Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

70

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

В.Н. ВАСЮКОВ

ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Часть I.

Теория сигналов

Конспект некоторых лекций для студентов,
обучающихся по специальностям
«Средства связи с подвижными объектами»
и «Многоканальные телекоммуникационные системы».

Дополнительный материал см. в

В.Н. Васюков. Введение в теорию сигналов: Уч. пособие.
– Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. – 92 с.

Новосибирск, НГТУ

2001

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Системы связи, сигналы, каналы связи 3

1.1. Общие сведения о системах электрической связи 3

1.2. Сигналы и помехи 6

1.3. Системы и каналы связи 9

2. Корреляционно-спектральные характеристики детерминированных сигналов 10

3. Дискретизация сигналов. Теорема отсчётов 14

4. Случайные процессы 18

4.1. Случайные величины и их характеристики 19

4.2. Стационарные случайные процессы 25

4.3. Корреляционно-спектральная теория случайных процессов 27

4.4. Воздействие ССП на ЛИС-цепи 30

4.5. Безынерционные нелинейные преобразования случайных процессов 33

5. Аналитический сигнал 34

6. Комплексный случайный процесс 40

7. Принципы модуляции и демодуляции 45

7.1. Воздействие гармонического колебания на параметрическую цепь 45

7.2. Нелинейные элементы и их аппроксимации 46

7.2.1. Полиномиальная аппроксимация 47

7.2.2. Экспоненциальная аппроксимация 49

7.2.3. Кусочно-линейная аппроксимация 50

7.3. Воздействие гармонических колебаний на НЭ 50

7.3.1. Полиномиальная аппроксимация 50

7.3.2. Кусочно-линейная аппроксимация 51

7.3.3. Бигармоническое воздействие на НЭ 53

7.3.4. Нелинейный элемент в качестве параметрического 54

7.4. Амплитудная модуляция гармонического переносчика 54

7.5. Детектирование АМ-колебаний 62

7.6. Угловая модуляция 67

7.7. Детектирование УМ-колебаний 71

7.7.1. Синхронное детектирование 71

7.7.2. Диодное детектирование 71

7.7.3. Детектирование при помощи перемножителя 73

1. Системы связи, сигналы, каналы связи

   1. Общие сведения о системах электрической связи

Системы связи предназначены для передачи информации. Информация передается посредством сообщений. Таким образом, сообщение – форма представления информации. Примерами сообщений могут служить текст телеграммы, фраза в телефонном разговоре, последовательность цифр в сетях передачи данных, изображение в системе фототелеграфии и т.п. Сообщение представляет собой совокупность знаков (символов). Например, текст телеграммы состоит из букв, цифр, пробелов и специальных знаков, а телеграфное сообщение, готовое для передачи по каналам связи – из канальных символов (например, из «точек», «тире» и пауз). Сообщение в системе черно-белого телевидения (изображение) представляет собой последовательность значений яркости, упорядоченных согласно схеме телевизионной развертки. В телефонии сообщение – непрерывная последовательность значений напряжения (тока), отображающая изменение во времени звукового давления на мембрану микрофона.

Из приведенных примеров ясно, что сообщения могут быть дискретными (состоящими из символов, принадлежащих конечному множеству – алфавиту) или непрерывными (континуальными, аналоговыми), описываемыми функциями непрерывного времени.

Для передачи сообщения необходим материальный носитель, называемый сигналом. Чаще всего в качестве сигналов используют электрические колебания благодаря удобству их генерирования и преобразования. Естественной формой представления сигнала является его описание некоторой функцией времени (зависимой переменной чаще всего является напряжение или ток). Сигналы, как и сообщения, могут быть дискретными или континуальными в зависимости от того, рассматриваются ли они как функции дискретного или непрерывного времени. Зависимая переменная также может быть дискретной или непрерывной, в соответствии с этим можно различать четыре типа сигналов, Рис. 1.

