3. Скорость дискретной модуляции. Скорость передачи информации. Пропускная способность каналов связи.

Скорость дискретной модуляции – число единичных импульсов, переданных за единицу времени.

В нашем случае В=1/0,02=50 Бод = 50 импульсов

50 Бод, в секунду передано 6,6 знаков за 1 с (1/0,15=6,6), 400 знаков в минуту.

Скорость передачи информации – количество информации (информационных импульсов), передаваемое по каналу связи за единицу времени, вычисляется по формуле

где k – количество информационных импульсов; Н – энтропия; Т – время передачи кодовой комбинацииц.

В синхронных системах передачи, если отсутствует старт-стопные импульсы, то B = C; если используется многопозиционная система кодирования, то С ≥ B.

Пропускная способность КС – наибольшая теоретически достижимая скорость передачи полезной информации, в основном зависит от:

• Ширины КС;

• Вида модуляции;

• Интенсивности помех.

При передаче информации с одной боковой полосой частот:

В ≈ 2∆F

4. Помехи в каналах передачи дискретных сообщений.

Помехи изменяют форму и спектр сигнала.

Различают помехи:

–аддитивные (существуют независимо от сигнала и в канале накладываются на сигнал);

–мультипликативные (возникают в результате случайного изменения параметра канала (из-за погоды), проявляется в изменении уровня сигнала на выходе демодулятора).

Изменения уровня на выходе демодулятора:

• плавные (t>>t₀),

• скачкообразные (t < t₀).

Аддитивный характер имеют собственные шумы канала, переходные процессы в соседних ЛС, атмосф. и индустриальн. помехи.

Мультипликативные помехи связаны с сигналом и возникают только при его передаче.

В реальных каналах передачи присутствуют оба вида помех, но более опасными и нежелательными являются аддитивные.

Аддитивные: помехи

1. флуктуатационные;

2. импульсные;

3. гармонические.

Флуктуационные помехи- следствие случайные колебания тока и напряжения вокруг их средних значений.

Источники флуктуационных помех:

• Флуктуация тока в транзитсорах

• Флукт., связанная с тепл. движ. элек-нов в проводниках и п/п.

• Тепловые шумы

• Атмосферное электричество.

Импульсные помехи- помехи, сосредоточенные во времени; случайные последовательности импульсов, имеющие случайную амплитуду, следующие друг за другом через случ. интервалы времени.

Причины импульсных помех:

• Грозовые разряды

• Наводки ВЛС

• Контактная сеть электрифицированных ЖД (помехи до 60 мс).

Гармонические помехи состоят из одного или нескольких немодулированных синусоидальных колебаний.

В аналоговой первичной аппаратуре уплотнения гармонические помехи появляются из-за неполного подавления несущих и боковых частот, а также из-за влияния соседних цепей.

К искажению формы сигнала так же приводят

• фазовые скачки ,

• фазовое дрожание.

Причина фазового дрожания – нестабильность опорного колебания задающего генератора.

5. Искажения двоичных сигналов.

Действие помех приводит к изменению длительности, амплитуды, полярности принимаемых импульсов.

Простейшая схема передачи представляет собой источник питания с кнопкой коммутации с одной стороны, линии связи, индуктивности (электромагнит) с другой стороны.

Искажения импульсов:

-краевые искажения

-искажения типа дробление.

Краевые искажения – искажения, при которых искажается передний и задний фронты импульсов (бывают: ++; +–; –+; – –).

Причины: переходные процессы и действие помех.

Краевые искажения делятся:

• преобладания (обусловлены несоблюдением норм технического обслуживания аппаратуры (отклонение значения напряжения источника питания, плохая регулировка входных и выходных устройств)),

• характеристические (обусловлены переходными процессами, проходящими в линии, а так же видом передаваемой последовательности импульсов (появляются, когда переходный процесс не успевает завершиться за время единичного интервала));

• случайные (возникают при воздействии помех).

Причины появления характеристических искажений:

• Параметры/характеристики КС;

• Параметры/характеристики приемника;

• Скорость дискретной модуляции;

• Сочетание импульсов передаваемой последовательности.

Способы устранения характеристических искажений:

• Изменение за счет изм. первичных параметров цепи и вх. уст-тва

• Уменьш. скорости перед. ( увелич., пер. проц. успев. завершится ).

При уменьшении ( ), переходной процесс успеет достигнуть за длительность максимального значения.

Случайные краевые искажения подчиняются нормальному закону.

Если краевые искажения превышают исправляющую способность, то импульс будет зафиксирован ошибочно.

Исправляющая способность – способность приемника правильно регистрировать искаженные импульсы.

Если уровень сигнала под действием помех опускается ниже порога чувствительности приемника, то появляются искажения типа дробления – искажения, состоящие в смене полярности сигнала(изменение значащей позиции во время передачи импульсов),

Подчиняются логнормальному распределению.

– время дробления;

– среднеквадратическое отклонение случайной величины ln от среднего значения m;

m –математическое ожидание.

Дополнительно:

Увеличить индуктивность кабельных цепей и соответственно снизить их затухание можно следующими спосбами:

• пупенизацией кабеля;

• крарупизацией кабеля;

• биметаллизацией кабеля;

• использованием магнитодиэлектрика.

Крарупизация состоит в навивке на токопроводящую жилу тонкой проволоки или ленты из стали, пермалоя или другого сплава с большой магнитной проницаемостью.

Биметаллизация состоит в том, что на токопроводящую жилу электролитическим путём наносится тонкий слой железа ( мкм).

В обеих случаях благодаря этому вокруг медной жилы образуется магнитопроводящая среда увеличивающая магнитный поток и соответственно индуктивность кабельной цепи.

Такого же эффекта можно достигнуть, если использовать в качестве слоя диэлектрики, обладающие большой магнитной проницаемостью. В этом случае достигается двойной эффект: изоляция жилы кабеля и увеличения его индуктивности.

Однако наибольшее распространение получил способ пупинезации кабельных цепей. Он состоит в том, что для увеличения индуктивности в кабель через определённые расстояния (шаг пупенизации) включают катушки индуктивности, называемые в честь автора их предложившего (Пупина - американский инженер) пупиновскими.

З веном пупенизации называют участок линии протяженностью в один шаг S и с одной катушкой, обладающей индуктивностью .

Пупиновская катушка представляет собой замкнутый сердечник из ферромагнитного материала круглого или овального сечения с обмотками из медной изолированной проволоки (см. Рис. ). Катушка помещается в металлический чехол, служащий ЭМ экраном и защитой от механических повреждений.

Недостаток: пупенизированная линия пропускает с малым затуханием только нижние частоты попадающие в «полосу прозрачности» и задерживает высокие частоты, т.е. ведёт себя как фильтр низких частот.