Контрольная работа по курсу «Автоматизированные системы управления и связь»

Выражение для ЧМ-сигнала  при  модуляции синусоидальным напряжением частотой F имеет вид

Отношение девиации  Df частоты  к частоте F модулирующего сигнала называют индексом частотной модуляции

При M<1 (узкополосная модуляция) ширина спектра ЧМ-сигнала составляет примерно  2Fmax. При M >>1 (широкополосная модуляция) ширина спектра равна примерно 2Df. Поскольку 2Df >>2Fmax, то ширина спектра получается большой,  что делает нерациональным применение широкополосной ЧМ в диапазонах ДВ, СВ и КВ. Широкополосная ЧМ применяется в диапазоне УКВ для высококачественного вещания. Узкополосную ЧМ применяют в служебной радиосвязи.

Важным преимуществом ЧМ по сравнению с АМ является постоянство амплитуды радиочастотных колебаний, что позволяет улучшить энергетические показатели канала связи за счет более полного использования мощности передатчика.

Фазовая модуляция – это изменение фазы несущего колебания по закону управляющего сигнала. ФМ сигналы в радиосвязи не используются и поэтому они в дальнейшем не рассматриваются.

 

3. ПАРАМЕТРЫ РАДИОПЕРЕДАТЧИКА

 

К числу основных параметров радиопередатчиков, характеризующих его технические показатели, относят:

 Диапазон рабочих частот – это интервал частот ∆f , в пределах которого радиопередатчик (возбудитель передатчика) может перестраиваться для формирования сигналов разных частот. Перестройка связных радиопередатчика в этом диапазоне осуществляется путем, как правило, дискретной, а иногда и плавной перестройки (рис. 1) . От диапазона рабочих частот зависят габариты передатчика, условия распространения радиоволн и дальность связи.

Рис.1. Диапазон рабочих частот радиопередатчика.

 

Число рабочих частот N (число частотных каналов) в пределах диапазона перестройки – число фиксированных частот, на которых может работать передатчик. В простейшем случае одночастотного передатчика N =1.

Шаг сетки рабочих частот ∆fк (частотный разнос между рабочими каналами) в заданном диапазоне перестройки

∆fк = ∆f/N,

где N >1.

Радиопередатчик может работать только на одной из рабочих частот. Недопустимо излучение передатчика не только вне диапазона рабочих частот, но и на частоте, отличной от фиксированных часты, например, между частотами f1 и f2 .

Выходная мощность передатчика – средняя мощность, которую  передатчик передает в антенну. Выходная мощность передатчика во многом определяет дальность радиосвязи.

Нестабильность частоты несущих колебаний – отклонение частоты колебаний от номинального значения под воздействием дестабилизирующих факторов. Различают абсолютную и относительную нестабильность.

Абсолютной нестабильностью частоты называется разность между частотой f излучаемого сигнала и ее номинальным значением fном.

Например, fном.  = 148,925 МГц, а радиопередающее устройство излучает в пространство сигнал на частоте 148.92595 МГц. В этом случае абсолютная нестабильность частоты передатчика равна

∆f = fном - f = |148.925 – 148.92595| = 0.00095 МГц = 0.95 кГц.

Относительной нестабильностью частоты называют отношение абсолютной нестабильности частоты к ее номинальному значению

δf  = ∆f / fном .

Для рассмотренного выше примера получим

δf  = 0.00095 / 148.925 =0.0000063 = 6.3·10 –7 .

Относительная нестабильность частоты современных радиопередатчиков обычно не превышает (2…3) · 10 –6 .

Коэффициент  полезного действия (КПД) - количественно КПД определяется как отношение средней выходной мощности Pвых к мощности, потребляемой от источника электропитания  Рпит

η = Pвых / Рпит .

Уровень паразитных (нежелательных) излучений. Излучаемые радиопередатчиком сигналы делят на основные (полезные) и неосновные (за пределами необходимой полосы частот).

Паразитные колебания, возникающие, как отмечалось выше,  в умножителе частоты и модуляторе наряду с основным (полезным) колебанием, несмотря на принимаемые меры, все же попадают в антенну и излучаются в пространство, как мешающие сигналы. Поэтому мощность паразитных излучений радиопередатчиков должна быть ограничена и находиться,  в допустимых пределах.

Кроме вышеперечисленных параметров, радиопередатчик может характеризоваться и рядом других параметров, которые будут рассмотрены позже по мере необходимости.

 

 

 

 

 

62 Организация части  связи (мастерских по ремонту  средств связи) в гарнизоне пожарной  охраны

 

Основным средством связи пожарных  подразделений  в  пути следования и на месте пожара являются радиостанции. В соответствии с организационной структурой и решаемыми задачами в пожарной охране используются комплексы радиосвязи, на основе которых строится система радиосвязи гарнизона пожарной охраны. Такие комплексы радиосвязи включает в себя стационарные,  возимые и носимые радиостанции.

Стационарные радиостанции устанавливаются в помещениях ЦУКС,  ЦПР, ПСО, ПСЧ. 

Возимые радиостанции устанавливаются на основных и специальных пожарных автомобилях.

 Носимые радиостанции  предназначены, в основном, для организации  связи на месте пожара, а также  используются в подразделениях  пожарной охраны,  занимающихся  профилактикой

До настоящего времени в подразделениях пожарной охраны широко используются радиостанции комплекса  "Виола".

Комплекс радиостанций «Виола» – это симплексная многоканальная система, обеспечивающая радиосвязь на любом из 40 каналов в полосе частот 1 МГц  в поддиапазонах 148 МГц (поддиапазон «А»), 172 МГц (поддиапазон «Б»), 171 МГц (поддиапазон «Х») с разносом по частоте между соседними каналами 25 кГц.

Дополнительно система радиосвязи «Виола» обеспечивает индивидуальный вызов абонентских радиостанций, циркулярный вызов центральных и абонентских радиостанций; полуавтоматическое сопряжение радиоабонентов с абонентами АТС; расширение зоны связи с помощью аппаратуры ретрансляции.

В состав системы входят:

• центральное оборудование «Виола-Ц»;
• абонентские радиостанции «Виола-А»;
• аппаратура ретрансляции «Виола-Л»;
• носимые радиостанции «Виола-Н».

  Радиостанция  "Виола-Ц" с мощным передатчиком и широкими  техническими возможностями предназначена  для  эксплуатации на ЦУС (ЦППС).

На пунктах связи частей устанавливаются абонентские стационарные радиостанции "Виола-АС",  на пожарных автомобилях  - абонентские возимые радиостанции "Виола-АА" и "Виола-АП". 

Носимые радиостанции "Виола-Н" используются при работе на  пожарах и рассматриваются ниже.

 

 

Радиостанция  "Виола-Ц" используется в пожарной охране для организации двусторонней симплексной УКВ радиосвязи центрального пункта пожарной связи со стационарными, возимыми и носимыми радиостанциями. Имеет в своем составе 40-канальный приемопередатчик (ПРМ/ПРД-40) и два одноканальных приемника.

Одноканальные радиоприемники служат для расширения зоны уверенной радиосвязи радиосети, в которой центральное оборудование «Виола-Ц» является главной радиостанцией.

В состав ПРМ/ПРД-40 входят: пульт управления (ПУ-М); приемник 40-канальный (ПРМ-40); передатчик 40-канальный (ПРД-40); антенно-фидерные устройства.

Приемник и передатчик могут быть установлены как раздельно, так и совместно. При совместной установке обеспечивается возможность работы на одну антенну. Управление приемником и передатчиком осуществляется с пульта управления по двухпроводной линии связи с сопротивлением шлейфа до 3 кОм (протяженностью до 10 км).

Приемопередатчик ПРМ/ПРД обеспечивает следующие технические возможности:

