2. МАГИСТРАЛЬНЫЕ КАНАЛЫ ВЕЩАНИЯ
Низкочастотные магистральные каналы вещания. Для организации каналов непосредственно в звуковом
спектре частот предусмотрены симметричные пупинизированные
экранированные пары кабеля [74]. При этом к характеристикам усилителей
предъявляют высокие требования. Каждый из входящих в состав канала усилителей
должен иметь параметры выше, чем первый класс качества. Поскольку частотные
характеристики затухания, фазы и волнового сопротивления кабеля в полосе частот
50-10 000 Гц заметно зависят от температуры, то в схему усилителя вводят
специальные корректирующие устройства. Взамен аппаратуры СВЭП, которая не
удовлетворяет первому классу качества, в настоящее время при организации
магистральных каналов НЧ вещания используют аппаратуру АВЭК. Аппаратура АВЭК
состоит из передающих стоек АВЭК-1 и приемных АВЭК-2, выполненных па
транзисторах. Каждый тип стойки позволяет организовать шесть каналов вещания по
экранированным кабелям с диаметром жил
Передающий
комплект предназначен для выравнивания амплитудно-частотной характеристики и
компенсации затухания, вносимого СЛ. Приемный комплект позволяет компенсировать
затухание, вносимое предшествующим приемному комплекту участком линии, а также
выравнивать амплитудно-частотную характеристику. Согласование приемного
комплекта с волновым сопротивлением линии обеспечивается, если коэффициент
отражения от конца линии не превышает 20%. В стойках АВЭК имеются контрольные
устройства, при помощи которых можно осуществлять акустический контроль за качеством и визуальный контроль за уровнем
программ вещании.
Для
компенсации сезонных изменений затухания участка линии от температуры применяют
специальные температурные корректоры. Корректор позволяет получить любую из
семи частотных характеристик и позволяет компенсировать затухание при изменении
температуры кабеля от 0 до 20° С.
Передающие
и приемные комплекты закрепляются за определенными каналами. Усилители
ответвления подключают к выходам приемных комплектов с помощью панели
коммутации, позволяющей образовывать любые сочетания соединений. Например,
можно подключить один усилитель ответвления к каждому приемному комплекту или
все шесть усилителей ответвления соединить с одним приемным комплектом и т. п.
Кроме шести
комплектов каналов вещания, в состав стойки входят два комплекта контрольных
устройств, блок коммутации контроля каналов вещания, переговорно-вызывное
устройство, блоки питания, защиты и аварийной сигнализации. На каждой
передающей стойке имеется резервный соединительный усилитель, на каждой приемной
стойке - резервный линейный усилитель, шесть соединительных усилителей для
ответвления программ вещания и панель коммутации усилителей.
Достоинства
НЧ КЗВ - малый уровень помех; простота
ответвления вещательного сигнала в промежуточных пунктах, так как передача идет
на звуковых частотах; высокая надежность канала из-за меньшего, чем в ВЧ КЗВ
количества усилительных пунктов. Недостатки НЧ КЗВ - высокая стоимость
прокладки кабеля; сложность корректировки амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик; необходимость введения
температурной коррекции; плохое использование кабеля из-за невозможности
уплотнения пупинизированной экранированной пары.
Вследствие указанных недостатков прокладка таких кабелей прекращена.
Высокочастотные магистральные каналы вещания. Для КЗВ наиболее широко используют системы передачи с
частотным разделением каналов (ЧРК), т. е. сигналы в передающей части
аппаратуры перемещаются несколько раз по шкале частот, прежде чем подаются в
линию. В основу построения систем передачи с ЧРК положен канал тональной
частоты (ТЧ) с эффективно передаваемой полосой частот 0,3-3,4 кГц. Такой спектр
соответствует спектру частот телефонного канала.
Аппаратура систем передачи с ЧРК состоит из индивидуальной и групповой
частей. В индивидуальную часть
входят устройства, использующиеся для передачи информации от одного
независимого источника. Таких устройств должно быть столько, сколько связей
необходимо получить. К групповой части относятся устройства, которые
предназначены для передачи групповых сигналов от всех или части источников
информации. Групповой принцип построения аппаратуры позволяет из отдельных
каналов ТЧ образовать какую-то группу, а из этих групп - группы более высокого
порядка и т. д. [75, 84].
