Понятие информации,сообщения,сигнала.

Понятие информации,сообщения,сигнала.

В настоящее время информацией называют любые сведения, являющиеся объектом передачи, распределения, преобразования, хранения или непосредственного использования. Для передачи и хранения информации используют различные знаки (символы), позволяющие представить её в некоторой форме. Совокупность знаков, отображающую ту или иную информацию, называют сообщением. Передача сообщений (информации) на расстояние осуществляется с помощью материального носителя (бумага, магнитная лента и т.д.) или физического процесса (звуковые, электромагнитные волны, ток и т.д.). Физический процесс, отображающий передаваемое сообщение, называют сигналом.

Виды сигналов

Сигналы могут быть детерминированными и случайными. Детерминированным называют сигнал, заданный в виде некоторой функции f(t) с известными параметрами. Поэтому передавать сообщение известное с полной достоверностью, т.е. детерминированное сообщение не имеет смысла.Детерминированные сигналы в устройствах электросвязи используют в качестве служебных (импульсные последовательности, пилообразный либо синусоидальный ток или напряжение и др.).

Сообщения, предназначенные для передачи, следует рассматривать как случайные события (случайные величины, случайные функции), т.е. должно существовать некоторое множество вариантов сообщений, из которых реализуется с определенной вероятностью одно, следовательно, параметры случайных сигналов могут быть известны на приемной стороне лишь с некоторой вероятностью. Однако именно эти сигналы несут информацию о событиях. Электрические сигналы могут быть непрерывными и дискретными.

Непрерывный (аналоговый) сигнал – непрерывно изменяющийся во времени и предусматривает оперирование со всеми значениями сигнала, содержит первичную информацию (пример – человеческая речь).

Дискретный (цифровой) сигнал - принимает конечное число вполне определенных значений и предусматривает оперирование с отдельными его значениями (пример – телевизионный сигнал изображения).

Математическая модель и параметры гармонического сигнала

ряд Фурье:

u(t) = U₀ + U_m1 sin (ω₁t + φ₁) + U_m2 sin (2ω₁t + φ₂) +…+ U_mk sin (kω₁t + φ_k) =

∞

= U₀+ ∑ U_mk sin (kω₁t + φ_k), t₀ ≤ t ≤ t₀ + Т, (1.1)

k=1

- U₀ – постоянна составляющаясигнала u(t) на интервале времени от t₀ до t₀+Т_.

- Слагаемые под знаком суммы U_mk sin (kώ₁t + φ_k) называются гармониками; гармонические колебания основной частоты ω₁ – первая гармоника, колебание 2 ω₁ – вторая и т.д.

Параметры импульса и импульсной последовательности

Параметры импульса

 

U(m)- - амплитуда импульса

А -максимальное значение в момент окончания переходного процесса;

∆А спад вершины, разность между высотой импульса в момент окончания переходного процесса и его значением в момент окончания вершины импульса;

t(u)-это интервал времени в течении которого происходит наростание напряжения

t(ф)- промежуток времени течении которого амплитуда импульса увеличивается от уровня 0,1 до 0,9

t(с)-интервал времени в течении которого напр-ие импульса уменьшается(0.9 до 0.1) Параметры импульсной последовательности

T- - период повторения импульсов, промежуток времени между одноименными фронтами двух соседних однополярных импульсов;

f = 1/ Т; - частота повторения

Q = T/ t_и - скважность импульса

 

 

Периодический гармонический сигнал и его спектр

Периодическим называют сигнал, значения которого повторяются через определенные равные промежутки времени, который называется просто периодом (Т)

гармоническое колебание: u(t) = U_m sin ωt.

6-Переодическая последовтельность прямоугольных импульсов,параметры и спектры

АВ-фронт имульса,ВС-вершина импульса,СД-срез импульса,АД-основание импульса.

Параметры-Т-период повторения,промежуток времени между одноименными и двух соседних одноименных импульсов

F=1/T-частота повторения

Q=T/tи-скажность ипульса

Спектр сигнала-в радиотехнике это результат разложения сигнала на более простые в басисные ортогональные функции(в качестве разложения обычно используют преобразование Фурье

 

Ширина спектра

Под шириной спектра сигнала понимают интервал на шкале частот, в котором располагаются все спектральные линии периодического сигнала. Если этот интервал частот конечен, то говорят, что сигнал имеет ограниченный спектр. В противном случае спектр называют неограниченным.

9-Обьясните процесс преобразования прямоугольных импульсов

На рис. 5.5 показано, что частота первой гармоники определяется периодом сигнала: ω₁=2π/Т. если период оставить неизменным, а изменять только длительность импульса (рис. 5.6 а и в), то частота первой гармоники будет той же самой для обоих сигналов, но изменится скорость убывания амплитуд гармоник (рис 5.6 б и г). Чем короче импульс, тем медленнее убывают амплитуды гармоник и тем соответственно, большим числом гармоник следует представлять прямоугольные импульсы, чтобы сохранить достаточную степень их «прямоугольности»

Таким образом, сигналы произвольной формы (не только прямоугольные импульсы) можно представить как сумму обыкновенных синусоид. Как уже говорилось ранее, в первые это доказал в 20-х годах ХIХ века французский математик Ж. Фурье. Такой набор синусоид получил название спектр Каждый сигнал, отличающийся от других по форме, имеет свой сугубо индивидуальный спектр, т.е. его можно получить только из синусоид со строго определенными частотами и амплитудами.

