Эффективность преобразования и кодирования сигналов, используемых в качестве переносчиков информации. Амплитудная модуляция. Генераторы сигналов низкой частоты. Построение графиков "пороговый сигнал-полоса канала связи" для идеального и реального каналов.
Аннотация к работе
Прикладная теория информации устанавливает ряд важнейших предельных соотношений: максимальную скорость передачи информации от источников сообщений по различным каналам связи, наибольшую возможную эффективность преобразования и кодирования сигналов, используемых в качестве переносчиков информации и др. Источники сообщений и каналы связи отличаются большим разнообразием по своей структуре и физической природе. Под информационным каналом связи подразумевается совокупность устройств и физических сред, обеспечивающих передачу сообщений из одного места в другое или от одного момента времени до другого, т.е. сообщения могут передаваться не только в пространстве, но и во времени.В системе с АМ амплитуда несущей изменяется в соответствии с изменением сигнала или информации. При модуляции синусоидальным сигналом амплитуда несущей увеличивается или уменьшается относительно своего немодулированного уровня по синусоидальному закону в соответствии с нарастанием или спаданием модулирующего сигнала.Отношение амплитуды модулирующего сигнала к амплитуде несущей называется глубиной или коэффициентом модуляции.Можно показать, что амплитудно-модулированная несущая состоит из трех гармонических (синусоидальных) компонентов с постоянными амплитудами и разными частотами. Пусть fs - частота модулирующего сигнала и fc - частота несущей, тогда f1=fc - fs, f2=fc fs где f1 и f2 - так называемые нижняя и верхняя боковые частоты соответственно.Информационные сигналы почти всегда имеют сложную форму и состоят из большого числа гармонических сигналов. Поскольку каждый гармонический сигнал порождает пару боковых частот, то сложный негармонический сигнал будет порождать многочисленные боковые частоты, что приведет к образованию двух полос частот частот по обе стороны от несущей (рис.Так как информацию несут только боковые частоты, то для качественной передачи этой информации ширина полосы частот, занимаемой в эфире АМ-системой, должна быть достаточно велика, чтобы вместить все имеющиеся боковые частоты. Например, если модулирующий гармонический сигнал имеет частоту 1КГЦ, то ВБП=НБП=1КГЦ и ширина полосы составит ВБП НБП=2*1=2КГЦ. Другими словами, в данном случае ширина полосы частот, занимаемой амплитудно-модулированной несущей, равна удвоенной частоте модулирующего сигнала. В случае передачи сложного сигнала ширина полосы частот, занимаемой АМ-системой передачи информации, равна удвоенной наивысшей частоте в спектре модулирующего сигнала и, таким образом, включает в себя все боковые частоты.Генераторы - это усилители со столь сильной ПОС, что сигналы на их выходе вырабатывается даже в отсутствии какого-либо «внешнего» входного сигнала (рис. Уровень выходного сигнала определяется свойствами используемого усилителя, а также параметрами цепи обратной связи. В генераторах синусоидальных колебаний используется резонансные (частотно-избирательные) цепи для выбора частоты колебаний. Форма прямоугольных колебаний, т.е. коэффициент заполнения и частота, определяется номиналами используемых R-и С-компонентов. Во-первых, изменения температуры могут вызывать уход (дрейф) номиналов используемых 12 компонентов, и эти изменения приводят к уходу (дрейфу) частоты.Генератор низкочастотных (НЧ) сигналов (рис.5) вырабатывает сигнал и задает его частоту. НЧ-сигнал усиливается по напряжению для получения необходимого размаха напряжения, обеспечивающего «раскачку» выходного каскада. Выходной каскад представляет собой усилитель мощности, передающий мощность в нагрузку. НЧ-генератор, усилитель напряжения и выходной каскад усиления мощности получают необходимую электрическую энергию от источника питания постоянного тока.Согласно теории для шума, имеющего Гауссово распределение вероятности амплитуд, точная теория дает следующее выражение для количества возможных сообщений в секунду: (1) Пропускную способность канала связи удобно определить таким образом, чтобы она при удвоении полосы канала связи (использование двух одинаковых каналов связи с полосой W) удваивалось. С другой стороны, если для передачи этой же самой информации используется широкополосная модуляция, требующая канал с полосой W, то для идеального канала связи количество возможных сообщений в единицу времени будет равно (4) Считая, что шум имеет равномерную спектральную плотность, мощность напряжения шума в полосе частот пропускания первого канала составит Рш = S0W0, а второго - Рш = S0W. (7) значение h2 представляет отношение мощности сигнала к удвоенной мощности шума в полосе частот пропускания канала W0 или требуемое отношение средней энергии сигнала, связанной с одним отсчетом непрерывного сигнала с максимальной частотой спектра W0, к спектральной плотности шума S0.Назовем коэффициентом использования пропускной способности канала связи ? отношения количества информации, передаваемой при данном виде модуляции по каналу связи с полосой W с пороговым сигналом, к количеству информации, которое могло бы быть передано в идеальном случае по этому каналу с полосой W при той же мощности сигнала.Информационные
План
Содержание
Введение
1. Амплитудная модуляция
1.1 Глубина модуляции
1.2 Боковые частоты
1.3 Боковые полосы
1.4 Ширина полосы частот
1.5 Одно- и двухполосная передача
2. Генераторы
2.1 Генераторы сигналов низкой частоты
3. Расчет характеристик идеального канала
3.1 Расчет характеристик реального канала с АМ
3.2 Построение графиков «пороговый сигнал-полоса канала связи» для идеального и реального каналов
3.3 Сравнение реального канала с идеальным по Шеннону
Список литературы
Введение
Прикладная теория информации устанавливает ряд важнейших предельных соотношений: максимальную скорость передачи информации от источников сообщений по различным каналам связи, наибольшую возможную эффективность преобразования и кодирования сигналов, используемых в качестве переносчиков информации и др.
Источники сообщений и каналы связи отличаются большим разнообразием по своей структуре и физической природе. В информационных системах широко используются оптоволоконные, проводные электрические (кабель, «витая пара») и радиоканалы связи.
Под информационным каналом связи подразумевается совокупность устройств и физических сред, обеспечивающих передачу сообщений из одного места в другое или от одного момента времени до другого, т.е. сообщения могут передаваться не только в пространстве, но и во времени. Например, устройства, обеспечивающие запись информации на магнитный носитель, образуют канал связи во времени. Основной характеристикой информационного канала является его пропускная способность, определяемая как максимальное значение скорости передачи информации по данному каналу.
Если канал используется для передачи непрерывных (аналоговых) сообщений, которые характеризуются непрерывным изменением во времени или в пространстве, он называется непрерывным или аналоговым. В частности, в информационно-вычислительных и измерительно-вычислительных комплексах (ИВК) аналоговые сообщения могут представляться процессами изменения температуры, давления, освещенности, перемещений, скорости движения, силы тока и т.п. В ИВК неэлектрические величины обычно преобразуются в электрические с помощью соответствующих первичных преобразователей (датчиков). В качестве первичного преобразователя, например, может использоваться термопара.
Если информационный канал предназначен для передачи дискретных (цифровых) сообщений, то такой канал называется дискретным или цифровым.