Радиотелеметрическая система с частотным разделением товаров
Составляющие,
возникающие
из-за члена
,
дают практически
равномерный
спектр в полосе
группового
тракта со
спектральной
плотностью
.
( 31)
Для получения малого уровня перекрестных помех необходимо, чтобы
а)
,
б) уменьшить
уровень
(применяя
ОБП),
в) увеличивать
.
3.3.2 Перекрестные искажения в высокочастотной части группового тракта
Полагаем, что низкочастотная часть тракта искажений не вносит. Рассматривается случай ЧМ во второй ступени. Пусть на вход ПРМ поступает ЧМ сигнал.
.
( 32)
Тогда сигнал на выходе тракта имеет вид
,
( 33)
где
-
АЧХ тракта,
- ФЧХ тракта.
В соответствии с выражениями ( 32), ( 33) мгновенные значения частот ЧМ сигналов на входе и выходе тракта равны
,
( 34)
,
( 35)
где
и
-
фазы ЧМ сигналов
на входе и выходе
тракта. Если
представить
ФЧХ в виде полинома
, ( 36)
то частотная погрешность
.
( 37)
Обычно
достаточно
.
При
линейной ФЧХ
в спектре напряжения
на выходе
демодулятора
не появляются
новые составляющие.
Таким образом,
напряжение
перекрестных
помех на выходе
общего демодулятора
ЧМ равно при
,
( 38)
модуляция частотный искажение телеметрический
где
- коэффициент
передачи частотного
детектора.
Определим
спектральную
плотность
помехи
,
полагая, что
модуляция
поднесущих
отсутствует
.
( 39)
Подставляя ( 39) в ( 38) получим
( 40)
где
.
Выражение в
квадратных
скобках аналогично
выражению для
перекрестной
помехи в низкочастотной
части тракта.
Из теории преобразования Фурье известно, что если две функции связаны выражением
,
( 41)
то их спектральные плотности связаны соотношением
.
( 42)
С учетом соотношений ( 42) и ( 31) спектральная плотность перекрестных помех, возникающих из-за нелинейности ФЧХ, имеет вид
.
( 43)
Из формулы ( 43) следует, что спектральная плотность таких помех имеет квадратичную зависимость от частоты, поэтому влияние перекрестных помех сказывается сильнее на каналы с более высокими поднесущими.
Во многих случаях искажениями из-за нелинейности ФЧХ можно пренебречь по сравнению с искажениями из-за нелинейности АХ группового тракта.
4. Выбор поднесущих частот. Телеметрические стандарты
Если
число каналов
мало (),
модно подобрать
значение поднесущих
частот
таким образом,
чтобы продукты
нелинейности
не попадали
в полосы каналов,
а располагались
между ними.
Среди систем
с ЧРК наибольшее
распространение
получили системы
ЧМ-ЧМ. Системы
ЧМ-ЧМ обычно
используются
в тех случаях,
когда необходимо
получить следующие
характеристики:
точность
выше ()
%;
ширину
полосы передаваемой
информации
()
кГц;
число каналов меньше 25.
Т.е. они находят применение, когда требуется передать информацию со средней точностью и с достаточно широкой полосой при небольшом числе каналов.
Применительно
к системам
ЧМ-ЧМ разработаны
стандарты. При
используются
следующие
значения поднесущих
Гц,
Гц,
Гц,
Гц,
Гц,
Гц.
Обычно
в системах
ЧМ-ЧМ необходимо,
чтобы относительная
девиация частоты
равнялась 7,5%,
т.е.
%.
При
большем числе
каналов все
труднее обеспечить
отсутствие
перекрестных
помех. Поэтому
при
значения поднесущих
выбирают таким
образом, чтобы
обеспечить
минимум помех.
Значения таких
поднесущих
являются
стандартными.
В настоящее
время на практике
используются
два вида стандартов.
Для первого
из них характерна
неравномерная
шкала поднесущих
частот, интервалы
между которыми
возрастают
с увеличением
номера канала.
При этом полосы
частот пропускания
каналов оказываются
различными.
Поднесущие
с номерами 1 –
21 обеспечивают
передачу параметров
с максимальной
частотой модуляции
от 6 до 2500 Гц. Поднесущие
А, В, …Н (восемь
поднесущих)
обеспечивают
передачу более
широкополосных
сигналов. РТМ
системы, использующие
первый стандарт,
относятся к
системам ЧМ-ЧМ
с пропорциональной
полосой. Для
этих систем
поднесущие
частоты определяются
по формуле
,
( 49)
где
- постоянный
коэффициент,
Гц.
Данный
стандарт применяют,
когда требуется
передать информацию
как о медленно,
так и о быстро
изменяющихся
параметрах.
Если требуется
передать значительное
количество
однотипных
параметров,
с одинаковыми
граничными
частотами, то
используется
второй стандарт
(таблица 3). Здесь
интервал между
поднесущими
принят постоянным
и равным 6,7 кГц,
а девиация
частоты в каждом
канале принята
кГц
для двадцати
двух поднесущих
или
кГц
для одиннадцати
поднесущих
частот. Т.о., для
данного стандарта
выбор поднесущей
частоты осуществляется
по формуле
,
( 45)
где
кГц,
кГц.
В случае системы АМ-АМ выбор поднесущих частот производится с учетом следующих факторов:
допустимого уровня переходных помех;
нестабильности частоты генераторов поднесущих частот;
нестабильности настройки фильтров.
Учет
влияния указанных
факторов приводит
к увеличению
разноса поднесущих
частот на
%.
Таким образом, величина поднесущей частоты k-ого канала
.
( 47)
Заключение
Радиосвязь - одно из самых простых и надежных средств связи. Рации полезны и удобны, их можно использовать там, где недоступен ни один другой вид связи, системы радиосвязи недороги по цене, легко развертываются и нетребовательны к условиям окружающей.
Наиболее характерными для современных РСПИ являются три формы представления сообщений, которые формируются на борту и передаются по линиям связи:
Сообщения о наличии/отсутствии некоторого априорно известного сообщения (включения/выключения двигателей, удары метеорита).
Сообщения о величинах характеризуют значения параметров в определенный момент времени.
Сообщения о процессах должны с заданной точностью воспроизводить процессы на определенном отрезке времени, т.е. в этом случае также необходимо производить калибровку амплитуды и масштабирование по времени.
Список литературы
Радиотехнические методы передачи информации: Учебное пособие для вузов / В.А.Борисов, В.В.Калмыков, Я.М.Ковальчук и др.; Под ред. В.В.Калмыкова. М.: Радио и связь. 1990. 304с.
Системы радиосвязи: Учебник для вузов / Н.И.Калашников, Э.И.Крупицкий, И.Л.Дороднов, В.И.Носов; Под ред. Н.И.Калашникова. М.: Радио и связь. 1988. 352с.
Тепляков И.М., Рощин Б.В., Фомин А.И., Вейцель В.А. Радиосистемы передачи информации: Учебное пособие для вузов / М.: Радио и связь. 1982. 264с.
Кириллов С.Н., Стукалов Д.Н. Цифровые системы обработки речевых сигналов. Учебное пособие. Рязань. РГРТА, 1995. 80с.
Размещено на