Модемы в телекоммуникационных системах

 

Модулятор и демодулятор, собранные в одном блоке, называют модемом. Термин «модем» использовался сначала в сетях компьютерной связи для сопряжения персональных компьютеров с телефонной сетью, обеспечивая преобразование цифровых сигналов с выхода компьютера в непрерывные гармонические сигналы, передаваемые по телефонной сети (модуляция), и обратное преобразование — звуковых сигналов с выхода телефонной сети в сигналы постоянного тока на входе компьютера (демодуляция). 

Как отмечалось ранее, основная энергия цифровых сигналов постоянного тока на выходе компьютера приходится на «нулевую» частоту, т. е. постоянную составляющую, а телефонная сеть пропускает сигналы звуковых частот в диапазоне 300–3400 Гц. Для преобразования сигналов постоянного тока в звуковые частоты в диапазоне 300–3400 Гц используются модуляторы. Например, в режиме частотной модуляции модулятор модема при передаче преобразует сигналы, соответствующие значениям «1» и «0» в гармонические колебания с частотой, соответственно, 1270 Гц (f 1) и 1070 Гц (f 2) той же длительности. На входы компьютеров поступают сигналы постоянного тока, которые формируются в демодуляторах модемов.

В настоящее время под модемом понимают устройства преобразования, которые при передаче осуществляют перенос спектра исходного сигналов в область частот, которые распространяются по линии связи и обратное преобразование  при приеме сигналов. В зависимости от используемых линий связи различают радиомодемы (осуществляют перенос спектра исходного сигнала в область радиочастот и «обратно»), модемы волоконно-оптической связи и др.

Кроме указанной процедуры переноса спектра сигналов, современные модемы  позволяют согласовать существенные различия между скоростью переда­чи данных ПК и сравнительно невысокой скоростью передачи данных в стандартной телефонной линии, осуществляют другие процедуры: сжатие данных, защиту от ошибок и др.

В современной радиоаппаратуре отдельные радиоэлектронные устройства размещают на печатных платах, представляющих собой диэлектрическое основание с отверстиями для монтажа и электропроводящим рисунком. Печатные платы закрепляют на элементах конструкций радиоэлектронной аппаратуры: блоках, каркасах, стойках.

Современные конструкции на ИМС выполняют в виде кассет, которые выставляются по направляющим в блоки. Электрическое соединение между блоками осуществляется через контактные разъемы. Таким образом, из блоков как из отдельных «кирпичиков» — модулей — создают РЭА. Блочно-модульный принцип построения РЭА облегчает поиск и устранение неисправностей.

Выпрямители

 

Выпрямитель — это устройство, преобразующее переменное напряжение в постоянное. Условное обозначение выпрямителей на структурных и функциональных схемах показано на рис.5.35.

Основной частью любого выпрямителя является выпрямительный диод или диодная группа. Диод обладает односторонней проводимостью (см.6.4.2).

На практике в качестве источников питания наибольшее распространение получили однополупериодные и двухполупериодные схемы. Однополупериодные схемы просты, в них использован только один полупериод входного переменного напряжения. Это приводит к большим пульсациям на выходе и уменьшению в 2 раза уровня выходного напряжения. Этих недостатков лишены двухполупериодные схемы выпрямления. Для еще большего снижения пульсаций на выходе в выпрямителях используют сглаживающие фильтры, которые содержат в своем составе емкости, накапливающие электрический заряд. Чем больше величина емкости фильтра, тем меньше пульсации напряжения на его выходе.

Источники электропитания

 

Источником электропитания (ИП) является средство для получения электри­ческой энергии в виде энергии постоянного тока, обеспечивающее функционирование электронных систем.

Различают первичные источники электропитания — средства, в кото­рых электрическая энергия получается за счет энергии других видов: электрохимической (гальванические элементы, аккумуляторы), механиче­ской (дизель-генераторы), световой-солнечной энергии (фотоэлектри­ческие источники энергии — солнечные батареи) и вторичные источники электропитания  (выпрямительные устройства или блоки питания), кото­рые обеспечивают преобразование энергии переменного тока от техниче­ской сети (промышленная или бортовая сеть) в энергию постоянного тока.

Основным источником питания на судне является бортовая сеть, вы­рабатывающая переменное напряжение промышленной частоты (обычно 50Гц). Для получения постоянного тока используется выпрямительное устройство (блок питания), которое состоит из трансформатора (Т), вен­тильной группы (В), сглаживающего фильтра (СФ), стабилизатора постоян­ного напряжения (Ст) — рис. 5.36.

 

 

Рис. 5.36. Структурная схема выпрямительного устройства

(блока питания)

 

Трансформатор предназначен для изоляции блока питания от источника переменного напряжения, а также повышения / понижения напряжения. Вентильная группа(один или несколько выпрямительных диодов) предназначена для преобразования переменного (гармонического) напряжения в пульсирующее напряжение одной полярности. Основные схемы выпрямителей — однополупериодные и двухполупериодные (мостовые и с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора). Сглаживающие фильтры (LC - или RC -фильтры) предназначены для уменьшения пульсаций (сглаживания) выпрямленного напряжения. В результате сглаживания возрастает значение постоянной составляющей тока (напряжения). Стабилизаторы предназначены для автоматического поддержания постоянства напряжения, подаваемого в нагрузку, независимо от значения входного сопротивления нагрузки.

Аварийным источником питания на судне является дизель-генератор, который включается при выходе из строя бортовой сети питания. В качестве автономных и резервных источников питания используются гальванические элементы и аккумуляторы. Для увеличения мощности их соединяют в батареи. В качестве резервных и автономных источников питания используются гальванические элементы и аккумуляторы, соединяемые в батареи для увеличения мощности.

Гальванические элементы изготавливаются сухими или водоналивными. Распространенными являются сухие элементы с электролитом в виде густой пасты. Гальванические батареи являются источниками энергии, обеспечивающими мгновенную готовность к работе. Они являются источниками одноразового действия, т. е. после выработки ресурса их следует заменять. С течением времени происходит высыхание компонентов гальванического элемента — на каждом элементе указывается предельный срок хранения, после которого номинальное значение напряжения не гарантируется.

Аккумулятор — это устройство для накопления энергии с целью последующего ее использования. Электрический аккумулятор — устройство, преобразующее электрическую энергию в химическую и, по мере необходимости, обеспечивающее обратное преобразование. Аккумуляторы делятся на кислотные и щелочные. В кислотных аккумуляторах пластины изготавливаются из свинца, а электролитом в них служит раствор серной кислоты определенной плотности. В щелочных аккумуляторах электроды бывают кадмиево-никелевыми (КН), железо-никелевыми (ЖН), никель-цинковыми (НЦ) и серебряно-цинковыми (СЦ). Электролитом служит раствор едкой щелочи определенной плотности. Щелочные серебряно-цинковые аккумуляторы обладают наиболее высокими эксплуатационными свойствами (небольшие габариты и вес — в 4–6 раз легче других аккумуляторов, широкий диапазон температур, большие токи), однако стоимость этих аккумуляторов значительно выше других.

Перед использованием аккумулятор необходимо зарядить от источника постоянного тока с помощью специального зарядного устройства. При использовании аккумулятора его емкость снижается, для восстановления номинальных значений тока и напряжения требуется регулярная подзарядка аккумулятора. Существуют автоматические зарядные устройства, обеспечивающие автоматическое подключение источника постоянного тока к аккумулятору при снижении емкости последнего ниже номинальной.

 

Контрольные вопросы

 

1.  Опишите назначение и характеристики терминалов.

2.  Опишите назначение и характеристики генераторов ЭК.

3.  Опишите назначение и перечислите характеристики АЦП и ЦАП.           

4.   Опишите назначение усилителей и перечислите их основные  

5.   характеристики.       

6.   Опишите назначение модуляторов и перечислите их характеристики.

7.   Перечислите виды модуляции, использующиеся в морской подвижной

службе.

8.   Опишите назначение и принципы построения кодов.

9.   Укажите характеристики кодов МТК-2 и ASCII.

10.    Опишите принцип построения кодов, обнаруживающих ошибки.

11.    Опишите назначение элементов функциональной схемы  

радиопередающего устройства.

12.   Перечислите основные характеристики радиопередающих устройств.

13.  Опишите назначение элементов функциональной схемы радиоприемного устройства.

14.  Перечислите основные характеристики радиоприемных устройств.

15.  Укажите назначение антенн и перечислите их основные  

 характеристики.

16. Приведите функциональную схему выпрямителя и опишите назначение

его элементов.