5.2. Сигналы

5.2.1. Дискретные сигналы

Дискретные первичные электрические сигналы.

Дискретные ПЭС имеют конечный алфавит возможных значений. На практике наиболее широкое распрост­ранение получил двоичный (бинарный) алфавит, состоящий из двух воз­можных элементарных сигналов (посылок), называемых посылками "нажатие" и "отжатие" или сигналами "0" и "1" (при передаче телеграфных сообщений) или сигналами логических "0" и "1" (используются в цифровой технике передачи информации или при передаче данных). Далее элементарные сигналы бинарного алфавита будем называть, как правило, посылками "нажатие" и "отжатие".

Бинарные элементарные сигналы имеют достаточно широкий диапазон возможных значений напряжений посылок "нажатие" и "отжатие", например, U_наж  = –120 В,U_отж = 0 В;U_наж = +60 В,U_отж  = –60 В;U_наж  = +20 В,U_отж  = –20 В; уровни напряжений логических "0" и "1". Как правило, значение напряжения посылки "нажатие" больше значения напряжения посылки "отжатие".

Наиболее распространенными на практике дискретными периодическими ПЭС являются контрольные сигналы, называемые "точки" и "коррекция".

Под ПЭС "точки" понимается периодическая последовательность чередующихся элементарных посылок "нажатие" и "отжатие" длительностью τ каждая. ПЭС "коррекция" представляет собой периодическую последовательность либо шести посылок "нажатие" и одной посылки "отжатие", либо одной посылки "нажатие" и шести посылок "отжатие".

Аналитическое представление ПЭС «точки» как пе­риодической функции a(t), которая на длительности периодаTпри­нимает значенияU_нажиU_отж, имеет вид:

Скорость передачи ПЭС v определяется количеством элементарных посылок (посылок «нажатие» и «отжатие»), передаваемых в 1 с, то есть

где τ – длительность элементарной посылки.

Единицы измерения скорости – бод (при передаче телеграфных сообщений) и 1/с (в остальных случаях).

Для двоичных периодических импульсных последовательностей введено понятие скважности q, которое выражается отношением

где T – период двоичной импульсной последовательности;

τ_наж – длительность импульса, состоящего из одной или нескольких следующих подряд элементарных посылок «нажатие».

Ширина спектра дискретного ПЭС определяется выражением

где f_ман – основная частота манипуляции: это первая гармоника ПЭС «точки».

Спектр амплитуд A(f) непериодического дискретного ПЭС сплошной, а периодического дискретного ПЭС – линейчатый, при этом спектр амплитуд непериодического дискретного ПЭС и огибающая спектра амплитуд периодического дискретного ПЭС идентичны и имеют вид функции с нулями на частотах, кратных 1/τ, а составляющие спектра амплитуд периодического сигнала расположены на частотах, кратных частоте f₁ = 1/T.

Дискретные модулированные сигналы.

Дискретный модулированный сигнал (дискретный радиосигнал) формируется при изменении одного или нескольких параметров несущего гармонического колебания по закону первичного или преобразованного первичного электрического сигнала, которые называют модулирующим сигналом. Параметрами несущего гармонического колебания являются амплитуда, частота и фаза. Поэтому основными и наиболее распространенными ви­дами модуляции несущего гармонического колебания являются амплитудная манипуляция, частотная манипуляция и фазовая манипуляция.

Радиосигналы с амплитудной манипуляцией

При амплитудной манипуляции (АТ) мгновенное значение огибающей колебаний несущей час­тоты изменяется в соответствии с ПЭС. Передаче посылки "нажатие" соответствует отрезок несущего колебания, а передаче посылки "отжатие" – нулевое значение амплитуды несущего колебания:

Радиосигнал с амплитудной манипуляцией называют сигналом с пассивной паузой.

Ширину спектра частот радиосигнала АТ можно определить по формуле

∆f_АТ = 2∆F_дПЭС = 2(3…5) f_ман = (6…10) f_ман,

Радиосигналы с частотной манипуляцией

При работе сигналами частотной телеграфии (ЧТ) посылкам "отжатие" соответствуют отрезки гармонических колебаний, имеющие на дли­тельности посылки значение частоты, равное f_отж, а посылкам "нажатие" соответствуют отрезки гармонических коле­баний, имеющие на длительности посылки значение частоты, равное f_наж :