КАТЕГОРИИ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) П Архитектура- (3434) Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Война- (14632) Високи технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) 1065) House- (47672) Журналистика и масови медии- (912) Изобретения- (14524) Чужди езици- (4268) Компютри- (17799) Изкуство- (1338) История- (13644) Компютри- (11121 ) Художествена литература (373) Култура- (8427) Лингвистика- (374 ) Медицина- (12668 ) Naukovedenie- (506) Образование- (11852) Защита на труда- ( 3308) Педагогика- (5571) P Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Олимпиада- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Инструменти- ( 1369) Програмиране- (2801) Производство- (97182) Промишленост- (8706) Психология- (18388) Земеделие- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строителство- (4793) Търговия- (5050) Транспорт- (2929) Туризъм- (1568) Физика- (3942) ) Химия- (22929 ) Екология- (12095) Икономика- (9961) Електроника- (8441) Електротехника- (4623) Енергетика- (12629 )

Тема 4. Двустранни канали




Раздел 4.1. Изграждане на двупосочни канали

За да се осигури диалог, когато двама абонати комуникират (човек-човек, човек-машина, машина-машина), каналът за предаване трябва да бъде двупосочен или двупосочен канал . Посочените по-горе типични канали са еднопосочни и следователно за организиране на двупосочна двустранна комуникация е необходимо да се използват два типични еднопосочни симплекс канала, които ги обединяват в една двупосочна система, като същевременно се запазва взаимната взаимна независимост на еднопосочните канали. Тъй като най-популярният тип е телефонната комуникация, ще разгледаме принципите за организиране на двупосочни телефонни канали . Получените взаимоотношения и изводи са валидни за организирането на двустранни канали за предаване на други видове съобщения.

В исторически план първата двупосочна телефонна комуникационна система беше еднобандова четирижилна двупосочна комуникационна система , фиг. 4.1, в който предаването от микрофона М на един абонат към телефон Т на другия абонат се извършва в една честотна лента f 1 ... f 2 чрез двупроводна линия. Такава схема за организиране на двупосочна комуникация е икономически и оперативно недостатъчна, тъй като за абонатите се изисква четирипроводна линия.


Фиг. 4.1 - Еднобандова четирижична схема за организация на двупосочна телефонна комуникация

Редовните абонатни линии са двупроводни и следователно за свързване на микрофони и телефони към такива линии, са необходими специални устройства за отделяне - RU. Това води до еднопосочна схема за двупосочна двупосочна комуникация, Фигура 4.2, в която предаването в една и друга посока се осъществява чрез двупроводна линия и в една и съща честотна лента.

Както е показано на фиг. 4.2, предаването в една и друга посока се извършва в една честотна лента, а отделянето на посоките на предаване се извършва с помощта на специален комутатор, към чиито характеристики се изпълняват определени изисквания.

Двупосочна комуникация, използваща двупроводна линия, може да бъде осъществена с помощта на две честотни ленти: една честотна лента (по-ниска) f 1 ... f 2 се предава от абонат А към абонат В и другата честотна лента f 3 ... f 4 се предава от абонат В към абонат А Ето защо, в допълнение към decoupler

По подобен начин, когато схемата за двупроводна комуникационна единична връзка, трябва да има устройства, които преобразуват оригиналните сигнали в честотната лента на съответната посока на предавателната пътека и обратно преобразуване в пътя на приемане. Разделянето на посоките на предаване се осъществява с помощта на нискочестотни и високопропускащи филтри, наречени направляващи филтри или вилка на направляващи филтри. Схемата на двупроводна двупосочна организация на двустранна комуникация е показана на фиг. 4.3.



Фиг. 4.2 - Схема за двупосочна двупосочна комуникация с една лента


Фиг. 4.3 - двупосочна схема за двупосочна двупосочна комуникация

Помислете за сигнала от станция А към абонат Б (в обратната посока, всички процеси ще бъдат подобни) по двупосочен двупосочен двупосочен канал за предаване на телефонни сигнали и техните основни трансформации.

Терминали 1-1 (2-2 свързва двужична телефонна мрежова линия с помощта на двупроводни физически вериги, през които се предават телефонни сигнали в тоналния честотен диапазон F 1 ... F 2. Тези сигнали се изпращат към разединител (RU-1), предназначен за разделяне от изхода RU-1, първичният сигнал в честотната лента F 1 ... F 2 навлиза в предавателя на станция А (Per-A), където се преобразува в линеен спектър f 1 ... f 2, предаван през двупроводна линия (физическа верига) Спектърът на посоката на предаване от станция А до станция В е осигурен от нискочестотен филтър (LPF). В станция В сигналът се разпределя на същия вход LPF и се подава към приемния вход (Pr-B), където той се преобразува в тонален спектър с честотна лента F 1 ... F 2. От изхода на Pr-B сигнала влиза в отделеното устройство (RU-2), предназначено да отдели пътищата за приемане и предаване на станция В и след това да влезе в двужичния път на телефонната мрежа.

