Тема 1.2. Основные виды сигналов

Электрические сигналы детерминированные, случайные. Гармонические сигналы. Периодические сигналы, непрерывные и дис­кретные. Непериодические сигналы. Спектральные диаграммы. Ши­рина спектра. Сигналы с ограниченной шириной спектра. Цифровые сигналы.

Студент должен:

знать:

виды сигналов, их параметры и характеристики;

спектр сигналов;

основные понятия об импульсной передаче непрерывных сигналов.

При изучении данного материала, изложенного в [1, 2.1—2.6], необ­ходимо усвоить такие основные понятия, как: сигнал детерминированный и сигнал случайный, их отличие, сигнал непрерывный (аналоговый) и дис­кретный, периодический и непериодический сигнал, импульсный сигнал, последовательность импульсов, длительность импульса, скважность, час­тота следования, спектр импульса, спектр последовательности импульсов.

Следует иметь в виду, что для передачи информации используются не детерминированные, т. е. полностью известные, а случайные (неизвестные заранее) сигналы, поскольку заранее известный сигнал не несет никакой информации. Но детерминированный сигнал используется в качестве ис­пытательного. По изменению его параметров, обнаруживаемых, например, на выходе канала, судят о характеристиках последнего. Кроме того, де­терминированный сигнал может использоваться и в качестве переносчика, т. е. несущего колебания, когда один или несколько параметров его явля­ются ин­формационными.

Необходимо обратить внимание на связь формы сигнала с его спек­тром [1, 2.3]. Например, гармонический сигнал, частный случай периодического, имеет только одну составляющую в амплитудном спектре (как и в фазовом), а непериодический, который может быть представ­лен периодической функцией с бесконечно большим периодом Т, имеет непрерывный спектр, поскольку расстояние между его спектральными линиями стремится к нулю: w= 2π Т. Реальные сигналы имеют конеч­ную длительность и ограниченную полосу частот.

Это дало возможность В. А. Котельникову доказать, что, непре­рывный сигнал может быть представлен конечным числом своих мгно­венных значений. На основе этого осуществляется дискретизация не­прерывных сигналов.

Тема 1.3. Цифровые методы передачи сигналов

Сущность теоремы В.А. Котельникова. Квантование, шаг квантования. Дискретизация непрерывных сигналов. Кодирование дискретных сообщений. Коды простые, избыточные. Структур­ная схема цифровой системы передачи; назначение элементов. Формирование импульсно-кодовой модуляции. Ошибка квантования. Дельта-модуляция.

Студент должен:

знать:

сущность теоремы В.А. Котельникова;

принцип формирования избыточных кодов;

сущность импульсно-кодовой модуляции;

уметь:

производить операцию квантования;

определять минимальные кодовые расстояния о конкретных кодах;

использовать двоичную систему при формировании цифрового сиг­нала;

иметь навыки:

по определению разрешенных значений при квантовании;

по отличию простых и избыточных кодов;

по определению значности двоичного кода при квантовании.

Для успешного усвоения этой темы следует изучить материал, изло­женный в [1, 2.6]. Необходимо понять сущность дискретизации сигналов по времени и квантования по уровню; уяснить, что такое шаг квантования и шум квантования. Для этого необходимо усвоить теорему В.А. Котель­никова и условия, при которых непрерывный сигнал может быть точно восстановлен по соответствующему ему дискретизированному сигналу.

Содержание этой темы следует рассматривать как часть основ теории передачи информации, поскольку кодирование - непременная операция на входе системы передачи информации.

При изучении материала темы необходимо усвоить основные понятия: кодирование, код, код равномерный, неравномерный, простой, избыточ­ный. Важно уяснить такие понятия, как основание и значность кода, кодо­вая комбинация, кодовое слово, кодовое расстояние [1, 16.4]

Для усвоения принципов формирования цифровых видов модуляции необходимо понять принцип кодирования. Обратите внимание на последо­вательность преобразования непрерывного сигнала в цифровой (дискрет­ный) при ИКМ.

При изучении дельта-модуляции важно проработать рис. 16.11 в [1, 16.4].