Теорема Котельникова и ее практическое значение

В случае использования преимуществ цифровых устройств в соответствующих системах передачи и обработки информации, возникает необходимость в преобразовании непрерывных сигналов в дискретные. При этом наиболее часто применяются методы дискретизации (квантования по времени) с постоянным шагом дискретизации. Методы равномерной дискретизации получили наиболее широкое распространение потому, что неравномерная дискретизация является крайне неудобной для этих целей, поскольку не позволяет осуществить качественную синхронизацию отдельных устройств систем передачи данных и затрудняет процесс восстановления сигнала на приемной стороне.

ТЕОРЕМА: Любая непрерывная функция y(t), частотный спектр которой ограничен сверху некоторым значением частоты f≤F_max, может быть полностью и безошибочно восстановлена по ее дискретным значениям (отсчетам), взятым через интервал времени ∆t≤(2∙F_max)^-1.

Из данной теоремы следует, что по заданным мгновенным значениям y(k∆t) можно восстановить непрерывное сообщение y(t), пропуская импульсные значения его отсчетов через идеальный П-образный фильтр низкой частоты, имеющий полосу пропускания в диапазоне от 0 до F_max.

Процесс восстановления непрерывного сообщения по заданным выборкам (отсчетам) называется сглаживанием (интерполяцией).

Вопросы для самопроверки

1. Какие виды сообщений используются в ИВС?

2. Что такое квантование? Для чего используется в ИВС?

3. Как выполняется квантование по уровню?

4. Что такое уровень и шаг квантования?

5. Что такое «шум» квантования?

6. Почему и как повторное квантование исключает накопление помех?

7. Что такое «дискретизация сигналов»? В чем ее особенности?

8. Какой вид квантования называется смешанным? Какова его погрешность?

9. В чем сущность теоремы Котельникова?

10. В чем практическое значение теоремы Котельникова?

Лекция 4.

Цель лекции – изучение видов переносчиков сигналов, их характеристик, способов формирования сигналов

Задачи лекции:

- изучить основные виды переносчиков сигналов,

- изучить способы формирования сигналов

Вопросы, рассматриваемые на лекции:

1. Виды переносчиков сигналов и их характеристики.

2. Способы формирования сигналов.

Виды переносчиков сигналов и их характеристики.

Для передачи и последующей обработки первичное сообщение необходимо нанести на подходящий материальный носитель. Чаще всего для этого используются процессы электромагнитной природы, имеющие непрерывный либо дискретный характер. Процесс нанесения информации на переносчик сводится к изменению характеристик используемого физического объекта в соответствии с первичным (принимаемым) сообщением. Параметры, используемые для нанесения информации, называются информационными. Процесс управления информационными параметрами переносчика называется модуляцией. Обратная операция, заключающаяся в составлении исходного сообщения, называется демодуляцией (детектированием).

Техническая реализация этих операций осуществляется с помощью функциональных преобразователей сигналов, называемых модуляторами и демодуляторами.

Обычно эти устройства в рамках используемой информационной системы (ИС) образуют взаимосвязанную пару («модем»), работающую совместно с генератором сигналов- переносчиков

В зависимости от вида и числа используемых информационных параметров процесса-переносчика, могут применяться различные виды модуляции.

В зависимости характера их поведения во времени, переносчики информации можно поделить на три типа:

1.Стационарные.

2.Гармонические переносчики (колебания и волны).

3.Импульсные последовательности.