niezbednik2.doc

(289 KB) Pobierz

xx xx xx xxxxxx xxxxxxxxx

xx xx xx xx xx

xx xx xx xxxxx xx

xx xx xx xxxxxx xx xx

xx x x xx xx xx xx xx

xx x xxx xxxxx xxxxxx xx

2007/2008 by aikon

WSTĘP

Przekazywanie wiadomości odgrywa ważną rolę w życiu współczesnych społeczeństw.

Rozróżniamy:

- przekazywanie wiadomości na odległość (realizowane w systemach telekomunikacyjnych)

- przetwarzanie i przekazywanie informacji w czasie

Przekazywanie informacji na odległość à kanały przestrzenne

Odbiornik odtwarza wiadomość na podstawie sygnału odebranego.
Odbiorcą informacji może być człowiek lub urządzenie automatyczne.

Informacja – dowolna wiadomość, na podstawie której odbiorca wiadomości opiera swoje działanie.

Intensywny rozwój telekomunikacji à 1876 r. – wynalezienie telefonu

Zadaniem współczesnej telekomunikacji jest dostarczanie wiadomości z dowolnego źródła do dowolnego obiektu przeznaczenia w dowolnym czasie i miejscu.

Usługi telekomunikacyjne powinny być świadczone każdemu użytkownikowi, zarówno człowiekowi, jak i maszynie, bez względu na to gdzie się znajduje i bez względu na to, czy jest w spoczynku czy w ruchu..

Ważne daty: (rozwój właściwy)

- 1840 telegrafia

- 1860 symilografia

- 1876 telefonia

- 1890 telewizja mechaniczna

- 1924 radiofonia

- 1935 telewizja elektroniczna

- 1940 telegrafia abonencka (teleks)

- 1945 telewizja kolorowa

Schemat systemu telekomunikacyjnego:

Źródło wiadomości à Nadajnik à Kanał à Odbiornik à Obiekt przeznaczenia wiadomości

Systemy radio- i hydrolokacyjne wykorzystują zjawisko echa. Rolę sygnału nadawanego odgrywa nie sygnał sondujący przestrzeń wysyłany przez nadajnik, lecz sygnał odbity od obiektu.

KRYTERIA PODZIAŁU TELEKOMUNIKACJI:

- kryterium przeznaczenia wiadomości

- kryterium rodzaju wiadomości

- kryterium rodzaju czynności

Kryterium przeznaczenia

Celem przekazywania wiadomości może być: porozumiewanie się, rozpowszechnianie bądź zbieranie wiadomości, bądź doprowadzenie wiadomości do określonego punktu.

Telekomunikacja

Porozumiewawcza Rozsiewcza Zbiorcza Docelowa

Dwupunktowa Wielopunktowa

Ciągła Ziarnista

Prosta Wybiercza Prosta Wybiercza

Kryterium rodzaju wiadomości – wiadomości mogą przyjmować różne postacie:

· Dźwięków (telefonia)

· Znaków pisma (telegrafia)

· Obrazów nieruchomych (symilografia)

· Obrazów ruchomych (telewizja)

· Umownych sygnałów (sygnalizacja)

· Wartości pomiarowych (telemetria)

· Sygnałów sterujących (telesterowanie)

· Danych (teledacja lub transmisja danych)

Kryterium czynności

Telekomunikacja

Przetwarzanie i odtwarzanie Przesyłanie sygnałów Telekomutacja

Wiadomości (teletransmisja)

Proces przekazywania wiadomości – można wyróżnić trzy czynności:

- przetwarzanie wiadomości na sygnał elektryczny

- przesyłanie sygnału elektrycznego na odległości (transmisja)

- odtwarzanie wiadomości na podstawie odebranego sygnału.

Wiadomość - (z fizycznego punktu widzenia) przebieg pewnej wielkości fizycznej, zmieniającej się w funkcji czasu stosownie do treści zawartej w przekazywanej wiadomości.

Rodzaje teletransmisji:

- przewodowa

- falowodowa

- światłowodowa

- radiowa (fale elektromagnetyczne)

TEORIA MODULACJI

Sygnał zmodulowany – iloczyn dwóch funkcji czasu:

s(t) – sygnał zmodulowany

c(t) – funkcja nośna

m[] – funkcjonał modulacji

f(t) – sygnał modulujący

Zadaniem funkcji nośnej jest przesunięcie widma wiadomości z pasma naturalnego do innego zakresu częstotliwości, dogodniejszego do transmisji.

Modulacja – ciągłe i odwracalne odwzorowanie sygnału modulującego f(t) na sygnał zmodulowany s(t), stanowiący funkcję sygnału nośnego i modulującego.