Многократное
и групповое преобразование позволяет наиболее рационально разнести спектры
отдельных каналов ТЧ в линейном спектре системы при помощи простых полосовых
фильтров. Спектр современных систем распространяется до очень высоких частот.
Если преобразовать спектр исходных сигналов сразу в линейный спектр, то для
разделения каналов в месте приема необходимо увеличивать защитные интервалы
между каналами по мере повышения частоты. В противном случае крутизна
нарастания затухания фильтров должна быть тем большей, чем выше расположена
полоса их пропускания. Используя многократное и групповое преобразование
частоты, частоты каналов ТЧ можно располагать в линейном спектре частот с
одинаковыми промежутками.
Системы,
имеющие 12 каналов и выше, рассчитывают на число каналов, кратное 12. Группу,
состоящую из 12 каналов ТЧ, называют первичной. Полоса частот первичной группы
(60-108 кГц) формируется с помощью 12 индивидуальных преобразователей из 12
каналов ТЧ. Несущие частоты при этом кратны 4 кГц и равны 64, 68, ... 108 кГц.
Для формирования сигналов используется амплитудная модуляция с передачей одной
боковой полосы (ОБП), которая позволяет получить канал ТЧ с минимальной шириной
полосы. Абсолютная величина промежутка между двумя боковыми полосами каналов ТЧ
равна 0,6 кГц. Относительная величина промежутка при этом уменьшается с ростом
несущей частоты.
Полосу
частот первичной группы выбирают с учетом следующих факторов. Во-первых, при
передаче сигналов с ОБП необходимы фильтры с высокой избирательностью, т. е.
магнитострикционные и электромеханические. Во-вторых, при использовании полосы
частот 60-180 кГц гармоники и многие комбинационные частоты, которые появляются
при преобразовании частот 12 каналов ТЧ, располагаются за пределами полосы
первичной группы. Исходя из этих соображений, Международный консультативный
комитет по телеграфии и телефонии (МККТТ) рекомендовал выбрать диапазон частот
первичной группы 60-108 кГц.
Вторичная
группа формируется из 5 первичных групп, рассчитана на 60 каналов ТЧ и занимает
спектр частот 312-552 кГц.
Третичная
группа занимает спектр частот 812—2044 кГц, формируется из 5 вторичных групп и
рассчитана на 300 каналов ТЧ.
Полоса
частот четвертичной группы (8516-12 388 кГц) рассчитана на 900 каналов ТЧ и
сформирована из 3 третичных групп.
Аналогично можно строить и группы более высоких порядков на 1500 каналов и
более.
Многократное
преобразование частоты и групп каналов ТЧ позволяет строить аппаратуру систем
передачи с ЧРК, на основе использования стандартного преобразовательного
оборудования, а также значительно сократить число фильтров и номиналов несущих
частот, необходимых для формирования линейного спектра. При этом обеспечивается
возможность выделения необходимого количества каналов и организации
высокочастотного группового транзита (переприема).
Для транзитного соединения каналов или групп необходимо выполнить
следующие условия: уровни на входах и выходах каналов (групп) согласовать так,
чтобы при включении каналов (групп) в транзитные соединения уровни на входе и
выходе каждого приемного участка не изменялись; совпадение полос частот
соединяемых каналов (групп); соединяемые каналы (группы) согласовать по входным
сопротивлениям, чтобы избежать отражений, которые могут привести к искажениям
характеристик.
Следовательно,
аппаратура систем передачи с ЧРК должна строиться по единым принципам с
использованием стандартных групп каналов, со стандартными полосами частот, а
уровни, входные и выходные сопротивления должны иметь определенные стандартные
значения. Аппаратура систем связи с ЧРК состоит из оконечного оборудования и
линейного.
Основные этапы построения оконечного оборудования следующие:
формирование каналов ТЧ с помощью амплитудной модуляции с ОБП; многократное
преобразование с использованием стандартных 12, 60 и 300 канальных групп,
сформированных в стандартных диапазонах частот; формирование линейного спектра
различных линий связи с помощью преобразовательного оборудования сопряжения,
предназначенного для переноса спектра стандартных групп в линейный диапазон
частот; преобразование частот в
приемной части соответственно аналогичным преобразованиям в передающей части,
но в обратном порядке; формирование несущих частот, которые являются
гармониками одной основной частоты 4 кГц, получаемой от одного задающего
генератора.
