Цифрлық байланыс жүйесі

Жұмыстың мақсаты: дискретті және аналогтық сигналдарды беретін цифрлық жүйенің негізгі түйіндерімен танысу. Модуляциялаудің және кодалаудың әр түрлігіне байланысты жүйенің жеке блоктарындағы сигналдарды өзгерту.

Теориядан қысқаша мәлімет

Ақпарат берудің цифрлық жүйелері. ТЧ каналдарын құрайтын көпканалды ақпарат беру жүйелері, көп түрлі байланыстарды ұйымдастыру үшін қолданылатын желінің негізін құрайды. Бұл каналдарды жиілігіне қарай бөлетін жүйе болып табылады, себебі, оларға каналдарды бөлуге жабылмайтын жиілік диапазондары қолданылады. Каналдарды уақытша бөлу жүйелері бар, көпканалды беру жүйелерін құру кеңінен қолданылады. Бұндай жүйелерде каналдарды уақытша бөлумен бірге аналогтық сөздік сигналдар дискреттік (цифрлық) сигналдарға өзгереді. Мұндай жүйелерді импульстік-кодтық модульдеу немесе цифрлық деп атайды. Берудің цифрлық жүйелері ұғымы ИКМ-мі бар беру жүйесі ұғымынан кеңірек, себебі онда аналогтық жүйелерді цифрлыққа өзгертудің бірнеше түрін қолдануға болады (мысалы таңдаумен дискретттеу, әртүрлі және дельта-дискреттеу). Аналогтық сигналды беруге арналған U_t алғашында дискреттенуге ұшырайды-Dt уақыт интервалымен жүретін тізбекті импульстардың кернеулік амплитудасын u (kDt) ауыстыру. Соңынан U(kDt) мәні квантталады. 0 ден U_max –аралығында кез-келген мән қабылдай алатын U(kDt) мәні жақын мәнге ауыстырылады, DU-ға. Мұндай мәндер 0-ді қоса алғанда 2r-болады. Шындығында r сегіз немесе жетіге тең. U(kDt) кванттық мәні r-элементті екілік кодпен кодтталады. r =3 болғанда әртүрлі мәндегі U және соған сәйкес r-элемментік екілік кодтық комбинациялардың саны сегізге тең болады. Аналогтық сигналдар ұшырайтын өзгерістерге; мысалы телефон байланысы немесе цифрлық линиялы телеметрия байланысы кезінде аналогты-цифрлық немесе цифрлық- аналогтық деп атайды.

Цифрлық беру жүйесіндегі сигнал өзгерістерінің тізбектілігін қарастырайық. Беруші жақта бірполярлы импульстар кезекті полярлы импульстарға ауысатын тағы бір ИКМ-ЧП түрлендіруі жасалады. Бұл кодты полярлы бірліктің кезектесу коды деп атайды.

Ақпаратты беру жүйелерінің сапа көрсеткіштері.

Байланыс құралдарының мүмкіндіктерін анықтайтын тарату трактының сапасын көрсеткіштері комплексті және байланыс құралының түріне, қолданылуына тәуелді. Телефон байланысы кезінде дауыстың танымдылығы және сөздердің анықтылығы, жылдамдық, байланыстың тұрақтылығы және сенімділігі қамтамасыз етілуі тиіс. Сөздердің анықтылығы дұрыс берілген мәлімет элементтерінің пайызымен өлшенеді. Олар буындар анықтылығы, сөз және сөйлем анықтылығы болып бөлінеді. Буындар анықтылығы 55-80% аралығында жатса трактың сапасы жақсы болып есептеледі. Бұл жағдайда сөз анықтылығы 90-100% аралығында жатып, ал сөйлем анықтылығы шамамен абсолютті болады және танымдылық қамтамасыз етіледі. Бірақ әрбір тарату трактының сапасын анықтаған кезде анықтылықты белгілеу тәжірибесі қиынға соғады. Сондықтан, екпіндік жиілік каналына жақсы анықтылықты автоматты түрде қамтамасыз ететін, талаптар қойылған. Негізгі талаптарға мыналар жатады арнаның сөнуі 800Гц жиілікте,беріліс сигналының 300-3400Гц аралығындағы жиілік жолында 17дБ аспауы тиіс(каналда 17дБ күшейтілуі болуы тиіс). Бұл сөну қалдықты деп аталады. Басқа тарату сигналдарының жиілік диапазонындағы қалдық сөнудің ауытқуы белгілі бір шектерден аспауы тиіс. Байланыс трактының максималды ұзындығында нольдік өлшеу деңгейіндегі бөгеудің псофометриялық қуаты 50000 мВт-тан аспауы тиіс. Жиілік құраушыларын өлшемеген жағдайдағы қуаттың сәйкес мәні 87000 мВт болуы тиіс. Соңғы мәнді өлшенбеген деп атайды, бұл каналдың мәліметтер таратуға қолданған жағдайында оның сапасын анықтайды. Мәліметтерді ТЧ каналдарына тарату кезінде қосымша талаптар беріледі. Арнаның мінездемелерін қанағаттандыруы тиіс талаптар тізімін норма деп атайды. Нормаларды халықаралық телефония және телеграфия жөніндегі комитеті (МККТТ) қояды және осы ұйымға мүше елдер үшін міндетті болып табылады. Сөздердің анықтылығын қамтамасыз ететін телофон каналдарының бар болуы, барлық мәселені шешпейді. Абонентті керекті корреспондентпен тез, әрі мүлтіксіз қосу қажет. Бұл қажеттілік дәрежесі, қызмет көрсету сапасымен анықталады. Соңғысы сол бағыттағы арнаның санына, АТС-тағы қосу приборларының санына және қызмет көрсетуге шақыру легіне тәуелді болып табылады.

