1 Загальні поняття про системи електрозв’язку

Галузь науки “Теорія електричного зв’язку” вивчає загальні закономірності передавання інформації на відстань. Об'єктом вивчення є система електричного зв'язку.

Система електричного зв’язку забезпечує передавання інформації на відстань за допомогою електричних сигналів. Проблема передавання інформації на відстань формулюється так: є джерело інформації (людина, комп'ютер тощо), що володіє деякою інформацією, яку необхідно передати віддаленому отримувачу. Ця інформація повинна бути передана із заданим рівнем вірогідності й із припустимою затримкою. Для обговорення цієї проблеми ми визначимо основні поняття: інформація, повідомлення, сигнал(п. 1.1) і канал зв'язку(п. 1.3).

1.1 Визначення основних понять

Інформація– сукупність знань щодо деякого процесу, подій, предмета, які зменшують невизначеність, що була в отримувача до одержання ним цих знань. Для передавання або зберігання інформації використовуються різні знаки (або символи), які дозволяють представляти її в деякій формі.

Повідомлення– матеріальна форма подання інформації. Насамперед, повідомлення – це набір знаків, які представляють інформацію. Передавання повідомлень на відстань виконується за допомогою сигналу.

Сигнал– фізичний процес, яким представлене повідомлення і який використовується для передаванняінформації на відстань. Сигнал може бути електричним, звуковим або світловим. У теорії електричного зв'язку (за замовчуванням) сигнал – це електричний струм, напруга або напруженість електричного поля, яким представлене повідомлення, що передається.

Інформаційна система– система, що функціонує на основі використання інформації і за допомогою технічних засобів виконує одну або кілька таких функцій, як збирання, передавання, перетворення, накопичення, зберігання та оброблення інформації. Окремий клас інформаційних систем складають системи електричного зв’язку.

Система електричного зв'язкузабезпечує передавання повідомлення з певною якістю відджерела повідомленьдоотримувача повідомлень. Система електричного зв’язку може забезпечувати одностороннє передавання повідомлень (мовлення) або двостороннє передавання повідомлень (зв’язок). У першому випадку має місце симплексне (тільки одностороннє) передавання, у другому випадку має місце двостороннє передавання: повний дуплекс – система забезпечує одночасно приймання іпередавання повідомлень; напівдуплекс – система забезпечує приймання і передаванняповідомлень почерзі.

Узагальнену схему системи електричного зв’язку для одностороннього передавання повідомлень наведено на рис. 1.1. Тут а(t) – повідомлення, що передається; – повідомлення, що приймається; b(t) – первинний сигнал; – прийнятий первинний сигнал. У випадку дуплексного передавання необхідно два набори блоків, показаних на рис. 1.1.

Джерело інформації видає її повідомленнями. Характеристики повідомлень значною мірою визначають побудову обладнання для їх передавання; тому говорять “джерело повідомлень”, замість “джерело інформації”; аналогічно говорять “отримувач повідомлень”, замість “отримувач інформації”.

1.2 Повідомлення й первинні сигнали

Усі повідомлення діляться на неперервній дискретні.

Дискретне повідомленняскладається з послідовності окремих знаків. Кількість різних знаків є скінченою. Ці знаки утворюють алфавіт джерела. Приклад типового дискретного повідомлення – текст. Перетворення дискретних повідомлень в електричні сигнали полягає в їх кодуванні, що виконується кодером джерела. Кодування повідомлення виконується на основі коду. Код– це правило або таблиця, на основі якого кожному знаку повідомлення ставиться у відповідність кодова комбінація (набір двійкових символів) (рис. 1.2). У результаті кодування одержують первинний цифровий сигнал(рис. 1.3, а). Зворотне перетворення первинного цифрового сигналу в повідомлення називається декодуванням і виконується декодером джерела (рис. 1.1). Основна характеристика цифрового сигналу – його швидкість R, біт у секунду (біт – коротка назва двійкових символів). На рис. 1.3,апозначеноТ_б= 1/R– тривалість біта.

Неперервне повідомленняявляє собою зміну деякої неперервної за часом величини (наприклад, звукового тиску). Перетворення неперервних повідомлень в електричні сигнали виконується різними перетворювачами (датчиками) (наприклад, мікрофоном). У результаті перетворення отримують первинний неперервний (аналоговий) сигнал(рис. 3, б). Основна характеристика неперервного первинного сигналу в теорії електричного зв’язку – максимальна частота його спектраF_max, що характеризує швидкість його зміни.