W wyniku modulacji widmo funkcji modulującej zostaje przesunięte o .

Metody demodulacji:

- detekcja koherentna (amplitudy)

- detekcja fazy lub częstotliwości

- detekcja obwiedni

Funkcjonały:

- liniowe (odpowiadają modulacji amplitudy)

- eksponencjalne (generują sygnały zmodulowane kątowe, a także sygnały o jednoczesnej modulacji amplitudy i kąta)

AM – dwuwstęgowa modulacja amplitudy z dużym poziomem fali nośnej

Funkcja nośna ma postać fali harmonicznej

Funkcjonał modulacji (liniowy)

Równanie sygnału zmodulowanego:

Jeżeli jest spełniony warunek to mamy do czynienia z liniową modulacją amplitudy

Głębokość modulacji:

Widmo:

W wyniku modulacji widmo funkcji modulującej zostaje przesunięte o .

Jeśli sygnał modulujący ma ograniczone widmo, to sygnał zmodulowany zajmuje pasmo o szerokości dwukrotnie większej, tj. .

Interpretacja wektorowa

( dla f(t)=Acoswt )

Jest to suma trzech wektorów: nieruchomego (odpowiadającego amplitudzie fali nośnej Ao) oraz dwóch wektorów wirujących w przeciwnych kierunkach z prędkością kątową .

Amplitudy obu wektorów wirujących są jednakowe i równe pAo/2.

Wektor wypadkowy w procesie modulacji nie zmienia położenia, zmienia tylko swoją długość.

W modulacji AM zmienia się tylko amplituda chwilowa, częstotliwość chwilowa pozostaje stała.

Zależności energetyczne

- średnia moc sygnału modulującego

Jeśli , to:

Dla p=1 stosunek przyjmuje wartość 1/3, oznacza to, że tylko około 33% mocy sygnału zmodulowanego służy przekazywaniu informacji użytecznej.

Konsekwencje sinusoidalnej modulacji AM:

- przy maksymalnym wysterowaniu nadajnika (p=1) średnia moc sygnału zmodulowanego jest równa 1,5 mocy fali nośnej

- przy maksymalnym wysterowaniu nadajnika szczytowa wartość mocy (dodatni szczyt modulacji) czterokrotnie przewyższa moc fali nośnej

Generacja sygnałów AM

Urządzenia do tworzenia sygnałów o modulowanej amplitudzie à modulatory amplitudy

Sygnały AM uzyskuje się w modulatorach:

- z elementami kluczującymi

- z elementami nieliniowymi

Demodulacja sygnałów AM

- detektor prostownikowy (liniowy)

- detektor kwadratowy (o charakterystyce nieliniowej)

- detektor obwiedni

- detektor synchroniczny

DSB-SC – dwuwstęgowa modulacja amplitudy bez fali nośnej

Funkcjonał modulacji jest wprost sygnałem modulującym

m(t) = f(t)

Funkcja nośna ma postać funkcji harmonicznej:

Sygnał zmodulowany:

W wyniku tej operacji widmo sygnału modulującego ulega przesunięciu (zachowując swój kształt) o +/- wzdłuż osi częstotliwości.

W sygnale nie występuje fala nośna.

Interpretacja wektorowa

Jest to suma dwóch wektorów o amplitudach A/2 wirujących w przeciwnych kierunkach z prędkością kątową .

W związku z tym, że funkcjonał jest rzeczywisty, wektor wypadkowy nie zmienia w procesie modulacji swego położenia. Zmienia się tylko amplituda chwilowa sygnału zmodulowanego, częstotliwość chwilowa pozostaje stała.

Generacja sygnałów DSB-SC

Modulatory (zrównoważone, tłumiące falę nośną)

- kluczowane

- z elementami nieliniowymi

Demodulacja DSB-SC

- detekcja synchroniczna (koherentna)

- detekcja liniowa (kwadraturowa) – po uprzednim dodaniu do sygnału zmodulowanego fali nośnej o dużej amplitudzie

SSB – modulacja jednowstęgowa (Single SideBand)

Wykorzystuje tylko jedną wstęgę boczną, która wystarczy do przesłania pełnej informacji. Możliwe jest tworzenie sygnałów SSB z falą nośną i bez. Znaczenie praktyczne mają tylko sygnały bez fali nośnej (SSB-SC).

Definicja sygnału analitycznego:

Transformata Hilberta

Analityczny funkcjonał modulacji SSB:

Jeśli fala nośna ma postać , to sygnał zmodulowany:

Widmo sygnału zmodulowanego:

Szerokość pasma zajętego przez sygnał zmodulowany jest najmniejsza ze wszystkich modulacji amplitudy i jest w równa szerokości pasma sygnału modulującego ().