Частотное разделение каналов

При частотном разделении в качестве канальных сигналов применяются гармонические колебания вида.

где A (t) — огибающая; со — угловая частота; (р₀ — начальная фаза; 4f (t) — полная фаза гармонического колебания. Функции вида (4.5) называют сигналами поднесущих частот. Условие (4.3) для класса функций (4.5) выполняется при таких А{() и ?(/), когда спектры этих сигналов не перекрываются. Выбором соответствующих частот со можно обеспечить выполнение этого условия для A (t) и *Р ((), изменяющихся в широких пределах. Ширина частотного спектра в каждом канале определяется частотным спектром телеметрируемой величины и используемым способом модуляции. Поднесущие частоты разносятся таким образом, чтобы при их модуляции и объединении каналов не произошло заметного наложения спектров сигналов соседних каналов. Для получения минимальных перекрестных искажений для многоканальных телеметрических систем с частотным разделением установлены стандартные значения поднесущих ЧМ (табл. 4.1). С увеличением номера канала подиесущей частоты увеличивается частота сигнала, который может модулировать данный капал. Медленно меняющаяся информация передается по низкочастотным каналам; для передачи более широкополосной информации используют более высокочастотные поднесущие.

Таблица 4.1

Телеметрические стандарты частот для систем ЧМ-ЧМ и ЧМ-ФМ, представляющие интерес для биотелеметрии.

Окончание табл. 4.1

Примечание. Максимальное отклонение частоты в каждом диапазоне соответствует ±7,5%

Как видно на функциональной схеме системы с частотным разделением каналов (рис. 4.2), канальные сигналы с датчиков Д1, Д2, Д/7 после усиления У1, У2, …, Уп поступают на канальные модуляторы МК1, МК2, …, МК/7. С помощью первичных модуляторов МК1, МК2,…, МК/7 могут осуществляться различные виды аналоговой модуляции: AM, ЧМ или ФМ колебаний, генерируемых блоком поднесущих частот (БПЧ). Схематически генерация и модуляция поднесущих частот часто осуществляются одним функциональным узлом (см. § 6.4).

Рис. 4.2.

Если принять, что за период Т= 2п / со₀ входной параметр u (t) не успевает существенно измениться, то канальные сигналы f (t) можно выразить следующим образом соответственно для AM, ЧМ и ФМ (рис. 4.3):

и где A_0i — немодулированное значение /-поднесущей; /л, — коэффициент AM /-поднесущей; ^VF, — полная фаза гармонического колебания /-поднесущей; А (о_; — девиация частоты; Дф,. — индекс ФМ /-поднесущей. Образовавшиеся канальные сигналы (4.5) суммируются и поступают в канал связи (КС), включающий в себя передающее устройство (ПУ), линию связи (ЛС) и приемник (ПМ).

Выделение переданной информаций происходит в радиоприемнике с помощью системы параллельных фильтров Ф1, Ф2, Ф", настроенных на определенную поднесущую частоту и имеющих полосу пропускания, соответствующую спектру передаваемой информации, и системы демодуляторов ДМ1, ДМ2, …, ДМл, восстанавливающих исходные первичные сигналы, которые далее поступают на регистрирующие устройства PI, Р2, …, Рп или обработку принятых сообщений. Поскольку процесс преобразования сигналов и передача их по каналу связи сопровождаются различного рода ошибками, то на выходе демодуляторов имеем величины й_п, отличающиеся от первичных сигналов и₁, и₂,…, Выбором соответствующих параметров модуляции и передачи эти отличия, оцениваемые обычно с помощью СКО, стараются сделать по возможности минимальными (см. гл. 8).