Ответы на экзаменационные вопросы (теория информации, линейные системы)

1. Кодоимпульсная модуляция (КИМ)

Модуляция – передача информации с помощью техники и иных физических процессов, осуществляющаяся путём определённого изменения значений их параметров. При импульсной модуляции в качестве несущего параметра используют импульсы. В зависимости от того какие параметры импульсов моделируются различают:

АИМ–амплитудно-импульсную модуляцию

ФИМ–фазо- импульсную модуляцию

ВИМ–время-импульсную модуляцию

КИМ–кодо- импульсную модуляцию и т.д..

Ширина спектра сигнала складывается из гармоник несущей частоты и гармоник сообщения.

КИМ отличается от других методов модуляции, которые можно представить как методы преобразования непрерывного сигнала в дискретный с дискретизацией только по времени. Что касается значений информационного параметра импульсов (алфавит кода), то они определяются конечным множеством с изменениями в конечных пределах от минимального до максимального. В КИМ число значений информационного параметра конечно, что требует предварительного квантирования непрерывного сигнала по уровню. При кодоимпульсной модуляции квантирование по уровню осуществляется в амплитудно-импульсном модуляторе, выходные импульсы которого принимают одно из фиксированных значений шкалы квантирования ближайшее (в пределах , где h - шаг квантования) значение амплитуды исходного сигнала в данный момент времени. Квантирование по уровню и времени можно изобразить графически:

При этом придерживаются правила: из точек, обозначенных «x» сначала проводимлинии горизонтально вправо на шаг дискретизации, т.е. до пересечения их с вертикальными, а далее горизонтальные отрезки соединяют вертикальными, которые проводят от уровня, ближайшего к значению функции в этот момент времени. Погрешности, возникающие от одновременного квантирования по уровню и по времени: сначала находят погрешности для каждого из видов квантирования. Суммарная ошибка составляет:

Под кодом понимают набор правил, по которым составляется определённая комбинация из элементов сигналов (импульсов, пауз), число используемых в коде символов образует основание кода m, а совокупность всех позиций разрядность кода n. В измерительной технике наиболее распространена двоичная система счисления, которая технически реализуется проще.

Разрядность кода зависит от числа уровней квантирования и при двоичном кодировании находится по формуле: , где n - разрядность кода; k - число уровней квантирования.

Пример: для 100 уровней n=7

2. Методы частотного уплотнения.

Уплотнение сигналов – это обеспечение независимой передачи и приёма многих сигналов на одной линии связи, при котором сигналы сохраняют свои свойства и не искажают друг друга.

При частотном уплотнении для каждого из n – сигналов выделяется своя полоса частот: в результате каждый сигнал занимает свой частотный интервал, не занятый другими сигналами.

Количество каналов передачи которое можно организовать на одной линии связи зависим от полосы пропускания этой линии. Например для проводных линий связи:

-  стальная линия – до 35 кГц;

-  медная линия – до 150 кГц.

Перенос низкочастотного сигнала в область более высоких частот осуществляется модуляцией несущей другой частотой (сообщение).

 

Для передачи речи необходима полоса частот от 300 до 3400 Гц, для телеграфа – 140кГц, а для телеуправления – 70 Гц.

Это даёт возможность организовать, например, в одном телефонном канале связи несколько телеграфных или каналов телеуправления.