"Többcsatornás kommunikáció a vasúton. e. szállítás
Előadásjegyzet
diákoknakVtanfolyam
SPI specializáció
1. Általános információk a távközlési rendszerekről és hálózatokról. 2
1.1. Alapfogalmak és definíciók. 2
1.2. Elsődleges és másodlagos hálózatok. 3
1.3. A KKV-k osztályozása és fejlődési kilátásai.. 4
2. Tipikus primer jelek paraméterei. 6
2.1. Az elsődleges jel általánosított paraméterrendszere. 6
2.2. A tipikus primer jelek alapvető paraméterei. 9
2.2.1. telefonjel. 9
2.3.3. fax jel. 12
2.3.4. Diszkrét információs jel (SDI) 12
2.3.5. TV jel. 12
3. A jelek időbeni multiplexelésének elvei. 13
3.1. A fő digitális csatorna kialakításának általános elvei. 13
3.2. Analóg jelek ideiglenes összevonása. 13
. 14
. 15
3.3. Digitális adatfolyamok kombinálása. 18
3.3.1. Szimbólum-karakter szinkron összefűzés. 18
3.3.2. Aszinkron digitális adatfolyamok kombinálása. 21
3.3.3 Díjegyeztetési eljárás. 23
4. Pleziokron digitális hierarchia. 27
4.1. Plesiochronous Hierarchy Standards. 27
4.2. Csoportalakítás kétirányú sebesség egyeztetéssel. 31
4.2.1. Másodlagos digitális jel időbeli csoportosítása. 31
4.2.2. A tercier és kvaterner digitális jel időbeli csoportosítása. 32
4.3. Csoportalakítás egyoldalú sebességillesztéssel. 34
5. SEBESSÉGVÁLTÓ RENDSZER E1. 38
5.1. Fizikai réteg E1. 38
5.1.1 Vonalkódolás. 39
5.1.2 Jelszintek, interfész elektromos paraméterei, impulzus alakja. 41
5.2. E1 kapcsolati réteg. 43
5.2.1. Az E1 ciklikus és szuperciklikus szerkezete. 43
5.2.2. Átviteli hibaellenőrzési eljárások. Redundáns CRC-4 kód használata. 45
5.3. E1 hálózati réteg. 47
5.4. Az átviteli rendszerek felépítése E1. 49
6. Szinkron digitális hierarchia. 51
6.1. Az SDH és a PDH összehasonlítása.. 51
6.2. A szinkron hierarchia felépítésének jellemzői. 52
6.3. STM-N.. modulok összeszerelése 54
6.4. Az STM-1 szállítási modul kialakításának szabályai. 55
6.5. Az STM-1 modul kialakításának folyamata az E1 törzsek folyamából. 57
6. 6. A címsorok és indexek célja. 61
6.7. A szinkron multiplexerek műszaki megvalósításának jellemzői. 62
6. 8. Paritásellenőrzési módszerek. 64
6. 9. Foglalás. 65
A többcsatornás átviteli rendszerek nagy és összetett műszaki rendszerek, amelyek a tudomány és a technológia különböző területein megszerzett legmodernebb tudást és technológiákat testesítik meg. E rendszerek tömör és egyben kimerítő leírásához szükséges az általánosan elfogadott (lehetőleg nemzetközileg elfogadott) kifejezések és definíciók alkalmazása a területtel kapcsolatos különféle objektumokra, folyamatokra és eszközökre.
Az információ a körülöttünk lévő világ bármely eseményére, jelenségére vagy tárgyára vonatkozó információk, adatok gyűjteménye. Az információk továbbítására vagy tárolására különféle jeleket (szimbólumot) használnak, amelyek egyfajta információ-megjelenítési formát jelentenek. Ilyen jelek lehetnek az emberi beszéd szavai és kifejezései egy adott nyelven, az írott beszéd betűi és szavai, gesztusok és rajzok, matematikai és zenei jelek stb. Egy olyan jelkészletet, amely ezt vagy azt az információt megjeleníti, üzenetnek nevezzük.
Az üzenet lehet elektromos vagy nem elektromos jellegű. A legtöbb esetben a nem elektromos jellegű üzenetek érdekesek. Az üzenetek forrását és címzettjét valamilyen közeg választja el, amelyben a forrás zavarokat kelt. Ezek a zavarok azok, amelyek üzeneteket jelenítenek meg, és a címzett észleli őket. Például egy beszélgetés során az üzenetek forrása az emberi hangkészülék, a térben és időben változó légnyomás - akusztikus hullámok, üzenetként működik, az emberi fül pedig a címzett.
Kommunikációnak nevezzük azt a folyamatot, amely az üzenetnek a forrástól a címzetthez történő továbbítását (szállítását) az elfogadott szabályok szerint történik. Ebben az esetben az üzenet valamilyen anyaghordozóját (papír, mágnesszalag stb.) és/vagy a továbbított üzenetet megjelenítő (hordozó) fizikai folyamatot használják. Ez utóbbit jelnek nevezzük. A jel típusát az információátadás fizikai folyamatának jellege határozza meg. A jelet elektromosnak nevezzük, ha a fizikai folyamat elektromos áram (feszültség), hang átvitele - ha akusztikus rezgések átvitelét alkalmazzuk stb.
Az üzenetek forrástól a címzetthez való továbbítását biztosító eszközök összessége kommunikációs csatornát képez.
Az üzenetek elektromos jelekkel történő továbbítását távközlésnek, az ilyen átvitelt biztosító kommunikációs csatornát távközlési csatornának nevezzük.
A nem elektromos jellegű üzenetek távközlési csatornán történő továbbításához bizonyos átalakításokon kell keresztülmenniük, amelyeket az elsődleges üzenetátalakítók (PPS) hajtanak végre. A PES egy olyan eszköz, amely az átviteli ponton elsődleges elektromos jelet (PES) hoz létre - egy elektromágneses oszcillációt, amelynek paramétereinek változása nem elektromos jellegű üzenetnek felel meg. PES például a telefon, távíró, televízió, hangsugárzó jel és egyéb jelek. Tipikus PPS-ként nevezhetünk mikrofont, fotodiódát, televíziós sugárzó kamerát stb.
Az elsődleges elektromos jel közvetlenül továbbítható egy fémvezetőpárt tartalmazó fizikai áramkörön keresztül, de általában a PES további átalakításoknak van kitéve. Például száloptikai kommunikációs vonalon történő átvitelnél a TES-t egy bizonyos típusú optikai jellé alakítják át, a nyílt térben történő irányított átvitelnél - nagyfrekvenciás rádiójellé stb. A vevő oldalon az inverz átalakítások végre kell hajtani, és a TES ismét visszaáll. Ezután az inverz üzenet konverterhez (OPS) kerül – egy olyan eszközhöz, amely az elektromos jelet nem elektromos jellegű üzenetté alakítja. A tipikus OPS-ek a hangszóró, a LED, a TV-kineszkóp stb.
A távközlés különböző típusait vagy a továbbított PES típusa szerint (például telefon, videotelefon, távíró, fax, televízió stb.), vagy az átviteli vonal típusa szerint (műholdas, optikai szál, rádiórelé stb.) osztályozzák. , ha a csatorna távközlés univerzális.
A távközlési rendszer a távközlési jelek továbbítását biztosító műszaki eszközök és terjesztési közeg összessége. Terjesztési közegként vezetékes és vezeték nélküli vonalakat (vagy rádiókapcsolatokat) használnak.
A vezetékes vonalak olyan vonalak, amelyekben elektromágneses jelek terjednek a térben egy folytonos vezető közeg mentén. A vezetékek közé tartoznak a fém felső- és kábelvezetékek, hullámvezetők, fényvezetők. A rádiókapcsolatokban az üzeneteket rádióhullámok segítségével továbbítják a nyílt térben. Ez a fajta kommunikáció nagy hatótávolságot biztosít, alkalmas az üzenet forrásainak és címzettjeinek mozgatására, de érzékenyebb a külső interferenciára.
Az "elsődleges és másodlagos hálózatok" fogalma az oroszországi összekapcsolt kommunikációs hálózat (VSN) terminológiájában (és előtte - az EACC terminológiájában) volt az egyik fő fogalma, és meghatározta felépítésének architektúráját.
Az elsődleges hálózat alatt tipikus fizikai áramkörök, tipikus átviteli csatornák és hálózati utak összességét értjük, amelyek hálózati csomópontok, hálózati állomások, az elsődleges hálózat végberendezései és az ezeket összekötő átviteli vonalak alapján alakulnak ki.
A másodlagos hálózat a másodlagos hálózat vonalainak és csatornáinak halmaza, amely az elsődleges hálózat, állomások és kapcsoló csomópontok vagy kapcsolóállomások és csomópontok alapján jön létre, és amely két vagy több meghatározott pont közötti kommunikáció megszervezésére szolgál. A másodlagos hálózat határai az előfizetői terminálokkal való csomópontjai. A távközlés fő típusától függően a másodlagos hálózatot telefonnak, távírónak, adatátvitelnek, a televíziós műsorok terjesztésének, újságközvetítésnek stb. és zóna (zónán belüli és helyi).
A másodlagos hálózatok alapján olyan rendszereket szerveznek, amelyek egy bizonyos típusú távközlést végző műszaki eszközök komplexumai, amelyek magukban foglalják a megfelelő másodlagos hálózatot és alrendszereket: számozás, jelzés, költségelszámolás és elszámolás az előfizetőkkel, karbantartás és kezelés.
Tovább jelenlegi szakaszában, új kommunikációs szolgáltatások megjelenésével a telefon mellett a egy nagy szám Az ezeket a szolgáltatásokat nyújtó független szolgáltatók, valamint az olyan technológiák, mint az ATM és az MPLS és mások, amelyek szabványai az elsődleges és a másodlagos információátviteli hálózatokat egyaránt lefedik, az elsődleges és másodlagos hálózatok közötti határok folyamatosan törlődnek.
A modern technológiák gyors fejlődése oda vezet, hogy a szabályozási keretek elmaradtak a hálózatok jelenlegi helyzetétől.
Ma véleményem szerint a következő definícióknál kell időznünk: hagyjuk meg az elsődleges hálózat, mint közlekedési hálózat fogalmát (végberendezéssel ellátott távvezetékek); másodlagos hálózat - szolgáltató hálózat (telefon, adat stb.)
A többcsatornás átviteli rendszerek (MTS) olyan műszaki eszközök összessége, amelyek több jel egyidejű és független átvitelét biztosítják a kívánt minőségben egy átviteli vonalon keresztül. A KKV-kat a következő kritériumok szerint osztályozzák.
1. Vezető közeg típusa szerint: vezetékes és vezeték nélküli.
Vannak viszont: a) vezetékes felsővezetékek - VSP; Által kábelvonalak- KSP; optikai vonalakon - FOTS; b) vezeték nélküli átvitel rádiórelé vonalakon keresztül - RRSP; műholdas vonalakon - SSP.
2. Az üzenetforrások száma szerint (N csatornák száma): a) alacsony csatorna - N< 12 (обычно по воздушным линиям связи); б) среднеканальные – N= 12 – 60 (обычно КСП по симметричным кабелям или РРСП); в) многоканальные – N >300 (általában PCB koaxiális kábeleken vagy RRSP-n, valamint FOTS-on); d) ultra-többcsatornás - N >> 3000 (csak FOTS vagy PCB "nagy" koaxiális kábeleken, például a K-3600 rendszernél).
Az MRP egységesítése érdekében az üzenetforrások (csatornák) számát az MRP-hez továbbítható egyenértékű telefonüzenetek száma határozza meg.
