Структурная схема одноканальной системы связи

 

 

Структурная схема одноканальной системы электросвязи (рис.5.1). От источника сообщений в передающее устройство поступает сообщение а, которое может иметь любую физическую природу (изображение, звуковое колебание и т.п.) в преобразователе сообщения в сигнал преобразуется в первичный электрический сигнал b(t). В телефонии этот сигнал из акустических колебаний преобразуется в пропорционально изменяющееся электрическое напряжение на выходе микрофона.

В телеграфии последовательность сообщений (букв) заменяется последовательностью кодов (0,1 или точка, тире), которые одновременно преобразуются в последовательность импульсов постоянного тока.

В передатчике первичный сигнал b(t) (низкочастотный) модулирует вторичный (высокочастотный) u(t). Полученный сигнал u(t) используется для передачи по линии связи.

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.

Классификация электрических цепей

Электрической цепью называют совокупность устройств и объектов, предназначенных для распределения, взаимного преобразования и передачи электрической и других видов энергии и (или) информации.

Цепи можно классифицировать по типу элементов, из которых они состоят, например, резистивные цепи — цепи, состоящие из резисторов и источников энергии, электронные цепи — цепи, содержащие электронные лампы и транзисторы, и т. д.

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).

 

Аппроксимация вольтамперных характеристик(ВАХ)

Анализ схем начинается с аппроксимации, т.е. в приближенном аналитическом представлении, графически заданной нелинейной ВАХ i = Ф(u).

Рассмотрим простейшие способы аппроксимации. Аппроксимация с помощью степенного полинома n-й степени:

n

i = ∑a_k u^k = a₀ + a₁ u + a₂ u² + a₃ u³ + …+ a_n uⁿ (5.1).

k=1

Прежде определяется интервал аппроксимации ∆V, т.е. возможные изменения напряжения u. В пределах указанного интервала ∆V необходимо выбрать n+1 напряжений u=u_k (от u₁ до u_n+1), каждому из которых соответствуют токи i = i_k (от i₁ до i_n+1). Затем интервал ∆V делят на n – равных частей рис.5.1

В теории нелинейных цепей с целью аппроксимации используют полиномы невысоких порядков:

- полинома первой степени (к=1), i = a₀ + a₁ u;

- полинома второй степени (к=2), i = a₀ + a₁ u + а₂u²;

- полинома третьей степени (к=3), i = a₀ + a₁ u + а₂u²+ а₃u³;

- полинома четвертой степени (к=4), i = a₀ + a₁ u + а₂u²+ а₃u³+ а₄u⁴; (5.2)

- полинома пятой степени (к=5), i = a₀ + a₁ u + а₂u²+ а₃u³+ а₄u⁴+ а₅u⁵;

С увеличением n сложность решения (5.2) увеличивается, поэтому без необходимости не следует увеличивать степень полинома (5.1).

Полиноминальная аппроксимация (ВАХ)

. i = f (U₀) + 0,5 а₂U²_m1 + а₁ Um₁sin ω₁t - 0,5 а₂U²_m1cos 2ω₁t

| U₀ - U_m1 до U₀ + U_{m1 - пределы значений аргумента}

Анализ спектра отклика на гармоническое воздействие.Спектр воздействия.Спектр отклика

Если u(t) – входной сигнал, а i(t) – выходной, то следует вывод: спектр сигнала при прохождении через нелинейную цепь всегда изменяется; спектр выходного сигнала содержит большее число спектральных линий, чем спектр воздействия; в данном случае характеристика нелинейной цепи представлена полиномом второй степени, поэтому наивысшая частота в спектре отклика нелинейной цепи равна удвоенной частоте гармонического воздействия. Аналогично, характеристика нелинейной цепи представлена полиномом третьей степени, то наивысшая частота в спектре отклика равна утроенному значению частоты гармонического воздействия (в спектре нелинейной цепи имеется 3-я гармоника). В случае представления полиномом степени n, то ток будет иметь ограниченный спектр, при этом номер высшей гармоники совпадает со степенью полинома n.