Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы (4-е издание, 1986), страница 3

Решение этой сложной задачи оказывается возможным благодаря достижениям современной электроники. Большую роль играют также специальные методы построения схем приемников, обеспечивающие большое усиление при сохранении устойчивости работы приемника, Проблема усиления в приемнике неотделима от проблемы выделения сигнала на фоне помех. Поэтому одним из основных параметров приемника является избирательность, под которой подразумевается способность выделять полезные сигналы из совокупности сигнала и посторонних воздействий (помех), отличающихся от сигнала частотой, Частотная избирательность осуществляется с помощью резонансных колебательных цепей. Выделение сообщения из высокочастотного колебания (детектирование и декодирование). Детектирование является процессом, обратным модуля- ции.

В результате детектирования должно быть получено напряжение (ток), изменяющееся во времени так же, как изменяется один из параметров (амплитуда, частота нли фаза) модулированного колебания, т. е. должно быть восстановлено передаваемое сообщение. Детектор, как правило, включается на выходе приемника, следовательно, к нему подводится модулированное колебание, уже усиленное предыдущими ступенями приемника. Основное требование к детектору — точное воспроизведение формы сигнала.

После детектирования осуществляется декодирование сигнала, т. е. процесс, обратный кодированию. В ряде радиотехнических каналов кодирование и декодирование не используются. Помимо перечисленных процессов, так или иначе связанных с преобразованием частотных спектров, в радиотехнических устройствах широкое применение находит усиление колебаний без трансформации частоты, осуществляемое в различных усилителях, К таким усилителям относятся: низкочастотные усилители управляющих сигналов, используемые перед модулятором передатчика, а также на выходе приемника; усилители коротких импульсов, применяемые в телевизионной и радиолокационной технике.

а также в импульсных системах радиосвязи; высокочастотные усилители большой мощности, используемые в радио- передающих устройствах; высокочастотные усилители слабых сигналов, применяемые в радио- приемных и измерительных устройствах. Кроме упомянутых процессов, присущих, как уже отмечалось, любому радиотехническому каналу, в ряде специальных случаев широко применяются другие процессы: умножение и деление частоты, генерация коротких импульсов, различные виды импульсной модуляции и т. д.

ПЗ. КЛАССИФИКАЦИЯ СИГНАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В РАДИОТЕХНИКЕ С информационной точки зрения сигналы можно разделить на детерминированные и случайные. Де те р м и н и р о в а н н ы м называют любой сигнал, мгновенное значение которого в любой момент времени можно предсказать с вероятностью единица. Примерами детерминированных сигналов могут служить импульсы или пачки импульсов, форма, амплитуда и положение во времени которых известны, а также непрерывный сигнал с заданными амплитудными и фазовыми соотношениями внутри его спектра.

К с л у ч а й н ы м относят сигнальд мгновенные значения которых заранее неизвестны и могут быть предсказаны лишь с некоторой вероятностью, меньшей единицы. Такими сигналами являются, например, электрическое напряжение, соответствующее речи, музыке, последовательности знаков телеграфного кода при передаче неповторяющегося текста. К случайным сигналам относится также последовательность радиоимпульсов на входе радиолокационного приемника, когда амплитуды импульсов и фазы их высокочастотного заполнения флуктуируют из-за изменения условий распространения, положения цели и некоторых других причин.

Можно привести большое число других примеров случайных сигналов. По существу, любой сигнал, несущий в себе информацию, должен рассматриваться как случайный, Перечисленные выше детерминированные сигналы, <полностью известные», информации уже не содержат. В дальнейшем такие сигналы часто будут обозначаться термином к о л е б а н и е. Наряду с полезными случайными сигналами в теории и практике приходится иметь дело со случайными помехами — шумами, Уровень шумов яв- 0 0 Э г) 0 гг г 0 ш 6 Рис. !.2, Сигналы произвольные по величине и по времени (а), произвольные по вели- чине и дискретные по времени (б), кнантованные по величине и непрерывные по вре- мени (в), квантованные по величине и дискретные по времени (г) 10 ляется основным фактором, ограничивающим скорость передачи информации при заданном сигнале.

