00_0_Сообщение, сигнал, помехи. Основные виды сигналов
 Скачать 253.5 Kb.
|
Основные виды сигналовОписанием конкретного сигнала может быть некоторая функция времени s(t). Определив, так или иначе, эту функцию, определяем и сигнал. Основными параметрами являются длительность сигнала Тс, его динамический диапазон Нс, и ширина спектра Fc. Можно ввести более общую и наглядную характеристику – объем сигнала: Vc=Тс Нс Fc (1.1) Объем сигнала Vc дает общее представление о возможностях данного ансамбля сигналов как переносчиков сообщений. Чем больше объем сигнала, тем больше информации можно «вложить» в этот объем и тем труднее передать такой сигнал по каналу связи. Система связи Структурная схема простейшей системы связи Совокупность технических средств, служащих для передачи сообщений от источника к потребителю, называется системой связи. Этими средствами являются передающее устройство, линия связи и приемное устройство. Канал связиКаналом связи называется совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сигнала от некоторой точки А системы до другой точки В. Точки А и В могут быть выбраны произвольно, лишь бы между ними проходил сигнал. Общими признаками непрерывных каналов являются следующие. Во-первых, большинство каналов можно считать линейными. В таких каналах выходной сигнал является просто суммой входных сигналов и помех (применим принцип суперпозиции), а продукты перекрестной модуляции этих сигналов малы по сравнению с выходными сигналами. Во-вторых, на выходе канала даже в отсутствие полезного сигнала всегда имеются помехи. В-третьих, сигнал при передаче по каналу претерпевает задержку по времени и затухание по уровню. И, наконец, в реальных каналах всегда имеют место искажения сигнала, обусловленные несовершенством характеристик канала и, нередко, изменениями параметров канала во времени. Обобщенной характеристикой непрерывного канала является его емкость (объём): Vк = TкFкHк. (1.2) Структура схема многоканальной системы связиСистема связи называется многоканальной, если она обеспечивает передачу нескольких сообщений по одной общей линии связи. В общем виде влияние помехи n(t) на передаваемый сигнал u(t) можно выразить оператором z=ψ(u,n). (1.5) В частном случае, когда оператор ψ вырождается в сумму z=u+n, (1.6) помеха называется аддитивной. Если же оператор может быть представлен в виде произведения z=ku, (1.7) то помеху называют мультипликативной. Здесь k(t) – случайный процесс. В реальных каналах обычно имеют место и аддитивные и мультипликативные помехи, и поэтому z=ku+n=s+n. (1.8) Наиболее распространенной причиной шума являются флуктуации, обусловленные тепловым движением носителей заряда в любом проводнике. Тепловой шум на входе приемника представляет собой нормальный случайный процесс с нулевым средним и энергетическим спектром: где h 6,6·10-34 Дж·с – постоянная Планка; k 1,38·10-23 Дж/град. – постоянная Больцмана; Т – абсолютная температура источника шума; f – текущая частота. В диапазоне звуковых и радиочастот hf<<kT, и поэтому спектраль- ная плотность постоянна и равна . Величину N0 = kT называют односторонней спектральной плотностью шума. При ширине полосы пропускания приемника F мощность шума равна Pш =N0F, Вт. В диапазоне оптических частот, наоборот, hf>>kT и тепловой шум оказывается очень слабым. Однако в этом диапазоне существенное значение получает «квантовый шум», вызванный дискретной природой излучения сигнала. В первом приближении квантовый шум можно рассматривать как помеху со спектральной плотностью, равной энергии фотона hf. В оптическом диапазоне частота f выше 1015 Гц, поэтому квантовый шум весьма ощутим. |