6) Бұрыштық модуляцияның ФМ, ЖМ ретінде көрсетілетінін түсіндіріңіз, модуляция индексін және жиілік девиациясын әр жағдайда анықталуын қарастырыңыз.
7) Таржолақты бұрыштық модуляцияның мәнін түсіндіріп, осы жағдайға сигнал спектрін көрсетіңіз.
8) Кең жолақты бұрыштық модуляцияның мәнін түсіндіріп, бұл жағдайда сигналдар спектрінің енін немен анықтайтынын түсіндіріңіз.
9) Бұрыштық модуляция сигналдары қалай қалыптасады?
7 Б а й л а н ы с ар н асы ж а й л ы ж а л п ы м әлім ет
және т.б.) көптеп кездеседі. Бұл арналар, өз кезегінде, кіріс және шығыс сигналдарының сипаттамаларына байланысты жіктеледі, сондай-ақ арнада болатын, сигналдың әлсіреуі мен қатуы секілді құбылыстарға байланысты сигнал сипаттамаларының өзгеруіне байланысты бөлінеді.
Байланыс арнасы таралу ортасының типіне байланысты:
- сымды;
- акустикалық;
- оптикалық;
- инфрақызыл;
- радиоканалдар болып бөлінеді.
- Сонымен қатар, байланыс арналары төмендегідей жіктеледі:
- үзіліссіз (арнаның кірісі мен шығысында - үздіксіз сигналдар);
- дискретті немесе цифрлы )арнаның кірісі мен шығысында - дискретті сигналдар);
- үзіліссіз-дискретті (арнаның кірісінде - үзіліссіз сигнал, ал шығысында - дискретті сигнал);
- дискретті-үзіліссіз (арнаның кірісінде - дискретті сигнал, ал шығысында - үзіліссіз сигнал).
Арналар сызықты және сызықты емес, уақыттық және кеңістікті- уақыттық бола алады. Байланыс арналары жиілік диапазонына байланысты жіктелуі мүмкін (7.1 -кесте).
Байланыс сызығының бағыты бойынша:
а) бағытталған (әртүрлі өткізуші қолданылады:
- коаксиальды;
- мыс өткізгіштер негізінде бұралған жұптар;
- талшықты оптикалық;
б) бағытталмаған (радиосызықтар):
-тік сызықты;
- тропосфералық;
- ионосфералық кеңістік;
-радиорелейлік реле (дециметрлік және радиотолқындардың қысқаруы);
в) жіберілетін хабар түріне байланысты:
- телеграфты;
- телефондық;
- хабар тарату;
- факсимильді;
г) сигнал түріне байланысты:
- аналогтық;
- сандық;
- импульстық;
е) модуляция түріне қарай (манипуляцияның ):
аналогты байланыс жүйелерінде:
- амплитудалық модуляция;
- біржолақты модуляция;
- жиіліктік модуляция;
сандық байланыс жүйелерінде:
- амплитудалық манипуляция;
- жиіліктік манипуляция;
- фазалық манипуляция;
- салыстырмалы фазалық манипуляция;
- тоналдық манипуляция (Бір элемент субстракциялық тербелістермен басқарылады (тонмен), содан кейін манипуляция жоғары жиілікте жүзеге асырылады.
Радиосигналдың базасының мәніне сәйкес:
-кеңжолақты (B>>1);
-таржолақты (B<<1).
Бір уақытта таратлыған ақпараттар санына қарай:
- бірарналы;
- көпарналы (каналдардың жиіліктік, уақыттық, кодалық бөлінуі).