 

Каналы связи

Каналом связи называют совокупность средств, обеспечивающих передачу сигнала от некоторой точки А системы до точки Б (рис.5.2) Часть системы связи, расположенной до точки А является источником сигнала для этого канала. Если входные и выходные сигналы канала являются дискретными (по уровню), то канал дискретный. Если входные и выходные сигналы канала являются непрерывными по уровню), то канал непрерывный. Встречаются каналы непрерывно-дискретные и дискретно-непрерывные.

Линейные и нелинейные цепи

Линейная цепь – в такой цепи существует линейная зависимость между подведенным напряжением и протекающим по цепи током. ВАХ линейной цепи представляет собой прямую линию.(Примерт линейной цепи-идеальный резистор,трансформатор без стального сердечника, электрический фильтр). Нелинейная цепь – такая цепь содержит хотя бы один нелинейный элемент,в такой цепи параметры зависят от значения и направления проходящего через них тока или подведенного к ним напряжения.(Примеры нелинейной цепи – диоды, транзисторы, Электронные лампы, трансформатор со стальным сердечником).

 

Демодуляция АМ сигналов.

Демодуляция (детектирование). Для выделения сообщения из принятого высокочастотного сигнала необходимо восстановить модулирующий сигнал, который был внесен в высокочастотное несущее колебание при его модуляции. Преобразование, обеспечивающее такое выделение является обратным модуляции и поэтому называется демодуляцией или детектированием. В результате демодуляции восстанавливается сигнал, который в идеальном случае является копией модулирующего сигнала и называется принимаемым сигналом. Демодуляция осуществляется в устройстве называемым демодулятором или детектором. Широкое применение нашли детекторы двух видов: диодный и коллекторный.

Схемы детекторов.

Линейными называют детектор, у которого ВАХ имеет кусочно-линейную аппроксимацию, состоящей из двух линейных участков различной крутизны. Такая аппроксимация дает достаточно точные результаты при входных воздействиях большой амплитуды. При квадратичном режиме обязательно возникают нелинейные искажения сигнала, поэтому этот режим используется ограниченно.

Теорема Котельникова

Если непрерывный сигнал U(t) имеет огр. Спектр частот F, то может полностью и однозначно восстановлен по его дискретным отсчетам,взятым с частотой дискретизации fд=2F2, т.е. через интервал времени tд=1/2Fв

Виды импульсной модуляции

Билет 48.Дельта-модуляция.

Дельта-модуляция (ДМ) — передача одного 2-ного символа в каждый момент отсчета.

При ИКМ отсчеты аналогового сигнала преобр в послед кодовых групп состоящих из 2-ных символов.

В процессе квантования производится «нумерация» уровней квантования, и передаются не сами уровни а их значения по шкале уровней в 2-ном коде.

При малой Тд разность между сосед отсчетами можно сделать очень малой и тогда за каждый Тд можно передавать знак приращения сосед отсчетов.

 

 

Фазовая манипуляция (ФМ)

Фазовая манипуляция (англ. Phase-shift keying (PSK)) предполагает изменение фазы несущего сигнала в зависимости от передаваемого символа. Для передачи "0", например, может быть использована начальная фаза 0 градусов, а для "1" - 180 градусов. Этот вид манипуляции более сложен в реализации, но вместе с тем и наиболее помехоустойчив из трех. Одним их основных недостатков фазовой манипуляции является эффект "обратной работы" в фазовом детекторе (устройстве, выделяющем из манипулированного сигнала информационный), когда ошибка в одном символе может привести к ошибочному детектированию всех последующих символов. От этого нежелательного эффекта свободна относительная фазовая манипуляция (ОФМ). Ее принцип заключается в том, что фаза символа определяется не только текущим значением информационного сигнала, но и значением предшествующих символов. Вторым существенным недостатком фазовой манипуляции является необходимость широкой полосы пропускания для передачи фазоманипулированного сигала. Широкая полоса, необходимая для передачи такого сигнала, обусловлена расширением спектра из-за резких переходов между фазой предыдущего и последующего символа.

Понятие информации,сообщения,сигнала.

В настоящее время информацией называют любые сведения, являющиеся объектом передачи, распределения, преобразования, хранения или непосредственного использования. Для передачи и хранения информации используют различные знаки (символы), позволяющие представить её в некоторой форме. Совокупность знаков, отображающую ту или иную информацию, называют сообщением. Передача сообщений (информации) на расстояние осуществляется с помощью материального носителя (бумага, магнитная лента и т.д.) или физического процесса (звуковые, электромагнитные волны, ток и т.д.). Физический процесс, отображающий передаваемое сообщение, называют сигналом.

Виды сигналов

Сигналы могут быть детерминированными и случайными. Детерминированным называют сигнал, заданный в виде некоторой функции f(t) с известными параметрами. Поэтому передавать сообщение известное с полной достоверностью, т.е. детерминированное сообщение не имеет смысла.Детерминированные сигналы в устройствах электросвязи используют в качестве служебных (импульсные последовательности, пилообразный либо синусоидальный ток или напряжение и др.).

Сообщения, предназначенные для передачи, следует рассматривать как случайные события (случайные величины, случайные функции), т.е. должно существовать некоторое множество вариантов сообщений, из которых реализуется с определенной вероятностью одно, следовательно, параметры случайных сигналов могут быть известны на приемной стороне лишь с некоторой вероятностью. Однако именно эти сигналы несут информацию о событиях. Электрические сигналы могут быть непрерывными и дискретными.

Непрерывный (аналоговый) сигнал – непрерывно изменяющийся во времени и предусматривает оперирование со всеми значениями сигнала, содержит первичную информацию (пример – человеческая речь).

Дискретный (цифровой) сигнал - принимает конечное число вполне определенных значений и предусматривает оперирование с отдельными его значениями (пример – телевизионный сигнал изображения).