3 A továbbított jelek formája szerint: a) analóg (ASP) - analóg elektromos jelek továbbítására szolgál, amelyek véges időintervallumon belül végtelen számú állapotot vehetnek fel (1.4. ábra, a). Ilyen ASP-k például a V-12, K-1920 stb. típusú rendszerek; b) diszkrét - olyan diszkrét jelek továbbítására szolgál, amelyeknek véges (diszkrét, megszámlálható) számú állapota van egy véges időintervallumban (1.4. ábra, b); c) digitális (DSP) - olyan digitális jelek továbbítására szolgál, amelyek időben diszkrétek, és két megengedett "1" és "0" pillanatnyi értékkel rendelkeznek (1.4. ábra, c). A DSP-re példa az olyan berendezések, mint az IKM-30, IKM-1920 stb.
Rizs. 1.4 a. Rizs. 1.4 b. Rizs. 1,4 hüvelyk
A KKV-k fejlődésének fő irányai:
1. állandó és folyamatos átmenet ASP-ről CSP-re;
2. a FOTS preferenciális fejlesztése, különösen a nagy csatornaszámú fővonalak;
3. az SSP részesedésének növelése;
4. Megbízhatóság növelése, a KKV-k minőségi mutatóinak javítása.
Spektrális sűrűség Gx(f) véletlenszerű folyamat jellemzi a jel egyes spektrális összetevőinek teljesítményeloszlását x(t). Ha a jel x(t) periodikus, majd a függvény Gx(f) diszkrét; ha jel x(t) nem periodikus, akkor a függvény Gx(f) folyamatos.
Lehetetlen jelet torzítás nélkül továbbítani a spektrum átvitele nélkül. Az átvitel során a spektrum bármilyen csökkenése jeltorzuláshoz vezet.
Minden valós kommunikációs jel véletlenszerű folyamat, végtelenül széles spektrummal. Ebben az esetben a fő energia egy viszonylag szűk frekvenciasávban koncentrálódik. Mivel a jel teljes spektrumát nem lehet továbbítani, a jelspektrum azon része, amelyben a fő energia koncentrálódik, a kommunikációs vonalon továbbítódik, és a torzítások nem haladják meg a megengedett értékeket.
A 2.1. ábra a jellemző függőségeket mutatja Gx(f):
Rizs. 2.1. A spektrális sűrűség jellemző függései Gx(f):
a) arra az esetre, ha a jelspektrum főleg az Fn frekvenciasávban koncentrálódik< f < Fв, где Fн, Fв – нижние и верхние граничные частоты (рис. 2.1 а);
Ha Fv / Fn >> 1, akkor a jel szélessávúnak minősül; Fin/Fn-nél ≈ 1 - keskeny sáv.
b) amikor 0< f < Fв т. е. Fн = 0 (рис. 2.1, б);
c) ha a jel végtelenül széles és egyenletes spektrummal rendelkezik, ez az opció egy kényelmes matematikai modell, és megfelel a "fehér zajnak" nevezett feltételes jelnek (2.1. ábra, c).
A jel spektrum szélessége megegyezik a maximum különbségével FВés minimum FH az átvitt spektrum frekvenciái ΔF=FВ – FН az egyik legfontosabb jellemzője.
A T → ∞ időintervallumra átlagolt jelteljesítményt átlagos hosszú távú Px teljesítménynek nevezzük. vö. Ha T véges, például 1 perc vagy 1 óra, akkor megkapjuk az átlagos perc vagy átlagos óránkénti teljesítményt. Végül T → 0-nál megkapjuk a Px jelteljesítmény pillanatnyi értékét a t0 pillanatban.
Mivel x(t) véletlenszerű folyamat, ezért szigorúan elméletileg bizonyos időpillanatokban a jel kiugrik x(t), és ennek megfelelően a Px(t) teljesítmény pillanatnyi értéke (a kis ΔT intervallumon átlagolva) nagyon nagy lehet. Általában egy ilyen Px max = Xmax2 értéket vesznek fel maximális jelteljesítménynek, amelyet a Px pillanatnyi érték csak nagyon kis ε valószínűséggel haladhat meg. Általában ε = 0,01 vagy 0,001.
Signal Crest Factor a fent meghatározott maximális Pmax teljesítmény és az átlagos hosszú távú Pav aránya, logaritmikus egységekben (decibelben) kifejezve:
.
A legtöbb jelnél a Kp nem haladja meg a 13-18 dB-t.
Az átvitel során az x(t) jel ilyen vagy olyan okból (néha tudatosan) torzul, ennek eredményeként az x’(t) ≠ x(t) jel érkezik a vevőhöz. Az x(t) jelreprodukciós hibát a következőképpen definiált Pε hibateljesítmény becsüli meg
A vevő nem észlel jeltorzulást, ha a Pε nem haladja meg a megengedett (küszöb) Pε max értéket. A dinamikatartomány az érték
, dB,
ahol Pmax a lehetséges legnagyobb jelteljesítmény.
Is dinamikus hatókör a maximális (csúcs) teljesítmény arányaként határozzuk meg Rsmax jelet a minimális teljesítményre Рс min, logaritmikus egységekben kifejezve. A csúcsteljesítmény a jel teljesítményét jelenti, amelyet egy bizonyos ideig túllépnek. Jeldinamikai tartomány a 10-es alap logaritmus rendszer használata esetén
A beszédjelek dinamikus tartománya 35-40 dB.
Valós körülmények között a kommunikációs jelek átviteli vonalakon keresztül kerülnek továbbításra, amelyekben különféle zavarok lépnek fel. Ezért nem a jelteljesítmény abszolút értéke a legfontosabb, hanem az interferenciateljesítményhez viszonyított aránya. Ezen megfontolások alapján általában egy speciális értéket vesznek figyelembe és normalizálnak - a jel védelmét egy vagy másik típusú interferencia ellen.
Alatt Biztonság a jel- és interferenciaszintek közötti különbség a kommunikációs csatorna adott pontján érthető:
Forrásinformáció teljesítménye a tΣ idő alatt a fogadónak (vevőnek) a TES segítségével továbbított ANDΣ információ mennyiségének a tΣ intervallum értékéhez viszonyított aránya határozza meg:
Mint tΣ → ∞, az I érték határozza meg a forrás átlagos információs termelékenységét; ha tΣ kicsi, akkor a pillanatnyi információtermelékenységet jellemzem.
Keresse meg a forráshoz tartozó információ mennyiségét diszkrét jel, amelynek L megengedett állapota (szintje) van (2.2. ábra).
A ti intervallumon< t< ti+1 сигнал принимает i-edik szint(i Є ) pi..jpg" width="195" height="43"> valószínűséggel
Ekkor a diszkrét forrás teljesítménye egyenlő lesz
ahol Tp egy elemi üzenet időtartama (2.2. ábra), FТ = 1/Tp a csomagok ismétlési gyakorisága (órafrekvencia).
Példa. Legyen az i-edik szint elfogadásának valószínűsége mindenkinél azonos én Є ,
A pi értékét behelyettesítve találjuk
Ha a jelnek két megengedett szintje van ("0" és "1"), azaz L = 2 és p0 = p1 = 0,5, akkor a digitális jelre kapunk
Vagyis egy bináris jelforrás információteljesítménye egybeesik az órajel frekvenciájával. Például a fő digitális csatorna (BCC) forrásának információteljesítménye, amelynek órajele 64 kHz, 64 kbps lesz.
Analóg jelhez
ahol az FВ, Рср és Рε max értékeit fentebb határoztuk meg; D* és Kp* a jel dinamikus tartománya és csúcstényezője, időben (és nem decibelben) kifejezve.
Ha el tudjuk fogadni, hogy D*/K* >> 1, akkor az előző képletből megvan
Itt D és Kp decibelben, FB - hertzben van helyettesítve.
A telefonkészülék mikrofonjának kimenetén vett beszédjel átlagos spektrális sűrűsége (az energiaspektrum szinonimája) az 1. ábrán látható. 2.3.
A spektrum főleg a 0,3-3,4 kHz tartományban koncentrálódik. Ez mindenekelőtt az elsődleges előfizetői átalakítók - mikrofon és telefon - paramétereinek köszönhető. A spektrum maximuma az F0 frekvenciának felel meg, amely férfi és női hangok esetében 300 és 500 Hz között változik.
Az előfizetői szintek eloszlási sűrűségét a többcsatornás átviteli rendszerek bemenetén megközelítőleg a normál törvény írja le (2.4. ábra).
Attól függően, hogy a rendszer melyik pontján mérjük ezt az eloszlást, a W(p) függvény párhuzamosan eltolódik a p szinttengely mentén. A maximuma egy átlagos előfizető ррр szintjének felel meg ezen a ponton. Általában a rendszer bemenetére redukált W(p) függvényt jelzik (általában a TLOU nulla relatív szintjének pontját):
A pav-hoz viszonyított szintek szórása nem függ a mérési ponttól, és szóródás jellemzi σр, ami egyenlő 4,5 ... 5,5 dB-lel. A normál törvényre érvényes a „három szigma” szabály, amely szerint a maximális előfizetői szintű pmax 99,9%-os valószínűséggel egyenlő a pmax-szal.< (рср + Зσр).
Az átlagos Рav jelteljesítmény és a Рε maximális hiba teljesítményének aránya, amelyet a fül még nem érzékel beszélgetés közben, minden előfizető esetében, amint a kísérlet mutatja,
Ugyanez elmondható bármely előfizetői jel csúcstényezőjéről, amely Kp ≈ 15 - 17 dB.
Ekkor a jel dinamikus tartománya az
A telefonjelforrások információteljesítményének ((analóg forrás teljesítményképletének száma)) szerinti értékelése során figyelembe kell venni, hogy minden előfizető átlagosan a fele annyi időt beszél, mint amennyi a másik előfizetővel folytatott párbeszédre rendelkezésre áll. Ráadásul az idő jelentős részét szünetekkel, válaszok átgondolásával stb. töltik. Ezen tényezők miatt az üzenetforrás teljesítménye átlagosan 3-4-szeresére csökken, amit a τа aktivitási tényező vesz figyelembe. = З-1 Ezután az analóg forrásjel információteljesítményének képletével kapjuk meg
A hangsugárzó (SB) műsorok átvitelének hangforrásai általában hangszerek és az emberi hang. Elsődleges jelátalakítóként kiváló minőségű szélessávú mikrofonokat és hangszórókat használnak, amelyek elvileg képesek az emberi fül által hallható hangok teljes spektrumának továbbítására. A sugárzott jel frekvenciaspektruma a 15 kHz-től kezdődő frekvenciasávban található. A lejátszás minőségére vonatkozó követelményektől függően azonban a sávszélesség korlátozott lehet:
magasabb osztályú átvitelhez - FH = 0,02 kHz, FB = 15 kHz;
az első osztályban - FH = 0,05 kHz, FB = 10 kHz;
a második osztályban - FH = 0,1 kHz, FB = 6 kHz.
A nemzetközi autópályákon a nemzetközi és a köztársasági ZV-műsorok 1. osztályú adása általában, a ZV helyi elosztóhálózatai általában a 2. osztályú átvitel minőségét biztosítják, a stúdiók és a felvevőházak felszerelése a műsorok átvitelére számít. a ZV jel a legmagasabb osztályba tartozik.
Megengedett hiba az SR jel reprodukálásában, értékkel becsülve
101g(Pcp/ Pε), dB, professzionális szakértelem találja meg kiváló minőségű berendezésekkel (primer konverterek). Ez körülbelül 54-56 dB. Az SV jelének csúcstényezője 16-18 dB. Ennek megfelelően az alap dinamikus tartománya D = 70 - 74 dB. Meghatározzuk a szennyezőanyag jelforrásának teljesítményét:
https://pandia.ru/text/78/323/images/image025_36.jpg" width="350" height="48 src=">
Az újságoldalak távolsági kommunikációs vonalakon történő továbbítására használt "Gazeta-2" faxkészülék használatakor a minta legmagasabb frekvenciája 180 kHz, egy oldal átviteli ideje 2,3 .... 2,5 perc. Egy újságoldal képe L = 2 szintek számával raszterezett (szaggatott) lesz. Ezután
https://pandia.ru/text/78/323/images/image015_49.jpg" width="77" height="41">
Az átviteli sebességet vagy az fТ = 1/τi frekvencia, vagy az elemi szimbólumok 1 s-onkénti száma alapján becsülik meg baudban (1 baud másodpercenként egy szimbólum átvitelének felel meg). E paraméter szerint a diszkrét információforrásokat kis sebességűekre (beleértve a távírókat is), amelyek sebessége legfeljebb 200 Baud, közepes sebességűekre - 300 és 1200 Baud között, a nagysebességűekre - több mint 1200 Baud.
