Белорусский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

уНИВЕРСИТЕТ транспорта

Кафедра « Системы передачи информации »

В. С. КОСТРОМА В.Н. ФОМИЧЕВ В.Г. ШЕВЧУК

Спектры видеоимпульсов

Пособие для самостоятельной работы студентов

специальности « Автоматика, телемеханика и связь

на железнодорожном транспорте » по дисциплине

« Теоретические основы транспортной связи »

Гомель 1998

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА

Кафедра « Системы передачи информации »

В.С. КОСТРОМА В.Н. ФОМИЧЕВ В.Г. ШЕВЧУК

СПЕКТРЫ ВИДЕОИМПУЛЬСОВ

Пособие для самостоятельной работы студентов

специальности «Автоматика, телемеханика и связь

на железнодорожном транспорте »

по дисциплине « Теоретические основы

транспортной связи »

Одобрено советом электротехнического факультета

Белорусского государственного университета транспорта

Гомель 1998

УДК 656.254(075.8)

КОСТРОМА В. С., ФОМИЧЕВ В. Н., ШЕВЧУК В. Г.

Спектры видеоимпульсов:Пособие для самостоятельной работы студентов/ Белорус. гос. ун-т. транспорта - Гомель,1998. - с.

Рассматриваются вопросы определения спектров видеоимпульсов различной формы. Приведены примеры расчетов и практические задания для самостоятельного изучения материала.

Предназначено для студентов электротехнического факультета и факультета безотрывного обучения.

Илл. 12, табл. 1, список лит. 6 назв., 2 прилож.

Рецензент - Заведующий кафедрой

« Автоматика и телемеханика »

БелГУТа докт. техн. наук,

профессор Бочков К.А.

cВ. С. Кострома, В. Н. Фомичев, В. Г. Шевчук ,1998

Введение

Сигналами в широком смысле называют всевозможные носители сообщений. В узком смысле сигналами чаще называют лишь колебания электрического тока (напряжения), электромагнитные волны или механические колебания упругой среды, распространяющиеся на расстояние и несущие сообщения.

Сигналы формируются путем изменения тех или иных параметров физического носителя по закону, определяемому сообщением.

Сигналы классифицируются по следующим признакам:

1. По роли в передачи данной конкретной информации. Разделяются на полезные и мешающие сигналы. Полезные сигналы переносят сообщения, а мешающие сигналы (помехи) искажают их.

2. По степени определенности ожидаемых значений.

Выделяют случайные и детерминированные сигналы. Случайные сигналы описываются случайными функциями времени, детерминированные- заданными функциями времени. Среди детерминированных сигналов выделяются периодические и непериодические.

3. По особенности структуры временного представления. Все сигналы делятся на дискретные и непрерывные. Элементы дискретных сигналов имеют четкие границы. Математически дискретные сигналы описываются разрывными функциями времени.

4. В зависимости от особенностей спектрального представления все сигналы можно разделить на узкополосные и широкополосные ( по ширине спектра сигнала относительно средней частоты спектра), а также на низкочастотные и высокочастотные (по величине частот спектральных составляющих).

5. По значению, которое имеют сигналы в процессе модуляции, их можно разделить на модулирующие (первичный сигнал, который модулирует переносчик ) или модулируемые (переносчик).

6. По принадлежности к тому или иному виду связи различают телеграфные, телефонные, радиовещательные, телевизионные, радиолокационные и другие сигналы.

Каждый класс сигналов имеет свои особенности и требует специфических методов описания и исследования. Поэтому в теории каждому классу сигналов соответствует свое математическое представление, своя математическая модель.

Математической моделью сигнала называют его описание с помощью математических объектов (функций, векторов, распределений и т.д.), позволяющих делать выводы об особенностях сигнала.

Реальные сигналы весьма сложны и конкретны, а описывающие их математические объекты- абстрактны. Поэтому между сигналом- оригиналом и его моделями не удается получить полного совпадения во всех отношениях. Любое математическое описание сигнала является упрощением реального сигнала. Такое упрощение может быть достигнуто путем сосредоточения внимания на наиболее важных обстоятельствах (зависимостях) и исключения остальных, для данного исследования несущественных.

Для математического моделирования сигналов могут быть использованы формулы, функциональные зависимости, графики, уравнения, таблицы, законы распределения вероятностей и т.д.

Наиболее распространенными способами представлений (описаний) сигналов являются временное, спектральное, статистическое, геометрическое и аналитическое.

1 Основные характеристики импульсов

Различают импульсы высокочастотных колебаний, называемые радиоимпульсами и видеоимпульсы, не связанные с высокочастотными колебаниями. В дальнейшем при отсутствии оговорок под импульсами следует понимать видеоимпульсы положительной или отрицательной полярности.

Различают одиночные импульсы и импульсные последовательности. В первом случае полезные функции импульсов не связаны с их повторяемостью. Во втором случае представляют интерес не только отдельные импульсы, но также и их совокупность. При этом на практике приходится оперировать как с регулярными (периодическими), так и нерегулярными (случайными) последовательностями импульсов.

Резкий подъем импульса называется фронтом, резкий спад- срезом, а верхняя часть- вершиной. Иногда после среза импульса наблюдается выброс противоположной полярности, за которым может следовать медленно меняющаяся часть, называемая хвостом импульса.

Основные параметры импульсов:

- амплитуда импульса , А;

- спад вершины, А;

- относительный спад, А/А;

- длительности импульса, фронта и среза, ,и .

Отсчет временных интервалов производится на некоторых условных уровнях. При четкой фиксации моментов, определяющих временные интервалы, имеют в виду длительность по «основанию» . Большей частью говорят об активных длительностях фронта и среза, отсчитанных между уровнями 0.9Аи 0.1А. Активная длительность импульса соответствует отсчету на уровне 0.5А. Для импульса прямоугольной формы =. В случае импульса более сложной (не «гладкой») формы вводятся дополнительные характеристики о величинах выбросов.

Для удобства математического описания реальные импульсы заменяют близкими по форме идеализированными импульсами простой геометрической формы.

Периодические импульсные последовательности характеризуются периодом повторения, , частотой повторения , и скважностью,.

Встречаются квазипериодические последовательности импульсов, в которых временной интервал и, следовательно,остаются не постоянными, а варьируются (например, при импульсно-кодовой модуляции).

Моменты появления импульсов могут также быть случайными (случайные последовательности).

На рисунке 1 показаны основные параметры импульсов.

0

Рисунок 1