Современные модемы для передачи телемеханических данных

При ав­то­ма­ти­за­ции сис­тем уп­рав­ле­ния в энер­ге­ти­чес­ком ком­плек­се и дру­гих от­рас­лях час­то по­яв­ля­ет­ся не­об­хо­ди­мость пе­ре­да­чи дан­ных от ус­тройств те­ле­ме­ха­ни­ки (кон­трол­ле­ров) на боль­шие рас­сто­я­ния од­нов­ре­мен­но с те­ле­фон­ным раз­го­во­ром. Это свя­за­но в ос­нов­ном с не­до­ста­точ­ной те­ле­фо­ни­за­цией, а так­же с об­щей не­раз­ви­тостью ин­ф­ра­струк­ту­ры те­ле­ком­му­ни­ка­ций на мно­гих про­мыш­лен­ных объ­ек­тах. Ре­ше­ние дан­ной про­бле­мы за­клю­чат­ся в ис­поль­зо­ва­нии те­ле­ме­ха­ни­чес­ких мо­де­мов (мо­ду­ля­тор-де­мо­ду­ля­тор), ме­тод ра­бо­ты ко­то­рых ос­но­ван на пре­об­ра­зо­ва­нии циф­ро­вых те­ле­ме­ха­ни­чес­ких сиг­на­лов в ана­ло­го­вые и на­обо­рот в над­то­наль­ном ди­а­па­зо­не ли­нии пе­ре­дач.

Все те­ле­ме­ха­ни­чес­кие мо­де­мы для пе­ре­да­чи сиг­на­лов ис­поль­зу­ют ме­тод час­тот­ной мо­ду­­ля­ции в пол­осе час­тот от 2500 Гц до 3600 Гц, в то вре­мя как ни­ж­няя пол­оса час­тот ис­пользу­ет­ся для пе­ре­да­чи ре­че­вых со­об­ще­ний по той же ли­нии пе­ре­дач. Свя­зан­ное с этим умень­ше­ние пол­осы час­тот, от­во­ди­мой для раз­го­во­ров, не ока­зы­ва­ет су­щес­твен­но­го вли­я­ния на раз­бор­чи­вость и тем­бро­вую ок­рас­ку ре­чи.

До на­сто­я­ще­го вре­ме­ни для пе­ре­да­чи те­ле­ме­ха­ни­чес­ких дан­ных ис­поль­зо­ва­лись те­ле­ме­ха­ни­чес­кие мо­де­мы АПСТ про­из­вод­ст­ва ук­ра­ин­ско­го ПО «НЕ­П­ТУН» и ТГФМ поль­ско­го про­из­вод­ст­ва. 

В мо­де­мах АПСТ и ТГФМ де­мо­ду­ля­ция сиг­на­лов ре­а­ли­зо­ва­на на ана­ло­го­вых филь­т­рах. Ха­рак­те­рис­ти­ки та­ких филь­т­ров обыч­но ме­ня­ют­ся при из­ме­не­нии тем­пе­ра­ту­ры ок­ру­жа­ю­щей сре­ды и из-за это­го ошиб­ка при­ема мо­де­мов уве­ли­чи­ва­ет­ся. Что­бы умень­шить вли­я­ние тем­пе­ра­ту­ры, со­вре­мен­ные те­ле­ме­ха­ни­чес­кие мо­де­мы до­лж­ны ис­поль­зо­вать циф­ро­вые ме­то­ды де­мо­ду­ля­ции.

Один из этих ме­то­дов, при­ме­ня­е­мый не­ко­то­ры­ми раз­ра­бот­чи­ка­ми, ос­но­ван на так на­зы­ва­е­мом ме­то­де час­то­то­ме­ра, ког­да вход­ной сиг­нал (си­ну­со­и­да) пре­об­ра­зу­ет­ся в ме­андр, за­тем с по­мощью об­раз­цо­вой час­то­ты, ко­то­рая в не­сколь­ко раз вы­ше при­ни­ма­е­мых, под­счи­ты­ва­ет­ся ко­ли­чес­т­во пе­ри­о­дов об­раз­цо­вой час­то­ты, по­ме­ща­ю­щих­ся в пе­ри­од при­ни­ма­е­мой час­то­ты, и в за­ви­си­мос­ти от это­го ко­ли­чес­т­ва оп­ре­де­ля­ет­ся при­ни­ма­е­мая час­то­та. Этот ме­тод хо­рош тог­да, ког­да в ли­нии пе­ре­дач прак­ти­чес­ки от­сут­ству­ют по­ме­хи. В ус­ло­ви­ях по­мех не­воз­мож­но по­лу­чить ме­андр, со­от­вет­ству­ю­щий вход­ной си­ну­со­и­де и, сле­до­ва­тель­но, воз­ни­ка­ет ошиб­ка при под­сче­те час­то­ты.

