Структурная схема системы связи

Системы связи предназначены для передачи информации, которая содержится в сообщении (текст телеграммы, музыка, речь, изображение). Информация может передаваться различными системами связи, причём в каждом случае она вводится сообщениями разного характера. При разговоре по телефону, сообщение - непрерывное изменение во времени звукового давления, при передаче телеграммы - текст, представляющий собой последовательность отдельных (дискретных) символов - букв и цифр. Иначе говоря, системы связи различаются характером передаваемых сообщений. Таким образом, система связи - это совокупность технических средств, используемых для передачи сообщений.

Процесс передачи сообщений состоит из трёх основных этапов. Вначале каждое сообщение u(t) преобразуется передатчиком в сигнал S(t), который передаётся по каналу связи, и затем полученный на приёмной стороне канала сигнал z(t) вновь преобразуется приёмником в сообщение u(t). Передатчик, канал связи и приёмник в общем случае образуют систему связи, структурная схема которой приведена на рис. 1.1.

Источником и получателем сообщений может быть человек, датчик, ЭВМ, видеокамера и т.д., на выходе которых присутствует аналоговый сигнал u(t) (рис. 1.2), например, представляющий собой человеческую речь в телефоне. Это непрерывное напряжение можно непосредственно передавать по проводам (ГТС), но при больших потоках информации в современных профессиональных линиях связи прибегают к дискретизации по времени. Эту функцию выполняет дискретизатор, на выходе, которого получается сигнал b (k∆t) в виде отдельных отсчётов через равные промежутки времени ∆t, которые задаются генератором тактовых частот (импульсов) (ГТИ). Дискретизация непрерывного сигнала по интервалам ∆t позволяет:

. За счет свободных промежутков времени организовать временное уплотнение.

. Автоматизировать процесс приема - передачи информации за счет кодирования каждого значения отсчета непрерывного сигнала набором символов.

Далее сигнал квантуют по уровню, это выполняет квантователь. После возможно кодирование сообщения, т.е. представление сигнала в виде последовательности напряжений высокого (единиц) и низкого (нулей) уровней. Код должен быть известен (заложен в аппаратуру) как на передающей, так и на приёмной сторонах. Функцию кодирования выполняет кодер, на выходе которого получается непрерывная последовательность импульсов b(t) (рис. 1.4). Вместе дискретизатор, квантователь и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) представляют собой кодер.

Модуляция представляет собой преобразование сообщения в сигнал, пригодный для передачи по данной линии связи. При этом преобразовании осуществляется согласование источника с каналом. При передаче непрерывного сообщения оно сначала преобразуется в первичный электрический сигнал b(t), а затем с помощью модулятора формируется сигнал S(t), который и посылается в линию связи. При дискретной модуляции закодированное сообщение, представляющее собой последовательность кодовых символов, преобразуется в последовательность элементов (посылок) сигнала. В системе ОФМ фаза несущего колебания изменяется на 180 при передачи символов 1 и остается неизменной при передаче символов 0 (рис 1.5.). Высокочастотный сигнал подаётся на модулятор от генератора высокой частоты. Задачей модулятора является подготовка двоичного сигнала к передаче по линии связи.

Усилитель мощности осуществляет усиление сигнала. Таким образом, в линию связи поступает тот же сигнал S(t), но усиленный.

Линия связи - это область пространства, по которой распространяется высокочастотный сигнал (в системах радиосвязи); кабель или волновод (в системах электрической связи). Линии связи бывают: проводные, кабельные, радиорелейные, волоконно-оптические и т.д. При любых сложностях создания аппаратуры стоимость сооружения определяется линией связи.

В линии связи происходит ослабление сигнала, и на него накладываются помехи n(t) (рис. 1.6). Помехой является любое воздействие на полезный сигнал, затрудняющее его приём. Помехи весьма разнообразны как по своему происхождению, так и по физическим свойствам. В радиоканалах наиболее распространенными являются атмосферные помехи, обусловленные электрическими процессами в атмосфере и, прежде всего, грозовыми разрядами. Сильные помехи создаются также промышленными установками. Это так называемые индустриальные помехи, возникающие из-за резких изменений тока в электрических цепях всевозможных электроустройств. Распространенным видом помех являются помехи от посторонних радиостанций и каналов. Практически в любом диапазоне частот имеют место внутренние шумы аппаратуры.

Характеристики системы связи можно разделить на внешние и внутренние. К внешним относятся верность, скорость и своевременность передачи (по ним получатель оценивает качество связи). Внутренние характеристики позволяют оценить степень использования предельных возможностей системы. К ним относятся помехоустойчивость и эффективность. Помехоустойчивость - способность системы противостоять вредному действию помех.

Другие стьтьи в тему

Расчет супергетеродинного приемника в диапазоне средних волн
Изобретение радиосвязи великим русским ученым А.С. Поповым в 1895 г. одно из величайших открытий науки и техники. В 1864 г. английский физик Максвелл теоретически доказал существование электромагнитных волн, предсказанное еще Фарадеем, а в 1888 г. немецкий ученый Герц эксперимент ...

Разработка радиоприемного устройства импульсных сигналов
Радиоприёмное устройство - устройство для приёма электромагнитных волн радиодиапазона, то есть с длиной волны от нескольких тысяч метров до долей миллиметра, с последующим преобразованием содержащейся в них информации к виду, в котором она могла бы быть использована. Данная работ ...