A televízióban, valamint a fax kommunikációban az elsődleges jel sweep módszerrel jön létre. A képjelet és vezérlőimpulzusokat tartalmazó elektromos jelet összetett televíziós jelnek nevezzük. A sugárzott televíziós jel jellemzője: D = 40 dB, FB = 6,0 MHz.
Tudniillik, amikor analóg formáról digitálisra váltunk, a jel a következő átalakításokon megy keresztül (3.1. ábra):
Rizs. 3.1. Analóg jel átalakítása digitális PCM jellé
Egyedi jelek időbeni diszkretizálása, melynek eredményeként impulzusjel jön létre, amplitúdóban modellezve, azaz AIM jel;
N darab egyedi AIM jel kombinálása egy csoportos AIM jelbe a csatornák időosztásának elvei alapján;
A csoport AIM jelének szint szerinti kvantálása;
A csoportos AIM jel mintáinak szekvenciális kódolása, melynek eredményeként csoportos PCM jel jön létre, azaz. digitális jel.
Így Fd=8kHz (TD=125 μs) mintavételezési frekvenciával és m=8 kódbithosszúsággal a generált PCM jel 64 kbit/s átviteli sebességét kapjuk, ami a fő digitális csatorna sebessége ( BCC). Az analóg jelek PCM jellé alakítását az ITU-T G-711 ajánlása szabványosítja.
A jelek időbeni multiplexelésével átvitelük időben diszkréten történik. Ebben az esetben egy jel szomszédos mintái között mindig vannak "időablak", amelyekben nincs ennek a jelnek a továbbítása. Ezek az „ablakok” más jelek mintáival vannak tele. Attól függően, hogy az egyes jelek mintája milyen formában van ábrázolva, kétféle időmultiplexelés lehetséges:
a) jelek tömörítése analóg impulzus formában;
b) jeltömörítés digitális formában.
Analóg jelek időleges kombinálásakor (3.2. ábra) egy többcsatornás rendszer minden jele a1 (t) ÷ an(t) (3.3. ábra, a, c) analóg formából előzetesen AIM-1 vagy AIM-2 jellé alakul át.
Az AIM jelek képzése diszkretizerekkel történik (lásd 3.24. ábra), amelyeket a megfelelő kapcsolóimpulzusok vezérelnek. U d 1 ÷ U d n. Mivel ezek a jelek időben ortogonálisak (nem metszőek) (lásd 3.25. ábra, b, d), ezért a jel diszkrét a d 1 (t) ÷ a d n(t) időben sem esnek egybe, és közvetlenül kombinálhatók csoportjellé U gr (t) lineáris összeadó 2 segítségével (3.25. ábra, e). Időeltolásos impulzussorozatok kialakítása U d 1 ÷ U d n generátor berendezés (GO) 3 segítségével történik. Egy speciális szinkronizáló jelet is generál egy órajeladó 4 segítségével, amelyet információs jelek mintáival kombinálnak. a1 (t) ÷ an(t) . Az elemi átviteli ciklus többcsatornás rendszerben a következő elven alapul: az 1., 2. stb. csatorna mintáját továbbítjuk az n-edikig, majd órajelet továbbítunk; majd ismét minták az 1., 2. csatornáról stb.
A fogadó oldalon (3.4. ábra) diszkretizátorok 11 - 1 n csak a „saját” csatornák mintáinak csoportjeléből végezzen kiválasztást. 3. csatornaszűrő után én, én= 1, ..., n, a folyamatos jel visszaáll aén(t) diszkretizálttól a d én(t) ,.
Az adó és vevő oldalon lévő csatorna mintavevőknek szinkronban és fázisban kell működniük. Ehhez a fogadó rész kényszerített szinkronizálását használják. Ezt egy speciális 2 órajel-vevővel hajtják végre, amely a csoportjelből szinkronizáló jelet von ki, és azt a 4 vevőgenerátor-berendezésbe táplálja. Az órajel hibamentes kiválasztásához az utóbbi olyan sajátos jellemzőket kap, amelyek megkülönböztetik az órajeltől. információs minták. A különbség lehet amplitúdó, időtartam, alak, stb. Az átviteli és vételi GO-k felépítése közel azonos, csak az adási oldalon a master oszcillátor működik offline, a vevő oldalon pedig kényszerszinkronizálási módban. Ennek az ideiglenes lezárási lehetőségnek az előnyei a következők:
1) minden csatorna közös GO-t használ;
2) minden jel mintavételezése ugyanazon a frekvencián történik, ami lehetővé teszi azonos típusú mintavevők és csatornaszűrők használatát;
3) az analóg-digitális átalakítást (szintkvantálási és kódolási műveletek) egy csoportkvantáló és kódoló hajtja végre;
4) a c digitális-analóg konverziót a vevő oldalon egy I. csoportos dekóder végzi, amely a 3. ábra szerinti csoportmintavételezett jelet képez. 3,25, d.
Az időosztásnak ezt a változatát az IKM-30 típusú elsődleges digitális átviteli rendszerekben használják. Az átviteli ciklus ezekben a rendszerekben az ábrán látható. 3.5.
A Tc ciklusperiódus megegyezik a telefonjel Td = 125 µs mintavételezési periódusával (mivel Fd = 8 kHz).
A Tc intervallumban 30 telefonjel és két digitális szolgáltatási jel kerül továbbításra egymás után egy digitális bináris kódban: keretszinkronizálás (CS) és vezérlő és interakciós jelek az automatikus telefonközponthoz (SUV). Minden mintát a saját időrésében (CI) továbbítanak, egy kódszó időtartama Tk és a következőkből áll m kisülések. Kisülési időtartam - Tt. m = 8 esetén azt kapjuk
A 0, 1, 2, ..., 31 számozású időréseket a következőképpen használjuk: KI0 - a CS jel továbbítására, KI16 - SUV, KI1 ÷ KI15 és KI17 ÷ KI31 intervallumok - 1-15. és 16-31. telefonjelek. A SUV átvitele egy "távoli jelcsatorna" megszervezésével történik, ellentétben a legtöbb ASP-vel, ahol a SUV-t ugyanazon a csatornán továbbítják, mint az információs jelet. Az elsődleges DSP-ben egy előfizető SUV-jának mintája 3 bites kódkombináció formájában kerül továbbításra, míg egy CI16 két előfizető SUV-jának mintáját tartalmazza. Mind a 30 előfizető mintáinak egyidejű továbbításához a Tsc = Tc (30/2 + 1) = 16 Tc = 2 ms idő szükséges, amit multiframe-nek neveznek, míg a többkockában lévő KI16 egyikét használják digitális multiframe szinkronizációs jelet (MSS) továbbít. A vevőoldali SDS jel segítségével az egyes csatornák SUV kódolt mintái szétválasztásra kerülnek. A SUV vevő blokkvázlata gyakorlatilag hasonló az 1. ábrához. 3.4.
Az ideiglenes lezárás megfontolt lehetőségének fő hátrányai a következők:
1) a kombinált jelek számának növekedésével a szomszédos minták közötti időintervallum csökken (lásd 3.3. ábra, e), amely alatt a csoportkódolónak (vagy dekódolónak) digitális jellé kell konvertálnia (és fordítva), ami bonyolítja ezeknek a csoportos eszközöknek a megvalósítását ;
A jel különböző paraméterekkel jellemezhető. Általánosságban elmondható, hogy sok ilyen paraméter létezik, de a gyakorlatban megoldandó problémákhoz ezeknek csak kis része elengedhetetlen. Például egy folyamatvezérlő műszer kiválasztásakor szükség lehet a jel szórásának ismeretére; ha a jelet vezérlésre használjuk, akkor a teljesítménye számít, és így tovább. Tekintsünk három alapvető jelparamétert, amelyek elengedhetetlenek az információ csatornán történő továbbításához. Az első fontos paraméter a jelátviteli idő. T s. A második figyelembe veendő jellemző az erő P with egy bizonyos szintű interferencia csatornán továbbított jel Pz. Minél nagyobb az érték P withösszehasonlítva Pz, annál kisebb a hibás vétel valószínűsége. Így a kapcsolat P c /P z . Kényelmes ennek az aránynak a logaritmusát használni, amelyet a jelnek a zaj feletti többletének neveznek:
A harmadik fontos paraméter a frekvenciaspektrum Fx. Ez a három paraméter lehetővé teszi, hogy bármilyen jelet koordinátákkal ábrázoljunk háromdimenziós térben L, T, F térfogatú paralelepipedon formájában T x F x L x. Ezt a szorzatot a jel hangerejének nevezzük, és V x-el jelöljük
Egy információs csatorna három releváns paraméterrel is jellemezhető: csatornahasználati idő T to, a csatorna által továbbított frekvenciák sávszélessége Fkés a csatorna dinamikus tartománya D k jellemzi a különböző jelszintek átvitelére való képességét.
Érték
csatornakapacitásnak nevezzük.
Torzításmentes jelátvitel csak akkor lehetséges, ha a jel hangereje "belefér" a csatorna kapacitásába.
Ezért egy jel információátviteli csatornával való egyeztetésének általános feltételét a kapcsolat határozza meg
Az arány azonban egy szükséges, de nem elégséges feltételt fejez ki a jel és a csatorna egyeztetéséhez. Elegendő feltétel az egyetértés minden paraméterben:
Az információs csatorna esetében a következő fogalmakat használjuk: információbeviteli sebesség, információátviteli sebesség és csatornakapacitás.
Alatt bemeneti sebesség (információáramlás) I(X) az üzenetforrásból az információs csatornába egységnyi idő alatt bevitt információ átlagos mennyiségét értem. Az üzenetforrásnak ezt a jellemzőjét csak az üzenetek statisztikai tulajdonságai határozzák meg.
Információátviteli sebesség I(Z,Y) a csatornán egységnyi idő alatt továbbított információ átlagos mennyisége. Ez az átvitt jel statisztikai tulajdonságaitól és a csatorna tulajdonságaitól függ.
Sávszélesség C a legnagyobb elméletileg elérhető információátviteli sebesség egy adott csatornán. Ez egy csatorna jellemző, és nem függ a jelstatisztikától.
Az információs csatorna leghatékonyabb kihasználása érdekében intézkedni kell arról, hogy az információátviteli sebesség a lehető legközelebb legyen a csatorna kapacitásához. Ugyanakkor az információbeviteli sebesség nem haladhatja meg a csatorna kapacitását, különben nem kerül továbbításra minden információ a csatornán.
Ez a fő feltétele az üzenetforrás és az információs csatorna dinamikus illeszkedésének.
Az információátvitel elméletének egyik fő kérdése az információátviteli sebesség és áteresztőképesség csatornaparaméterektől, valamint a jelek és az interferencia jellemzőitől való függésének meghatározása. Ezeket a kérdéseket először K. Shannon vizsgálta meg alaposan.
Munka vége -
Ez a téma a következőkhöz tartozik:
Szövetségi költségvetési állam oktatási.. Tula város..
