46. Искажение дискретных сигналов: виды, источники их происхождение.

Дискретный сигнал имеет два вида искажений:

1. Кривые – смещение значащих моментов времени (ЗМВ) относительно переданного сигнала. Причиной является ограничение полосы пропускания.

∆t – кривое искажение

2. Дробление – характер импульсной помехи.

Бороться с искажениями можно следующими способами:

1. стробирование;

2. интегрирование: аналоговое и дискретное;

3. комбинированный метод приема.

Стробирование.

Метод борьбы с кривыми искажения – добавление дополнительного генератора.

Интегрирование – аналоговый способ.

Комбинированный способ.

Дискретное интегрирование

В цифровых системах передачи первичные двоичные коды подвергаются вторичному кодированию, и эти коды называются кодами линейного тракта.

Требования к кодам линейного тракта:

1. Отсутствие постоянных составляющих (код с чередующейся полярностью);

2. Иметь как можно больше переходов, чтобы иметь тактовую частоту;

3. Возможность обнаруживать ошибки;

4. Простая техническая реализация.

Наиболее часто применяется код с чередующейся полярностью ( ЧПИ). Каждая последующая единица обладает своим кодом.

Для устранения провала (много 0) используются коды КВПЗ, которые допускают не более трех нулей (код высокой плотности).

W – повторяющаяся полярность

V – чередующаяся полярность

Комбинация 000V заменяется нулями, если в предыдущей серии вставленных символов было нечетное количество, если четное – то комбинация W. Этот код с точки зрения технической реализации сложен. Более простыми кодами передачи являются дифференцированные двоичные коды (коды Манчестера). Элементарный сигнал в этом случае заменяется следующим образом:

Применение такого кода может привести к ошибке восприятия нулей и единиц, поэтому применяются относительно-фазовые сигналы, то есть коды Манчестера I или II рода (когда фаза меняется относительно нулей или единиц).

47. Белый шум

Белый шум – случайный процесс, у которого спектральная

плотность постоянна во всем диапазоне частот.

Рассмотрим корремеционную характеристику белого шума:

,

Цвета шума — математическая абстракция, приписывающая шумовому сигналу определённый цвет исходя из статистических свойств и параметров этого сигнала. Одним из таких свойств, с помощью которого можно различать виды шума, может быть спектральная плотность (распределение мощности по частотам). Эта абстракция широко используется в отраслях техники, имеющих дело с шумом (акустика, электроника, физика и т. д.).

Многие из следующих определений рассматривают спектр сигнала на всех частотах.

Цветовые соответствия различных типов шумового сигнала определяются при помощи аналогичных типов электромагнитного сигнала. То есть если шумовой сигнал называется «синим», то соответствующий электромагнитный сигнал с длинами волн видимого света будет иметь синий цвет.

Белый шум — это сигнал с гладким частотным спектром на всех частотах.

Спектр белого шума

Другими словами, такой сигнал имеет одинаковую мощность в любой полосе частот. К примеру полоса сигнала в 20 герц между 40 и 60 герц имеет такую же мощность, что и полоса между 4000 и 4020 герц.

Неограниченный по частоте белый шум возможен только в теории, так как в этом случае его мощность бесконечна. На практике сигнал может быть белым шумом только в ограниченной полосе частот.

Розовый шум

Частотный спектр розового шума является гладким в логарифмическом масштабе. То есть мощность сигнала в полосе частот между 40 и 60 герц равна мощности в полосе между 4000 и 6000 герц. Спектральная плотность такого сигнала по сравнению с белым шумом затухает на 3 децибела на каждую октаву. То есть его спектральная плотность обратно пропорциональна частоте. Пример розового шума – звук пролетающего вертолета. Розовый шум обнаруживается, например, в сердечных ритмах, в графиках электрической активности мозга, в электромагнитном излучении космических тел.

Броуновский (красный) шум

Броуновский шум схож с розовым шумом, однако его спектральная плотность затухает на 6 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность обратно пропорциональна квадрату частоты. Может быть получен, если проинтегрировать белый шум, или с помощью алгоритма, симулирующего броуновское движение. Спектр коричневого шума зеркально противоположен спектру пурпурного. Коричневый шум не следует путать с инфразвуковой «коричневой нотой», воздействие звука которой, как считается, приводит человека к неконтролируемому испражнению. Цвет коричневого шума не связан с коричневым цветом соответствующего ему света. Brown – от слова Броун, броуновское движение. На слух коричневый шум воспринимается более «теплым», чем белый.

Синий шум — вид сигнала, чья спектральная плотность увеличивается на 3 дБ на октаву в ограниченной полосе частот. То есть его спектральная плотность пропорциональна частоте. На слух синий шум воспринимается более «холодным», «кислым», нежели белый.

Фиолетовый шум — вид сигнала, чья спектральная плотность увеличивается на 6 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность пропорциональная квадрату частоты. Фиолетовый шум получается, если продифференцировать белый шум. Спектр фиолетового шума зеркально противоположен спектру коричневого.

Серый шум

Термин серый шум относится к шумовому сигналу, который имеет одинаковую громкость для человеческого уха на всём диапазоне частот. Спектр серого шума получается, если соединить спектры коричневого и фиолетового шумов. В спектре серого шума виден большой «провал» на средних частотах, однако человеческое ухо воспринимает серый шум точно так же, как и белый.

49. ЛОК

ЛОК – линейное окончание канала, где осуществляется:

- согласование канала передачи с дискретными сигналами;

- развязка между приемником и передатчиком.

В ЛОК может быть произведено вторичное кодирование

Вторичное кодирование – представление передаваемых сигналов в форму удобную для передачи информации по каналам связи.

Линейные окончания (модемы) - устройства, которое обеспечивают согласование параметров приемо-передатчика с каналом или с линией связи и разделение приемника от сигнала передатчика при двухсторонней связи.

Согласование каналов производится по мощности максимального отдаваемого или принимаемого сигнала (можно сказать, по сопротивлению) или по виду сигнала (ИМ, ФМ, АМ, ОФМ).

В дуплексных системах используются мостиковые развязывающие схемы (для низких частот) либо дифференцирующие системы на переменном токе.

Мостиковые системы представлены обычно резистивным мостом.

При выполнении условия мост уравновешен. Схема пригодна для низких частот или постоянных токов.

Более распространены дифференцирующие системы, для реализации которых используются трансформаторы со средней точкой.

Балансирующий контур несимметричен, чтобы это исправить, обмотки разрываются, а вместо трансформаторов ставятся автотрансформатор. Если токи i₁=i₂ , то требуется согласованность. То есть недостатком такой развязки является то, что сбалансировать систему на высоких частотах при больших спектрах частот очень тяжело. Поэтому на высоких частотах с широким спектром работы используют разнесенный прием с передачей (на 1 частоте прием, на другой – передача); в качестве разделяющих устройств используются фильтры.