Ме­то­ды, ко­то­рые су­щес­твен­но луч­ше опи­сан­ных, ос­но­вы­ва­ют­ся на циф­ро­вой об­ра­бот­ке сиг­на­лов. Это ли­бо ме­то­ды, ис­поль­зу­ю­щие циф­ро­вые филь­т­ры, ли­бо ма­те­ма­ти­чес­кие ал­го­рит­мы час­тот­ной де­мо­ду­ля­ции. Мо­де­мы, в ко­то­рых при­ме­не­на циф­ро­вая об­ра­бот­ка сиг­на­лов, об­ла­да­ют по­вы­шен­ной по­ме­хо­ус­той­чи­востью, а их ха­рак­те­рис­ти­ки прак­ти­чес­ки не за­ви­сят от тем­пе­ра­ту­ры ок­ру­жа­ю­щей сре­ды.

АО «КО­НУС» раз­ра­бо­та­ло и вы­пус­ка­ет те­ле­ме­ха­ни­чес­кий мо­дем «КО­НУС», ко­то­рый ис­поль­зу­ет циф­ро­вую об­ра­бот­ку сиг­на­лов, име­ет по­вы­шен­ную по­ме­хо­за­щи­щен­ность. Мо­дем ис­поль­зу­ет для при­ема и пе­ре­да­чи теле­ме­ха­ни­чес­ких дан­ных двух­то­наль­ную час­­тот­ную ма­ни­пу­ля­цию в вер­х­ней пол­осе час­тот те­ле­фон­но­го ка­на­ла на ско­рос­тях от 50 до 300 бод. 

В мо­де­ме ре­а­ли­зо­ва­на циф­ро­вая об­ра­бот­ка сиг­на­лов с ис­поль­зо­ва­ни­ем сиг­наль­но­го про­цес­со­ра фир­мы Texas Instruments.

Кон­фи­гу­ри­ро­ва­ние (на­строй­ка) при­ем­ни­ка и пе­ре­дат­чи­ка на кон­крет­ные ра­бо­чие час­то­ты и уров­ни сиг­на­лов про­из­во­дит­ся с по­мощью пер­со­наль­но­го компью­те­ра, под­клю­ча­е­мо­го к мо­де­му че­рез пос­ле­до­ва­тель­ный порт. Мо­дем мо­жет быть на­стро­ен на лю­бой стан­дар­т­ный ка­нал или, по же­ла­нию за­каз­чи­ка, на ка­нал с не­стан­дар­тны­ми час­то­та­ми. Пос­ле на­строй­ки все па­ра­мет­ры со­хра­ня­ют­ся в энер­го­не­за­ви­си­мой па­мя­ти.

Мо­дем мо­жет быть уком­плек­то­ван встро­ен­ным филь­т­ром ДК-2,4, ко­то­рый пос­тро­ен на ос­но­ве эл­лип­ти­чес­ких филь­т­ров вы­со­ко­го по­ряд­ка. Фильтр обес­пе­чи­ва­ет раз­де­ле­ние пол­осы час­тот на го­ло­со­вую и мо­дем­ную час­ти.
Мо­дем вы­пус­ка­ет­ся в двух­ка­наль­ном ва­ри­ан­те и мо­жет под­клю­чать­ся к двух­про­вод­ным или к че­ты­рех­про­вод­ным ли­ни­ям.

Мо­дем «КО­НУС» пос­тав­ля­ет­ся в ав­то­ном­ном ис­пол­не­нии (внеш­ний) или в ви­де плат (встро­ен­ный), встав­ля­е­мых в сло­ты ПК ти­па IBM PC/AT.

В стан­дар­т­ном ПК мож­но раз­мес­тить до 5 мо­де­мов. Од­на­ко луч­шим вы­бо­ром яв­ля­ют­ся про­мыш­лен­ные компь­юте­ры фир­мы Advantech на ба­зе шас­си IPC-610 (14 сло­тов) или IPC-620 (20 сло­тов).

Важ­ной осо­бен­ностью этих шас­си яв­ля­ет­ся пы­ле­за­щи­щен­ность и виб­ро­ус­той­чи­вость. Один из сло­тов шас­си за­нят про­цес­сор­ной пла­той, ко­то­рая при ус­ло­вии ком­плек­то­ва­ния сис­те­мы мо­ни­то­ром, кла­ви­а­ту­рой и мышью смо­жет обес­пе­чить на­строй­ку и тес­ти­ро­ва­ние мо­де­мов, а так­же на­блю­де­ние (мо­ни­то­ринг) за их ра­бо­той.

Не­сколь­ко шас­си с мо­де­ма­ми мо­гут объ­еди­нять­ся в ком­плек­сы пу­тем их со­еди­не­ния че­рез пос­ле­до­ва­тель­ные пор­ты.

Мо­де­мы «КО­НУС» со­вмес­ти­мы с те­ле­ме­ха­ни­чес­ки­ми мо­де­ма­ми ТГФМ и АПСТ.

Струк­тур­ные схе­мы ор­га­ни­за­ции дис­пет­чер­с­ких ком­плек­сов с ис­поль­зо­ва­ни­ем мо­де­мов «КО­НУС» при­ве­де­ны на рис. 1. ●

В.Б. Чередин, А.А. Григорьев, А.З. Дубовец­кий, А.П. Трещалин – сотрудники АО «КОНУС»

© СТА-ПРЕСС, 2025