Рисунки ТФУПД+

. Примеры графических отображений сигналов и их аналитических выражений
Рис. Аналоговый сигнал	Рис.... Дискретный сигнал	Рис. Цифровой сигнал

Перевод аналогового сигнала в цифровую форму наз. кодированием.

Теорема Котельникова:

-частота дискретизации не должна быть меньше удвоенной верхней частоты спектра аналогового сигнала.

(«Любую функцию f(t), состоящую из частот от 0 до fc, можно непрерывно передавать с любой точностью при помощи чисел, следующих друг за другом через секунд».

Спектральное представление сигнала

Спектр прямоугольного сигнала содержит бесчисленное число гармоник

Всякая изменяющаяся во времени величина (э. д. с, ток, напряженность поля и др.) может быть представлена в виде суммы гармонических (т. е. синусоидальных) колебаний с различными частотами, амплитудами и фазами. Рис.. Периодический сигнал (а) и его приближенное представление (в) суммой синусоид (б). (Здесь присутствует постоянная составляющая, но в разложении других сигналов она может отсутствовать)

Ширина спектра - - разность между частотами верхней и нижней границ спектра

Вид сигнала	Ширина спектра, Гц
Телеграфный	0 - 100	Количество изменений информационного параметра несущего периодического сигнала в секунду измеряется в бодах. 1 бод равен одному изменению информационного параметра в секунду
Передача данных со скоростью 2400 Бод	0 - 2400
Телефонный	300 - 3400
Звукового вещания	50 - 10000
Факсимильный -при скорости 120 мин-1	0 - 1465
Телевизионный	50 - 6000000

Спектры импульсов разной формы

Приведем значения Δt*Δƒ для различных видов сигналов в предположении, что η = 0.9.

-ширина сектра содержащего более 90%энергии,т.е. где η = 0.9.

№	Рис	Название импульса					При ограничении до первого нуля спектра
1.		Прямоугольный	0,9τ	5,1/ τ	0,81/ τ	0,73	1,0
2		Треугольный	0,541τ	5,3/ τ	0,84/ τ	0,46	2,0
3		Косинусоидальный	0,596τ	4,57/ τ	0.73/ τ	0.43	1,5

В инженерной практике ширину спектра сигнала выбирают из условия когда Δt*Δƒ ≈ 1, т.к в этом случае независимо от формы сигнала в спектре содержится более 90% энергии.

Примеры.

Если Tимп = 3млсек, то какая требуется полоса частот, чтобы пропустить основную долю энергии?

_Отв

_{Замечание. С ростом частоты сигнала растет ширина его спектра}

Модуляция и демодуляция

М- изменение по закону изменения информационного низкочастотного сигнала какого-либо одного параметра высокочастотного сигнала (ВЧ несущей) -амплитуды (АМ-модуляция), частоты (ЧМ –----модуляция) или фазы (ФМ – модуляция).

Д - процесс выделения НЧ информационного сигнала из ВЧ модулированного.

Амплитудная Модуляция

Рис.. Временное (слева) и спектральное (справа) представления амплитудной модуляции. а — низкочастотный сигнал; б — переносчик; в — модулирован-ное колебание

Частотно-модулированный сигнал при ЧМ модуляции

Замечание: в спектре однотонального АМ сигнала 3 составляющих

Примеры

Рис 5. а – первичный или информационный сигнал, б – переносчик или высокочастотный сигнал гетеродина, в – сигнал модулированный по амплитуде, г - сигнал модулированный по частоте, д - сигнал модулированный по фазе. Модуляция производится в передатчике и заключается в воздействии на тот или иной параметр колебания (на амплитуду, частоту или фазу), осуществляемом в соответствии с передаваемым сообщением. В результате модуляции сообщение оказывается отраженным (запечатленным) в изменениях того или иного параметра переносчика. Такое колебание называется модулированным

Передача цифрового сигнала по каналу связи

Если сигнал изменяется так, что можно различить только два его состояния, то любое его

изменение будет соответствовать наименьшей единице информации — биту. Если же сигнал может иметь более двух различимых состояний, то любое его изменение будет нести несколько битов информации.

Передача дискретной информации в телекоммуникационных сетях осуществляется тактировано, то есть изменение сигнала происходит через фиксированный интервал времени, называемый тактом. Приемник информации считает, что в начале каждого такта на его вход поступает новая информация. При этом независимо от того, повторяет ли сигнал состояние предыдущего такта или же он имеет состояние, отличное от предыдущего, приемник получает новую информацию от передатчика.

Чем выше частота несущего периодического сигнала, тем выше может быть частота моду-

ляции и тем выше может быть пропускная способность линии связи.

Однако с увеличением частоты периодического несущего сигнала увеличивается и ширина

спектра этого сигнала.

Канал (линия) связи

КС-совокупность технических устройств и среды распространения, обеспечивающих передачу сигналов на расстояние

Передача сигнала по каналу связи со средой распространения на основе металлических проводников (коаксиальный кабель или витая пара) сопровождается эффектами:

1. ослабление сигнала вследствие потерь энергии сигнала при прохождении по каналу связи;

2. искажений сигналов, возникающих из-за не идеальных физических параметров линии связи, тк синусоиды различных частот передаются каналом связи по-разному;

3. внешние помехи вносят свой вклад в искажение формы сигналов на выходе линии;

4. внутренние помехи — так называемые наводки одной пары проводников на другую.

В результате сигналы на выходе линии связи могут иметь искаженную форму .

Эти факты объясняются эффектами прохождения ВЧ сигнала по кабелю связи, который следует рассматривать как линию с распределенными электрическими параметрами -другое название «Длинная линия». Последнее говорит, что ВЧ колебания в этой линии распространяются по ней в виде волн напряжения и тока, длины которых сравнимы с длиной этой линии.