8. Управляющие сигналы (ус), их параметры и спектры. Импульсные управляющие сигналы (иус).

НЧ сигналы, несущие информацию (изменяющиеся по закону передаваемого сообщения) и используемые для модуляции ВЧ называются УС. По форме различают НУС и импульсные УС.

Совокупность гармонических колебаний, на которые можно разложить сложный сигнал, назыв. спектром этого сигнала, различают амплитудно-частотный (АЧС) и фазо-частотный спектр (ФЧС).

Для построения АЧС по оси абсцисс откладываются частоты гармонических колебания, образующих спектр, по оси ординат – из этих точек строят ┴ отрезки, длины которых пропорц. амплитуде соотв. гармонических составляющих. ФЧС – аналогично АЧС. Спектр сигналов дает достаточно ясное представление об этих сигналах. ФЧС не рассматривается, а вместо термина «АЧС» используется «спектр».

Спектры однотонального и многотонального сигнала имеют вид

Спектр сложного многотонального сигнала богаче однотонального и занимает полосу частот. Ширина этой полосы (ширина спектра ∆f_C), позволяет сравнивать различные виды управляющих сигналов, которые подразделяются на широкополосные и узкополосные.

Для различных сигналов величина ∆f_C определяется по-разному. Если спектр сигнала ограничен частотой тона f_max и f_min, то ∆f_C находится по формуле ∆f_C= f_max – f_min

Если спектр сигнала имеет неограниченную ширину, то в этом случае пользуются понятием активной ширины спектра – полоса частот, охватывающая наиболее интенсивные гармоники, в пределах которых содержится 95% энергии всего сигнала. Ширина спектра является важной характеристикой сигнала, она определяет полосу пропускания цепей, по которым передается сигнал.

Звуковой многоканальный сигнал, восприним. ухом чела имеет полосу частот 16 Гц ÷ 20 кГц и считается узкополосным. ТВ сигнал имеет частоты от 10-ов Гц до 4-5 МГц и явл. широкополосным.

ИУС применяются в р/связи для управления сигналами ВЧ, для кодирования и преобразования информации. По форме различают импульсы прямоугольной, трапецеидальной, пилообразной и экспоненциальной формы.

Осн. параметрами импульсов и их последовательностей явл. амплитуда U_m, длительность t_И, длительности фронта и среза t_Ф и t_C, период повторения Т_П, частота повторения F_П=1/Т_П, скважность Q=Т_П/t_И, коэф. заполнения γ=1/Q.

ИУС явл. широкополосными, в их состав входят множество гармоник, для которых трудно указать граничную частоту.

Рассмотрим спектры ИУС. Спектры одиночных импульсов сплошные, а последовательностей - линейчатые. Эти спектральные характеристики имеют особенности: 1) симметричны относительно начала отсчета частоты; 2) ширина спектра зависит от длительности импульсов Δf_C=1/t_И.

(2) имеет оч. важное значение в р/связи, т.к. полоса пропускания р/технич. устройства должна соответствовать ширине спектра обрабатываемого сигнала, иначе сигналы искажаются.

Согласно теор. Котельникова непрерывный сигнал U(t) с гармонич. составляющими от f_min до f_max полностью определяется его дискр. значениями, взятыми через интервалы времени Δt=1/(2f_max), т.о. происходить дискретизация сигнала или его квантование по времени (а можно по уровню или вместе).

Дискретизация существенно сокращает объем передаваемой информации. ИУС явл. основными видами сигналов в цифр. сигналах широкое использ. в совр. в системах связи.