книги из ГПНТБ / Семенов Б.З. Теория средств связи и радиотехнического обеспечения учебное пособие

иустройства средств радиотехнического обеспечения полетов (ОТО). Пособие предназначается для слушателей всех факультетов Военно-

воздушной академии.

Главы I,Htiy ($6.) ■ х (9 2) напноаны инженер-подполковником А.Н.СОШНИКОВЫЙ, главы ш-П - доцентом кандидатом технических наук инженер-полковником Б .S .СЕМЕНОВЫМ.

связи, изучает способы повышения надежности, достоверности, эффек­ тивности и помехоустойчивости связи.

Под связью понимают передачу совокупности сведений из одного пункта в другой - от отправителя к получателю.1 Совокупность све­ дений, подлежащих передаче, составляет сообщение. Источниками со­ общений могут быть человек или какие-либо технические устройства:

и т .д . В зависимости от структуры сообщения разделяются на дискрет­ ные и непрерывные. Типичным примером дискретного сообщения служит текст. Он представляет собой последовательность отдельных (отсюда название - дискретное) букв, цифр и знаков препинания. Речь челове­ ка относится к непрерывным сообщениям, так как звуковое давление, обурловленное работой голооовых связок, изменяется непрерывно.

Сообщения передают двумя способами: путем доставки подвижными средствами (автомобилями, вертолетами, самолетами я до .) или с по­ мощью электрических, световых и звуковых сигналов. Поэтому разли­ чают связь подвижными средствами, электрическую, световую и звуко­ вую.

Общая теория свяги рассматривает закономерности при передаче сообщений с помощью сигналов. Эти закономерности справедливы для всех видов сигналов. Применение того или другого сигнала определя­ ется расстоянием между отправителем и получателем и характером сре­ ды между ними.

Ближняя связь осуществляется с по'мощью всех сигналов. Для даль­ ней связи применимы те из них, которые хорошо распространяются в

данной среде: в воде - ультразвуковые сигналы, под эеилей - электрические, в атмосфере и космосе - электрические и световые,

В авиации иогут использоваться электрические и световые сигналы. Они представляют собой электромагнитные колебания и отличаются друг от друга частотой этих колебаний.

Одна и та же природа обоих сигналов позволяет рассматривать прин­ ципы передачи сообщений на примере использования только одного из

жит передаче, то электрический сигнал - это однозначное электриче­ ское отображение сообщения. По своей форме сигналы весьма разнооб­ разны. В простейшем случае они представляют собой изменяющиеся во времени в соответствии с сообщением напряжение или ток.

Дш преобразования сообщения в сигнал и последующей передачи его в другой пункт и обратного преобразования сигнала в сообщение

технических устройств, обеспечивающих передачу сообщений из одного пункта в другой.' Электрическая система связи состоит из передатчи­ ка, линии связи и приемника. Ке общая блок-схема показана на рис.1.1,

Передатчик преобразует сообщение в сигнал. Под линией связи пони­ мают физическую среду, в которой происходит распространение сигнала от передатчика к приемнику. В приемнике сигнал вновь превращается в сообщение.

Кроме полезного сигнала, приемник принимает и помехи, всегда при­ сутствующие в любой системе связи. Их воздействие на полезный сигнал проявляется в том, что сообщение на выходе приемника не тождественно сообщению на входе передатчика. Степень соответствия принятого сооб­ щения переданному определяет достоверность связи. Способность систе­ мы обеспечивать достоверность связи при наличии помех называется п о м е х о у с т о й ч и в о с т ь ю .

- 5 -

Рио. 1. 1

Другой причиной несоответствия принятого сообщения переданно­

ность связи можно сделать сколь угодно высокой. Однако во всех случаях это потребует соответствующих затрат материального и тех­ нического характера.

Энергия сигнала при распространении его в среде между передат­ чиком и приемником монет концентрироваться в нужных направлениях. Если эта концентрация осуществляется с помощью кабельных, воздуш­ ных или искусственных волноводных линий, то такую сзязь называют проводной. Когда энергия сигнала не концентрируется в нужном на­ правлении или концентрируется при помощи антенн направленного действия, такую связь называют радиосвязью.