К линейному
оборудованию относятся линейные усилители передачи и приема, размещенные на
усилительных станциях; источники линейных контрольных токов, управляющие
линейной автоматической регулировкой усиления (АРУ). При
построении линейного оборудования следует учитывать следующее: усилительные
станции, равномерно размещаемые вдоль линии,
делятся на обслуживаемые (ОУС) и необслуживаемые (НУС), причем между двумя ОУС
располагается до 30-40 НУС; в ОУС размещают аппаратуру выделения каналов и
групп, сложные устройства АРУ и коррекции, источники автономного питания ОУС и
дистанционного питания НУС, устройства телеконтроля
НУС; в НУС размещают простые устройства групповой АРУ,
термодатчик, который закапывают на глубину прокладки
кабеля, АРУ по контрольному току и устройства коррекции; длина усилительного
участка, т. е. расстояние между усилительными станциями, зависит от
максимального усиления усилителей и километрического
затухания кабеля на верхней частоте линейного спектра; уровни передачи на
выходе усилителей должны обеспечивать необходимую помехозащищенность при допустимых
искажениях усилителей.
Так как
основную часть аппаратуры оконечных станций систем связи с ЧРК составляет
преобразовательное оборудование первичных, вторичных и третичных групп, то для эксплуатации
и производства целесообразно выпускать типовое оборудование, которое можно
использовать для различных систем связи. Для упрощения монтажа и коммутации
аппаратура формирования первичной, вторичной и третичной групп размещается на
разных стойках. Токи несущих и контрольных частот подаются на эти стойки от
унифицированного стандартного генераторного оборудования.
КЗВ в
зависимости от предъявляемых требований делятся на три класса: высший, первый и
второй. Каналы высшего класса (полоса частот 30 Гц - 15 кГц) организуются по
коаксиальным кабельным цепям и радиорелейным линиям. Эти каналы предназначены
для передачи сигналов звукового сопровождения телевизионных передач. Каналы
первого класса (полоса частот 50 Гц :- 10
кГц) предназначены для подачи программ центрального вещания в республиканские,
областные центры и для международных передач. Для передачи программ вещания из
областных в районные центры используются каналы второго класса (полоса частот
100 Гц - 6,3 кГц).
Для КЗВ
используют объединенные 4 и 5 (или 4,5 и 6) каналы ТЧ в любой первичной группе.
Счет каналов ведется с верхней поднесущей
108 кГц, частота подавленной несущей канала вещания 96 кГц. Если объединяют 4,5
и 6 каналы ТЧ, то получают КЗВ по первому классу. Объединив 4 и 5 каналы ТЧ,
получим КЗВ по второму классу качества. Выбирая частотные каналы, лежащие в
средней части 12-канальной группы, можно получить стабильный коэффициент
передачи, а также малые амплитудно-частотные и фазо-частотные
искажения.
Изъятие
каналов ТЧ для организации КЗВ производят не отключением выходов полосовых
фильтров каналов ТЧ, а снятием напряжения несущей частоты с индивидуальных
преобразователей этих каналов. При этом эксплуатация полосовых фильтров каналов
ТЧ продолжается и во время передачи сигналов вещания. Сигналы вещания вводят в
групповой тракт первичной группы через дифференциальную систему, которая
позволяет устранить влияние оборудования первичной группы на режим работы
канала вещания, а также уменьшить влияние канала вещания па другие каналы ТЧ.
Аппаратура
КЗВ должна обеспечивать передачу программ вещания в обоих направлениях
магистрали. Поэтому если в одном направлении для организации КЗВ объединяется
определенное количество каналов ТЧ, то и в другом направлении тоже используют
такое же количество каналов ТЧ.
Преобразование
спектра вещательного сигнала в спектр частот первичного группового тракта и
обратно осуществляется специальной аппаратурой, устанавливаемой в
непосредственной близости от аппаратуры формирования первичных широкополосных
каналов. Для образования КЗВ в спектре первичной группы каналов ТЧ используют
аппаратуру передачи вещания типа АВ-2/3. С помощью этой
аппаратуры можно образовывать канал вещания в объединенной полосе двух или трех
каналов ТЧ; производить переприем программ вещания в спектрах высоких и низких
частот; ответвлять каналы вещания в спектрах высоких и звуковых частот из
одного комплекта аппаратуры в несколько других; выделять и вводить программы
вещания в пунктах транзита первичных групп.
