Затухание аналогового сигнала. Чувствительность к помехам.

Действительно, когда сигнал передается по линии связи, он представляется в форме электрического тока. А поскольку в любых проводниках существует сопротивление, которое необходимо преодолевать, вследствие этого неизбежного процесса сигнал постепенно затухает. В результате через определенное расстояние на устройстве воспроизведения полезный сигнал заметно уменьшается или вовсе снижается до уровня шума.

Важная мысль

Передача любого сигнала ограничивается естественным затуханием в среде, создающей сопротивление.

Поэтому электрический сигнал требует регулярного усиления в пунктах, далеко отстоящих от уровня своего полного затухания.

Пример

Человеческий голос, также преодолевая сопротивление воздушной среды, не может распространяться бесконечно. Поэтому, если требуется передача сигнала голосом, то можно, например, выстроить цепочку людей на таком расстоянии друг от друга, которое бы обеспечивало "слышимость", исключающую ситуацию "испорченного телефона". Впрочем, голос– очень ненадежный источник сигнала, чаще используют зрительные сигналы: флажки, фонари, семафоры или светофоры.

Примерно такая же идея положена в устройство телефонных линий. Когда вы говорите в трубку дома, и, скажем, во Владивостоке вас прекрасно слышат, то это вовсе не потому, что вы так громко кричите. Понятно, что сигнал на пути в несколько тысяч километров периодически усиливается, предотвращая естественное затухание.

Чувствительность к помехам

Когда форма сигнала в каждый данный момент изменяется, всевозможные помехи (среди них наиболее характерны атмосферные или индустриальные – работа мощных станков или даже систем зажигания автомобилей, а также собственные шумы системы) в процессе передачи постоянно влияют на характер сигнала. В результате форма сигнала искажается, что препятствует "чистой" передаче.

В качестве примера можно показать влияние помехи на условный синусоидальный сигнал, который в результате сложения совокупности частот изменяет свою идеальную форму, что, безусловно, придает "звучанию" иную (дополнительную) тембральную окраску (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Влияние помехи на передаваемый сигнал (а – полезный сигнал, b – излучение помехи, с – сумма колебаний, т. е. сигнал с помехой)

Пример

Если читателю не очень по душе пример с абстрактными волнами, стоит представить, как влияют на различение звуков голоса порывы ветра или помехи в телефонной трубке.

Проблемы копирования. Причина потери качества.

Затухание и подверженность помехам, помимо уже упомянутой необходимости усиливать сигнал, имеют еще одно весьма неприятное следствие. А именно, при каждом копировании аналоговой информации ее качество довольно резко ухудшается.

Замечание Эффект накопления искажений, присущий всем аналоговым системам, ограничивает количество перезаписей, которые могут быть сделаны на аналоговом аудио – и видеомагнитофоне, буквально несколькими копиями.

Схема "оригинал – копия 1", "копия 1 – копия 2", "копия 2 – копия 3", "копия 3 – копия 4" и т. д. не работает после определенного, причем очень небольшого, числа этапов. При этом всем ясно, что каждая последующая копия по качеству заметно хуже предыдущей.

Поэтому в аналоговых системах копирование информации происходит по другой схеме: "оригинал – копия 1", "копия 1 – копия 2", "копия 1 – копия 3", "копия 1 – копия 4" и т. д. Тем самым обеспечивается следующее условие: между источником информации и конечным его потребителем должно быть как можно меньше промежуточных этапов, т. к. каждый из них неизбежно вносит свои помехи и погрешности.

Такой порядок, безусловно, сдерживает копирование и распространение информации "цепочным" способом. Причем следует заметить, что этот недостаток является принципиальным и, как говорится, "исправлению не подлежит".