Ақпарат алмасу бағытына қарай:
- бірбағыттық, - екібағыттық;
7.1 кесте -Байланыс арналары жиілік диапазонына байланысты жіктелуі________________________________________________________________
Ж иілік диапозоны Т олқын диапозоны
Ж иілік аты Т олқын аты 30...300 Гц 1 0 0 0 .1 0 0 0 0 км Аса төмен
300...3000 Гц 1 0 0 .1 0 0 0 км Инфратөмен
3 . 3 0 кГц 1 0 .1 0 0 км Өте төмен миллиметрлік
3 0 . 3 0 0 кГц 1 . 1 0 км Төмен Километрлік
3 0 0 .3 0 0 0 к Г ц О О О О о s Орташа Г ектометрлік
3 .3 0 М Г ц о О о S Ж оғары Декаметрлік
3 0 .3 0 0 М Г ц 1 . 1 0 м Өте жоғары М етрлік
3 0 0 .3 0 0 0 М Г ц О О О о Ультра жоғары Дециметрлік
3 .3 0 Г Г ц о о
Аса жоғары Сантиметрлік
3 0 .3 0 0 Г Г ц 1 . 10мм Ш екті жоғары М иллиметрлік 3 0 0 .3 0 0 0 Г Г ц 0 ,1 .1 м м гипержоғары Децимиллиметрлік
Ақпарат алмасу ретіне қарай:
- симплекстік байланыс — екібағыттық радиобайланыс, әрбір радиостанцияның қабылдауы мен таратуы кезекпен өтеді;
- дуплекстік байланыс — қабылдау мен тарату бір уақытта жүзеге асады. (оперативті түрде);
-жартылай дуплексті байланыс— симплекстіге жатады, мұнда таратудан қабылдауға автоматты түрде ауыса алады және корреспонденттен қайта сұрай алу мүмкіндіктері қарастырылған.
Таратылған ақпараттардың қорғалу әдістеріне сәйкес:
- ашық байланыс;
- жабық байланыс (құпиялы).
Ақпарат алмасу автоматизациясының деңгейіне қарай автоматизацияланған - радиостанцияның басқарылуы және ақпарат алмасу оператормен атқарылады.
- автоматизацияланған - ақпартты енгізу ғана қолмен жүзеге асырылады;
- автоматты - ақпарат алмасу процессі тек автоматты құрылғылар мен компьютерлер арасында оператордың көмегінсіз іске асады.
Каналдың бөгеуілге тұрақтылығы: кедергі болған кезде сигнал беру мүмкіндігін сипаттайды. Бөгеуілдер ішкі (аппаратураның жылулық шумдары) и сыртқы (олар әртүрлі болып келеді және ақпараттың тарату аймағына байланысты) болып бөлінеді.
Каналдың бөгеуілге тұрақтылығы қабылданған сигналды өңдеуге қажетті, тарату-қабылдау құрылғысына кіріскен аппараттық және алгоритмдік шешімдерге тәуелді . Сигналдардың канал бойындағы бөгеуілге төтеп беру қасиеті кодалау мен сигналдарды өңдеу нәтижесінде көтерілуі мүмкін.
Динамикалық диапазон: арна арқылы өтетін сигнал қуатының максималды мәнінің минималды мәніне логарифмдік қатынасы. Бөгеуілден қорғану: байланыс арнасы арқылы сигналдардың жіберілу шарттары. Арна, шын мәнінде, сүзгі болып табылады. Кез келген сигналдың бұрмаланусыз өтуі үшін осы каналдың көлемі сигналдан үлкен немесе тең болуы керек.
Байланыс арналарындағы бөгеуілдер.
Бөгеуіл сигналдың қалпын бұзады және ол берілген ақпараттың қайтымсыз жоғалуына әкеледі. Хабар көзінің орналасуына қарай ішкі және сыртқы бөгеуілдер болып бөлінеді.
Арнада туындайтын ішкі бөгеуілдерге: қабылдағыштың кіріс ұштарындағы флуктуацтионды шулар, жіберушіден қабылдаушыға сигналды жіберу желілері және т.б.; Құрылғы блоктарымен ұштары арасындағы нашар экрандалуының нәтижесінде қабылдаушыға келетін электр сигналдары. Флуктационды шулар жылулық және бөлінгіштік құраушылардан тұрады. Жылулық шулар заряд тасымалдаушыларының жылулық қозғалысынан туындайды және электровакуумның шығысы мен жартылай өткізгіштік құрылғыларда пайда болады. Жылулық және
бөлінгіштік шулар орташа нөлдік шамамен қалыпты заң бойынша анықталады.
Оптикалық жиілік диапазонындағы жылулық және бөлінгіштік шуларға «Кванттық» деп аталатын дискретті түрде шақырылған, оптикалық сигналды электр тогына түрлендіретін сөз қосылады.
Сыртқы бөгеуілдер арнадан тыс жерлерде туындайды. Оларға:
атмосфералық, ғарыштық, өнеркәсіптік, сыртқы байланыс құралдарынан туындайтын бөгеуілдер жатады. Атмосфералық бөгеуілдер жер атмосферасында өтетін физикалық процестердің нәтижесінде туындайды.
Сәулеленуі бүкіл радиодиапазонда кері әсерін байқататын найзағай разряды олардың қуатты көдерінің бірі болып табылады.
