8. Призначення, принцип роботи диференційної системи

Диференціальна система (ДС) призначена для переходу з чотирьохпрохідної схеми виходу каналу на двопровідну абонентську лінію, а також для розв'язки пристроїв в апаратурі.

Без дифсистеми телефонний апарат довелося б підключати до каналу двома двопровідними лініями: окремо телефон і окремо мікрофон, що ускладнить комутацію і зажадає великих витрат лінійних засобів. Підключення ТА до тракту прийому і передачі без дифсистеми приведе також до самозбудження каналу: сигнал з тракту прийому поступає в тракт передачі, посилюється і передається на станцію, звідки він був переданий.

Принципова схема диференційної системи:

Склад дифсистеми: - транзитний подовжувач (ТУ). - диференціальний трансформатор (ДТр); - балансний контур (БК);

Диференційна система являє собою мостову схему. В одно із плечей моста включається 2-хпровідна абонентська лінія, а в три других – балансний контур (БК) та півобмотки диференційного трансформатора (ДТр). В діагоналі моста включені ланцюги передачі та прийому каналу ТЧ.

Опір БК підбирають рівним хвилевому опору абонентської лінії. За цієї умови, струми сигналів, що поступають на дифсистему з виходу тракту прийому розгалужуються навпіл і оскільки обидві половини мають протилежний напрям, то результуючий потік у вторинній обмотці рівний нулю і сигнал в тракт передачі не поступає.

Але опір лінії - величина не постійна, тому для зменшення її разбалансування включають подовжувачі.

Незбалансованість ДС та неузгодженість навантажень приводить до виникнення струмів зворотнього зв'язку,

що призводить до викривлення АЧХ каналу, а при значних величинах струмів – до самозбудження каналу.

При транзиті подовжувач вимикається.

Умови, яким повинні задовольняти підключені до ДС наввантаження:

1. Z бк = Z _лінії, W₁= W₂

2. Робоче згасання

- де Р_л – потужність сигналу, яка поступає з лінії,

потужність, яка виділяється на Z_пер, Z_пр

3. Робоче згасання

А_1-3 = 10

1. Робоче згасання

А_4-2 = 20 ввиду незбалансованості ДС).

9. Загальна характеристика діапазону ультракоротких радіохвиль.

Особливості діапазону ультракоротких хвиль (УКХ):

• велика частотна ємність (30 МГц…300 000 МГц);

• практична відсутність атмосферних і промислових завад;

• мала дифракційна (огинаюча) здатність і можливість створення антенних пристроїв вузьконаправленого випромінювання і прийому електромагнітних коливань.

1. Перша особливість - велика частотна ємність.

У цьому діапазоні для передачі повідомлень можна задіяти широкі смуги частот (до декількох МГц) і забезпечувати багатоканальний зв'язок (оскільки для передачі інформації від найбільш розповсюджених джерел потрібна смуга в декілька кілогерц) або передавати широкосмугові сигнали (наприклад, телевізійні чи радіолокаційні).

Сучасні лінії будуються з розрахунком на передачу від одного-двох до тисячі і більше телефонних повідомлень. Велика частотна ємність дозволяє для зв'язку виділити дві частоти - одну для передачі, іншу для прийому сигналів і організувати завдяки цьому двосторонній (дуплексний) зв'язок.

Разом з тим велика частотна ємність дає можливість для передачі інформації використовувати різноманітні методи модуляції і, зокрема такі, які забезпечують як високу завадостійкість так і стабільність залишкового згасання каналів зв'язку. Останнє означає, що різниця рівнів сигналів на вході і виході каналів кінцевих станцій - величина постійна, що не залежить від умов зв'язку, тобто

L _вх - L _вих = a_r = const

Необхідність забезпечення стабільності залишкового згасання каналів диктується рядом факторів:

По-перше, при цьому може бути поліпшена якість зв'язку, оскільки в каналі зв'язку випадковими величинами є величина шуму і переданий сигнал, а параметри каналу залишаються незмінними.

По-друге, з'являється можливість включення на виході каналів диференційних систем, що забезпечує двохпровідні виходи каналів зв'язку. У цьому випадку сполучення каналів зв'язку здійснюється не тільки при чотирьохпровідних, але і при двохпровідних виходах.

По-третє, деякі види кінцевої апаратури (наприклад, передавачі і приймачі дискретних сигналів) працюють ефективно при незмінному коефіцієнті передачі сигналів.

Стабільність залишкового згасання каналів досягається при використанні таких методів модуляції при яких рівень корисного сигналу на виході приймача станції не залежить від величини високочастотного сигналу на його вході, якщо останній більше визначеної, граничної, для даного приймача величини. Це забезпечується при передачі інформації за допомогою частотного і других методів імпульсної модуляції (крім амплітудно-імпульсної), для яких необхідна широка смуга частот тракту зв'язку.

Характерною властивістю таких методів модуляції є можливість поліпшення якості зв'язку не тільки за рахунок збільшення енергії прийнятих сигналів, але і за рахунок збільшення спектра частот, який займають ці сигнали.

Таким чином, використовуючи для зв'язку широку смугу частот, можна забезпечити передачу великої кількості інформації і досягти істотного збільшення якості.

2. Друга властивість - практична відсутність зовнішніх атмосферних і промислових завад.

Радіолінії зв'язку менше піддані завадам на більш високочастотній частині діапазону, тому що з однієї сторони, імовірність появи завад у цьому діапазоні менша, а з іншої сторони спрямованість антен вище а, отже, менше імовірність проникнення завади в приймач. Однак ця властивість висуває на перше місце внутрішні флуктуаційні шуми пристроїв прийому. Рівень внутрішніх шумів легко враховується при проектуванні станції та при розрахунку якості зв'язку і при необхідності може бути зменшений застосуванням спеціальних підсилювачів з малим шумом. Це також сприяє істотному підвищенню якості зв'язку на радіолінії.

3. Третя властивість радіохвиль УКХ діапазону - мала дифракційна (огинаюча) здатність.

Вона тим менше, чим коротше довжина хвилі, яка використовується для зв'язку. Хвилі цього діапазону не відбиваються від іоносфери, тому радіозв’язок на УКХ може здійснюватися тільки за допомогою прямих хвиль.

Внаслідок слабкої дифракції можна вважати, що УКХ поширюються поблизу земної поверхні практично прямолінійно. Це явилося основною причиною застосування проміжних станцій для організації зв'язку на великі відстані. Довжину інтервалу між сусідніми станціями бажано брати такою, щоб забезпечувалася пряма геометрична видимість між їх антенними системами. Впевнений зв'язок на кожному інтервалі в цьому випадку забезпечується передавачами порівняно малої потужності (одиниці - десятки Вт).

Завади, які закривають лінію прямої видимості, викликають дуже велике ослаблення радіосигналів, компенсація якого вимагає різкого збільшення потужностей передавачів.

При гладкій сферичній поверхні землі дальність прямої видимості визначається виразом

, км

де h₁, і h₂ - висоти підняття антенних систем, м.

Зокрема, при h₁ = h₂ = 30 м маємо D = 41,2 км.

Як правило, при гладкій сферичній земній поверхні довжину інтервалів вибирають меншою D, тому що для одержання стійкого зв'язку необхідно забезпечити визначені просвіт між лінією, що з'єднує антени і поверхнею землі. Однак на пересіченій місцевості, якщо станції розташовані на пануючих висотах, довжина інтервалів може досягати 60 км і більше.