• режим одночастотного симплекса на любом из 40 каналов в одном из диапазонов частот (А,Б,Х);
• режим двухчастотного симплекса (приемник и передатчик работают на разных каналах в симплексном режиме);
• режим ретрансляции (обеспечивается автоматическая ретрансляция сигналов через ПРМ/ПРД-40 между двумя радиоабонентами, работающими в режиме двухчастотного симплекса с разносом частот не менее 500 кГц);
• режим разнесенного приема, в котором обеспечивается прием информации на ПУ-М от радиоприемника ПРМ-40 или одного из двух одноканальных приемников из комплекса одноканального оборудования;
• дистанционное управление и переключение на любой из 40 частотных каналов;
• формирование и передачу любого из 100 сигналов индивидуального вызова двухчастотным последовательным кодом;
• формирование и передачу сигналов циркулярного вызова А1 и А2 (тональный сигнал А1 частотой 2100 Гц – для вызова центральных радиостанций; А2 частотой 1450 Гц – абонентских и носимых радиостанций);
• прием тонального вызова А1;
• передачу и прием речевых сигналов;
• автоматический переход радиостанции на время 7-12 с из режима «Дежурный прием» в режим «Прием» после принятия тонального вызова А1 и возвращение по истечении указанного времени в исходный режим;
• полуавтоматическое сопряжение радиоабонента с абонентом АТС и контроль сопряжения.

ПРМ-40 и ПРД-40 с антеннами являются стационарными необслуживаемыми устройствами. В качестве антенн  используются антенные устройства с волновым сопротивлением 75 Ом.

 

Основные технические характеристики:

1. ПРМ/ПРД-40 обеспечивает работу  в диапазонах А, Б, Х в режимах:

одночастотного симплекса на любом из 40 каналов;

двухчастотного симплекса на любых двух из 40 каналов;

ретрансляции при разносе каналов приема и передачи не менее 500 кГц на любых двух из 40 каналов.

2. Разнос частот между каналами 25 кГц.

4. Чувствительность ПРМ-40 при соотношении  сигнал/шум 12 дБ  не более 0,5 мкВ.

7. Выходная мощность ПРД-40 не  менее:

30 Вт - в режиме "30 Вт";

10 Вт - в режиме "10 Вт".

9. ПРМ/ПРД-40 обеспечивает передачу:

тонального вызова А1 на частоте (2100±5) Гц;

тонального вызова А2 на частоте (1450±5) Гц;

индивидуального тонального вызова Ai (до 100 вариантов) из двух последовательных частотных посылок.

10. ПРМ/ПРД-40 при приеме тонального  вызова А1 обеспечивает автоматическое  переключение из режима "Дежурный  прием" в режим "Прием", а  также включение световой индикации  на 7 - 12 с и включение звуковой  сигнализации на время действия  вызова А1.

11. Передача информации осуществляется  через выносной микрофон или  микротелефонную трубку МТ-40.

12. ПРМ/ПРД-40 работает при питании  от сети переменного тока напряжением (220±22) В н частотой 50 Гц, при этом  возможен автоматический переход  на резервное питание напряжением +(24±3,4) В.

13. Входное сопротивление антенного  устройства  75 Ом.

Предусмотрены следующие виды работ, которые осуществляется дистанционно с ПУ-М по двухпроводным соединительным линиям сопротивлением шлейфа до 3 кОм:

включение, переключение с канала на канал и выключение;

перевод в различные режимы работы:

"Дежурный прием", "Прием", "Передача", Вкл. ШП" и "Выкл. ШП"

 

Абонентские радиостанции «Виола-А»

Группа абонентских радиостанций «Виола-А» включает следующие типы радиостанций:

• стационарную радиостанцию «Виола-АС» (рис. 1);
• автомобильную радиостанцию «Виола-АА» (рис.2 );
• специальную автомобильную радиостанцию «Виола-АО» (рис.3);
• мотоциклетную радиостанцию «Виола-АМ» (рис.4);
• радиостанцию для установки на пожарных автомобилях «Виола-АП»

 

Рис.1. комплект радиостанции «Виола-АС»: 1 - громкоговоритель с усилителем звуковой частоты; 2 - сетевой блок питания; 3 – антенна типа «Стакан»; 4 – блок микротелефона; 5 – приемопередатчик

 

Рис.2. Действующий комплект радиостанции «Виола-АА»:

1- приемопередатчик; 2 - громкоговоритель  с усилителем звуковой частоты; 3 – антенна; 4 – блок микротелефона; 5 – кабель питания.

Рис.3. Действующий комплект радиостанции «Виола-АО»: 1 - приемопередатчик; 2 - кабель питания; 3 – антенна; 4 – манипулятор; 5 – громкоговоритель с усилителем звуковой частоты; 6 – микрофон; 7 – пульт управления