Общие сведения о системах электросвязи. Детерминированные сигналы, их классификация. Разложение сигналов в ряд по ортогональным функциям

Теория Электрической Связи (Часть 1) Краткий вариант курса прочитанный доц. в СибГУТИ

• Задачи курса:
• Математическое описание сигналов.
• Преобразование случайных сигналов в линейных и нелинейных цепях.
• Различные модуляции аналоговых сигналов.
• Теория информации.
• Теория помехоустойчивости.
• Вопросы организации многоканальной электросвязи.

Общие сведения о системах электросвязи

1. Источник информации – человек, ЭВМ.
2. Кодер. Функции кодера: а) Преобразование кодовых комбинаций.
3. б) Дискретизация по времени.
4. в) Дискретизация по амплитуде (квантование).
5. г) Убирает лишнее из информации
6. (уменьшает избыточность).
7. д) Вводит избыточность
8. (помехоустойчивое кодирование).
9. 3. Модулятор. Переносит низкочастотный спектр в область высоких частот.
10. 4. Генератор несущей частоты – генератор синусоидальных колебаний.
11. 5. Выходное устройство. Задача – довести сигнал до необходимого уровня.
12. 6. Линия связи. Например: Кабель, свободное пространство.

7. Помеха. Это любое случайное воздействие, препятствующее правильному приёму сигнала. 8. Входное устройство. Выделяет из всех сигналов нужный. Имеет избирательный контур. 9. Демодуляция – процесс обратный модуляции. Понижает спектр до низких частот. 10. Декодер. Выполняет операцию обратную кодированию. Переводит сигнал в удобную для потребителя форму. Модулятор + Демодулятор = Модем Кодер + Декодер = Кодек Кодер + Модулятор + Демодулятор + Декодер = Кодем

• 1 Сигналы Связи.
• Сигнал – физическое колебание, осуществляющее передачу информацию из одной точки в другую.
• Электрический сигнал –сигнал, который использует электрическое возмущение.
• 1.1 Классификация Сигналов.
• С информационной точки зрения. Делятся на детерминированные и случайные.
• Детерминированный сигнал – его значение можно предсказать в любой момент времени с вероятностью равной 1. Описываются детерминированными функциями времени. Полностью детерминированных сигналов в природе нет.
• Случайный сигнал – значение случайного сигнала в любой момент времени предсказывается с вероятностью меньше 1.

• Детерминированный сигнал.

Последовательность прямоугольных импульсов.

Если А, Т и = const, то это тоже детерминированный сигнал.

• Случайный сигнал.

Информационные сигналы – случайные. Это означает что мы заранее не знаем, что будет на приёме.

1. По виду временной функции.
2. Непрерывные.
3. Дискретные.
4. Цифровые.
5. Импульсные.

Импульсные сигналы.

Видеосигнал

Биполярный Видеосигнал

0

1

1

0

1

1

1

1

0

0

Радиосигнал

Биполярный Радиосигнал

1. По физическим характеристикам.

Нужно знать физические характеристики сигнала для того, чтобы передавать его по каналу связи. Сигнал и канал должны быть согласованы.

Канал связи

Сигнал связи

Чем выше скорость изменения сигнала, тем шире полоса частот занимаемая данным сигналом.

Эффективная полоса частот

Реальный сигнал имеет бесконечный спектр.

( ) =90-95 %;

( ) = 100%

Объём сигнала:

Объём канала:

Условие согласования канала:

1. По виду передаваемого сообщения.

1. Телефонный. (Речь)
2. Телеграфный. (Текст)
3. Фототелеграфный. (Неподвижное изображение)
4. Передача данных.
5. Сигнал звукового вещания.
6. Телевизионный.

• Телефонный сигнал.
• Телефонный сигнал - формируется микрофоном. Задача телефонного канала –
• точность и разборчивость.

1.2 Кодирование, Декодирование, Модуляция, Демодуляция

Это основные преобразования происходящие в современных системах связи.

• Кодирование.

Кодирование – представление элементов дискретного сообщения в виде кодовых комбинаций, по определенному правилу. Пример : ТЛГ № 2 – сигнал использующийся для передачи текста. буквы (комбинации). n=5 (11001, 10110, 00001) В ЭВМ используется восьмеричный код.

• Декодирование.

Декодирование - операция обратная кодированию. Сигнал восстанавливается при декодировании кодовых комбинаций.

1.3 Детерминированные сигналы. Их классификация.

Значения детерминированного сигнала известны в любой момент времени с вероятностью 1. Детерминированные сигналы информации не несут.

• Используются:
• При всевозможных измерениях.
• Отрезки этих сигналов используются при передачи.

• Классификация:
• Периодические.
• Непериодические.
• Почти периодические.

• Периодические сигналы.

Детерминированные периодические сигналы имеют дискретный спектр.

Разложение в ряд Фурье:

.

(1)

Где в формуле :

(1)

;

;

.

;

;

;

• Непериодические сигналы.

Детерминированные непериодические сигналы имеют сплошной спектр.

Связь между временной и спектральной характеристикой определяется интегралом Фурье.

Прямое преобразование Фурье :

Обратное преобразование Фурье :

• Почти периодические сигналы.

Имеют большой период повторения.

- Непрерывное время.

- Дискретный спектр.