1.1 Помехи в электронных системах. Характеристики помех.

Помехи возникают независимо от передаваемого сигнала, и проявляются в его отсутствие. Аналогично появляются помехи, обусловленные разного рода флуктуациями - случайными отклонениями от их средних значений. Флуктуационная помеха также является случайным процессом.

Зависимые помехи (происхождение которых связано с передачей сообщений) возникают из-за несовершенства характеристик системы передачи информации и изменения условий распространения сигналов в телекоммуникационных системах.

В общем виде влияние помех n(t) на сигнал x(t), который передается, можно выразить при помощи оператора Ф

Когда оператор Ф вырождается в сумму , то говорят про аддитивную помеху; если оператор представляется в вид произведения

где μ(t) – случайный процесс, помеху называют мультипликативной.

В реальных условиях обычно присутствуют как аддитивные, так и мультипликативные помехи, потому

Источники помех можно разделить на два типа:

1) источники помех, которые находятся вне системы;

2) источники помех, которые находятся в системе.

Вне источников находятся источники индустриальных и атмосферных помех. Принципиально существует возможность полностью исключить влияние этих помех, поэтому в дальнейшем их не рассматриваем.

  Основные ограничения обуславливаются помехами, возникающими внутри самой системы. Особое место среди таких помех занимает флуктуационная помеха, обусловленная дискретной природой электрического тока, тепловым движением молекул. Полностью устранить эти причины невозможно. Следует отметить, что сумма большого числа любых помех от различных источников иметь характер флуктуационной помехи. Спектральная плотность мощности флуктуационной помехи постоянна на всей частотной оси до самых высоких частот. Часто такую помеху называют шумом. 

Разделяют три основных вида шума: тепловой, дробный и фликер-шум ( - шум).

Тепловой шум связан со случайным тепловым движением электронов в любом проводнике при температуре, превышающей абсолютный ноль.  Причиной дробового шума являются статистические колебания количества электронов, образующих ток, протекающий через проводник, электровакуумный или полупроводниковое устройство.

Фликер-шум ( - шум) наблюдают в электронных лампах и транзисторах. В электронных лампах – это широко известный эффект мерцания катода.

Флуктуационные процессы являются стационарными случайными процессами с нормальным распределением. В тех случаях, когда закон распределения помехи отличается от нормального, можно воспользоваться понятием энтропийной мощности помехи. Энтропийная мощность определяют как мощность нормального шума, равномерно распределенного в полосе частот (белого шума), который, имея ту же длительность и ширину спектра, что и реальная помеха, имеет мака такую же энтропию.

1.2 Свойства эргодичности ссп.

Существует класс случайных процессов, обладающих важным для практических приложений свойством эргодичности.

Случайный процесс называется эргодическим, если усреднение по множеству с вероятностью, сколь угодно близкой к единице, равно усреднению по времени.

Следовательно, для эргодических процессов справедливы равенства:

Эргодическое свойство случайного процесса имеет большое практическое значение. При исследовании таких процессов нет необходимости изучать большую совокупность реализаций, а достаточно лишь одной реализации, наблюдаемой в течение длительного промежутка времени. Например, статистические свойства флуктуационных шумов на выходе электронных усилителей можно изучать в течение достаточно продолжительного времени на одном усилителе, а затем результаты этого исследования распространить на все идентичные устройства.