Ha további anyagra van szüksége ebben a témában, vagy nem találta meg, amit keresett, javasoljuk, hogy használja a munkaadatbázisunkban található keresést:
Ha ez az anyag hasznosnak bizonyult az Ön számára, elmentheti az oldalára a közösségi hálózatokon:
| csipog |
Felsőfokú szakmai végzettség
"Tula Állami Egyetem" Műszaki Intézet "Automatizált Szerszámgéprendszerek" Tanszék
Az informatika fogalma
Az informatika olyan műszaki tudomány, amely az adatok számítástechnikai eszközeivel történő létrehozásának, tárolásának, reprodukálásának, feldolgozásának és továbbításának módszereit, valamint a fu elveit rendszerezi.
A számítástechnika fejlődéstörténete
A számítógép története szorosan összefügg az emberek azon kísérleteivel, hogy megkönnyítsék a nagy mennyiségű számítás automatizálását. Még egyszerű aritmetikai műveleteket is nagy számok nehéz
Az informatika világnézeti gazdasági és jogi vonatkozásai
A számítástechnikával kapcsolatos alapvető jogi dokumentum Oroszországban az „Információról, informatizálásról és információvédelemről” szóló törvény. A törvény a tájékoztatás jogi szabályozásának kérdéseivel foglalkozik
Az információ szintaktikai mértéke
Adatmennyiség Vd. az üzenetben lévő karakterek (bitek) számával mérik. Különböző számrendszerekben egy számjegynek eltérő a súlya, és ennek megfelelően
Az információ szemantikai mértéke
A tezaurusz egy felhasználó vagy rendszer által tárolt információk gyűjteménye. Az S információ szemantikai tartalma és a felhasználók tezaurusza közötti kapcsolattól függően
Az információ algoritmikus mértéke
Mindenki egyetért abban, hogy a 0101….01 szó nehezebb, mint a 00….0, és az a szó, ahol 0 és 1 az érmefeldobási kísérletből (ahol 0 a címer, 1 a farok) van kiválasztva, nehezebb, mint mindkét előző.
Az információ mennyisége és minősége
Fogyasztói minőségi mutatók: reprezentativitás, tartalom, elégséges relevancia, időszerűség, pontosság megbízhatóság, használhatóság
Információs egységek
A modern számítógépekben beírhatunk szöveges információkat, számértékeket, valamint grafikus ill hangos információ. A számítógépben tárolt információ mennyiségét annak mérik
Információ és entrópia
Bevezethetünk-e egy ésszerű információmennyiséget? Claude Shannon amerikai matematikus és mérnök gondolkodott el ezen a kérdésen. Az elmélkedések eredményét 1948-ban publikálta.
Üzenetek és jelek
Shannonnak sikerült egy meglepően egyszerű és mély információátviteli modellt kitalálnia, amely nélkül ma már egyetlen tankönyv sem tud meglenni. Bevezette a fogalmakat: üzenetforrás, továbbító
Entrópia
A különböző üzenetek különböző mennyiségű információt hordoznak. Próbáljuk meg összehasonlítani a következő két kérdést: 1. Az öt egyetemi szak közül melyikben tanul a hallgató? 2. Hogyan csomagoljunk
Redundancia
Az üzenet forrása közvetítsen egy valódi nyelvi mondatot. Kiderült, hogy minden további szimbólum nem teljesen véletlenszerű, és előfordulásának valószínűségét a környezet nem határozza meg teljesen előre.
Szenzáció
Az üzenet entrópiája (kiszámíthatatlansága) és a redundancia (kiszámíthatóság) fogalmai természetesen megfelelnek az információ mértékére vonatkozó intuitív elképzeléseknek. Minél kiszámíthatatlanabb
Az információs technológia fogalma
A technológia görögül (techne) fordítva művészetet, készségeket, készségeket jelent, és ez nem más, mint folyamatok. A folyamatot cselekvések bizonyos halmazaként kell érteni
Új információs technológia
Az információtechnológia mára több evolúciós szakaszon ment keresztül, amelyek változását elsősorban a tudományos-technikai haladás fejlődése, a
Informatikai eszköztár
Információtechnológiai eszköz - egy vagy több kapcsolódó szoftvertermék egy adott típusú számítógéphez, amelynek technológiája lehetővé teszi az elérést
Az információs technológia összetevői
A termelési szférában használt technológiai fogalmak, mint a norma, szabvány, technológiai folyamat, technológiai működés stb., szintén felhasználhatók az információban
Információs technológiák fejlesztése
Evolúció információs technológiák legtisztábban az információ tárolási, szállítási és feldolgozási folyamataiban látható.
Első generációs IT
Az első generáció (1900-1955) a lyukkártyák technológiájához kötődik, amikor is bináris struktúrák formájában mutatták be az adatrekordot rajtuk. Az IBM jóléte az 1915-1960 közötti időszakban. kapcsolat
Második generációs IT
A második generáció (felvételfeldolgozó firmware, 1955-1980) a mágnesszalagos technológia megjelenéséhez kapcsolódik, amelyek mindegyike tízezernyi információt tárolhat.
Harmadik generációs IT
A harmadik generáció (operatív adatbázisok, 1965-1980) az adatok interaktív módban történő online hozzáférésének bevezetéséhez kapcsolódik, amely adatbázisrendszerek használatán alapul.
Negyedik generációs IT
A negyedik generáció (relációs adatbázisok: kliens-szerver architektúra, 1980-1995) az alacsony szintű interfész alternatívája volt. A relációs modell gondolata az
Ötödik generációs IT
Az ötödik generáció (multimédiás adatbázisok, 1995 óta) a hagyományos számok és karakterek tárolásáról a komplex viselkedésű adatokat tartalmazó objektumrelációs tárolásra való átálláshoz kötődik.
Alapvető információs technológia
Mint már említettük, az információtechnológia fogalma nem tekinthető külön a műszaki (számítógépes) környezettől, azaz. az alapvető információtechnológiából. App
Tantárgy Informatika
A tárgytechnológia alatt olyan technológiai lépések sorozatát értjük, amelyek az elsődleges információt eredményinformációvá alakítják egy adott témakörben, függetlenül
Az információs technológia lehetővé tétele
Az információs technológiák nyújtása olyan információfeldolgozási technológiák, amelyek különböző témakörökben különböző problémák megoldására használhatók eszközként.
Funkcionális információs technológia
A funkcionális információtechnológia egy kész szoftverterméket (vagy annak egy részét) képezi, amelyet egy adott témakörben, területen és adott területen történő feladatok automatizálására terveztek.
Az információs technológia tulajdonságai
A társadalom fejlődése szempontjából stratégiai jelentőségű információs technológiák megkülönböztető tulajdonságai közül célszerűnek tűnik kiemelni a következő hét legfontosabbat
A jelek kódolása és kvantálása
fizikai jelek az idő folyamatos függvényei. A folytonos, különösen az analóg jelek digitális formává alakításához analóg-digitális átalakítókat használnak.
A csatornán továbbított jelek jellemzői
A jel különböző paraméterekkel jellemezhető. Rengeteg ilyen paraméter létezik, de a gyakorlatban megoldandó problémákhoz csak néhány lényeges. Tovább
Jelmoduláció
A jelek olyan fizikai folyamatok, amelyek paraméterei információt tartalmaznak. BAN BEN telefonos kommunikáció elektromos jelek segítségével a beszélgetés hangjait továbbítják, a televízióban - felől
A média típusai és jellemzői
Ha a vivőparamétereket a1 , a2 , …, an -nak jelöljük, akkor a vivő az idő függvényében a következőképpen ábrázolható: UN =g(a
A jelek spektruma
A használt jelek sokfélesége információs rendszerek ah, 2 fő csoportra osztható: determinisztikus és véletlenszerű. A determinisztikus jelet a
Periodikus jelek
Az x(t) függvényt periodikusnak nevezzük, ha valamely Т állandónál igaz a következő egyenlőség: x(t)=x(t+nT), ahol Т a függvény periódusa, n
trigonometrikus forma
Bármilyen periodikus x(t) jel, amely kielégíti a Dirichlet-feltételt (x(t) korlátos, darabonként folytonos, véges számú szélsőértéke van a perióduson belül)
összetett forma
Matematikailag kényelmesebb a Fourier-sor összetett formájával dolgozni. Ezt az Euler-transzformáció alkalmazásával kapjuk meg
A hiba definíciója
Amikor a periodikus függvényeket felharmonikusok összegére bontjuk, a gyakorlatban gyakran néhány első felharmonikusra korlátozódnak, a többit pedig nem veszik figyelembe. Hozzávetőlegesen a függvényt reprezentálja
Nem periodikus jelek
Periodikusnak tekinthető minden nem periodikus jel, amelynek változási periódusa ¥. Ennek köszönhetően spektrális elemzés periodikus folyamatok egyaránt lehetnek
Moduláció és kódolás
5.1. Kódok: Közvetlen, Inverz, Kiegészítő, Módosított
Közvetlen számkód
Közvetlen n-bites bináris kóddal történő kódoláskor egy bit (általában a legjelentősebb) van fenntartva a szám előjelének. A fennmaradó n-1 számjegy a jelentős számjegyek. Az előjelbit értéke 0
Fordított számkód
Fordított kód csak negatív számokra épül. A bináris szám fordított kódja magának a számnak az inverz képe, amelyben az eredeti szám minden számjegye az inverzét veszi fel (fordítva
Kiegészítő számkód
A kiegészítő kód csak negatív számra épül fel. A közvetlen kód használata bonyolítja a számítógép szerkezetét. Ebben az esetben a két különböző előjelű szám összeadásának műveletét ki kell cserélni
Módosított számkód
Ha egynél kisebb számokat fixponttal ad hozzá, akkor egynél nagyobb abszolút értékű eredményt kaphat, ami a számítási eredmények torzulásához vezet. kicsit túlcsordul
Szisztematikus kódok
Mint már említettük, a vezérlési funkciók információredundanciával is megvalósíthatók. Ez a lehetőség speciális információkódolási módszerek alkalmazásakor jelenik meg. BAN BEN
Páratlan kódolás
Az egyszeri hibaészlelésű kód egyszerű példája egy paritásbittel rendelkező kód. Kialakítása a következő: az eredeti szóhoz egy paritásbitet adunk. Ha az egyesek száma az eredeti szóban páros, akkor
Hamming kódok
Az R. Hamming amerikai tudós által javasolt kódok (3.3. ábra) nemcsak az egyes hibák észlelésére, hanem kijavítására is képesek. Ezek a kódok szisztematikusak.
Elosztott adatfeldolgozás
A központosított számítógép-használat korában kötegelt feldolgozás a számítástechnika információhasználói inkább olyan számítógépeket vásároltak, amelyeken meg tudtak oldani
A számítógépes hálózat általános felépítése
A számítógépes hálózatok a többgépes társulások legmagasabb formája. Fő különbségek számítógép hálózat többszámítógépes komplexumból: Dimenzió. A sos
Az információátviteli csatorna interferencia nélküli jellemzői
5.4. ábra - Az információ interferencia nélküli továbbítására szolgáló csatorna felépítése
Az interferenciával járó információátviteli csatornák jellemzői
5.5. ábra - A zajjal járó információ továbbítására szolgáló csatorna felépítése
Módszerek az adás és a vétel zajvédelmének javítására
Az információs rendszerek zajtűrésének javítására szolgáló összes módszer alapja a hasznos jel és az interferencia közötti bizonyos különbségek alkalmazása. Ezért az interferencia kezelése érdekében
Az adatcsere korszerű technikai eszközei és csatornaképző berendezések
Üzenetek küldéséhez számítógépes hálózatok használt Különféle típusok kommunikációs csatornák. A leggyakoribb dedikált telefoncsatornák és speciális csatornák a digitális átvitelhez
Információk megjelenítése digitális automatákban (CA)
A kódok, mint a titkos írás eszközei, az ókorban jelentek meg. Ismeretes, hogy még az ókori görög történész, Hérodotosz is az V. sz. IDŐSZÁMÍTÁSUNK ELŐTT. csak a címzett számára érthető levelekre adott példákat. Titok
Információs bázisok a digitális automaták működésének vezérléséhez
Végrehajtási algoritmusok aritmetikai műveletek csak akkor biztosítja a megfelelő eredményt, ha a gép zavartalanul működik. Bármilyen zavar esetén a normál
Kódzaj immunitás
A kód minimális kódtávolsága az adott kód megengedett kódszavai közötti minimális Hamming-távolság. A nem redundáns kód m
Paritásos módszer
Ez egy egyszerű módja annak, hogy felfedezzen néhányat lehetséges hibákat. A lehetséges kódkombinációk felét használjuk a megengedettnek megfelelően, mégpedig azokat, amelyeknek páros számú kódja van
Ellenőrző összeg módszer
A fent tárgyalt paritásellenőrzési módszer ismételten alkalmazható az átvitt kódszavak különböző bitjeinek kombinációira - és ez nem csak észlelést, hanem
Hamming kódok
Az amerikai tudós, R. Hamming által javasolt kódok nemcsak az egyes hibák észlelésére, hanem kijavítására is képesek. Ezek a kódok szisztematikusak. Hamm módszer
Modulo vezérlés
Az összehasonlítások tulajdonságain alapuló ellenőrzési módszerrel sokféle probléma megoldható. Az ennek alapján kidolgozott aritmetikai és logikai műveletek vezérlési módszereit vezérlésnek nevezzük
Numerikus vezérlési módszer
A numerikus vezérlési módszerrel egy adott szám kódját a számnak a kiválasztott p modullal való elosztásából származó legkisebb pozitív maradékként határozzuk meg: rA = A-(A/p)p
Digitális vezérlési módszer
Digitális vezérlési módszerrel vezérlő kód A szám úgy jön létre, hogy a szám számjegyeinek összegét elosztjuk a kiválasztott modullal:
A vezérelendő modul kiválasztása
A numerikus vezérlési módszer előnyei a vezérlőkódok összehasonlításának tisztességes tulajdonságaiban rejlenek, ami megkönnyíti az aritmetikai műveletek vezérlését; a digitális módszer előnyei
Modulo 2 összeadási művelet
A modulo 2 összeadási művelet más aritmetikai műveletekkel is kifejezhető, pl. EU
Logikai szorzási művelet
Két szám logikai szorzásának művelete más aritmetikai és logikai műveletekkel is kifejezhető:
Aritmetikai műveletek vezérlése
Az aritmetikai műveleteket a direkt, inverz és kiegészítő kódok összeadóin hajtjuk végre. Tegyük fel, hogy a számok (operandusok) képe valamilyen kódban van eltárolva a gépben, azaz kb.
Aritmetikai kódok
A korábban tárgyalt modulo vezérlés lehetővé teszi az egyes hibák hatékony észlelését. Azonban egyetlen hiba egy bitben több bitben hibacsoporthoz vezethet.
DAC és ADC
Az analóg és digitális értékek közötti átalakítás alapvető művelet a számítástechnikai és vezérlőrendszerekben, mivel a fizikai paraméterek, például a hőmérséklet elmozdulnak.
A digitális logika szintjei
A túlnyomó többségben sem a digitális-analóg, sem az analóg-digitális átalakítókat szinte lehetetlen használni a használt digitális bemenet vagy kimenet típusának ismerete nélkül.
Villogó vezérlő kimenet
A legtöbb digitális-analóg konverter, a soros típusú konverterek kivételével (a kapacitás töltésen alapulóak), rendelkezik egy fő áramkörrel, amely reagál
Analóg jelek
Az analóg-digitális konverterek (ADC-k) általában feszültség formájában táplálják a jeleket. A digitális-analóg konverterek (DAC) gyakran feszültség formájában adják ki a jeleket
Digitális-analóg átalakítók
A digitális értékek arányos analóg értékké való átalakítása azért szükséges, hogy a digitális számítások eredményei analógban is használhatók és könnyen érthetőek legyenek.
Digitális-analóg átalakítás
A 6.2. ábra egy DAC blokkvázlatát mutatja, amely egy 3 bites pluszjelű digitális szót vesz fel, és egyenértékű feszültséggé alakítja át. Fő
A DAC fő típusai
Mint korábban említettük, jelenleg a piacon lévő DAC-k túlnyomó többsége két fő séma szerint épül fel: súlyozott ellenállások lánca és R-2R típusú. Mindkettő neve
DAC súlyozott ellenállásokkal
Az ellenállással súlyozott konverterek (6.3. ábra) tartalmaznak egy feszültségreferenciát, egy kapcsolókészletet, egy binárisan súlyozott precíziós ellenállást és egy műveleti erősítőt.
DAC R-2R típusú ellenállások láncával
Az R-2R ellenállásos DAC-ok feszültségreferenciát is tartalmaznak, kapcsolókészletet és műveleti erősítő. A binárisan súlyozott ellenállások helyett azonban tartalmaznak
Más típusú DAC
A DAC-k többnyire rögzített belső (vagy külső) vagy külső változó feszültségreferenciával (szorzókonverterek) vannak. Fix forrású DAC
Analóg konverterek
Lényegében az analóg-digitális átalakítók analógot alakítanak át bemeneti jel(feszültség vagy áram) impulzusok frekvenciájává vagy sorozatává, amelynek időtartamát mérik
analóg-digitális átalakítás
A 6.5. ábra egy kezdetleges analóg-digitális konverziós modellt mutat be, amelyben a DAC egyszerű blokk az átalakító rendszerben. Az inicializálási impulzus be van állítva
Push-Pull integráló ADC-k
A 6.6. ábrán látható push-pull integráló ADC tartalmaz egy integrátort, némi vezérlőlogikát, egy órajelgenerátort, egy komparátort és egy kimeneti számlálót.
egymás utáni közelítés ADC
Ennek megbízhatósága a fő oka annak, hogy az egymás utáni közelítés módszerét szinte általánosan alkalmazzák az információtranszformációval rendelkező számítástechnikai rendszerekben.
Feszültség átalakítók
A 6.9. ábra egy tipikus feszültség-frekvencia átalakítót mutat be. Ebben a bemeneti analóg jelet integrálják és a komparátorba táplálják. Amikor a komparátor megváltoztatja az állapotát,
Párhuzamos ADC-k
A soros-párhuzamos és egyszerűen párhuzamos átalakítókat főleg ott alkalmazzák, ahol a lehető legnagyobb sebességre van szükség. Szekvenciális átalakítás
DAC specifikációk
A táblázatos adatok elemzésénél nagy gondot kell fordítani arra, hogy az egyes paramétereket milyen feltételek mellett határozzák meg, és valószínűleg eltérően határozzák meg a paramétereket.
ADC specifikációk
Az ADC jellemzői hasonlóak a DAC jellemzőihez. Ráadásul szinte minden, amit a DAC jellemzőiről mondanak, igaz az ADC jellemzőire is. Ezek is gyakrabban jellemzőek, mint a mi
Rendszerkompatibilitás
A gyártók által megadott jellemzők listája csak kiindulópont a megfelelő ADC vagy DAC kiválasztásához. Néhány, Önt érintő rendszerkövetelmény
Átalakító kompatibilitás (cserélhetőség)
A legtöbb ADC és DAC nem univerzálisan kompatibilis fizikailag, néhány pedig elektromosan nem kompatibilis. Fizikailag az esetek méretükben különböznek, a leggyakoribbak
Helyzetszámrendszerek
A számrendszer a számok digitális jelekbe való írásának technikáinak és szabályainak összessége. A legismertebb decimális számrendszer, amibe h írható
Számfordítási módszerek
A különböző számrendszerekben lévő számok a következőképpen ábrázolhatók:
Számok fordítása osztással az új rendszer alapján
Az egész számokat q2 bázissal osztva fordítjuk le új rendszer kalkulus, megfelelő törtek - q2 bázissal szorozva. Az osztás és szorzás műveleteit a
Táblázatos fordítási módszer
A legegyszerűbb formájában a táblázatos módszer a következő: van egy táblázat az egyik rendszer összes számáról, egy másik rendszer megfelelő megfelelőivel; a fordítás feladata a megfelelő megtalálása
Valós számok ábrázolása számítógépen
Valós számok megjelenítéséhez modern számítógépek lebegőpontos ábrázolás kerül elfogadásra. Ez az ábrázolás normalizált (exponenciális)
Lebegőpontos számok ábrázolása
Lebegőpontos számok ábrázolásakor a cella számjegyeinek egy részét a számsorrend rögzítésére, a fennmaradó számjegyeket a mantissza rögzítésére használjuk. Minden csoportban egy számjegy van fenntartva a kép számára
Algoritmus lebegőpontos szám ábrázolására
egy számot a P-számrendszerből binárissá alakítani; bináris számot ábrázolnak normalizált exponenciális formában; kiszámítja a szám eltolt sorrendjét; ra
Az algoritmus fogalma és tulajdonságai
Az algoritmusok elmélete nagy gyakorlati jelentőséggel bír. Az algoritmikus tevékenységtípus nemcsak az emberi tevékenység erőteljes típusaként fontos, hanem az emberi munka egyik hatékony formájaként.
Algoritmus definíció
Maga az „algoritmus” szó az algoritmusból származik - az al-Khwarizmi név latin formájából, amely alatt a középkori Európában ismerték a legnagyobb matematikust Horezmből (egy város a szovjet országokban).
Algoritmus tulajdonságai
Az algoritmus fenti meghatározása nem tekinthető szigorúnak - nem teljesen világos, hogy mi a „pontos előírás” vagy „a kívánt eredmény elérését biztosító műveletek sorozata”. Algoritmus
Az algoritmus felépítésének szabályai és követelményei
Az első szabály az, hogy az algoritmus felépítésénél mindenekelőtt meg kell adni egy objektumkészletet, amellyel az algoritmus működni fog. Formalizált
Algoritmikus folyamatok típusai
Algoritmikus folyamatok típusai. A számítógépre alkalmazott algoritmus pontos előírás, pl. műveletek és váltakozásukra vonatkozó szabályok összessége, amelyek segítségével egy bizonyosból kiindulva
Neumann János elvei
A számítógépek túlnyomó többsége a következőkön alapul Általános elvek, amelyet 1945-ben John von Neumann amerikai tudós fogalmazott meg (8.5. ábra). Első
A számítógép funkcionális és szerkezeti felépítése
Tekintsünk egy számítógépes eszközt a leggyakoribb példával számítógépes rendszer- személyi számítógép. A személyi számítógép (PC) egy viszonylag olcsó számítógép
Aritmetikai műveletek végrehajtása fix és lebegőpontos számokon
9.6.1 Kódok: Közvetlen, Inverz, Komplementer A negatív számok gépi ábrázolásához a közvetlen, komplementer, inverz kódokat használjuk.
Összeadás művelet
A direkt, inverz és kiegészítő kódokban lévő számok összeadása a megfelelő kód bináris összeadóin történik. Bináris közvetlen kódösszeadó (DS
szorzási művelet
A fixpontos formátumban bemutatott számok szorzása közvetlen, inverz és kiegészítő kódok bináris összeadóin történik. Többen is vagyok
hadosztály működése
A fixpontos formátumban ábrázolt bináris számok osztása az osztó és az osztó, majd a maradék és az eltolás algebrai összeadásának egymást követő műveleteit jelenti. osztály
Adat fájlok
Különféle számítástechnikai forrásokban és Számítástechnika a „fájl” és az „operációs rendszer” kifejezés meghatározásai eltérőek lehetnek. A legtöbb
Fájlszerkezetek
A fájlrendszer célja által meghatározott szoftveres részének a következő összetevőket kell tartalmaznia: Ø a felhasználói folyamatokkal való interakció eszközei, amelyek
Adathordozók és technikai eszközök az adattároláshoz
Az információtároló eszközöket meghajtóknak nevezzük. Munkájuk különböző elveken alapul (főleg mágneses vagy optikai eszközök), de egyhez használják őket
Adatok rendszerezése közvetlen és szekvenciális hozzáférésű eszközökön
Az adatszervezés azt a módot jelenti, ahogyan a fájlrekordok elrendeződnek a külső memóriában (rögzítési adathordozón). A következő két fájlszervezési típust használják a legszélesebb körben.
Informatika
A számítási folyamatok gépesítésére, automatizálására szolgáló műszaki és matematikai eszközök (számítógépek, eszközök, eszközök, programok stb.) összessége, ill.
Ősi számláló műszerek
A legrégebbi számolóeszköz, amelyet a természet maga bocsátott az ember rendelkezésére, a saját keze volt. „A szám és az alak fogalma – írta F. Engels – nem származik sehonnan
Az abakusz fejlődése
Csomós címkék és kötelek nem tudták kielégíteni a kereskedelem fejlődésével összefüggésben növekvő számítási eszközök iránti igényt. Az írásbeli beszámoló kidolgozását két körülmény hátráltatta.
Logaritmusok
A "logaritmus" kifejezés a görög logos - arány, arány és arithmos - szám kombinációjából származik. A logaritmus alapvető tulajdonságai lehetővé teszik a szorzás, osztás, behelyettesítést
Blaise Pascal összeadó gépe
1640-ben Blaise Pascal (1623-1662) kísérletet tett egy mechanikus számítógép létrehozására. Van egy vélemény, hogy „Blaise Pascalt egy számológép ötlete ihlette,
Charles Babbage és találmánya
1812-ben Charles Babbage gondolkodni kezd lehetséges módjai táblázatok gépi számítása. Babbage Charles (1791. december 26., London – 1871. október 18., uo.)
Hollerith tabulátor
A 19. századi amerikai statisztikusoknak ceruzával és papírral, vagy legjobb esetben összegzőgéppel felfegyverkezve nagy szükségük volt a hosszadalmas, fárasztó és
Gép C3
A háború előestéjén minden ország katonai osztálya érdeklődött a számítógépek létrehozása iránt. A Zuse Német Repülési Kutatóintézet anyagi támogatásával
Általános célú elektronikus számítógép BESM-6
1. Hatókör: nagyszámítógép tudományos és technológiai problémák széles osztályának megoldására (11.18. ábra és 11.19. ábra). 2. A gép leírása: a BESM-6 szerkezetében először ben
IBM 360
1964-ben az IBM bejelentette az IBM 360 (System 360) család hat modelljének megalkotását, amelyek a harmadik generáció első számítógépei lettek. A modellek egyetlen parancsrendszerrel rendelkeztek
Altair 8800
1975 januárjában jelent meg a "Popular Electronics" magazin legújabb száma, melynek borítója a 11.22. ábra Altair 8800 volt, melynek szíve a legújabb mikroprocesszor volt.
Apple számítógépek
1976-ban jelent meg az Apple-1 személyi számítógép (11.23. ábra). Steve Wozniak fejlesztette ki a hetvenes évek közepén. Akkoriban a Hewlett-Packardnál dolgozott.
IBM 5150
1981. augusztus 12-én az IBM kiadta az IBM 5150 személyi számítógépet (11.25. ábra). A számítógép sok pénzbe került - 1565 dollárba, és csak 16 KB volt véletlen hozzáférésű memóriaÉs
A projekt szerkezetének leírása
A Delphiben minden program egy projektfájlból (dpr kiterjesztésű fájlból) és egy vagy több modulból (pas kiterjesztésű fájlból) áll. Ezen fájlok mindegyike leírja a szoftvert
A modul felépítésének leírása
A modul felépítése A modulok olyan programegységek, amelyek programrészletek elhelyezésére szolgálnak. A bennük található programkód segítségével minden
A programelemek leírása
Programelemek A programelemek annak minimálisan oszthatatlan részei, amelyek a fordító számára még mindig bizonyos jelentőséggel bírnak. Az elemek a következők:
A programozási nyelv elemei - ábécé
Ábécé Az Object Pascal nyelv ábécéje betűket, számokat, hexadecimális számjegyeket, Különleges szimbólumok, szóközök és fenntartott szavak. A betűk betűk
Programozási nyelv elemei - azonosítók, konstansok, kifejezések
Azonosítók Az Object Pascal azonosítói konstansok, változók, címkék, típusok, objektumok, osztályok, tulajdonságok, eljárások, függvények, modulok, programok és mezők nevei.
Kifejezések Pascal objektumban
A fő elemek, amelyekből a program végrehajtható része felépül, a konstansok, a változók és a függvényhívások. Ezen elemek mindegyikére jellemző az
Egész és valós aritmetika
Egy kifejezés operandusokból és operátorokból áll. Az operátorok az operandusok között vannak, és az operandusokon végrehajtott műveleteket jelölik. Kifejezés operandusaiként használhatja
Műveleti prioritás
A kifejezésértékek kiértékelésekor ne feledje, hogy az operátorok eltérő prioritásúak. Az Object Pascal a következő műveleteket határozza meg: Ø unary not, @ ;
Beépített funkciók. Összetett kifejezések készítése
Az Object Pascalban az alap programegység egy szubrutin. Kétféle szubrutin létezik: eljárások és függvények. Az eljárás és a funkció is
Adattípusok
A matematikában a változókat néhány fontos jellemző szerint osztályozzák. Szigorú különbséget teszünk a valós, az összetett és a logikai változók között.
Beépített adattípusok
Bármilyen valós adattípus, bármilyen bonyolultnak is tűnik első pillantásra, egy egyszerű komponens (alaptípusok), amelyek általában mindig jelen vannak a programozási nyelvben.
Egész típusok
Az egész típusok lehetséges értékeinek tartománya a belső ábrázolásuktól függ, amely lehet egy, kettő, négy vagy nyolc bájt. A 15.1. táblázat a t egész szám jellemzőit mutatja
Számjel ábrázolás
Sok numerikus mező előjel nélküli, például előfizetői szám, memóriacím. Egyes numerikus mezők mindig pozitívak, például a kifizetési arány, a hét napja, a PI-érték. Barát
Aritmetikai túlcsordulás
Aritmetikai túlcsordulás - a jelentős számjegyek elvesztése egy kifejezés értékének kiszámításakor. Ha csak nem negatív értékek tárolhatók egy változóban (BYTE és WORD típusok)
Valódi típusok. társprocesszor
Ellentétben az ordinális típusokkal, amelyek értékei mindig egész számok sorozatára vannak leképezve, és ezért pontosan vannak ábrázolva a PC-n, a valós típusok értékei
Szövegtípusok
A szöveg (karakter) típusok olyan adattípusok, amelyek egyetlen karakterből állnak. A Windows az ANSI kódot használja (a kódot kifejlesztő intézet neve után - American National Standa
logikai típusú
A 19. századi angol matematikusról, J. Boole-ról elnevezett logikai adattípus nagyon egyszerűnek tűnik. De számos érdekes dolog kapcsolódik hozzá. Először is ennek adataira
Kimeneti eszközök
A kimeneti eszközök elsősorban monitorokat és nyomtatókat tartalmaznak. Monitor - információ vizuális megjelenítésére szolgáló eszköz (szöveg, táblázatok, ábrák, rajzok stb. formájában). &
A szöveges információk beviteléhez és megjelenítéséhez szükséges összetevők listája
A Delphi Visual Components Library számos összetevőt tartalmaz, amelyek lehetővé teszik szöveges információk megjelenítését, bevitelét és szerkesztését. A 16.1. táblázat felsorolja őket.
Szöveg megjelenítése a címke, a statikus szöveg és a panelkomponensek címkéiben
A különféle címkék űrlapon való megjelenítéséhez főként a Label, StaticText (csak Delphi 3-ban jelent meg) és Panel összetevőket használjuk.
Szerkesztés és MaskEdit ablakok
Szöveges információk megjelenítéséhez, és akár azzal is további lehetőség hosszú szövegek görgetéséhez használhatja a Szerkesztés és a Ma szerkesztő ablakokat is
Többsoros feljegyzés és RichEdit szerkesztő Windows
A Memo és a RichEdit összetevők többsoros szövegszerkesztő ablakok. A Szerkesztés ablakhoz hasonlóan számos funkcióval vannak felszerelve
Egész számok bevitele és megjelenítése – UpDown és SpinEdit komponensek
A Delphi speciális komponensekkel rendelkezik, amelyek egész számokat biztosítanak - UpDown és SpinEdit. Az UpDown komponens elfordul
List Select Components - ListBox, CheckBox, CheckListBox és ComboBox
A ListBox és ComboBox komponensek karakterláncok listáját jelenítik meg. Elsősorban abban különböznek egymástól, hogy a ListBox csak megjeleníti
InputBox funkció
A beviteli mező egy szabványos párbeszédpanel, amely az InputBox függvény meghívásakor jelenik meg a képernyőn. Az InputBox függvény értéke egy karakterlánc
ShowMessage eljárás
Üzenetdobozt a ShowMessage eljárással vagy a MessageDlg funkcióval jeleníthet meg. ShowMessage eljárás
Fájl nyilatkozat
A fájl egy elnevezett adatstruktúra, amely azonos típusú adatelemek sorozata, és a sorozat elemeinek száma gyakorlatilag korlátlan.
Fájl célja
A fájlváltozódeklaráció csak a fájl összetevőinek típusát adja meg. Ahhoz, hogy a program adatokat tudjon kiadni egy fájlba, vagy adatokat olvasson ki egy fájlból, meg kell adnia a konkrét adatokat
Kimenet fájlba
A szöveges fájlba történő közvetlen kimenet írási vagy írási utasítással történik. BAN BEN Általános nézet ezek az utasítások a következőképpen vannak megírva:
Fájl megnyitása kimenethez
Fájlba történő kimenet előtt meg kell nyitni. Ha a kimeneti fájlt előállító programot már használták, akkor lehetséges, hogy a program munkájának eredményét tartalmazó fájl már a lemezen van.
Fájl megnyitási hibák
A fájl megnyitásának kísérlete sikertelen lehet, és programfutás közbeni hibát okozhat. A fájlok megnyitásának sikertelenségének több oka is lehet. Például a program megpróbálja
Beviteli eszközök
A beviteli eszközök a következők: billentyűzet, szkenner, táblagép. Számítógép-billentyűzet - információ számítógépbe történő bevitelére és vezérlőjelek továbbítására szolgáló eszköz.
Fájl megnyitása
A fájl megnyitása bevitelre (olvasásra) a Reset eljárás meghívásával történik, amelynek egy paramétere van - egy fájlváltozó. Mielőtt meghívná a Reset eljárást a
Számok olvasása
Meg kell érteni, hogy a szövegfájl nem számokat, hanem azok képeit tartalmazza. A read vagy readln utasítások által végrehajtott művelet valójában
Sorok olvasása
Egy programban egy karakterlánc-változót deklarálhatunk hosszúsággal vagy anélkül. Például: string1:string; stroka2
A fájl vége
Legyen valami szöveges fájl a lemezen. Meg kell jelenítenie a fájl tartalmát egy párbeszédpanelen. A probléma megoldása teljesen nyilvánvaló: meg kell nyitnia a fájlt, el kell olvasnia az első sort,
Loop funkciók a programban. Hurok elő- és utófeltételekkel
Számos probléma megoldására szolgáló algoritmus ciklikus, azaz az eredmény eléréséhez egy bizonyos műveletsort többször kell végrehajtani. Például a program
FOR hurok
A for operátort akkor használjuk, ha egy bizonyos műveletsort többször kell végrehajtani, és az ismétlések száma előre ismert. Például egy függvény értékeinek kiszámításához
BREAK és CONTINUE parancsok
Az aktuális ciklus utasításának azonnali leállításához használhatja a Break szubrutint paraméterek nélkül (ez egy operátor szerepét betöltő szubrutin). Például amikor egy tömbben ismert r
Beágyazott hurkok
Ha egy ciklus egy vagy több ciklust tartalmaz, akkor a más ciklusokat tartalmazó ciklust külsőnek nevezzük, a ciklust pedig egy másik ciklusban.
Tömb deklaráció
A tömböt, mint minden programváltozót, használat előtt deklarálni kell a változó deklaráció szakaszában. Általában egy tömbdeklarációs utasítás így néz ki:
Tömb kimenet
Egy tömb kimenete a tömbelemek értékeinek a monitor képernyőjére (a párbeszédpanelre) történő kimeneteként értendő. Ha a programnak meg kell jelenítenie egy tömb összes elemének értékét,
Tömb bemenet
A tömbbevitel az a folyamat, amelynek során a program működése során a felhasználótól (vagy egy fájlból) megkapjuk a tömbelemek értékeit. A bemeneti probléma "elülső" megoldása
A StringGrid komponens használata
Kényelmes a StringGrid komponens használata egy tömb bevitelére. A StringGrid komponens ikonja a Kiegészítő lapon található (19.1. ábra).
A Memo komponens használata
Egyes esetekben használhatja a Memo összetevőt egy tömb bevitelére. A Memo komponens lehetővé teszi kellően sok sorból álló szöveg bevitelét, így kényelmes
Egy tömb minimális (maximális) elemének megkeresése
Tekintsük egy tömb minimális elemének megtalálásának problémáját egy egész számokból álló tömb példáján. A tömb minimális (maximális) elemének megtalálásának algoritmusa teljesen nyilvánvaló: először
Adott elem tömbjének keresése
Sok probléma megoldása során szükségessé válik annak meghatározása, hogy egy tömb tartalmaz-e bizonyos információkat vagy sem. Például ellenőrizze, hogy a Petrov vezetéknév szerepel-e a tanulók listáján. Zada
Hibák a tömbök használatakor
Tömbök használatakor a leggyakoribb hiba az, hogy az indexkifejezés értéke meghaladja a tömb deklarálásakor megadott megengedett határokat. Ha in ka
Bibliográfiai lista
1. A számítástechnika alapjai: Proc. egyetemi pótlék / A.N. Morozevics, N.N. Govyadinova, V.G. Levashenko és mások; Szerk. A.N. Morozevics. - Minszk: Új ismeretek, 2001. - 544 p., ill.
Tárgymutató
"abacus", 167 array, 276 Break, 272 CD-ROM, 161 const, 298 Continue, 273
A jel első jellemzője a T s időtartama.
A második jellemző a jel dinamikus tartománya, amely a jel túllépését mutatja a zaj felett (küszöbérték)
Például a beszéd (a suttogásról a kiabálásra való átmenetben) D c =50 dB dinamikus tartományú.
A harmadik mutató a jel spektrumának szélessége
, (1.46)
hol van a jelspektrum felső és alsó határa.
A jel általánosított jellemzője a jel hangereje, amelyet a kifejezés határozza meg
V c \u003d T c * D c * F c . (1,47)
A kommunikációs csatornán keresztüli jelátvitel lehetőségének megoldására ugyanazokat a jellemzőket vezetjük be a T k, D k, F k, V k csatornákra.
V - =T - *D - * F - (1,48)
ahol T - csatorna használati idő,
D - a csatorna dinamikus tartománya (különböző szintek átvitelének képessége),
F - a csatorna által átadott frekvenciák sávszélessége,
V to - csatorna kapacitása.
Az átutalás az alábbi feltételekkel lehetséges:
T-től T-ig; D-ről D-re; F-ről F-re. (1,49)
Ez a követelmény írással enyhíthető
V–V c (1,50)
Azt a folyamatot, amelynek során a jel jellemzőit úgy módosítják, hogy lehetővé váljon egy adott csatornán való továbbítása, a jel és a kommunikációs csatorna egyeztetésének nevezzük.
Jelmoduláció
A modulációs típusok osztályozása
Az elektromos jel által képviselt üzenetet meghatározott távolságon (beleértve a kellően nagyot is) kell továbbítani. Erre a célra jeleket használnak - hordozók. A hordozók energiájának elegendőnek kell lennie egy adott távolságon történő átvitelhez.
Így a jelek transzformációja az átvitel során a vivő befolyásolásából, annak egyik vagy másik paraméterének megváltoztatásából áll. Ezt a hatást modulációnak nevezik.
A különböző típusú modulációkat különböző típusú vivők, valamint számos paraméter jellemzi, amelyek változhatnak.
A hordozók típusától függően a következők vannak:
§ szinuszos (harmonikus) jelek modulálása;
§ impulzusjelek modulálása.
A módosítandó paraméterek szerint vannak:
§ amplitúdó moduláció;
§ frekvencia moduláció;
§ fázismoduláció;
§ kódmoduláció stb.
Azokban az esetekben, amikor a folyamatos üzenetet diszkrét (digitális) formában továbbítják, a folyamatos üzenet előzetes átalakítása diszkrétté történik, beleértve az időben és szinten történő diszkretizálást (kvantálást).
Amplitúdó moduláció
Az amplitúdómodulációt a vivő A 0 amplitúdójának változása jellemzi a továbbított üzenet jelének törvénye szerint
, (1.51)
hol van a legnagyobb amplitúdóváltozás a moduláció során,
f(t) egy függvény, amely kifejezi a továbbított üzenet időbeli változásának törvényét.
Ekkor az amplitúdómodulált harmonikus jel a következő formában lesz
, (1.52)
ahol az amplitúdómodulációs mélység.
Ebben az esetben mikor 
 |
A jel spektrum szélessége.
Ha a harmonikus jel egy bonyolultabb törvény szerint modulált, és az amplitúdó burkológörbe spektruma (alsó) és (felső) közötti frekvenciatartományban van, akkor kimutatható, hogy egy amplitúdómodulált (AM) jel spektrumában , két oldalfrekvencia helyett két oldalsáv lesz: alacsonyabb 
és felső 
. Egy ilyen jel torzításmentes átviteléhez a kommunikációs csatorna frekvenciasávszélességének egyenlőnek kell lennie, azaz. a sávszélesség kétszerese legyen az alapsávi spektrum legmagasabb frekvenciájának.
A modulált jel sávszélességének, és ennek következtében a kommunikációs csatorna szükséges sávszélességének csökkentésére úgynevezett egyoldalsávos átvitelt alkalmaznak. Egy ilyen átvitelnél a szűrők elnyomják a vivőfrekvenciát és az egyik oldalsáv frekvenciáit, pl. az átvitel a - frekvenciasávban történik.
Az amplitúdó modulációnál a feltételnek teljesülnie kell. Ennek a feltételnek a be nem tartása sajátos torzulásokhoz – az úgynevezett túlmodulációhoz – vezet.
Frekvencia moduláció
Frekvenciamodulációval a jel frekvenciája a törvénynek megfelelően változik
, (1.54)
ahol a frekvencia állandó összetevője;
Frekvenciamoduláció mélysége;
A legnagyobb frekvenciaváltozás a moduláció során (frekvencia eltérés);
A moduláció törvénye.
A frekvenciamodulált jel a következőképpen ábrázolható
ahol a harmonikus jel aktuális fázisa;
kezdeti fázis.
Egy adott esetben, amikor a frekvenciamodulációt a harmonikus törvény szerint hajtják végre
, (1.56)
ahol a frekvencia modulációs index.
Ezt a jeltípust a következőképpen ábrázoljuk:
ahol a nulladrendű Bessel-függvény;
k-adik rendű Bessel-függvény.
A frekvenciamodulált jel amplitúdóspektruma a 2. ábrán látható. a) b). A frekvenciamodulált jel amplitúdóspektruma diszkrét, és mellékfrekvenciákból áll. A harmonikus komponensek amplitúdóinak eloszlása függ - a frekvencia modulációs indextől.
Nagyon kis értéknél az FM spektrum nem különbözik az AM spektrumtól; tartalmaz , , . A növekedéssel nő az oldalsó komponensek súlya, és ennek megfelelően a kommunikációs csatorna szükséges sávszélessége.
Ha a spektrumban csak olyan komponensekre korlátozzuk magunkat, amelyek amplitúdója legalább 5-10%-a a moduláció előttinek, akkor ezen komponensek spektrumának szélessége .
Nagyban (>>1) a spektrum szélessége gyakorlatilag megegyezik a frekvenciaeltérés kétszeresével, és nem függ a moduláló jel frekvenciájától.
Fázis moduláció
Fázismoduláció esetén a harmonikus jel fázisa a moduláló jel törvényének megfelelően változik
, (1.57)
ahol a fázismoduláció mélysége ,
A legnagyobb fázisváltozás a moduláció során (fázismodulációs index).
ahol az FM jel frekvenciaeltérése.
A fázismodulációs jel a következővel ábrázolható
Mivel a frekvencia pillanatnyi értéke a fázis deriváltja az idő függvényében
akkor fázismodulációval úgy ábrázolható
. (1.59)
Így a PM jel egyenértékű egy moduláló funkcióval rendelkező FM jellel.
Frekvencia esetére, amikor a moduláló jel harmonikus, a PM jel teljes fázisát az adja meg
és az FM-oszcillációt a kifejezés írja le
A PM jel frekvenciájának pillanatnyi értéke
ahol az FM jel frekvenciaeltérése. Az (1.61) és (1.56) kifejezések összehasonlítása azt mutatja, hogy harmonikus moduláló jel esetén az FM és PM jelek csak a harmonikus függvény fázisában térnek el, ami meghatározza az RF teljes fázisának változását. ingadozások. Azok. a jel megjelenése alapján nem lehet arra következtetni, hogy FM vagy FM?
A modulációs frekvencia megváltoztatásakor azonban különbség jelenik meg az FM és a PM között.
FM esetén a frekvencia eltérés csak a moduláló jel amplitúdójától függ, és nem függ a modulációs frekvenciától. Az index értéke a gyakoriság növekedésével csökken.
Kommunikációs rendszer alatt olyan eszközök és médiák összességét értjük, amelyek biztosítják az üzenetek továbbítását a feladótól a címzettig. Általános esetben egy általánosított kommunikációs rendszert blokkdiagrammal ábrázolunk.
1. ábra – Általánosított kommunikációs rendszer
Az adó egy olyan eszköz, amely kommunikációs jelet észlel és generál. A vevő egy olyan eszköz, amely átalakítja a vett kommunikációs jelet és visszaállítja az eredeti üzenetet. Az interferencia hatása a hasznos jelre abban nyilvánul meg, hogy a vevő kimenetén kapott üzenet nem azonos a továbbított üzenettel.
Kommunikációs csatornán olyan technikai eszközök összességét értjük, amelyek független átvitelt biztosítanak ez az üzenet közös kommunikációs vonalon megfelelő kommunikációs jelek formájában. A kommunikációs jel olyan elektromos zavar, amely egyedi üzenetet jelenít meg.
A kommunikációs jelek formájukban nagyon változatosak, és időben változó feszültséget vagy áramot képviselnek.
A kommunikációelméleti gyakorlati problémák megoldása során a jelet három jellemzőjének szorzatával egyenlő térfogat jellemzi: a jel időtartama, a spektrum szélessége és az átlagos jelteljesítmény túllépése az interferencia felett. Ebben az esetben . Ha ezeket a jellemzőket a Descartes-rendszer tengelyeivel párhuzamosan bővítjük, akkor megkapjuk a paralelepipedon térfogatát. Ezért a szorzatot a jel hangerejének nevezik.
A jel időtartama határozza meg a létezésének időtartamát.
A jelspektrum szélessége az a frekvenciaintervallum, amelyben a jel korlátozott frekvenciaspektruma található, azaz. .
A kommunikációs csatorna fizikai természeténél fogva csak azokat a jeleket képes hatékonyan átadni, amelyek spektruma egy korlátozott frekvenciasávban található, megengedett teljesítményváltozási tartományban.
Ezen túlmenően a kommunikációs csatorna egy nagyon meghatározott ideig biztosított az üzenet feladója számára. Ezért a kommunikációelméletben a jelekkel analóg módon bevezetik a csatornakapacitás fogalmát, amelyet a következők határoznak meg: 
; .
Szükséges feltétele a hangerős jel olyan kommunikációs csatornán történő továbbításának, amelynek kapacitása , vagy . A jel fizikai jellemzői változtathatók, de az egyik csökkenése a másik növekedésével jár.
Sávszélesség - az információátvitel maximális lehetséges sebessége. A sávszélesség határa a csatorna sávszélességétől, valamint az aránytól függ, és a képlet határozza meg 
. Ez a Shannon-képlet, amely minden kommunikációs rendszerre érvényes ingadozó interferencia jelenlétében.
A kommunikációs csatorna frekvenciaválasza a maradék csillapítás frekvenciától való függése. A maradék csillapítás a kommunikációs csatorna bemeneti és kimeneti szintje közötti különbség. Ha a sor elején erő van, a végén pedig - , akkor a csillapítás neperesben:
.
Hasonlóképpen a feszültségek és áramok esetében:
;
.
A mérési információ átviteli sebessége határozza meg a mérőrendszerben lévő kommunikációs rendszer hatékonyságát.
Egyszerűsített séma mérőrendszerábrán látható.175.
Általában a mérőátalakító a mért értéket X elektromos jellé alakítja át (t),át kell helyezni kommunikációs csatorna. Attól függően, hogy mi a kommunikációs csatorna (elektromos vezeték vagy kábel, fényvezető, vízi környezet, levegő vagy levegőtlen tér), a mérési információhordozók lehetnek elektromos áram, fénysugár, hangrezgések, rádióhullámok stb. A vivőválasztás az első lépés a jel csatornához való illesztésében..
A kommunikációs csatorna általánosított jellemzői az idő T to, be amely során a mérési információ továbbítására biztosított a sávszélesség F és dinamikus hatókör H to, amely a csatornában megengedett teljesítmény és a csatornában elkerülhetetlenül jelenlévő zavaró teljesítmény aránya, decibelben kifejezve. Munka
hívott csatorna kapacitása.
Hasonló általánosított jeljellemzők vannak idő T s, amely során a mérési információ továbbításra kerül, a spektrum szélességét Fc és dinamikus hatókör H c - decibelben kifejezve, a legnagyobb jelteljesítmény és a legkisebb teljesítmény aránya, amelyet meg kell különböztetni a nullától egy adott átviteli minőség esetén. Munka
hívott jel hangereje.
A bevezetett ábrázolások geometriai értelmezését az ábra mutatja. 176.
A jelnek azzal a csatornával való egyeztetésének feltétele, amely interferencia jelenlétében biztosítja a mérési információk veszteség és torzítás nélküli továbbítását, az egyenlőtlenség teljesülése.
amikor a jel hangereje teljesen "belefér" a csatorna kapacitásába. A jel és a csatorna illesztésének feltétele azonban akkor is teljesülhet, ha az utolsó egyenlőtlenségek egy része (de nem az összes) nem teljesül. Ilyenkor szükség van az ún csereügyletek, amelynél a jel időtartamának egyfajta "cseréje" történik a spektruma szélességével, vagy a spektrum szélességével a jel dinamikus tartományával stb.
82. példa. A 3 kHz spektrumszélességű jelet 300 Hz sávszélességű csatornán kell továbbítani. Ezt úgy tehetjük meg, hogy előre rögzítjük egy mágnesszalagra, és átvitel közben a felvételi sebességnél 10-szer kisebb sebességgel játsszuk le. Ebben az esetben az eredeti jel összes frekvenciája 10-szeresére csökken, és az átviteli idő is ugyanennyivel nő. A vett jelet mágnesszalagra is rögzíteni kell. Ha 10-szeres sebességgel játssza le, az eredeti jel reprodukálható lesz.
Hasonlóképpen lehetséges a egy kis idő hosszú jelet továbbít, ha a csatorna sávszélessége szélesebb, mint a jelspektrum.
Az additív nem korrelált zajú csatornákban
ahol R c és R p - a jel és az interferencia teljesítménye. Elektromos jelek továbbításakor az arány
a hibamentes átvitelt biztosító jelkvantálási szintek számaként tekinthető. Valójában a kiválasztott kvantálási lépéssel az interferencia hatása miatt bármely szintű jel nem téveszthető össze egy szomszédos szintű jellel. Ha most a jelet a V.A. szerint vett pillanatnyi értékek halmazaként ábrázoljuk. Kotelnyikov időközönként D t= ,
akkor ezekben az időpillanatokban az egyik szintnek fog megfelelni, azaz. lehet az egyik P kiegyenlíthető értékek, ami megfelel az entrópiának
Miután a vevőkészülék rögzített időpontban regisztrálja az egyik szintet, az entrópia (a posteriori) egyenlő lesz 0-val, és az információ kvantumával (egy diszkrét időpontban továbbított információ mennyiségével)
Mivel a teljes jelet továbbítják N= 2 F c T kvantumokkal, majd a benne foglalt információ mennyiségével
egyenesen arányos a jel hangerejével. Ezen információ T k időbeli átviteléhez meg kell adni egy átviteli sebességet
Ha a jel összhangban van a csatornával és T c = T to; F c = F c, akkor
Ez K. Shannon képlete a csatorna maximális sávszélességére.Beállítja a maximális hibamentes adatátviteli sebességet.. A T c< T к скорость может быть меньшей, а при Т с >T a lehetséges hibákra.
ábra mutatja a maximális csatornakapacitás függését a jel-zaj viszonytól a sávszélesség több értékénél. 177. Ennek a függőségnek a természete eltérő nagy és kis arányok esetén
azok. a csatorna kapacitásának a jel/zaj viszonytól való függése logaritmikus.
Ha "1, akkor annak ellenére, hogy R p " R c , hibamentes átvitel továbbra is lehetséges, de nagyon alacsony sebességgel. Ebben az esetben a bomlás
amelyben az első kifejezésre szorítkozhatunk. Adva, hogy log e = 1,443, azt kapjuk
Így kis jel-zaj arányok esetén az átviteli teljesítmény függése a jel-zaj viszonytól lineáris.
Az átviteli sebesség függése a csatorna sávszélességétől valós rendszerekben bonyolultabb, mint csupán lineáris. A vevőkészülék bemenetén fellépő zaj interferencia erőssége a csatorna sávszélességétől függ. Ha az interferencia spektrum egyenletes, akkor
ahol G az interferencia teljesítmény spektrális sűrűsége, azaz. az egységnyi frekvenciasávonkénti interferenciateljesítmény. Akkor
A jelteljesítmény azonos spektrális sűrűséggel fejezhető ki, ha figyelembe vesszük egyenértékű F e frekvenciasáv:
Ha a kifejezés mindkét részét elosztjuk F e-vel, a következőt kapjuk:
Ennek a függőségnek a természetét az ábra mutatja. 178. Fontos megjegyezni, hogy egy csatorna sávszélességének növelésével az áteresztőképessége nem növekszik a végtelenségig, hanem egy bizonyos határig tart. Ennek oka a csatorna zajának felerősítése és a vevőkészülék bemenetén a jel-zaj arány romlása. Azt a határt, amelyre c hajlamos F k növekedésével, nagy F k esetén a logaritmikus függvény már ismert sorkiterjesztésével határozhatjuk meg. Aztán ha
Így az a maximális érték, amelyre a maximális csatornakapacitás a sávszélességének növekedésével hajlik, arányos a jelteljesítménynek az egységnyi frekvenciasávra eső interferenciateljesítményhez viszonyított arányával. Ebből nyilvánvalóan a következő gyakorlati következtetés következik: a csatorna maximális sávszélességének növeléséhez az adó eszköz teljesítményének növelése és a bemeneten minimális zajszintű vevőkészülék alkalmazása szükséges.
A hatékonyság mellett a kommunikációs rendszer minőségének második legfontosabb mutatója a zajvédelem. Ha a mérési információkat analóg formában továbbítják, akkor azt a vett jel és a továbbított jel eltérése alapján becsülik meg. A diszkrét kommunikációs csatornák zajtűrését az jellemzi hiba valószínűsége R osh (a hibásan fogadott karakterek számának aránya az elküldöttek teljes számához), és a függőség alapján kapcsolódik hozzá
Ha például Р osh = 10 -5, akkor æ = 5; ha R osh \u003d 10 -6, akkor æ = 6.
Hatékony mód a zajtűrés növelése mérési információk analóg formában történő továbbításakor, és a nem korrelált zaj felhalmozódás. A jelet többször továbbítják, és az összes vett implementáció koherens összeadásával a megfelelő időpontokban összeadják az értékeket, miközben ezekben az időpontokban az interferencia, mivel véletlenszerű, részben kompenzálódik. Ennek eredményeként nő a jel-zaj arány, és nő a zajtűrő képesség. Hasonlóképpen a felhalmozás gondolata akkor valósul meg, amikor a mérési információkat egy diszkrét csatornán továbbítják.
83. példa. Legyen az interferencia természete olyan, hogy jelnek vehető (azaz a 0 felvehető 1-nek). Baudot kóddal történő továbbításkor a 01001 kombináció háromszor érkezik a következő formában:
Ha az összeadó olyan eszköz, amely nem működik, ha legalább egy nulla megjelenik egy oszlopban, akkor a kombináció helyesen lesz elfogadva, feltéve, hogy minden nullát legalább egyszer helyesen fogadtak.
Ha egy átvitelben a független hibák valószínűségét P osh-val jelöljük, akkor azután N- az átvitel többszöri megismétlése, ez egyenlő lesz R osh-val. Ezért zajvédelem N utánújraközvetítések
ahol æ - zajvédelem egyetlen átvitellel. Így az akkumuláció során a zajtűrő képesség megnő az ismétlések számában.
A zajvédelem javításának egyik módja az is korrekciós kódok alkalmazása.
A zajvédelem javítása a redundancia növelésével, általánosabban - a jel hangerejének növelésével azonos mennyiségű mérési információval érhető el. Ebben az esetben meg kell őrizni a jel és a csatorna illesztésének feltételét. Ha ez a feltétel teljesül, és T c = T to; H c = H k A mérési információk amplitúdómodulált nagyfrekvenciás oszcillációval történő továbbítása zajállóbb, mint a közvetlen jelátvitel, mert például hangmoduláció esetén a frekvenciasáv kétszeresét foglalja el. A mélyfrekvenciás vagy fázismoduláció alkalmazása viszont a spektrum bővülése miatt tovább növeli a kommunikációs rendszer zajtűrő képességét. Ebben az értelemben ígéretes, hogy nem egyszerű jelek, amelyek rendelkeznek
F és T ≈ 1,
A összetett, amelyekre
Ide tartoznak a nagyfrekvenciás töltésű impulzusjelek és a frekvenciamoduláció vagy a vivőoszcillációk fáziseltolásos kulcsolása stb.
A kommunikációs rendszerek hatékonyságára és zajtűrésére vonatkozó követelmények ellentmondásosak. Egyrészt a jel hangerejének csökkentésére, másrészt növelésére ösztönöznek anélkül, hogy megsértenék a csatornához való illesztés feltételeit, és nem változtatnák meg a benne található információ mennyiségét. Ezen követelmények kielégítése magában foglalja az optimális műszaki megoldások szintézisét.
