неравноплечие- на передаче вводить измерительные частоты, на приеме- измерять их уровень.

 

 

            

 

Рис. 4.33 Структурная схема КОТ-ПГ (тракт передачи)

 

          

 

Рис. 4.34 Структурная схема КОТ-ПГ (тракт приема)

 

Режекторные фильтры препятствуют попаданию в тракт передачи частот, совпадающих с КЧ и измерительными частотами. Удлинители обеспечивают требуемые уровни сигнала и согласованное включение элементов тракта. Переменный амплитудно-частотный корректор локального типа обеспечивает коррекцию искажений в групповом тракте. Усилитель в тракте приема компенсирует затухание, вносимое корректором. Комплекты КОТ-ПГ размещаются на стойке образования трактов ПГ – СОТ-ПГ.

Комплект образования сетевых трактов ВГ (КОТ-ВГ) позволяет образовать сетевой вторичный тракт в полосе частот 312…552 кГц и может исполь зоваться для организации широкополосного канала или передачи телефонной информации.

В КОТ-ВГ предусмотрена возможность ввода, подавления и распределения КЧ ВГ (411,86 кГц), ввода и подавления частот сетевого контроля (311,7 и 552,3 кГц) и коррекции АЧХ в тракте приема. Очевидно, что назначение КОТ-ВГ аналогично КОТ-ПГ, что определяет аналогичность их построения. Различия заключаются в значениях  подавляемых режекторным фильтром частот (в КОТ-ВГ они равны 411,86; 311,7 и 552,3 кГц) и полосы пропускания усилителя-корректора.

Комплект образования сетевых трактов ТГ (КОТ-ТГ) предназначен для образования сетевых третичных трактов в полосе частот 812…2044 кГц. КОТ-ТГ обеспечивает запирание, ввод и вывод КЧ 1552 кГц, вспомогательных частот сетевого контроля 2046 и 2048 кГц и коррекцию АЧХ в тракте приема.

В современных АСП с ЧРК используется новое, разработанное на более совершенной элементной базе, унифицированное генераторное и преобразовательное оборудование ОКОП [5,8].  Это комплекс типового оборудования для оконечных станций систем передачи большой мощности, имеющий ряд особенностей. В частности, в нем принят децентрализованный метод построения генераторного оборудования. В комплексе ОКОП используется функциональное разделение аппаратуры на отдельные комплекты. Наряду с генераторными комплектами ПГ и ВГ (КГ-ПГ, КГ-ВГ) имеются комплекты преобразования  (КП-ПГ и КП-ВГ) , а также комплект АРУ (КАРУ-ПГ), предназначенный для автоматического контроля уровня и подачи сигналов регулировки уровня в комплекты КП-ПГ. Каждый КП-ПГ содержит узлы преобразовательного оборудования трактов передачи и приема для одной ВГ; комплект КАРУ-ПГ рассчитан на 40 ПГ. При полном заполнении типового каркаса стойки первичного преобразования на ней размещается 15 комплектов КП-ПГ, один комплект КГ-ПГ и два комплекта КАРУ-ПГ. Эквивалентная емкость такой стойки СПП – 900 каналов ТЧ.

Комплект КП-ВГ содержит преобразовательное оборудование трактов передачи и приема одной ТГ. В нем размещается также оборудование АРУ для каждой из пяти ВГ. Для периодической проверки  и калибровки приемников контрольного канала, размещенного в КП-ВГ, применяется комплект контроля ККАРУ-ВГ. При полном заполнении типового каркаса СВП на ней устанавливается 8 комплектов КП-ВГ, один комплект КГ-ВГ и комплект ККАРУ, что соответствует емкости 2400 каналов ТЧ.

Особенностью комплекса ОКОП является также то, что в нем предусмотрена организация сетевых трактов на базе типовых групповых трактов. Сетевой тракт формируется из группового путем подключения к его окончанию  оконечного оборудования – КОТ, например, КОТ-ПГ, КОТ-ВГ, КОТ-ТГ.

В унифицированном оборудовании ОКОП аппаратура преобразования стандартных групп  отделена от аппаратуры системного преобразования (аппаратуры сопряжения). АС для мощных систем (К-3600, К-1920П, VLT-1920, К-1020Р) формируется в виде стоек сопряжения (СС), которые состоят из типовых комплектов КП-ТГ, КГ-ТГ, ККАРУ-ТГ. При необходимости передачи телевизионного сигнала со звуковым сопровождением вместо стоек СС-3600 и СС-1920 используют специальные комплекты сопряжения КС-3600 и КС-1920.