Построение передающей сети синхронного радиовещания

Практическая работа №3

«Изучение принципов построения сети синхронного радиовещания»

Учебная цель:

1.Научиться анализировать принципы построения сети синхронногорадиовещания.

Учебные задачи:

1. Ознакомиться с международными соглашениями в области синхронного радиовещания.

2. Особенностями использования для радиовещания различных диапазонов волн.

3. Основными принципами построения сети синхронного радиовещания.

Образовательные ресурсы, заявленные во ФГОС.

Студент должен:

Уметь:

- анализировать принципы построения передающей сети радиовещания (РВ)

Знать:

1. Международные соглашения в области синхронного радиовещания.

2. Особенности использования для (РВ) различных диапазонов волн.

3. Технические требования и практические рекомендации по структуре построения передающей сети синхронного радиовещания.

Обеспеченность занятия:

1. Учебно-методическая литература:

Катунин Г.П., Мамчев Г.В., Папантонопуло В.Н., Шувалов В.П., Телекоммуникационные системы и сети. Учебное пособие - М.: Горячая линия-Телеком, 2010.

Величко В.В., Катунин Г.П., Шувалов В.Д., Основы информационных технологий – М.: Горячая линия – Телеком 2009.

2. Отчет о выполнению практической работы.

3. Карандаш простой.

4. Чертежные принадлежности: Линейка.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы:

Построение передающей сети синхронного радиовещания

Синхронным называют способ ра­диовещания, при котором несколько передатчиков работают на одной частоте и передают одинаковую программу. Синхронное вещание (СР) ведется главным образом в средневолновом диапазоне, где число передатчиков, работающих в одном частотном канале, дости­гает нескольких десятков. Этот вид вещания является наиболее эф­фективным способом многократного использования частотных кана­лов из-за возможности резкого снижения требуемого значения защит­ного отношения по высокой частоте и увеличения вследствие этого площади зоны обслуживания.

В сетях СР нецелесообразно использовать мощные передатчики, работающие на пространственной волне, так как это может привести к нарушению их работы при повышении уровня помех от мешающих станций или других источников помех. Значительно устойчивее рабо­та синхронной сети при использовании передатчиков малой и сред­ней мощности. Суммарная мощность этих передатчиков меньше мощности одного передатчика, обеспечивающего такую же напря­женность поля на границах зоны обслуживания. Расчет показывает, что при замене передатчиков мощностью 20 кВт передатчиками мощ­ностью 1 кВт их потребуется в 4 раза больше, но общий расход энер­гии сократится при этом в 5 раз. Для того чтобы еще улучшить экономические показатели сети СР при возросшем числе передатчиков, их переводят на дистанционное управление.

Рис. 3.16. Интерференционная картина в зоне искажений при синхронном радиовещании

Еще одно достоинство сети СР - высокая надежность ее работы благодаря взаимному резервированию синхронно работающих пере­датчиков. Так, при выходе из строя одного из передатчиков радио­слушатель все же имеет возможность принимать информацию, но, естественно, с ухудшением качества.

Недостатком сети СР является наличие некоторой площади между станциями, на которых прием неудовлетворителен. Искажения возни­кают вследствие интерференции полей соседних передатчиков. При этом из-за разности фаз несущих колебаний напряженность резуль­тирующего поля в некоторых местах обслуживаемой территории мо­жет быть очень мала (рис. 3.16).

Интерференция полей приводит не только к ослаблению, но и к искажению сигналов в радиоприемнике. Максимумы и минимумы ре­зультирующего поля для несущей частоты и боковых полос в про­странстве могут не совпадать. В результате спектр модулированных колебаний заметно изменяется, что при детектировании приводит к частотным и нелинейным искажениям. Область, где эти искажения особенно заметны, называют зоной искажений. В зависимости от длины волны и соотношения напряженностей ширина зоны искажений может составлять от 7 до 15 % расстояния между передатчиками (на рис. 3.16 интерференционная картина для наглядности приведена не в масштабе).

Эти искажения могут проявляться в любой точке зоны искажений в зависимости от фазовых соотношений напряженности полей прини­маемых станций. В областях зоны, где искажения заметны, достаточ­но переключить приемник с внешней (электрической) антенны на внутреннюю (магнитную), или наоборот. Искажения при этом пере­ключении устраняются потому, что в поле стоячих волн точки минимумов электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля не совпадают. В точках минимума (узла) электрической состав­ляющей магнитная составляющая имеет максимум (пучность). По­этому для современного приемника, в котором предусмотрена воз­можность переключения с электрической антенны на магнитную, зона искажений практически отсутствует. Однако непременным условием в этом случае является работа передатчиков в режиме фазового син­хронизма. При расхождении фаз (частот) излучения передатчиков интерференционные искажения будут перемещаться по территории.

Рис. 3.17. Схема фазовой синхронизации радиовещательных станций сети синхронного радиовещания

В настоящее время для улучшения синхронизма применяют сис­тему фазовой синхронизации путем непрерывной автоматической подстройки фазы колебания несущей частоты РВС. Для автопод­стройки передаются сигналы точных частот. Передачу осуществляют на километровых волнах, обладающих стабильными характеристика­ми распространения. Этот принцип иллюстрируется рис. 3.17, где ПРС - передающая радиостанция, излучающая сигналы точных час­тот; ПТЧ - приемник точной частоты. На вход фазового детектора (ФД) поступают частоты с выхода ПТЧ и с синтезатора частот мест­ной радиостанции РВС. Система фазовой автоподстройки (АПФ) обеспечивает стабильность фазы синтезаторов частот всех РВС, ра­ботающих в данной синхронной сети.

Почти на всей территории европейской части нашей страны фазо­вая синхронизация передатчиков всех синхронных сетей осуществля­ется через радиостанцию, излучающую сигнал точной (образцовой) частоты, равной 66, 6 кГц. Суточное отклонение этой частоты от но­минального значения не превышает 0, 7-10~⁵ Гц. Передатчик мощно­стью 10 кВт работает круглосуточно.

Применяют два типа синхронных сетей: одноволновые и много­волновые. Одноволновые сети бывают однородными и комбиниро­ванными. Одноволновые синхронные сети, состоящие из передатчиков одинаковой или близкой по значению мощности, применяют для обслуживания вещанием районов с большой концентрацией на­селения. Между радиостанциями сети на части территории с малой концентрацией населения допускается существование зоны искаже­ний. Комбинированная синхронная сеть состоит из мощной опорной радиостанции (500... 1000 кВт) и нескольких маломощных (1...50 кВт), размещаемых в крупных городах и предназначенных для повышения напряженности поля с целью ослабления влияния промышленных помех на качество приема.

Рис. 3.18. Построение синхронной сети:

а - одноволновой; б- многоволновой

Многоволновые синхронные сети предназначены для обслужива­ния населения больших территорий. В этих сетях зоны обслуживания станций, работающих на разных частотах, располагаются таким обра­зом, что зона искажения передатчиков, работающих на одной частоте, обслуживается передатчиком, работающим на другой частоте (рис. 3.18). В настоящее время в рамках СНГ работает около 40 син­хронных сетей вещания, в которых задействовано более 150 РВС.

В последние годы предприятия радиовещания, являющиеся весь­ма энергоемкими, испытывают значительные трудности из-за высокой стоимости электроэнергии. Этим в основном и объясняются разгово­ры о том, что радиовещание постепенно отмирает. Однако на земном шаре успешно работают тысячи радиостанций. Мы полагаем, что по мере стабилизации экономической обстановки у нас в стране, радио­вещание не только выживет, но и выйдет на новый качественный уровень.