Физические характеристики каналов связи

Сигнал:

1. Длительность сигнала (T_с).

2. Частотный спектр (F_с).

3. Динамический диапазон сигнала (D_с).

 

 

 

(в числителе Р может быть Р_ср или Р_max)

- минимальная мощность сигнала, с которой можно его передать.

4. Объем сигнала: .

5. База сигнала .

Канал:

1. T_к.

2. F_к.

3. , - верхний уровень усиления, - шумы возникающие на приеме.

4. Емкость канала связи , ≥ .

 

Информационные характеристики каналов связи:

Н(Х) – энтропия сигнала,

Н(Е) – помехи квантования.

Среднее количество информации по каналу связи (КС):

 

 

- мощность сигнала на входе

- мощность шума

Пропускная способность канала связи: С, С ≥ І - это условие необходимо для передачи информации.

 

 

- мощность помехи

- мощность сигнала

 

Способы повышения качества передачи информации в каналах связи

 

Для повышения качества передачи информации в каналах связи вводится избыточность в передаваемый сигнал. Избыточность бывает: аппаратная и информационная.

Аппаратная избыточность – введение в системе связи обратной связи, то есть еще одного канала.

 

Схема канала с ОС

 

ЛС

 

Если решающее устройство (РУ) со стороны источника – информационная обратная связь, если со стороны получателя – решающая обратная связь.

 

 

 

 

 

Каналы РОС связи с непрерывной передачей информации

 

Виды решающей обратной связи:

1. РОС с ожиданием.

Сигнал в линии связи должен быть избыточен, если РУ решает, что сигнал принят неправильно, то затирается содержимое Н₂ и передается запрос на повторную посылку. Устройство управления (УУ) запрещает ИС и активизирует Н₁ (если число запросов превышает предел, то пересылается новый пакет). Если же РУ решает, что все хорошо, то сигнал пропускается, а обратно посылается квитанция о благополучном получении сигнала, после чего содержимое Н₁ затирается и активизируется ИС и шлется новый пакет.

Недостаток: потеря времени на пересылку квитанций.

2. РОС с кусочно-непрерывной передачей по каналу:

а) Поблочный переспрос. Квитирующая посылка приходит с задержкой, но идет одновременно по каналу с сигналом. Между К и Н₁ ставят Н₀ который хранит блоки информации. Если обнаружена ошибка в посылке, то блок пересылается дальше, а неправильные посылки досылаются потом.

Недостаток: маленькие блоки.

Преимущество: не ждем ОС.

б) Поадресный переспрос. ОС передает номер неправильной посылки.

Недостаток: в случае исключения позиция остается пустой.

Преимущество: блоки могут быть большими.

Амплитудная модуляция (АМ). Основные методы и способы реализации

 

Аналоговая АМ.

A(t)cos t – сигнал передатчика, – несущая частота, A(t) – управляющий сигнал.

 

 

Методы получения АМ:

1. Параметрический

2. Компенсационный

 

 

Методы реализации непрерывной модуляции и схемные решения

Параметрический способ АМ

 

 - несущий сигнал, = .

 - модулирующий сигнал.

i =Yu, Y – проводимость,  - несущая частота

 

Y( ) = b

 

1 случай. (t) =

Тогда i(t) = Y = b cos t = cos t

2 случай. = (1+kx(t)).

Тогда i(t)= (1+kx(t)) cos t

 

 

 

- дифференциальная проводимость.

;

 

(при условии ) = 0

 

.

 

Получили квадратичную ВАХ.

Если <<1, то характеристика ≈ квадратичная и мы можем реализовать амплитудный модулятор.

 

Схема реализующая параметрическую АМ

 

 – высокочастотный сигнал.

Др 1 – препятствует обходу транзистора.

 – низкочастотный управляющий сигнал, меняет рабочую точку.

LC нагрузка – образует полосовой фильтр, пропускающий только на резонансной частоте.

 - разделитель, иначе бы смещение ничего не давало.

- электролитический конденсатор, который не позволяет пройти высокочастотному сигналу.

 

Схема хорошо работает в области низких сигналов.

 

Нелинейный метод реализации АМ.

 

U= + , = cos t, =(1+kx(t))

 

 

 

Схема реализующая нелинейную АМ (схема лучше, чем параметрическая АМ)

 

Балансная АМ.

Кольцевой балансный модулятор

 

Отсутствует несущая частота.

 

 (через )

 

 - то, что снимается из 2 полуобмоток.

Требование для устойчивой работы схемы: амплитуда  должна быть намного больше амплитуды обмотки Тр 1. Если они сопоставимы, то равное напряжение может закрыть диод.

Манипуляция – когда сигнал имеет конечное (счетное) количество значений амплитуды (как правило, 2).

Модуляция – амплитуда сигнала принимает непрерывное множество значений.

Схема реализации модулятора с амплитудной манипуляцией

Амплитуда опорного сигнала должна быть меньше амплитуды управляющего сигнала x(t).

Если полярность будет наоборот « + – », то диоды будут закрыты.

Недостаток схемы: все время работает генератор, схема энергетически расходная

 

Экономичная схема амплитудной манипуляции

 

Если транзистор заперт, энергия генератора не потребляется, то есть напряжение не передается на следующий каскад. Если есть x(t), открывается базовый каскад.

Угловая модуляция.

 

 - частотная модуляция;

 - фазовая модуляция.

 - связь между частотой и фазой сигнала.

Схемная реализация частотной модуляции.

 

Схема генератора с трансформаторной обратной связью.

Аналоговые демодуляторы