ТКз-12 (Общая теория связи, часть 1) / 15

1

10.ПЕРВИЧНЫЕ СИГНАЛЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

Внастоящее время каналы электросвязи используются в основном для передачи речевых, вещательных, телевизионных, факсимильных, телеграфных (передача данных) сигналов. Все они получили название первичных сигналов электросвязи. Ниже приводится краткое описание этих сигналов.

Речевой (телефонный) сигнал. Речь является случайным процессом. Первичные речевые сигналы, формируемые электроакустическими преобразователями – микрофонами, представляют собой реализации этого процесса. Статистические характеристики речевого сигнала получают усреднением результатов измерений как по множеству, так и по времени. При этом пользуются рекомендациями МККТТ.

Абсолютный динамический уровень речевого сигнала L носит название волюм и измеряется специальным квадратичным вольтметром (волюмметром) с временем усреднения 200 мс. За нулевой уровень приняты

Р0=1 мВт, U0= 0,775 В при сопротивлении нагрузки 600 0м. Одномерная плотность вероятности волюмов различных абонентов близка к нормальной.

Спектральная плотность мощности речевого сигнала имеет максимум на частоте 300...500 Гц и простирается от 50...100 до 8000....10 000 Гц. Однако установлено, что качество речи вполне удовлетворительно при ограничении спектра частотами 300 ... 3400 Гц.

Качество восприятия речевого сигнала определяется разницей уровней сигнала и помех, поступающих на вход телефона. При телефонной связи равные по уровню (мощности) помехи различной частоты оказывают различное влияние на качество вследствие частотной зависимости чувствительности уха. Чтобы учесть это различие, помехи при измерениях пропускаются через специальный взвешивающий псофометрический фильтр. Мощность помех, измеренную на выходе такого фильтра, называют псофометрической. В полосе 0,3...3,4 кГц средний уровень псофометрических помех на 2,5 дБ (или в 1,78 раза) меньше, чем для помех с равномерным спектром. Значение 2,5 дБ называют псофометрическим коэффициентом шума. Защищенность речевого сигнала от шума должна быть не менее 21 дБ.

Сигнал звукового вещания. Источниками звука при передаче вещательных программ обычно являются музыкальные инструменты или голос человека. Это также реализации случайного процесса. Для их качественного восприятия и полоса частот, и отношение сигнал-шум должны быть больше, чем для речевых сигналов. Характеристики псофометрического фильтра здесь несколько другие, псофометрический коэффициент –

6 дБ.

2

Телевизионный сигнал. В телевидении первичный сигнал формируется методом развертки. По принятому в СССР стандарту число строк 2 х 625. Передача движущегося изображения сводится к последовательной передаче кадров. В секунду передается 25 кадров, чтобы избежать мерцания на экране приемной трубки (кинескопа), стандартом предусмотрена чересстрочная развертка в виде двух полукадров. Первый полукадр – передача нечетных строк, второй – передача четных. Число передаваемых строк в секунду nz=15625, время передачи одной строки – 64 мкс.

Для синхронизации лучей приемной и передающей трубок необходима передача вспомогательных импульсов (синхронизирующих и гасящих обратный ход). Электрический сигнал, включающий в себя сигнал изображения и управляющие импульсы, называется полным телевизионным сигналом. Он состоит из случайного сигнала яркости и цветности (квазистационарный случайный процесс) и детерминированных вспомогательных импульсных сигналов.

Помехи вызывают на экране кинескопа светлые или темные штрихи и пятна. При значительных помехах изображение видно как бы сквозь пелену мерцающих светлых и темных точек. Наблюдаются срывы кадровой и строчной синхронизации.

Согласно рекомендациям МККТТ, при изменениях мощности помехи в полосе телевизионного сигнала необходимо учитывать частотную чувствительность глаза. Для этого применяется специальный взвешивающий фильтр. На выходе такого фильтра уровень помехи на 9 дБ меньше, чем на его входе. Измерения проводятся для помехи с равномерным спектром. Защищенность телевизионного сигнала от взвешенной помехи должна быть не хуже 57 дБ.

Факсимильный сигнал. Факсимильной связью называется передача неподвижных изображений (рисунков, чертежей, фотографий, текстов, газетных полос и т. д.) по каналам электросвязи. Первичные факсимильные сигналы получают в результате электрооптического анализа, заключающегося в преобразовании светового потока, отражаемого элементарными площадками изображения, в электрические сигналы. Как и в телевидении, здесь сигнал формируется методом развертки. Развертка обычно получается электромеханическим способом.

Передающий факсимильный аппарат имеет барабан, на который накладывается изображение. На поверхность изображения проецируется яркое светлое пятно, перемещающееся вдоль оси барабана. Вращение барабана и смещение пятна обеспечивает развертку. Отраженный световой поток принимается фотоэлементом. В его цепи появляется ток, мгновенные значения которого определяются отражающей способностью элементов изображения.