Laboratornaya_rabota_4

Лабораторная работа №4.

Наименование работы: Исследование принципа работы канала с ВРК

1. Цель работы:

1.1.Изучить назначение, принцип работы, принципиальные схемы АИМ и ВС и методы измерения их параметров.

2. Подготовка к работе:

2.1. Изучить назначение, принципиальные схемы АИМ и ВС и принцип их действия.

2.2.Заготовить бланк отчета.

2.3. Ответить устно на вопросы для допуска (письменно):

2.3.1.Перечислить этапы АЦП.

2.3.2.Перечислить этапы ЦАП.

2.3.3.Почему частота дискретизации f_д не выбирается равной f_в?

2.3.4.С какой частотой работают АИМ модуляторы и временные селекторы (ВС)

2.3.5.Чему равна частота дискретизации f_д и период дискретизации Т_д?

2.3.6.Какое разделение каналов используются в ЦСП?

2.3.7.С какой целью сигнал АИМ-1 преобразуется в АИМ-2?

3. Литература:

3.1. Зингеренко А.М. и др. «Системы многоканальной связи» М. «Связь» 1980 г. стр. 279-284, 324-306.

3.2. Левин Л.С., Плоткин М.А. «Цифровые системы передачи информации», М. «Радио и связь» 1982 г., стр. 24-27

4. Основное оборудование:

4.1.Макет АИМ модулятора и временного селектора или стойка СМ 21 МЗ.

4.2.Генератор прямоугольных импульсов.

4.3.Осциллограф.

5. Задание:

5.1.Изучить назначение, принцип работы упрощенной структурной схемы ВРК АИМ.

6.Порядок выполнения работы:

6.1.Включить питание макета и измерительные приборы.

6.2.Подать на вход АИМ модулятора модулирующий сигнал с частотой FC=1кГц.

6.3.Подать на модулятор последовательность управляющих импульсов f=8кГц

6.4.Зарисовать осциллограммы сигналов на входах и выходе АИМ модулятора.

а)исходный аналоговый сигнал, подлежащий дискретизации.

б)отсчетные управляющие импульсы, управляющие работой АИМ.

в)модулированная импульсная последовательность на выходе АИМ модулятора.

6.5.Соединить перемычкой выход АИМ модулятора и вход временного селектора ВС.

6.6.Зарисовать осциллограмму тока на выходе ВС,

6.7.Сравнить визуально форму исходного модулирующего сигнала с огибающей импульсной последовательности на выходе ВС (на стойке СЛР-3 можно зарисовать осциллограмму тока на выходе ФНЧ приемника и сравнить ее с исходным модулирующим сигналом).

7.Содержание отчета:

7.1.Ответы на вопросы для допуска.

7.2.Принципиальная схема макет (лицевая панель)

7.3.Результаты измерений и осциллограммы.

8.Контрольные вопросы:

8.1. Назначение АИМ модуляторов и способы их включения.

8.2. Назначение ВС, его особенности и принцип действия.

8.3. Определение АИМ-1 и АИМ-2

8.4. Теорема Котельникова.

8.5. Как определяется число каналов в системе с ВРК?

8.6. Резонансный способ формирования АИМ-2.

8.7. Принцип работы структурной схемы в тракте передачи и в тракте приема.

Составила преподаватель /Ермолаева Г.В./

ПРИЛОЖЕНИЕ

1.Временная диаграмма.

В системе передачи с временным разделением каналов (ВД) исходный непрерывный сигнал каждого канала подвергается преобразованного в последовательность коротких импульсов, закон изменения амплитуды которых соответствует исходному сигналу. Такой процесс можно представить модуляцией, исходным сигналом, импульсной несущей. Устройство обеспечивающее такое преобразование, называются амплитудно–импульсными модуляторами.

В промежутках между импульсами одного канала размещаются импульсы др. каналов.

Условия, при которых непрерывный исходный сигнал может быть восстановлен из последовательности импульсов, определяются Теоремой Котельникова: Любой непрерывный сигнал, ограниченный по спектру верхней частоты можно представить в виде последовательности его дискретных отсчетов взятых через равные промежутки времени называемые периодом дискретизации.

f_д ≥ 2F_в

Очевидно, для канала ТЧ с частотой 0,3 – 3,4 кГц

f_д = 8кГц

2.Виды АИМ модуляции.

Различают сигналы АИМ 1-го и 2-го рода. АИМ сигнал 1-го рода является результатом дискретизации непрерывного сигнала на интервалах Котельникова. При этом вершина каждого импульса меняется в соответствии с изменением мгновенного значения сигнала.

Такой сигнал не может быть использован для последующего кодирования, т.к. изменения амплитуды импульса в процессе кодирования исказит кодовую комбинацию. Для этого отсчетное значение импульса на интервале кодирования остается неизменным. Такой сигнал называется сигналом АИМ-2 рода.

Для получения этого сигнала достаточно запомнить мгновенное значение импульса в начале отсчета и удерживать его в памяти в течение всего времени t_u.

3.АИМ модуляторы и временные селекторы.

АИМ модуляция первого рода может быть осуществлена с помощью быстродействующих ключей, которые периодически с частотой дискретизации подключаются либо последовательно с источником сигнала, либо параллельно.

В первом случае он работает на замыкании, во втором – на размыкании (по принципу шунта).

При отсутствии управляющего импульса транзисторы находятся в закрытом состоянии и цепь прохождения сигнала разомкнута. Под действием управляющего импульса транзисторы отпираются, и сопротивление ключа резко падает. При этом формируется отсчет входного сигнала.

Основное требование к данной схеме состоит в том, чтобы при отсутствии входного сигнала сигнал импульсной несущей не попадал в нагрузку, т.к. это может нарушить правильность работы квантователя и увеличит шум квантования. Для балансировки схемы используется резистор R.

Для формирования сигнала АИМ-2 и шумов уменьшения затухания модулятора АИМ-1 применяют резонансный метод передачи отсчетных значений.

На модулятор АИМ-1 поступают управляющие импульсы частотой f_д, а к формирователю импульсов группового оборудования АИМ-2 2х f_д.

На конденсаторе С₁ происходит накопление энергии.

Напряжение на нем будет пропорционально мгновенному значению входного сигнала. При поступлении управляющего импульса ключ замкнется и энергия с С₁ через передается на С₂. Чтобы энергия была максимальной необходимо, чтобы время замыкания ключей было равно половине периода колебательного контура С₁ С₂ L. Очевидно, что нестабильность длительности управляющих импульсов и собственной частоты контура приводят к изменению искажения на С₁, а следовательно к нестабильности остаточного затухания, так что при большом входном сопротивлении усилителя напряжение на С₂ остается постоянным. По окончании кодирования управляющий импульс отпирает диоды, а С₂ быстро разлагается и готово к приему следующего.

Временной селектор ВС служит для выделения импульсных сигналов данного канала из групповой последовательности импульсов. Его схема и принцип действия аналогичны АИМ модулятору.

4.Принцип действия схемы ЦСП с ВРК.

На рисунке 1 представлена упрощенная структурная схема ЦСП с ВРК. Рассмотрим принцип работы.

Тракт передачи

Данная схема рассчитана на три канала. Разговорный сигнал от абонента в спектре 0,3 – 3,4 кГц поступает ФНЧ, где происходит его ограничение по спектру, чтобы не было переходных помех с других каналов. Далее эти сигналы поступают на вход АИМ – модуляторов (электрический ключ), которые работают с частотой 8 кГц. АИМ – модуляторы осуществляют дискретизацию сигнала и на их выходе образуется сигнал АИМ – 1. Работой электрических ключей управляет распределитель канальных импульсов (РКИ), который входит в состав генераторного оборудования (ГО). В сумматоре происходит объединение происходит следующим образом: сначала объединяются первые импульсы всех каналов, затем вторые, третьи и т.д. Для правильного разделения группового сигнала на приеме необходимо ввести в групповой поток синхроимпульс от формирователя синхроимпульса (ФИ), который находится в составе ГО и т.д.

Тракт приема

Из линии приходит групповой сигнал АИМ – 2, из которого приемником циклового синхросигнала (ПЦС), выделяются синхроимпульсы, подающиеся на распределитель канальных импульсов (РКИ). РКИ вырабатывает частоту 8 кГц для управления временными селекторами (ВС). ВС включено в схему последовательно, закрываясь в строго определенное время они пропускают АИМ – отсчеты только своего канала. Далее АИМ – отсчеты поступают на индивидуальные ФНЧ, на выходе будет аналоговый сигнал.

Рисунок 1.

Рисунок 2.