Ғарыштық бөгеуілдер радиобайланыс жүйелеріне әсерін тигізеді.
Өнеркәсіптік бөгеуілдер әртүрлі өнеркәсіптік қондырғыларда, электрлік транспорт жұмыстарында, электрбайланыс желілерінде пайда болады.
Мультипликативті бөгеуілдердің туындауының себебі жіберу жолдарының құрылымының үздіксіз немесе дискретті өзгеруі болып табылады.
Спектральді және уақыттық сипаттамаларға байланысты аддитивті бөгеуілдерді спектр бойынша шоғырландырылған, импульстік және флуктуациялық деп бөледі. Спектр бойынша шоғырландырылған бөгеуілдерге сыртқы радиостанциялар сигналы, сонымен қатар өндірісте, транспортта және медициналық мекемелерде қолданылатын жоғарғы жиілікті генераторлардың сәулеленуі жатады. Бұл бөгеуілдердің спектралды тығыздықтарының ені, әдетте, өткізу жолағының енінен әлдеқайда кіші, бірақ, қарқындылығы айтарлықтай үлкен болуы мүмкін. Қысқа толқын диапазонда орналасқан бөгеуіл негізгі болып табылады. Импульсті бөгеуілдерге бірлік импульстер немесе қайталану периоды үлкен импульстер жатады. Импульсті бөгеуілдердің көздеріне: найзағай разряды, электрлік транспорт, электрлік өндірістік құрылғылары жатады. Бөгеуілдер аддитивті емес және мультипликативті болып бөлінеді.
8 Д искретті байланы с ар н ал ар ы үш ін Ш еннон кодтау теориясы
Аналогтық мөлшердің үздіксіз дәйектілігін дискретті мәндердің соңғы саны бойынша өзгертуге және берілген кодқа сәйкес келтіруге мүмкіндік беретін құрылғылар аналогтық кодты түрленліргіш деп аталады.Кодтық эквиваленттер ұқсас мәнді болуы мүмкін оптикалық, электромеханикалық, электронды және басқа элементтердің күйлерінің комбинациялары, сондай-ақ электрлік импульстардың параллельді немесе уақытша бірігуі болуы мүмкін.Ақпаратты цифрлық есептеу машиналары арқылы өңдеу қажеттілігі туындаған кезде екілік кодтар қолданылады.
Соңғы жылдары интеграцияланған ақпараттық және есептеуіш жүйелермен, атап айтқанда, автоматтандырылған басқару жүйелерімен және
ұжымдық пайдалану есептеу жүйелерімен көбірек дамыды. Көптеген жағдайларда, сақталатын және таратылатын ақпарат оны жеке мақсаттарда пайдалануға дайын адамдарға қызығушылық тудыруы мүмкін. Мұндай рұқсатсыз пайдаланудың салдары өте маңызды болуы мүмкін. Сондықтан, қазіргі уақытта ақпаратты рұқсатсыз кіруден қорғау үшін проблемалар туындады. Ақпаратты қорғаудың техникалық құралдар кешені бар. Біз байланыс арналары арқылы жіберілген кезде ақпаратты рұқсатсыз кіруден қорғау әдістерін қараумен шектелеміз.
Кез келген дискретті хабар немесе хабар белгісі сериялық нөмірге тағайындалуы мүмкін. Стандартты шаралармен салыстырғанда көрсетілген аналогтық мәнді өлшеу ақпараттардың сандық көрінісін береді. Бұл жағдайда хабарларды қайта жіберу немесе сақтау сандарды жіберу немесе сақтау үшін азаяды. Нөмір кез келген сан жүйесінде көрсетілуі мүмкін. Осылайша, осы нөмірге негізделген кодтардың біреуі алынады. Ақпараттық жүйелерде, ақпаратты сақтау және қайта құрудағы қолданбалы ұстанымдардың негізінде сандар жүйесін және кодтарын салыстырамыз.
Қазіргі уақытта сандар жүйесін қалыптастырудың позициялық принципі танылады. Әрбір таңбаның (суреттің) мәні оның орнына байланысты - нөмірді білдіретін таңбалар қатарындағы орын.