При
использовании трех каналов ТЧ аппаратура АВ-2/3 позволяет организовать КЗВ
протяженностью до
Исправность
КЗВ можно контролировать с помощью тока сквозного сигнала с определенной
частотой. Для строенного канала эта частота равна 11 кГц, а для сдвоенного -7,2
кГц. Если пропадает ток сквозного сигнала или понижается его уровень больше чем
на 4,5 дБ, то в приемном комплекте АВ-2/3 включается аварийная сигнализация.
Программа
вещания от междугородной вещательной аппаратной МВА поступает (рис. 23)
на частотный корректор К1 аппаратуры АВ-2/3,
предназначенный для коррекции амплитудно-частотной характеристики СЛ. Дальше
сигнал вещания поступает на фильтр нижних частот (ФНЧ) Ф1, который
ограничивает спектр сигнала, поступающего с МВА, для уменьшения числа
побочных продуктов преобразования. Поскольку оборудование АВ-2/3 должно быть
пригодным для работы как по строенным, так и по сдвоенным каналам ТЧ, то в
комплект аппаратуры входят два таких фильтра. Один из них с граничной частотой
10 кГц включают тогда, когда организуется КЗВ,
соответствующий первому классу качества (используется три канала ТЧ). Второй
фильтр с граничной частотой 6,4 кГц используется при организации КЗВ по второму
классу качества. Для образования такого канала вещания необходимы два канала
ТЧ.
Рис. 23. Структурная схема аппаратуры АВ-2/3.
Затем
сигнал вещания попадает на устройство шумоподавления, состоящее из сжимателя С и предыскажающего
контура ПК. Устройство шумоподавления можно отключать. При этом вместо ПК
включается удлинитель, затухание которого (-13 дБ) равно затуханию контура
на частоте 800 Гц. На выходе ПК к сигналу вещания подмешивается
синусоидальный ток сквозного сигнала, уровень которого на 25-35 дБ ниже
нулевого уровня вещательного сигнала. Этот ток получают от генератора Г, на
выходе которого установлен полосовой фильтр ФЗ. Сигнал вещания и ток
сквозного сигнала поступают на модулятор М. Применяемая в модуляторе
фазоразностная модуляция позволяет формировать однополосный сигнал с подавленной несущей. Несущая частота 96 кГц поступает на
модулятор от генератора гармоник аппаратуры формирования первичных
широкополосных сигналов. Напряжение частотой 96 кГц выделяется полосовым
фильтром Ф5 и усиливается усилителем УЗ до необходимой величины.
С выхода модулятора сигналы подаются па усилилель-ограничитель
УО, предназначенный для защиты группового тракта от перегрузки, а после
полосового фильтра Ф6 подмешиваются к
групповому сигналу первичной группы. Оборудование каналов ТЧ, вместо которых
передается программа вещания, должно быть отключено. Выходное сопротивление
передающего комплекта аппаратуры АВ-2/3 может быть 135, 1700 или 16 000 Ом.
Обратное
преобразование высокочастотного сигнала в низкочастотный осуществляется в
демодуляторе Д, на вход которого
поступает сигнал, выделенный полосовым фильтром Ф7 и усиленный усилителем
У5. На второй вход демодулятора поступает сигнал с частотой 96 кГц,
получаемый от генератора гармоник, выделенный фильтром Ф5 и усиленный
усилителем У4. После демодулятора
низкочастотный сигнал усиливается усилителем У2 и
поступает на фильтр нижних частот Ф2, который подавляет ток сквозного
сигнала и продукты преобразования с частотой выше 10 кГц (для канала вещания по
первому классу качества) и частотой 6,4 кГц (для канала вещания по второму
классу качества).
