4.1.8 Генераторное оборудование (ГО). Назначение ГО, основные требования, предъявляемые к генераторному оборудованию.

Материал по данному вопросу изложен в [1, стр. 37…38; 5, стр. 227…241; 7, стр.175…189]

Генераторное оборудование АСП с ЧРК предназначено для формирования колебаний индивидуальных и групповых несущих частот, а также служебных сигналов (групповых и линейных контрольных частот, сигналов синхронизации).

Сигналы контрольных частот (пилот- сигналы) предназначены для оценки отклонения уровней полезных сигналов при изменении параметров линейных (групповых) трактов. Сигналы синхронизации служат для обеспечения синхронной работы генераторного оборудования передающей и приемной сторон.

Каждое из этих колебаний должно отвечать ряду требований, наиболее значимыми из которых являются стабильность частоты, стабильность амплитуды (уровня), помехозащищенность надежность.

Стабильность частоты. Требование к стабильности частоты имеет исключительно большое значение в отношении генераторов, предназначенных для формирования несущих частот. Это объясняется тем, что большинство систем работает с передачей в линию ОБП без несущей, которая восстанавливается на приеме.

Данный параметр оценивают по величине абсолютной нестабильности генератора

Δf_г = f_г – f₀,

где f_г – текущая частота, f₀ – номинальная частота; или относительной нестабильности

δf_г = Δf_г / f₀.

Отличие восстановленной несущей частоты от несущей, используемой на передающей стороне, вызывает сдвиг спектра принятого сигнала, что снижает качество связи.

Тракты передачи и приема содержат несколько ступеней преобразования. Как видно  из рис. 4.57а, задающие генераторы (ЗГ) в пунктах А и Б независимы друг от друга; частоты могут отклоняться от номинального значения f₀ на величины ± Δf₁ (А) и ±Δf₂ (Б).

 В худшем случае частоты ЗГ отклоняются от f₀ в разные стороны и при Δf₁= Δf₂ расхождение между частотами составит 2Δf₁.

Для удобства предположим, что все ступени преобразования можно заменить одной (рис.4.57,б). Несущие частоты, которые в этом случае подаются на ПЧ, называют виртуальными (воображаемыми).

 

    

 

Рис.4.57 Обобщенная структурная схема трактов приема и передачи

Если на вход КТЧ поступает сигнал  с частотой F, то она переносится в линейный спектр одной ступенью преобразования. При этом число виртуальных несущих равно количеству каналов. Обычно анализируется самый верхний по частоте линейного спектра канал. Из рис.4.57,б видно, что частота F преобразуется в частоту f_в1 + F. В тракте приема также осуществляется одна ступень ПЧ, поэтому на выходе ФНЧ сигнал будет иметь частоту F' = f_в1 + F – f_в2  =  F + (f_в1 - f_в2 ) =  F + Δ F, где Δ F = f_в1 - f_в2  называется сдвигом частоты в канале.

Сдвиг частоты вызывает искажения сигнала на выходе канала в пункте Б, поэтому значение Δ F нормируется МККТТ.

Наиболее сильно сдвиг Δ F влияет на качество передачи дискретной информации и звукового вещания, эти виды сигналов и определяют требования к допустимому сдвигу.

В частности, для КТЧ Δ F ≤ 1 Гц, т.е. на каждую оконечную станцию приходится сдвиг Δ F/2 ≤ 0,5 Гц (при отсутствии переприемов).

Для определения требований к относительной нестабильности задающего генератора δf _зг пользуются соотношением:

 

                                              ,     где              (4.6)

ΔF_доп – допустимый сдвиг;  f_лв – верхняя частота линейного спектра; n – число пунктов переприема по тональной частоте.

Очевидно, что допустимая нестабильность частоты ЗГ определяется верхней частотой линейного спектра (максимальной виртуальной несущей), которые, в свою очередь, зависят от числа каналов N, передаваемых в системе. Таким образом, чем больше N, тем выше f_лв и жестче требования к стабильности частоты ЗГ.

Например, в 3-х канальной АСП В-3-3 f_лв ≈ 30 кГц. Тогда из (4.6) получим      δf _зг ≈ 3*10^-5. Генератор с такими параметрами реализуется на основе кварцевого автогенератора без каких-либо специальных мер стабилизации частоты.

Для АСП К-3600 f_лв ≈ 18,4 Мгц и, соответственно, δf _зг ≈ 5*10^{-8.  В} этом случае приходится использовать двойное термостатирование кварцевого генератора и производить периодическую подстройку по сигналам от первичных стандартов частоты (например, атомарных).

Стабильность уровней. Определяется, в первую очередь, необходимым постоянством уровней контрольных сигналов, т.к. их изменение приводит к ложному срабатыванию устройств АРУ. Исходя из допустимых погрешностей работы АРУ принято, что отклонение от номинальных значений уровней контрольных сигналов не должно превышать ±0,2 дБ. Уровни сигналов несущих частот также должны быть достаточно стабильны, иначе возможно изменение рабочих затуханий ПЧ и, как следствие, изменение остаточного затухания каналов связи.

В настоящее время принято, что отклонение уровней сигналов несущих частот от номинальных значений не должно превышать ±0,5 дБ.

Требуемая стабильность уровней сигналов ГО и их достаточная величина обеспечивается специальными усилителями, в которых используется АРУ либо двухстороннее амплитудное ограничение сигнала.

Помехозащищенность сигналов ГО. Предусматривает определенную степень подавления тех или иных паразитных спектральных составляющих. Обычно паразитные составляющие имеют частоты вида nf_н, f_н ± nf₀ и f_н ± nf_п, где f_н– заданная несущая частота, f₀ – основная частота ГО, f_п – частота помехи от источника питания (50 Гц), n – целое число.

Паразитные составляющие вида nf_н и f_н ± nf₀ могут вызвать переходные помехи между каналами АСП. Нормированная величина подавления паразитных составляющих может достигать, в зависимости от предъявляемых требований к качеству связи,  80…90 дБ. Паразитные составляющие вида f_н ± nf_п не вызывают появления внятных переходных помех, поэтому степень их подавления может составлять 55…60 дБ.

Надежность. Значительное количество узлов, входящих в состав ГО, увеличивает вероятность отказа из-за неисправности одного из них. Поэтому в большинстве АСП с ЧРК предусмотрено 100% резервирование, причем переключение на резерв происходит, как правило, автоматически.