При предаване от станция В до станция А предавателят на станция В (Per-B) трансформира спектъра на първичния сигнал F 1 ... F 2 в линейния спектър f 3 ... f 4 , разпределен от високопропускащия филтър (HPF). В линията на приемане на станция А линейният спектър се разпределя нискочестотен филтър и след това се преобразува в тоналния спектър F 1 ... F 2 в приемника на станция А (Pr-A) и след това през RU-1, разделящ предавателните и приемателни пътища на станция А, влиза в двупроводния път на телефонната мрежа ,


Фигура 4. 4 - характеристики на отслабване на направляващите филтри

От горното е очевидно, че вилиците на водачите на нискочестотния филтър и високопропускащия филтър на станциите А и В действат като отделящи устройства (RU A и RU B , очертани с пунктирни линии), като се отделят посоките на предаване. Честотните характеристики на атенюацията на нискочестотния филтър и високопропускащия филтър са показани на фиг.4.4, където се използва следното означение: A fwf - атенюация на високочестотния филтър (високопропускащ филтър) в ефективния забавен обхват f 1 ... f 2 ; и високопропускащ филтър - максималното допустимо отслабване на филтъра с висок пропуск в ефективната широчина на честотната лента; И LPF е атенюацията на нискочестотния филтър (LPF) в ефективната забавена лента f 3 ... f 4 ; а нискочестотният филтър е максималното допустимо отслабване на нискочестотния филтър в ефективната честотна лента f 1 ... f 2 .

Обхватът на директната телефонна комуникация се определя от следните мотиви. При изхода на типичен микрофон на телефон, средната мощност на първичния сигнал е W M = 1 mW , силата на сигнала на входа на телефона, съответстваща на нормалното му възприятие, W T = 1 μW . Допустимото отслабване (отслабване) между микрофона на един абонат и телефона на другия е MT = 10 lg ( W M / W T ) = 10 lg (1/10 -3 ) = 30 dB . Ако коефициентът на отслабване на линията е равен на dB / km , диапазонът на директна комуникация ще бъде равен на L = А МТ / а, км.

Пример: коефициентът на отслабване на телефонния кабел е равен на a = 0,75 Db / km , следователно допустимият диапазон на директна комуникация ще бъде L MT = и MT / a = 30 / 0,75 = 400 km.

Въз основа на максималния обхват на телефонната комуникация е необходимо да се използват усилватели и тяхното равномерно разположение по главната линия. Усилвателите са квадруполи на еднопосочна посока на предаване и следователно два усилвателя са необходими за усилване на сигнали от две посоки на предаване. Блокова диаграма на еднопроводната двупроводна верига усилвател на организацията на двупосочна комуникация е показана на Фиг.4.5. Свързването на усилватели към двупроводната линия се извършва с изолационни устройства RU 1 и RU 2 . Блокова схема на двустранния двужилен усилвател на организацията на комуникацията е показана на Фиг.4.6.


Фиг.4.5 - Блокова диаграма на двупосочна двупосочна двупосочна комуникация с двупосочни усилватели


Фигура 4. 6 - блокова диаграма на двупосочна двупосочна двупосочна двупосочна комуникационна организация за усилвател

Двупроводна линия (физическа верига) е свързана към клеми 1-1 на лявото разединител (RU 1 ) и към клеми 1-1 на дясното RU 2 . Разгледайте предаването на сигнали от станция А до станция Б. След преминаване през двупроводна верига, отслабеният сигнал от клеми 1-1 до RU 1 преминава към изводи 2-2 и се усилва от усилвател (US 1 ) от станция А до станция В и през изводи 4-4 RU 2 идва на двупроводна линия (клипове 1-1 RU 2 ). Предаването от станция Б до станция А е сходно. Припомнете, че в случай на двупроводна двупосочна организация на двупосочна комуникация, ролята на изключващите устройства RU 1 и RU 2 се осъществява чрез включване на направляващите филтри на долните (LPF) и горните (HPF) честоти.

В случай на организация на двупосочна комуникация чрез четирижична еднобандова схема, изолаторите са необходими само за свързване на двупосочен канал към двупроводни линии на телефонни мрежи, фиг.4.7.

Терминали 1-1 RU 1 и RU 2 са свързани към двупроводни абонатни или свързващи линии на телефонни мрежи. Предавателите преобразуват честотната лента на първичния сигнал в честотната лента f 1 ... f 2 , която се предава чрез двупроводна линия от станция А до станция В и обратно. Усилватели Ac 1 ... Ac n компенсират отслабването (атенюацията) на сигналите, тъй като преминават по физическите - двупроводни линии.