Әрбір келесі бірлік алдыңғы фракцияның бірлігіне қарағанда m рет көп, мұнда m - сандар жүйесінің негізі. Жалпы саны келесі формулалар бойынша мәндерді қосу арқылы есептеледі:
Q = Ү\=1 = агт 1-1 + а і-1т 1~2 + — + а 2т 1 + а1т°, (8.1) l - разрядтар саны;
at -көпмүше, 0 мен m - 1 аралығындағы кез келген бүтін мәндерді қабылдайды және санда i разрядының қанша бірлігі бола алатынын қарастыратын көрсеткіш.
Санау жүйесі негізі неғұрлым көп болған сайын, соғұрлым осы санды көрсетуге аз сандар разрядын талап етеді, демек оны таратуға да аз уақыт кетеді. Логикалық элементтерге сәйкес,арифметикалық және логикалық әрекеттерді орындаудың қарапайымдылығына сәйкес, екілік жүйеге артықшылық беріледі:
Қосу ережесі Азайту ережесі Көбейту ережесі
0 + 0 = 0 0 - 0 = 0 0 • 0 = 0
0+1 = 1 1 - 0 = 1 0-1 = 0
1 + 0 = 1 1- 1 = 0 1 • 0 = 0
1+1 = 10 10- 1 = 1 1 • 1 = 1
Кодалау және декодалау процесі кезінде кеңінен таралған логикалық операция-модулдері бойынша қосу:
0 Ф 0 = 0 0 Ф 1 = 1 1 Ф 0 = 0 1 Ф 1 = 1
Санақ жүйесіне жататын кодтар арасында практикалық жағынан бір саннан екінші санға өткенде тек бір разрядтан ғана айырмашылығы болатын кодтар практикалық жағынан үлкен мәнге ие болады. Ең көп таралған Грей коды, көбінесе оны циклдық немесе рефлексті - екілік коды деп атайды.
Грей коды сандық-цифрлық түрлендіру техникасында қолданылады, онда төменгі ретті қателіктер бірлігінен белгісіздікті азайтуға мүмкіндік береді.
Санды Грей кодынан қарапайым екілік жүйеге алмастыру келесідегідей орындалады: үлкен разрядтардағы бірінші бірлік өзгеріссіз қалады, одан кейінгі сандар (0 мен 1) өзгермейді,егер олардың алдарында түрған сандар жүп болса, ал егер тақ болса түрлендіреді
Ақпаратты цифрлы түрде үсынудың техникалық қүралдары .
Түрлендіргіштердің түрлері. Түрлендіргіштердің өзгермелілігі.
А налогтық мәндердің үздіксіз дәйектілігін дискретті мәндердің соңғы саны бойынша өзгертуге және оларды берілген код бойынша үсынуға мүмкіндік беретін қүрылғыларды аналогты-кодьық түрлендіргіштер деп атаймыз.
Аналогты мәннің кодтық эквиваленті оптикалық, электромеханикалық, электрондық және т.б элементтердің комбинциясы ретінде үсынылуы мүмкін, сонымен қатар электрлік импульстардың уақыт бойынша паралелльдік және тізбектей комбинциясынан түрады.
l o g p i + l o g e + А. = 0, i = l , 2 , . . . , n ; logpi = log e — Л = const, i = 1,2, ...,n,
Әдетте, ақпаратты цифрлық компьютерлер арқылы өңдеу қажет болған жағдайда, екілік код түрінде көрсетілу жүзеге асады.
Адамдармен қоданылатын, цифрлық жүйеге кодты беретін аналогты- кодалық түрлендіруші немесе тіркеуші қүрылғыларда мақсатты түрде ондық кодтар қолданылады.
Аналогты-кодалық түрлендірушілерді бірнеше белгілер бойынша жіктеуге болады. Олардың ішіндегі маңыздысы болып - түрлендіргіштің өлшеу бөлігінің жүмыс істеу принципі және цифрлық эквивалентті алу әдістері болып табылады. Дегенмен, қазіргі уақытта, әртүрлі физикалық сигналдарды электрлік сигналдарға айналдыру, содан кейін оларды кернеу түрлендіргіштері арқылы сандық түрде көрсету (код) тиімді болып келеді.
