Сообщение и сигнал. Преобразование непрерывного сообщения в сигнал. Канал связи. Общие признаки каналов связи. (by rej)

Под информацией понимают сведения о каком-либо явлении, событии, объекте. Информация, выраженная в определенной форме, представляет собой сообщение, иначе говоря, сообщение — это то, что подлежит передаче. Сигнал является материальным носителем сообщения.

В качестве сигнала можно использовать любой физический процессу изменяющийся в соответствии с передаваемым сообщением. Существенно то, что сигналом является не сам физический процесс, а изменение отдельных параметров этого процесса. Указанные изменения определяются тем сообщением, которое несет данный сигнал. Правила этих изменений — код — обычно задаются заранее. В системах передами и обработки информации сигнап предназначен дня передачи информации от отправителя к получателю. Код полностью известен как на передающей, так и на приемной сторонах — он устанавливается заранее.

Сообщения и соответствующие им сигналы бывают дис­кретными и непрерывными. Дискретное сообщение представляет собой последовательность отдельных элементов. Сигнал также представляет собой дискретную последовательность отдельных элементов, соответствующих элементам передаваемого сообщения. С такими сигналами мы имеем дело в вычислительной технике, в телеграфии. Гак. при передаче телеграммы сообщением является текст телеграммы, элементами сообщения — буквы, сигналами — кодовые комбинации, соответствующие этим буквам.

Непрерывное сообщение — это некоторая физическая величина (звуковое давление, температура и т. п.). принимающая любые значения в заданном интервале. Сообщение с помощью датчиков преобразовывается в непрерывно изменяющуюся электрическую величину u(t) — видеосигнал или аналоговый сигнал. В большинстве случаев видеосигнал является низкочастотным колебанием, которое отображает передаваемое сообщение. Для удобства анализа видеосигнал часто условно рассматривают как сообщение, которое необходимо передать по каналу связи.

Для передачи на большое расстояние видеосигнат преоб­разовывается в высокочастотный сигнал (радиосигнал).

Во многих случаях сигнал отображает временные процессы, происходящие в некоторой системе.

Поэтому описанием конкретного сигнала может быть некоторая функция времени. Определив так или иначе эту функцию, мы определяем и сигнал. Однако такое полное описание сигнала требуется не всегда. Для решения ряда вопросов достаточно более общего описания в виде нескольких обобщенных параметров, характеризующих основные свойства сигнала, подобно тому, как это делаегся в системах транспортирования. Указывая габариты и вес. мы характеризуем ос¬новные свойства предмета с точки зрения условий его транс¬портирования; другие свойства (например, цвет) с этой точки зрения являются несущественными.

Сигнал есть также объект транспортирования, а техника передачи информации есть, по существу, техника транспортирования (передачи) сигналов но каналам связи. Поэтому целесообразно определить параметры сигнала, которые являются основными с точки зрения его передачи. Такими параметрами являются длительность сигнала, динамический диапазон и ширина спектра.

Всякий сигнал, рассматриваемый как временной процесс, имеет начато и конец. Поэтому длительность сигнала Т является естественным его параметром, определяющим интервал времени, в пределах которого сигнал существует.

Характеристиками сигнала внутри интервала его существования являются динамический диапазон и скорость изменения сигнала. Дина.мический диапазон определяется как отношение наибольшей мгновенной мощности сигнала к наименьшей:

Динамический диапазон речи диктора равен 25 +30 дБ. вокального ансамбля — 45 + 55 дБ, симфонического оркестра — 65 +75 дБ.

В реальных условиях всегда имеют место помехи. Для удовлетворительной передачи требуется, чтобы наименьшая мощность сигнала превышала мощность помех. Отношение сигнала к помехе характеризует относительный уровень сигнала. Обычно определяется логарифм этого отношения, который называется превышением сигнала над помехой. Это превышение и принимается в качестве второго параметра сигнала. Третьим параметром яаляется ширина спектра сигнала F. Эта величина дает представление о скорости изменения сигнала внутри интервала его существования. Спектр сигнала может простираться в пределах очень большой полосы частот. Однако для большинства сигналов можно указать полосу частот, в пределах которой сосредоточена его основная энергия. Этой полосой и определяется ширина спектра сигнала.

Канал связи можно охарактеризовать так же. как и сигнал, тремя параметрами: временем, в течение которого по каналу ведется передача, динамическим диапазоном и полосой пропускания канала.

Общими признаками различных каналов являются следующие. Во-первых, большинство каналов можно считать линейными. В таких каналах выходной сигнал представляет собой просто сумму входных сигналов (принцип суперпозиции). Во-вторых, на выходе канала даже при отсутствии полезного сигнала всегда имеются помехи. В-третьих, сигнал при передаче по каналу претерпевает задержку по времени и за-тухание по уровню. И, наконец, в реальных каналах всегда имеют место искажения сигнала обусловленные несовершенством канала.

Сигнал на выходе канала можно записать в следующем виде:

где s(t) — сигнал на входе канала: w(t) — помеха: и т — величины, характеризующие затухание и время задержки сигнала.

Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.