1.3. Дискретные сигналы

Дискретные сигналы, как правило, формируются на основе дискретных сообщений. Вместе с тем часто прибегают к преобразованию непрерывного сообщения в дискретный сигнал. Этот вопрос будет рассмотрен в 1.6.

К дискретным сигналам относятся телеграфные сигналы, сигналы передачи данных для ЭВМ и др. Дискретные сигналы обыч­но представляют собой импульсные последовательности с определенной длительностью импульсов (рис.1.8,а).

Период следования импульсов Т_м определяет постоянную составляющую импульса (рис.1.8,б) и частоты его гармонических состав­ляющих (рис.1.8,в). Известно [2,3], что для последовательности импульсов, приведенной на рис.1.8,а, будет иметь место множеств гармонических составляющих (гармоник) нечетного порядка – F_м, 3F_м, 5F_м и т.д. Частота первой (основной) гармоники (частота манипуляции) определяется из выражения F_м= , где Т_м - период следования импульсов. Постоянная составляющей и нечетные гармоники, убывающие по амплитуде с ростом номера гармоники, обра­зуют спектр импульсной последовательности (рис.1.9).

рис.1.8

При этом, чем короче импульс, т.е. чем меньше , тем шире спектр частот дискретного сигнала.

Для того, чтобы восстановить прямоугольную форму дискретного сиг-нала, необходимо сложить все гармоники и постоянную состав­ляющую импульса. Ранее уже отмечалось, что канал связи имеет ог­раниченную полосу пропускания. Значит, на приемной стороне не все гармоники будут приняты, а это приведет к искажению формы телеграфного сигнала.

В телеграфных каналах связи полосу пропускания рассчитыва­ют из условия F=, где - длительность импульса. Этого оказывается достаточно, чтобы по принятому сигналу вос­становить передаваемое сообщение. В этой полосе сосредоточенно 90 ⁰/₀ энергии сигнала.

Телеграфные сигналы обычно представляются в виде кодовых групп.

К основным методам телеграфной связи относится телеграфирование постоянным током и телеграфирование переменным током.

Информация о передаваемом сообщении может быть заложена в изменениях амплитуды или полярности кодовых импульсов постоянного тока, либо в изменениях амплитуды, частоты или фазы переменного тока.

В настоящее время наибольшее применение получил двоичный код, при котором амплитуда кодовых импульсов имеет лишь два фиксированных значения: 1 и 0 или 1 и -1. Сигналы такого вида можно передавать лишь на небольшие расстояния, а излучать в свободное пространство вообще нельзя из-за их сильного затухания. Поэтому как в проводных системах связи, так и в системах радио­связи исходный спектр сигнала необходимо перенести в область более высоких частот. Эта операция преобразования низкочастотного сигнала (видеосигнала) в высокочастотный сигнал (радиосигнал) называется модуляцией.

Вопросы кодирования и модуляции сигналов излагаются соот­ветственно в 1.4. и 1.5.

Таким образом, превращение дискретного сообщения в сигнал состоит из трех операций: преобразования, кодирования и модуляции.

Это справедливо для любого вида сообщений. Просто в случае непрерывных сигналов операция кодирования может осуществляться автоматически в устройстве преобразования сообщения в первичный электрический сигнал. Действительно, фонема звука - это уже за­кодированный сигнал, форма которого отличается от всех других фонем. А вот для дискретных сообщений нужно применять специаль­ные кодирующие устройства (кодеры). При кодировании происходит процесс преобразования элементов сообщения в соответствующие им кодовые комбинации. Устройство, преобразующее кодовые комбина­ции в высокочастотный модулированный сигнал, называется модулятором.

На приемной стороне восстановление переданного сообщения осуществляется в обратном порядке. Сначала производится процесс демодуляции высокочастотных сигналов в демодуляторе, при кото­ром выделяются кодовые сигналы. Затем осуществляется процесс де­кодирования этих сигналов в декодере и преобразования кодовых комбинаций в элементы сообщения.

Функциональная схема системы передачи дискретных сообщений приведена на рис. 1.10.

рис.1.10