Аналогты-цифрлық түрлендіру (АЦТ) термині ең бірінші кезекте осындай түрлендіруді (кернеу - код) түсіндіреді. Әр разрядты оқу үшін сезімтал элементтер қондырылған: қылқалам, фотоэлементтер, индуктивті катушка және т.б. Заманауи АЦТ номенклатурасы өте жоғары отандық өнеркәсіпте интегралды сүлбалар шығару негізінде жасалады. Оларға операциялық
күшейткіштер, салыстыру органдары (кернеу компараторлары), тірек кернеуінің көздері, коммутаторлар, цифрлық-аналогтық түрлендіргішетр, есте сақтау құрылғылары және басқа да функционалды элементтер мен тораптар кіреді. Сұлбаның интеграция дәрежесі үнемі артатындықтан, нақты АЦТ іске асыру үшін қажетті интегралды сұлбалар саны азаяды. Тізбекті аналогты- цифрлық түрлендіргіштер түзу, таратушы немесе өлшеуіш түрлендіруді бақылау негізде жұмыс істейді. Эталонды уақыттық аралық генераторынында сигналды түрлендірудің әр циклында Сч санауышына импульстерді өткізу арқылы белгілі-бір Т уақытқа сәйкес Ит сұлбасын ашады. Т уақыт аралығында санауышпен тіркелген импульстер саны u x кодтаушы шамасына пропорциональді. Ит сұлбасына әсер ететін сигналдың аяқталуымен, эталонды уақыттық аралық генераторы Z цифрлық эквивалентінің санауына импульстер жібереді және санауыштың барлық разрядын қайта қалпына келтіруді орнатады. Одан кейін үдеріс қайталанады.
Бұрын қаралған түрлендіргіштердің өтеуші кернеу деңгейі біртіндеп ең төменгі кернеу бірлігіне ауыстырылатын әдіске негізделеді және орган арқылы түрленуші шама берілген деңгейде орналасқан ба, әлде жоқ па соны салыстыру арқылы анықталады.
Бұл әдіс их тен күрт ауытқу шамасының цифрлық эквиваленттігін анықтау үшін қажетті салыстыру (одан кейін тезәрекеттілік) операцияларыныңың саны тұрғысынан тиімді емес.Операциялардың саны айтарлықтай қысқартылуы мүмкін. Теңдеудің бір операциясы нәтижесінде алынуы мүмкін ақпараттың максималды көлемі 1 дв. бірлік тең болады. Осы мәнге жету үшін теңдеудің әрбір операциясы осы деңгейден төмен және одан жоғары айырбастау мәнін табу ықтималдығы тең болады.Егер айнымалы айнымалылардың барлық мәндерінің ықтималдығы бірдей болса, онда екілік кодтау үшін теңдеудің бірінші операциясы uxmax/2 деңгейінде орындалуы керек.Осы деңгейден төмен кернеудің цифрлық эквиваленттері 0, ал жоғары 1 болады.Қалған уақыт мәндерін анықтау үшін теңдеудің деңгейлерін ұқсас түрде таңдаңыз. Сандық эквиваленттің анықтамасы талданып шығарылады.
1 = lo g z y 0. (8.2)
°Х
/-ші разрядтың мәні (/+ 1) импульс бөлгішіне түскендегі салыстыру операциясынан кейін анықталады. Түрлендіру цикліне (/+1) импульстен аз болмауы керек. Егер бөлгіш масштабтау тізбегі қағидасына сәйкес жұмыс жасаса, олардың шектеу жиілігі қайтадан /счтах арқылы белгіленеді. Содан кейін разрядты теңестірудің аналогты-цифрлық түрлендіргіштері секундына түрлендірудің барынша мүмкін саны келесі формула бойынша бағалануы мүмкін:
/
7 max = , _ fccmax100 . (8.3)/оl°g21^+1
Қарастырылып отырған түрлендіргіштерді ң негізгі жетіспеушілігі олардың төмен разрядтылығы (6-8 есе). Әрбір қосымша разряд үшін түрлендіргіштің күрделілігі іс жүзінде екі есе көбейеді, бүл көбеюге, энергияны түтынуға және шығындарға әкеледі. Демек, жоғарғы разрядта түрлендіргіштер пайдаланылады, онда оқылым бірнеше тактіде орындалады және әрбір тактіде бірнеше рет разяд анықталады.
Арнайы АЦТ түрлендіргіштерінің жүмыс істеу алгоритмдері жекелеген түйіндер немесе бүкіл түрлендіргіш жүйелі немесе кездейсоқ қателердің пайда болуына және жоюына жол бермейді. Көрсетілген мақсаттар үшін, сондай-ақ бірқатар логикалық операцияларды жеңілдету үшін жақында микропроцессорларды пайдалану үрдісі байқалды.
8.1 А қ п а р ат ты к р и п т о г р а ф и я л ы қ жабу қ ұ р а л ы ретінде кодтау