Негізнде, абоненттерден түскен барлық шақырылымдарға лезде қызмет көрсетілмейді. Кейбір абоненттерді қосуға бас тартады немесе ұзақ уақыттан соң қосады. Бұл жерде бас тарту (жоғалту пайызы) сапаны анықтайды. Дұрыс хабардың дұрыстап алынбауымен (қателік мүмкіндігі) есептеледі. Қателік мүмкіндігінің рауалы мәні байланыс түрі және көрсеткіштер мінездемелеріне тәуелді болып табылады.Телеөлшеу кезіндегі сапа көрсетікіші қате болып табылады – бұл өлшенетін көрсеткіштің нақты мәнінен беріліс нәтижесінің ауытқуы болып саналады. Өлшенетін ақпаратты тарату кезіндегі пайда болатын нәтижелендіретін қателікті, бөгемелік және динамикалық деп айырады. Көп жағдайларда, екі құраушы да кездейсоқ “мінез” көрсетеді. Бөгемелік құраушы, қалыпты және аномальды болып бөледі. Қалыпты құраушы тұрақты әсер ететін бөгемдерден туатын салыстырмалы түрде үлкен емес қателік. Бұл өлшемелі ақпараттың дәлдігін сипаттайды. Аномальды құраушы - радиоарналардағы бөгеулдердің эпизодтық ұлғаюынан және байланыс тізбегіндегі басқа ішкі бөгеулдерінен туындайтын, қалыпты емес қателік. Аномальдік қателіктер байланыстың сенімділігін сипаттайды. Байланыс жүйесінің дұрыс таратуларды қамтамасыз ете алу қабілетін, бөгелуілге орнықтылық деп атайды.

Зертеліп жатқан тізбектер мен сигналдардың қысқаша сипаттамасы

Жұмыс кезінде функциональдық сызбасы 1.2.1 - суретінде көрсетілген ауыспалы блогы бар «МОДУЛЯТОР – ДЕМОДУЛЯТОР» әмбебап стендтары қолданылады.

Байланыс жүйесінің моделі ішкі тұйықтаушылармен жалғанған Кодер-1, модулятор, байланыс арнасы, демодулятор, декодер-1,стендтің функциональді түйіндері және ауыспалы блоктар жинағы болып табылады. Кодер-1-де кез-келген символсыз комбинацияны қолмен теру жүзеге асырылады, соңынан ол БЕРІЛДІ деген жазумен светодиодты индикаторда пайда болады.

МОДУЛЯТОР манипуляцияның негізгі түрлерінің бірін іске асырады.(АМ,ЧМ,ФМ и ОФМ). «0» түріндегі модульдеуді орнатқан кезде модулятордың шығысы, оның кірісімен жалғанған. Байланыс арнасы СИГНАЛДАР КӨЗІ блогындағы ГШ ұясынан модулятордың шығысына түсетін сигналдар мен шуылдың қосындылағышы болып табылады. ДЕМОДУЛЯТОР манипулярланған сигналды төменжиілікті цифрлық сигналға айналдырады. Осы тактылық интервал аралығында қандай символ берілгендігі туралы шешім шешуші құрылғының салыстырғышында қабылданып келесі шешімге дейін есте сақтау ұяшығында сақталады.ауыстырмалы блоктағы φ тумблері тірек тербелістерінің фазасын не «0»-ге.(қабылданатын сигналдың фазасына қарай) не π-ға қояға мүмкіндік береді. Модулятордың қалыпты жұмысы үшін φ=0 болуы тиіс. Шектерді қолмен қою потенциометрі (тек қана АМ үшін) барлық уақытта, жеке келісілген жағдайларды есептемегенде, сол жақ шеткі жағдайында болуы тиіс. Бұл жағдай да светодиод жанбайды және шектер автоматты түрде қойылады.

ДЕМОДУЛЯТОР-дан кейін қабылданған екілік тізбек ДЕКОДЕР-1-дің кірісіне түсіп бағанада ҚАБЫЛДАНДЫ деген жазумен көрсетіледі. КОДЕР-1-де терілген цифрлық сигналдарды қабылдаған кезде ДЕКОДЕР-1 қажет емес.

Цифрлық байланыс жүйесі арқылы аналогтық сигналдарды тарату үшін КОДЕР-1 төменірек орналаласқан АЦП блогімен, ал ДЕКОДЕР-1 цифроаналогтық түрлендіргішпен ауыстырылады(ЦАП). Стендтің ЦАП және АЦП блоктары әр түрлі разрядтықпен жұмыс істей алады (3, 4 ,5 және 8 разрядтар). Сегізразрядты түрлендіру разрядтарды ауыстырып-қосқышының батырмаларының сығылған уақытында пайда болады. АЦП блогында 2 кіріс болады- ашық () және жабық (), және 2 шығысы болады- негізгі (оң жақ ұя) және кіру сигналының уақытымен дискреттелген шығыс (төменгі ұя). ЦАП блогы стендтің оң жақ бөлігінде орналасқан. АЦП және ЦАП-тың тікелеу жалғанған кезінде  тумблері  = Т жағдайына қойылуы тиіс, ал демодулятор және модуляторні қолданған жағдайда  = 0 болуы тиіс, себебі демодулятор бір тактылық интервалға бөгеліс жасайды. ЦАП блогында 2 шығыс болады: 1-шығыста баспалдақты сигнал қалыптасады, ал 2-шығыста ФНЧ-дан кейінгі сигнал қалыптасады.