Между проводной и радиосвязью нет резкой границы, поэтому та­ кое деление в некоторой степени условно. Так, например, связь при распространении сигнала в естественных волноводах, образован­

ных землей и ионосферой или слоями земли с различными параметрами (подземная связь), относят к радиосвязи. Другим примером является применение однопроводных линий передачи, когда энергия излучается

- 6 -

антеннами направленного действия, как при радиосвязи, а ее кон­ центрация осуществляется при поиощи одиночного провода.

В общей случае процесс превращения сообщения неэлектрической природы в сигнал, имеющий место в передатчике, состоит из трех операций: преобразования неэлектрических величин, представляющих сообщение, в электрические сигналы, кодирования и модуляции. В приемнике все эти операции выполняются в обратном порядке, т .е . сигнал сначала деиодулируется, затем дешифрируется и, наконец, превращается в сообщение.

Составные элементы передатчика и приемника, в которых проте­ кают указанные процессы, приведены на рис. 1 .2 .

Первую операцию преобразования - превращение сообщения в си­ гнал и обратно-выполняют оконечные устройства. Например, в пере­ датчике при передаче речи для этих целей используется микрофон

цифровые индикаторы и т .д .

Оконечное устройство может совмещаться с источником сообщения, как это делается, например, в ЭВМ или магнитофоне (лента - источник сообщения, магнитная гвловка воспроизведения - оконечное устройство). Сигналы, как в сообщения, разделяются на дискретные и непрерыв­

ные. Тексту, передаваемому по телеграфу, соответствует дискретный сигнал, который представляет собой сочетание точек, тире и пауз. При передаче речи звуковое давление на мембрану микрофона непрерыв­ но меняется. В соответствии со звуковым давлением непрерывно изме­ няется и сигнал (рио«иа). Рассмотренные сигналы - дискретный и не­ прерывный - оход* между собой тем, что имеют ограниченный спектр.

Согласно теореме В.А.Котельникова любой непрерывный сигнал с ограниченным спектром и конечной длительностью можно представить в виде последовательности импульсов, т .е . нет необходимости переда­ вать все значения этого сигнала, а достаточно передать только от­ дельные ei4) мгновенные значения.

Преобразование непрерывного сигнала в виде дискретного называют квантованием, которым пользуются, в частности, при создании импульс­

- 7 -

ных систем связи. Квантование различают по времени м уровню. Оно монет быть н комбинированным. Как покааано на рис.1 .3 ,а при кван­ товании по времени амплитуды равноотстоящих импульсов соответству­ ют значениям сигнала в моменты их появления. Моменты появления им­ пульсов называются тактовыми точками. Интервал между импульсами зависит от максимальной частоты сигнала ^ т а х и определяется из неравенства:

При квантовании по уровню (рис.1 .3 ,б) непрерывное значение си­ гнала заменяется дискретными значениями уровней, равноотстоящих

функции (сигнала) заменяется ближайшим уровнем квантования. Различные значения дискретного сигнала или квантованного непре­

рывного сигнала можно пронумеровать и передавать в виде чисел или представить в виде комбинаций из более простых элементарных сигна­ лов, которые приемник достоверно отличает один от другого.

образования сообщения в сигнал. Оно производится с целью повышения помехоустойчивости и скрытности связи и осуществляется с поиощыо кодирующего устройства.

Согласно коду каждой букве, цифре, вспомогательному знаку или каждой амплитуде импульса квантованного непрерывного сигнала соот­ ветствует своя комбинация элементарных сигналов. Элементарные си­ гналы при кодировании называют э л е м е н т а м и к о д а .

Различают равномерные и неравномерные коды. В равномерных кодах элементарные сигналы равны по длительности и каждая комбинация со­ стоит из одинакового числа элементов. Кодовые комбинации неравно­ мерных кодов имеют различное число элементов, а сами элементы мо­ гут отличаться по длительности.

Примером неравномерного кода является код Морае, комбинации которого составляются из точек, тире и пауз.

Равномерные коды нашли более широкое применение, так как при их использовании проще автоматизируются процессы кодирования и дешиф­ рирования. Количество различимых элементов кода называют его осно­

Общее число возможных комбинаций определяется по формуле: