Методы и средства передачи информации (Лекция №7)

При падении на узел волны с напряжением u пад , движущейся по линии с

волновым сопротивлением Z B , напряжение и ток в этом узле будут такими же,

как и при подключении источника напряжения 2 u пад с внутренним сопротивле-

нием Z B непосредственно к рассматриваемому узлу.

Схемы замещения для расчета напряжения u 2 и тока i 2 в узлах цепей, по-

казанных на рис. 7.11, а и б приведены на рис. 7.13, а и б.

можно найти распределение напряжения и тока вдоль линии в любой момент времени при помощи выражений (7.9)

Прошедшую волну можно рассчитать, получив в схемах замещения (в нашем частном случае, в схемах рис. 7.13, а и б) токи и напряжения на элементах Z B2 и Z B3 . Эти токи и напряжения − есть значения прямых волн в линиях, при-

соединенных к узлу в сечении узла. Вид волн в произвольных сечениях этих линий запишется с применением выражений бегущей волны (7.9).

21

Задача расчета волн может быть решена с применением операторного метода. При этом зависимость между изображениями напряжения u 2 и тока i 2 ,

соответственно, U 2 ( p ) и I 2 ( p ) представляется в виде

U 2 ( p ) = Z 2 ( p ) I 2 ( p ) ,

где Z 2 ( p ) − изображение входного сопротивления пассивного двухполюсника в схеме замещения на рис. 7.12, б.

Уравнение (7.26) и формулы (7.27) принимают вид:

Итак, мы рассмотрели известные алгоритмы расчета переходных процессов в длинных линиях. Это позволяет осуществить анализ процессов в любых вариантах соединений длинных линий и различных включениях в них.

3. Влияние переходных процессов на процесс передачи информации

Проведенный анализ процессов распространения волн напряжений и токов в длинных линиях показывает, что даже в случае идеальных прямоугольных импульсов на входе длинной линии, в результате процесса распространения импульса вдоль линии возможны искажения его формы (например, затягивания фронта). Эти искажения возможны как на переднем фронте волны, так и на её

22

заднем фронте (скате), что следует из проведенного в начале лекции анализе представления прямоугольного импульса в виде сдвинутой во времени суммы прямоугольных ступенек. При этом в простейшем случае искаженный импульс примет форму, показанную на рис. 7.14.

uпад( t)

t

Рисунок 7.14 − Последовательность бинарных сигналов в нагрузке линии Само затягивание фронта импульса может сказаться на процессе обработки

информационных сигналов и извлечении достоверной информации, если исчезнет возможность идентификации фронта и ската импульса (затягивание обоих фронтов перекроют интервал паузы). В других случаях искажение фронта при применяемых видах кодирования на основе бинарных сигналов не приведет к потере информации.

Кроме затягивания фронта импульса (что, как мы видели, соответствует индуктивному характеру сопротивлений сосредоточенных включений в линию), возможно искажение фронта в виде коротких импульсов, что показано на рис. 7.15. Этому режиму соответствует включение в линию сосредоточенных емкостей. При применяемых видах кодирования на основе бинарных сигналов (манчестерский код) такие искажения могут быть восприняты системой обработки как изменение полярности сигнала и вызвать ложные срабатывания, т.е. приведет к потере информации.

uпад( t)

t

Рисунок 7.15 − Последовательность бинарных сигналов в нагрузке линии

23

Важно понимать, что процесс передачи сигналов (в том числе и бинарных информационных сигналов) вдоль длинных линий представляет в общем случае непрерывный (не в плане бесконечности функции переходного процесса при единичной коммутации, а бесконечном числе самих коммутаций) переходной процесс. Поэтому актуальна минимизация факторов, искажающих форму информационных сигналов при таких процессах.

24