Ток
сквозного сигнала (11 кГц или 7,2 кГц) после усилителя У2
выделяется полосовым фильтром Ф4 и поступает на блок сигнализации БС,
который включает аварийную сигнализацию при пропадании или понижении уровня
тока сквозного сигнала. После фильтра Ф2 вещательный сигнал подается на
устройство шумоподавления, состоящее из расширителя Р
и восстанавливающего контура ВК. Как и в передающем комплекте, здесь
возможно отключение восстанавливающего контура и расширителя. При этом
включается удлинитель, затухание которого равно затуханию контура ВК на частоте
800 Гц.
Окончательная
коррекция амплитудно-частотной характеристики производится корректором К2, после которого сигнал усиливается усилителем У1 и
поступает в линию.
Приемный комплект аппаратуры АВ-2/3 имеет три выхода: один из них с выходным
сопротивлением 200 Ом и уровнем 15 дБ предназначается для подачи сигналов в
удаленную радиовещательную аппаратную, а два других с уровнем 0 дБ и выходным
сопротивлением 600 Ом используются при НЧ транзитах и для подачи программы
вещания в близлежащую аппаратную.
Основные достоинства ВЧ магистральных КЗВ следующие: возможность
транзитного прохождения сигнала в первичной группе без демодуляции и модуляции,
что уменьшает искажения сигнала; большая маневренность каналов (при
необходимости их можно использовать для передачи другой информации); можно,
объединив полосы большего числа каналов ТЧ, расширить полосу; возможность
организации необходимого количества вещательных каналов в магистральных линиях
связи, где имеется большое число каналов ТЧ.
Благодаря
применению компандерных систем, резко повысился
средний уровень мощности вещательного сигнала, что привело к перегрузке
группового и линейного оборудования и к увеличению переходных помех. Когда
основным видом связи была телефонная связь,
переходные помехи от каналов вещания не вызывали особого беспокойства. В
настоящее же время каналы ТЧ все больше используются для передачи
фототелеграфной информации, данных АСУ, где требуется повышенная достоверность
передаваемой информации. Поэтому перегрузка группового и линейного оборудования
сигналами вещания недопустима и нормы на допустимую среднюю мощность
вещательного сигнала будут пересмотрены.
Для подачи
программ вещания на передающие центры используется унифицированная аппаратура
типа УКРЛВ [28]. Эта аппаратура позволяет образовать восемь каналов вещания в
одном направлении, один канал вещания в обратном направлении и четыре
двухсторонних канала для телефонной связи. Аппаратуру можно подключать к
радиорелейным и кабельным линиям в спектре частот 12-252 кГц. Полоса частот
каналов вещания, образованных с помощью УКРЛВ, 50-10 000 Гц, что соответствует
первому классу качества. По остальным показателям каналы вещания соответствуют
высшему классу качества. Телефонные каналы используют для служебной, связи, их
можно подключать к местной АТС.
В сельской
местности для организации внутрирайонной сети вещания используют аппаратуру
АВСП (аппаратура вещания сельская проводная). Основное назначение этой
аппаратуры - доведение программ вещания и команд управления из районного центра
до подстанций проводного вещания в пределах сельского административного района
по сетям телефонной связи, уплотненным различными системами. Полоса эффективно
передаваемых частот 100-6000 Гц, а остальные показатели соответствуют второму
классу качества. Для организации вещания используются пять спектров частотных
полос: 1) 0,1-6 кГц; 2) 7,88-13,78 кГц; 3) 17,3-23,2 кГц; 4) 28,7-34,6 кГц;.5)
34,8-40,7 кГц. 1-й спектр используется для передачи программ вещания по
фантомным цепям, образованным на четырехпроводных
линиях связи, и для передачи по системам с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ).
2-5-й спектры применяются для образования каналов вещания на воздушных и
кабельных линиях связи. На линиях связи, где применяется малоканальная
аппаратура (В-2, В-2-2, В-3-3С, ВС-3, КНК-6, УДК-1, УДК-2), можно создавать
дополнительный канал вне спектра этих систем. На цепях, оборудованных системами
В-3-3, В-3-3С, В-12, ВС-3, ИКМ-12, КНК-12, для передачи вещания можно
использовать два телефонных канала.
Аппаратура
АВСП состоит из центральной станции, установленной в районном центре; оконечных
станций, расположенных в селах; промежуточных станций, где можно выделить
программу вещания и передать ее в одном или нескольких направлениях.
|
|
|
|