Современная система связи представляет собой сложную совокупность устройств, выполняющих преобразования сообщений и сигналов с целью наиболее эффективной передачи информации. К показателям эффективности относятся достоверность и скорость передачи информации, а также некоторые другие величины. Упрощенная схема системы передачи информации (системы связи) показана на Рис. 2.

Само назначение системы связи предполагает наличие источника и получателя сообщений. Источник ИС порождает сообщение , которое преобразуется преобразователем Пр1 в сигнал , называемый первичным сигналом. Например, в системе телефонии преобразователем служит микрофон, в системе телевидения – передающая телевизионная камера. Первичный сигнал, как правило, непригоден для непосредственной передачи¹, поэтому он поступает на модулятор² М, где используется для модуляции другого колебания , более подходящего для передачи и называемого переносчиком или несущим колебанием. Модуляция означает изменение одного или нескольких параметров сигнала-переносчика в соответствии с изменением первичного сигнала (или с передаваемым сообщением). Следует отметить, что дискретное сообщение не обязательно должно передаваться дискретным сигналом, а непрерывное – аналоговым. Наоборот, для современных систем связи характерна передача, например, аналоговых сообщений цифровыми сигналами; цифровые первичные сигналы применяют для модуляции аналоговых несущих колебаний (в таких случаях модуляция называется манипуляцией), и т.д.

Модулированный сигнал поступает в линию связи ЛС, которая по своим физическим свойствам пригодна для передачи сигнала к приемнику и в которой происходит его искажение под влиянием характеристик линии, а также неизбежное воздействие на сигнал вредных колебаний (помех). Вследствие этого сигнал , поступающий с выхода линии связи на демодулятор ДМ, отличается от переданного сигнала , поэтому вырабатываемый демодулятором сигнал в общем случае отличается от первичного сигнала . Качество демодулятора тем выше, чем меньше это отличие. Сигнал преобразуется преобразователем Пр2 в сообщение , передаваемое получателю сообщения ПС. В радиовещании роль подобного преобразователя играет громкоговоритель, в телевидении – кинескоп.

Рассмотренная структура системы связи является простейшей и сравнительно редко применяется на практике. В современных системах связи сообщение перед передачей часто кодируется, при этом последовательность символов, порождаемая источником (то есть собственно сообщение) преобразуется в последовательность кодовых символов, которая преобразуется в первичный сигнал, поступающий в модулятор. После прохождения по каналу связи и демодуляции полученная кодовая последовательность декодируется, при этом восстанавливается исходное сообщение. Кодирование производится для повышения скорости передачи информации (экономное, или энтропийное кодирование ) либо уменьшения вероятности ошибки при приеме сообщения (помехоустойчивое кодирование). Целью кодирования может быть также согласование формы передаваемого сообщения с каналом связи. Примером последнего служит кодирование цифро-буквенного телеграфного сообщения кодом Морзе. Совокупность всех кодовых символов называется кодовым алфавитом. Количество символов в кодовом алфавите называется основанием кода. Например, код Морзе имеет основание 3. Код Бодо, алфавит которого состоит из символов 0 и 1, имеет основание 2.

Обычно один символ сообщения (например, буква в телеграфном сообщении) заменяется последовательностью кодовых символов (кодовой комбинацией, кодовым словом). Кодом называется совокупность всех допустимых кодовых комбинаций. Если каждый символ сообщения заменяется при кодировании одинаковым количеством кодовых символов (то есть все кодовые слова имеют равную длину), то код называется равномерным, иначе – неравномерным. Длину кодовой комбинации равномерного кода называют его разрядностью.

В качестве переносчика часто используют гармоническое колебание, при этом изменяемым параметром может быть амплитуда (амплитудная модуляция, АМ), частота (частотная модуляция, ЧМ) либо начальная фаза (фазовая модуляция, ФМ), Рис. 3.

Роль переносчика в системах связи также во многих случаях играет последовательность импульсов (часто их считают в первом приближении прямоугольными³). При этом в соответствии с параметрами периодической импульсной последовательности различают:

– амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ), при которой по закону изменения первичного сигнала изменяется амплитуда импульсов,

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги