Системы передачи информации, их назначение, страница 5

В каждой функции отчетов представляет собой с точки зрения теорем сигналов реализацию идеального фильтра низкой частоты, имеющий граничную частоту  на единичное импульсное воздействие.

Из теоремы (*) следует, что заданным мгновенным значением функции  можно восстановить непрерывное сообщение , пропуская импульсные значения отчетов через идеальный П-образный фильтр низкой частоты, имеющий полосу от 0 до .

Процесс восстановления непрерывного сообщения по заданным выборкам (отчетам) называется сглаживанием или интерполяцией функций, используемых для расположения данной функции , может представлять собой, в общем случае, не обязательно, набор функций отчетов  Котельникова.

В качестве таких базисных функций могут использоваться функции Уолима, Хаара и др. Конкретный выбор этих функций определяется условиями задачи, возникающих при прохождении сигналов через информационную систему.

12. Виды переносчиков сигналов и их характеристики.

Способы формирования сигналов.

Для передачи и последующей обработки первичное сообщение нанести на подходящий материальный носитель, чаще всего для этого используются процессы электромагнитной природы информации, имеющие непрерывный (гармонический) или же дискретный характер в виде последовательности импульсов.

Процесс нанесения информации на переносчик заключается или сводится к изменению характеристик используемого процесса в соответствии с первичным сообщением.

Параметры, которые используются для нанесения информации, называются информационными.

Процесс управления информационными параметрами переносчика, называется модуляцией.

Обратная операция, заключающаяся в восстановлении исходного сообщения, называется демодуляцией.

 Физическая реализация этих операций осуществляется с помощью функциональных преобразователей сигналов, называемых модуляторами и демодуляторами. Обычно эти устройства, рамках используемой информационной системы, образует взаимосвязанную пару, т.е. модель, работающую совместно с генератором сигналов переносчиков.

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

В зависимости от числа возможных информационных параметров и характера их поведения во времени, переносчики информации можно поделить на три типа:

1. Стационарные – это переносчики, которые характеризуются наличием в отсутствии модуляции постоянства во времени своего исходного состояния.

Такие переносчики имеют фактически один информационный параметр, а именно уровень.

2. Гармонические процессы (колебания или волны) к которым относятся процессы, происходящие в отсутствии модуляции по гармоническому закону.

У таких носителей в качестве информационных параметров могут использоваться амплитуда, частота и фаза. В соответствии с этим различают амплитудную модуляцию и частотную модуляцию. 

 

АМ

 

ЧМ

             3. Импульсные последовательности.

При использовании переносчиков третьего типа возникает возможность наиболее широкого ассортимента использования методов модуляции: АИМ, ЧИМ, ФИМ, ШИМ, а также их комбинации.

13. Модуляция и ее виды. Демодуляция, физическая реализация этих операций

Процесс нанесения информации на переносчик заключается или сводится к изменению характеристик используемого процесса в соответствии с первичным сообщением.

Параметры, которые используются для нанесения информации, называются информационными.

Процесс управления информационными параметрами переносчика, называется модуляцией.

Обратная операция, заключающаяся в восстановлении исходного сообщения, называется демодуляцией.

 Физическая реализация этих операций осуществляется с помощью функциональных преобразователей сигналов, называемых модуляторами и демодуляторами. Обычно эти устройства, рамках используемой информационной системы, образует взаимосвязанную пару, т.е. модель, работающую совместно с генератором сигналов переносчиков.

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

Если под действием первичного сигнала  информ. параметры переносчика информ. изменяются непрерывно, то такая модуляция наз. непрерывной (НМ). При НМ в качестве переносчика чаще всего используются процессы в виде гармонических колебаний. В этом случае  переносчик (несущая) обладает тремя инф. параметрами, что позволяет осуществлять АМ, ЧМ и ФМ, а также их комбинации (т.е. многократные модуляции).

Амплитудная модуляция (АМ) и ее особенности. АМ осуществляется путем  изменения амплитуды  несущей пропорционально мгновенным значениям первичного сигнала. Пусть имеем в качестве непрерывного переносчика напряжение переменного тока,  изменяющееся по закону U_H(t)=U₀cos(w₀t+φ). Для нанесения информ. необходимо осуществлять модуляцию одного из информационных параметров этой несущей, для АМ необходимо осуществить модуляцию амплитуды при постоянности частоты w₀ и фазы  j ₀ этого сигнала.

U₀(t)=U(t)cos(w₀t+φ₀)=U₀(1±U(t))cos(w₀t+φ₀)= =U₀(1±mx(t))cos(w₀t+φ₀),

где m=ΔU/U₀  - коэффициент модуляции (глубина модуляции)

             

      1) и 2) случаи соответствуют начальной амплитуде. 3) не соответствует начальной амплитуде (не желательно)

       АМ зависит от глубины модуляции  m.

Частотная и фазовая модуляция

U₀(t)=U₀cos(w₀t+φ₀)

w(t)=w₀+Δw(t)= w₀(1+μx(t))

φ(t)=φ₀+Δφ

Угловая модуляция (либо частотная, либо фазовая).

Частотная модуляция (температура растет, частота растет, температура падает, частота падает)

           

В случае угловой модуляции меняется только аргумент, т.е. амплитуда  постоянна.

Аналогично происходит и ФМ (но необходимо точное масштабирование).

Всякое модулированное колебание уже не является чисто гармоническим и имеет сложный спектральный состав (т.е. это АМК – амплитуда модулируемых колебаний).

         

Колебания с частотами (w₀±W) наз-ся спутниками или боковыми частотами. При изменении амплитуды под воздействием модулирующего сигнала будет также изменяться и мощность колебаний в течении периода.