Формы представления детерминированных сигналов

ЦИФРОВОЙ	Цифровой сигнал представляет из себя комбинацию узких импульсов одинаковой амплитуды, выражающих в двоичном виде дискретные отсчеты сигнала.

Общепринято следующее разделение электромагнитных волн по частотам:

Мириаметровые:l =100км, 10 км; ОНЧ (очень низкие частоты) f = 3 кГц ¸ 30 кГц

Длинные: l = 10 км ¸ 1 км; НЧ (низкие частоты) f = 30 кГц ¸ 300 кГц

Средние: l = 1000 м ¸ 100 м; СЧ (средние частоты) f = 300 кГц ¸ 3 МГц.

Короткие: l = 100 м ¸ 10 м; ВЧ (высокие частоты) f = 3 МГц ¸ 30 МГц.

метровые: l = 10 м ¸ 1 м; ОВЧ (очень высокие) f = 30 МГц ¸ 300 МГц;

дециметровые: l = 1,0 м ¸ 0,1 м; УВЧ (ультравысокие частоты) f = 300 МГц ¸ 3 ГГц;

сантиметровые: l = 10 см ¸ 1 см; СВЧ (сверхвысокие частоты) f = 3 ГГц ¸ 30 ГГц;

миллиметровые: l = 10 мм ¸ 1 мм; КВЧ (крайне высокие частоты) f = 30 ГГц ¸ 300 ГГц

децимиллиметровые: l = 10 мм ¸ 0,1 мм; ГВЧ (гипервысокие частоты) f = 300 ГГц ¸ 3000 ГГц

оптический: l = 100 мкм, 0,01 мкм; оптический диапазон f = 3 ТГц, 30000 ТГц.

На выбор того или иного диапазона волн для каждой конкретной системы связи оказывают влияние следующие факторы:

а) Особенности распространения электромагнитных волн данного диапазона, состояние пространства, в котором распространяется волна. Длинные волны сильно поглощаются землей, короткие и ультракороткие не огибают препятствия. Длинные, средние и короткие могут отражаться от верхних слоев атмосферы.

б) Технические условия: направленность излучения, применение антенной системы соответствующих размеров, генерирование мощных колебаний и управление ими, схема приемного устройства.

Направленность излучения можно обеспечить, если антенное устройство по размерам существенно превышает длину волны. Направленность имеет большое значение в радиолокации, радионавигации. Большая мощность колебаний требуется на длинных волнах вследствие поглощения землей, а на других диапазонах - при сверхдальней космической связи. Освоение новых диапазонов требует новых технических средств, вследствие чего переход в коротковолновую область происходил постепенно по мере освоения генерирующих устройств.

в) Характер шумов и помех в данном диапазоне. Регулярно проводятся исследования прохождения радиоволн различных диапазонов.

г) Характер сообщения (количество информации и связанная с этим ширина спектра (диапазон частот).

Так, телевидение ввиду большой передаваемой информации должно иметь широкий спектр частот, поэтому оно возможно только на УКВ.

Информация - совокупность сведений об объектах, рассматриваемая с позиций передачи этих сведений в пространстве и во времени.

Рассмотрим общую схему передачи информации:

ИИ - источник информации (сообщение); ПС - преобразование в электрический сигнал;

Кд – кодирование; М – модулятор; ГН - генератор несущей; РУ - регистрирующее устройство; ДО - декодирование, обработка, выделение из помех; УНЧ - усилитель низкой частоты; Д - детектор (демодулятор); УВЧ - усилитель высокой частоты, ИВЦ - избирательная входная цепь. Канал передачи информации - комплекс устройств, используемых для передачи информации от источника до получателя, а также разделяющая их среда. Рассмотрим каждый этап канала.

1. Сообщениеможет быть в виде знаков (печать), звуковых сигналов (речь, музыка), светового изображения или сигнала и др.

2. Преобразование речи и музыки в электрический сигнал осуществляется с помощью микрофона, преобразование изображений - с помощью телевизионных передающих трубок. Письменное сообщение сначала кодируется, когда каждая буква текста заменяется комбинацией стандартных символов (точки - тире, ноль - единица), которые затем преобразуются в стандартные электрические сигналы (например, импульсы разной длительности, полярности и т. д.). Кодированию могут подвергаться все сообщения, причем одновременно может производиться их шифровка.

3. Генерация высокочастотных колебаний. Основные требования: диапазон частот, стабильность частоты, мощность (до миллионов ватт).

4. Модуляция - изменение одного или нескольких параметров высокочастотного колебания по закону передаваемого сообщения. Частоты модулирующего сигнала должны быть малы по сравнению с частотой несущей.

5. Выделение нужного сигнала в приемнике из всех колебаний в эфире осуществляется входной избирательной цепью с помощью резонансных колебательных систем Df/f до 10^-6.

6. Усиление слабых сигналов в приемнике. Антенна принимает сигнал мощностью 10^-10¸10^-14 Вт (~ 10^-6 В). На выходе приемника для надежной регистрации сигнала требуется мощность порядка единиц ватт, т. о. необходимо усиление по мощности до 10¹⁰¸10¹⁴, по напряжению - до 10⁷. Это достигается с помощью многокаскадных усилителей высокой, промежуточной и низкой частот.

7. Детектирование (демодуляция) - выделение низкочастотного сообщения (информационного электрического сигнала) из модулированного высокочастотного сигнала. Осуществляется с помощью различного рода детекторов (синхронных, амплитудных, квадратичных).

8. Декодирование - восстановление исходной формы информационного сообщения из электрических сигналов стандартной формы после детектирования. Для зашифрованных сигналов производится расшифровка. В простейшей системе связи кодирующее и декодирующее устройства могут отсутствовать. При передаче сообщения по проводам (телеграф) могут отсутствовать радиопередающее и радиоприемное устройства.

Основная литература: 1осн[6-18;18-35],

Дополнительная литература: 7доп[5-13], 10доп[7-11], 12доп[3-47],

Контрольные вопросы:

1.Какие частоты и длины волн относятся к ОНЧ и НЧ диапазонам?

2.Какие частоты и длины волн относятся к СЧ и ВЧ диапазонам?

3.Какие частоты и длины волн относятся к ОВЧ и УВЧ диапазонам?

4.Какие частоты и длины волн относятся к СВЧ и КВЧ диапазонам?

5.Что представляет собой спектр (как выглядит) гармонического колебания? Запишите выражение гармонического колебания.

6.Начертите простейшую структурную схему системы радиосвязи.

Лекция 3. Одноканальные радиотехнические системы передачи информации. Системы сотовой радиосвязи.

План:

1. Сети сотовой радиосвязи.

Дата добавления: 2014-11-08