Поэтому изучение случайных сигналов неотделимо от изучения шумов. Полезные случайные сигналы, а также помехи часто объединяют термином случайные колебания или случайные процессы, Дальнейшее подразделение сигналов можно связать с их природой: можно говорить о сигнале как о физическом процессе или как о закодированных, например в двоичный код, числах.

В первом случае под сигналом понимают какую-либо изменяющуюся во времени электрическую величину (напряжение, ток, заряд и т. д.), определенным образом связанную с передаваемым сообщением. Во втором случае то же сообщение содержится в последовательности двоично-кодированных чисел. Сигналы, формируемые в радиопередающих устройствах и излучаемые в пространство, а также поступающие в приемное устройство, где они подвергаются усилению и некоторым преобразованиям, являются физическими процессами. В предыдущем параграфе указывалось, что для передачи сообщений на расстояние используются модулированные колебания.

В связи с этим сигналы в канале радиосвязи часто подразделяют на у п р а в л я ю щ и е с н г н а л ы и на р а д и о с и г н а л ы; под первыми понимают модулирующие, а под вторыми — модулированные колебания. Обработка сигналов в виде физических процессов осуществляется с помощью аналоговых электронных цепей (усилителей, фильтров и т.

д.). Обработка сигналов, закодированных в цифру, осуществляется с помощью вычислительной техники. Представленная на рис. 1.1 и описанная в ч 1.2 структурная схема канала связи не содержит указаний о виде используемого для передачи сообщения сигнала и структуре отдельных устройств. Между тем сигналы от источника сообщений, а также после детектора (рис. 1.1) могут быть как непрерывные, так и дискретные (цифровые), В связи с этим применяемые в современной радиоэлектронике сигналы можно разделить на следующие классы: произвольные по величине и непрерывные по времени (рис. 1.2, а); произвольные по величине и дискретные по времени (рис.

1.2, б); квантованные по величине и непрерывные по времени (рис. 1.2, в); квантованные по величине и дискретные по времени (рис. 1.2, г). Сигналы первого класса (рнс. 1.2, а) иногда называют аналоговыми, так как их можно толковать как электрические модели физических величин, илн непрерывными, так как они задаются по оси времени на несчетном множестве точек.

Такие множества называются континуальными. При этом по оси ординат сигналы могут принимать любое значение в определенном интервале. Поскольку эти сигналы могут иметь разрывы, как на рис. 1.2, а, то, чтобы избежать некорректности при описании, лучше такие сигналы обозначать термином к о н т и н у а л ь н ы й. Итак, континуальный сигнал з (1) является функцией непрерывной переменной 1, а дискретный сигнал з (х) — функцией дискретной переменной х, принимающей только фиксированные значения (91.

Дискретные сигналы могут создаваться непосредственно источником информации (например, дискретными датчиками в системах управления или телеметрии) или образовываться в результате дискретизации континуальных сигналов, На рис. 1.2, б представлен сигнал, заданный при дискретных зтгачениях времени 1 (на счетном множестве точек); величина же сигнала в этих точках может принимать любое значение в определенном интервале по оси ординат (как и на рис. 1.2, а). Таким образом, термин д и с к р е т н ы й характеризует не сам сигнал, а способ задания его на временнбй оси.

Сигнал на рис. 1.2, в задан на всей временнбй оси, однако его величина может принимать лишь дискретные значения. В подобных случаях говорят о сигнале, квантованном по уровню. В дальнейшем термин дискретный будет применяться только по отношению к дискретизации по времени; дискретность же по уровню будет обозначаться термином к в а н т о в а н и е. Квантование используют при представлении сигналов в цифровой форме с помощью цифрового кодирования, поскольку уровни можно пронумеровать числами с конечным числом разрядов. Поэтому дискретный по времени и квантованный по уровню сигнал (рис.