Передача информации в системах управления на транспорте. Роль средств связи в управлении транспортом. Основные виды связи, страница 3

На рис. 1.4 показано деление полосы частот фильтрами Ф1 — ФЗ и подключение трех полосовых фильтров к входу и выходу общей цепи. От входа iк выходу iздесь осуществляется передача колебаний с ча­стотами вблизи fi.

При передаче сигналов по поло­совым каналам необходимо преобра­зование первичного сигнала и (t), меняющее частоты его составляю­щих таким образом, чтобы из поло­сы 300 — 3400 Гц они перемеща­лись в полосу предоставляемого канала. Такое преобразование на­зывается модуляцией и со­провождается сдвигом частотных составляющих исходного первичного сигнала вдоль оси частот. Существует много разновидностей и спо­собов осуществлении подобных преобразований.

Рис. 1.3

Рис. 1.4

На рис. 1.5 приведена схема простейшего устройства, реализую­щего такое преобразование сигнала. Устройство имеет два входа, к од­ному из которых подводится первичный модулирующий сигнал (одна из частотных составляющих сигнала с частотой Ω показана на рисунке), а к другому — несущее колебание с частотой wн. Практически ампли­туда несущего колебания должна быть больше амплитуд составляю­щих первичного сигнала.

Таким образом, к нелинейному элементу V, характеристика которо­го приведена на рис. 1.6, а, подводится суммарное напряжение первич­ного сигнала и несущего колебания (нижняя часть рисунка). На рис. 1.6, б приведена зависимость от времени тока, проходящего через обмотки трансформаторов 77, Т2 и нелинейный элемент V. Как видно из рисунка, ток содержит постоянную и высшие гармонические со­ставляющие.

Трансформатор Т2 не пропускает постоянный ток и с большим ос­лаблением передает переменные составляющие, частоты которых ле­жат ниже и выше полосы пропускания, на которую он рассчитывается.

Рис. 1.5

 Рис. 1.6

В этом смысле частотная характеристика трансформатора сходна с ха­рактеристикой полосового фильтра. Форма напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т2 (выходе модулятора) им (t) показана на

рис. 1.6, в. Из графика видно, что uм(t) представляет собой колебание с частотой ωн, амплитуда которого меняется от (1 + m) до (1 — m) с частотой Ω. Это напряжение можно представить выражением

uм (t) = (1 + m cos Ωt) cos ωн t.

им (t) — это амплитудно-модулированный (AM) сигнал, приспособ­ленный для передачи по полосовому каналу, центральная частота по­лосы которого ωн. Вариант схемы амплитудного модулятора, исполь­зуемой при более высоких значениях ωн, в частности в радиосвязи, при­веден на рис. 1.7, а. На вход модулятора подается сигнал uc(f) =,созΩt. В качестве нелинейного элемента здесь применен транзистор, осу­ществляющий также усиление, а необходимые частотные составляющие выделяются колебательным контуром, включенным на выходе модуля­тора. С выхода модулятора снимается сигнал uм (t) = (l + m cos Ωt)cos ωнt. Как видно, здесь модуляция осуществляется в цепи базы тран­зистора и называется базовой. Модуляция возможна в цепи эмиттера транзистора, сетки, анода лампы и любого элемента, обладающего не­линейной вольтамперной характеристикой. На рис. 1.7, б показано условное обозначение модулятора.

Рис. 1.7

Обратное преобразование амплитудно-модулированного колебания uм (t) в принятый сигнал u(t) — демодуляция может осуще­ствляться различными способами, которые подробно будут рассмотре­ны в главах 3 и 6. Демодуляцию AM сигналов называют также детектированием. Наиболее просто детектирование осуществ­ляют с использованием так называемого детектора огибающей (рис. 1.8, а). Принцип его действия поясняется рис. 1.8, б и г. На рис. 1.8, б показано условное изображение демодулятора.

Используя условные обозначения фильтров нижних частот ФНЧ, модуляторов М и полосовых фильтров ПФ, можно составить струк­турную схему трехканалыюй системы связи по общей физической це­пи (рис. 1.9). Здесь возможна передача в одну сторону: от станции А к станции Б. Для передачи во встречном направлении необходимы также передающее устройство для станции Б и приемное устройство для станции А.