Фиг. 4.7 - Обобщена схема на еднопроводна четирижилна двупосочна комуникационна система

Честота на тона на канала (KTP) - канална еднопосочна трансмисия. За организирането на двупосочна комуникация се изискват две KTCH и тяхното свързване към двупроводните линии на телефонните мрежи трябва да се извършва с помощта на устройства за отделяне (RU 1 и RU 2 ).

От горното следва, че двупосочният канал е затворена система и следователно възниква верига за обратна връзка и при определени условия каналът може да бъде възбуден. Обобщена блокова схема на двупосочния канал и пътищата за възникване на обратна връзка са показани на Фигура 4.8.

Помислете за преминаването на сигнали по време на предаването от точка А (стр. А) до точка Б (стр. В). Сигналът от абонат А.А преминава през двупроводна линия към клеми 1-1 RU 1 , след това към изводи 2-2 RU 1 и през еднопосочен предавателен канал към изводи 4-4 RU 2 и след това през изводи 1-1 RU 2 сигнал идва на двупроводна верига към абоната на стр. В. Ако атенюацията от изводи 4-4 към изводи 2-2 RU 2 не е равна на безкрайност, тогава сигналът от изхода на предавателния канал от А до АВ идва на входа на канала на обратната посока на предаване и ако отслабването от изводи 4-4 терминали 2-2 RU 1 също не е равно на безкрайност, тогава сигналът преминава към изводи 2-2 и към входа на предавателния канал от стр. А до стр. В. Това образува затворена верига за обратна връзка от клипове 4-4 RU 2 до клипове 2-2 RU 1 , чрез еднопосочен канал от стр. А до стр. B и към скоби 4-4 RU 2 .


Фиг. 4.8 - Обобщена структурна схема на двупосочен канал

Обратната верига образуват една затворена система (OZS), при която при определени условия е възможно само възбуждане (генериране).

Раздел 4.2. Отделящи устройства, изисквания за тях и тяхната класификация. Анализ на диференциални системи за трансформатори и резистори

Както е видно от организацията на двустранните канали, ЖП е шестполюсен (2'3-стълб), символът на който е показан на Фигура 4.9.


Фиг. 4.9 - Прекъсвачът (a) и неговият символ (b)

Пътеките за предаване на сигнали от клипове 1-1 (1) към скоби 2-2 (2) и от скоби 4-4 (4) до скоби 1-1 (1) се наричат посоки на предаване и се характеризират с възможно най-ниско отслабване; Пътят на предаване на сигнала от клипове 4-4 (4) до клипове 2-2 (2) се нарича посока на изолация ( забавяне ) и се характеризира с максимално възможно отслабване.

Идеалният разпределителен апарат е разединител, при който се спазват следните изисквания в работната честота и динамичните диапазони на предаваните сигнали:

- няма посока на затихване в посоките на предаване, т.е. а 1-2 = А 4-1 = 0;

- притежава безкрайно голямо отслабване (отслабване) в посоката на изолиране (забавяне), т.е. a 4-2 = a 2-4 = ¥;

- входните съпротивления отстрани на скобите 1-1, 2-2 и 4-4 трябва да осигуряват последователно свързване на товарите;

- липсата на различни видове изкривявания при предаването на сигнали в посока на предаване (изолация);

- простота на техническото изпълнение и висока надеждност;

- малки размери.

Декомплекторите могат да бъдат изградени на принципите на избор на честоти или на принципите на балансирани (балансирани) мостови вериги, наречени диференциални системи (DS).

Декомплекторите се разделят на следните три групи:

- линейни разпределителни устройства, изградени върху пасивни елементи, чиито параметри не се променят във времето и не зависят от нивото на предаване на сигнала; такива RP се наричат пасивни ;

- линейни разпределителни устройства, които съдържат активни елементи, техните параметри не се променят във времето и не зависят от нивото на предаване на сигнала; такива RP се наричат активни ;

- параметрични табла, в които са включени елементи с променливи във времето параметри.

Декомплекторите се наричат обратими ( реципрочни ), ако са изпълнени условията: a 1-2 = a 2-1 и 4-1 = a 1-4 . Ако тези условия не са изпълнени, тогава такива RP се наричат ​​необратими. Линейните пасивни разпределителни устройства са обратими (взаимно).

При едностранен двужилен и четирипроводни системи за организиране на двупосочна комуникация широко се използват линейни пасивни обратими разпределителни устройства, базирани на резистори, свързани чрез мостова схема и наречени резисторни диференциални системи (RDS). И изградени въз основа на диференциални трансформатори, които се наричат трансформаторни диференциални системи (TDS).

Задачата за анализ на диференциалните системи е да се определи:

1) условията, при които диференциалната система, като шестполюсен сепаратор, има посоки на предаване с минимални възможни отслабвания и непропускливи (забавящи) направления с максимално възможно отслабване (отслабване);

2) условия, осигуряващи координираната връзка на товарите със съответните клеми на диференциалната система;

3) работно отслабване (отслабване) на диференциалната система (наричана по-долу диференциална система) в различни посоки на предаване.