Среда, 22.01.2020, 21:36
Приветствую Вас Гость

АНМ-Портал

Донецкий телемастер. Вызвать телемастера на дом в Донецке (066)3375723, (071)3569848

Меню сайта
Главная » Статьи » Радиоэлектроника и телевидение » Посвящение в радиоэлектронику

Информация и её передача
Плитку информации при передачи можно деформировать Наш мир наполнен информацией. С каждым днём она накапливается, дополняясь и совершенствуясь. Любое сведение об окружающем нас мире - это и есть информация. Для того, чтобы хранить и передавать информацию, необходимо использовать различные знаки или символы. Информацию можно представить в виде письменного текста, цифровой таблицы, человеческой речи, рисунков, электрических сигналов и множеством других способов.
 Набор знаков (символов), несущий определённую информацию, называется сообщением. Сообщение может быть в виде текста телеграммы, тока микрофона или телевизионного изображения. Сообщения предназначены для того, чтобы передавать информацию от одного объекта к другому. Без обмена информацией разумная человеческая жизнь была бы просто невозможна. Собираясь заняться сборкой радиоэлектронной схемы или ремонтом радиоаппаратуры, вы конечно же воспользуетесь специальными справочниками, схемами и мануалами. Не повторять же заново весь путь создателей и изобретателей радиотехнических приборов? В любом деле приходится использовать опыт и знания, которые уже накоплены людьми. И чем проще и доступнее это сделать, тем быстрее выполняются задачи, поставленные перед нами. А какое огромное количество полезных знаний мы ежедневно получаем из средств массовой информации! Следовательно, нашу жизнь нельзя представить без хорошо отлаженной системы обмена информацией.
 Передать сообщение можно при помощи материального носителя (предположим в виде текста на бумаге), но можно и с помощью определённого физического процесса (например в виде звуковых или электромагнитных колебаний). Физический процесс, при помощи которого передаётся сообщение называется сигналом. Для передачи сигнала необходимо определённое количество времени, так как передача знаков происходит последовательно. Для примера можно представить чтение данного текста: ваши глаза передают мозгу информацию слово за словом.
 Сигналы, которые можно представить в электрической форме, имеют определенные параметры:
 Длительность сигналас) - время, необходимое для передачи сигнала.
 Динамический диапазон (Dc) - отношение максимальной мощности сигнала Рмакс к минимальной мощности, необходимой при заданном качестве передачи Рмин. Единица измерения - децибел (дБ).
Dc=10lg(Pмакс/Pмин)
 Динамический диапазон человеческой речи приблизительно равен 30-35 дБ, а симфонического оркестра 70-80 дБ.
 Ширина спектра (Fc) - это третий параметр сигнала.
 Звуковой спектр расположен в диапазоне 16-20000 Гц. Передача всего данного спектра необходима только для очень качественного воспроизведения звука. В телефонной связи для того, чтобы речь была понятной достаточно диапазона от 300 до 3400 Гц.

 Ширина спектра имеет обратнопропорциональную зависимость от скорости изменения сигнала - при более быстром изменении сигнала спектр будет шире. Ширина спектра сигнала телеграфного аппарата, печатающего со скоростью 50 букв в секунду, например, может иметь 75 Гц. А телевизионный сигнал, наоборот, составляет более широкую полосу частот - приблизительно 6 МГц или 6 миллионов герц.
 Перемножив все три параметра сигнала, получаем его объем:
Vс = TcDcFc.

 Объем сигнала (Vс) можно выразить в битах, если скорость передачи умножить на время передачи сигнала:
Vс = CTc
 Объём сигнала можно представить в виде плитки информации, где длина - это длительность сигнала, ширина - полоса частот, а высота - это логарифм отношения максимальной и минимальной мощности сигнала.
 Естественно, что передача сигнала осуществляется при помощи радиоэлектроники. Совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала из пункта А в пункт В, называется каналом связи. Это может быть проводная, кабельная, радиорелейная, оптическая, коротковолновая или спутниковая линия связи с необходимой приемопередающей аппаратурой.
 Не всегда параметры сигнала могут соответствовать каналу связи. Предположим, нам необходимо получить изображение далёкой планеты от автоматической орбитальной станции. Линия радиосвязи со станцией не позволяет пропустить весь телевизионный спектр, который составляет 6 МГц. Тем более, что динамический диапазон ограничен мощностью передатчика и уровнем шумов (помех).
 Или, например, необходимо получить информацию с автоматической метеостанции, плавающей в открытом море. Информации накопилось большое количество, а сеанс связи может длиться всего несколько минут.
 Для этих целей приходится деформировать плитку информации таким образом, чтобы при изменённых параметрах объём информации оставался прежним. Телевизионное изображение далекой планеты передают долго, существенно увеличивая Тс, сжав одновременно динамический диапазон сигнала Dc и его полосу частот Fc. А метеоданные, накопленные сутками, передают за минуты, значительно увеличивая скорость передачи С = Vc/Tc, равную произведению динамического диапазона и полосы сигнала: С = ОcРc. Соотношение между динамическим диапазоном и полосой сигнала также выбирают исходя из параметров канала связи. При одной и той же скорости передачи можно сформировать широкополосный сигнал с малым динамическим диапазоном (что обычно выгоднее) либо узкополосный с большим динамическим диапазоном.

 Таким образом в 20 столетии появилась новая наука - теория передачи информации или общая теория связи. Большой вклад в развитие данной науки внесли советские учёные: В.А.Котельников, А.Н.Колмогоров, А.Я.Хинчин. Общая теория связи позволяет правильно спроектировать канал связи, выбрать оптимальный способ кодирования и модуляции сигнала, построить оптимальную структурную схему приемника.
 Современное оборудование связи позволяет передавать огромное количество телефонных разговоров одновременно по одной многоканальной линии связи. Для этих целей применяется уплотнение информации. Уплотнение информации может быть частотным или временным.
 При частотном уплотнении лишь один телефонный канал передается по линии связи в его «собственной» полосе частот 300...3400 Гц. Сигналы других каналов преобразуются по частоте и занимают другие, более высокочастотные участки спектра. В приемной аппаратуре производят обратное преобразование и получают исходный звуковой спектр для каждого канала. Для разделения каналов при частотном уплотнении используют электрические частотные фильтры.
 При временном уплотнении линия связи «предоставляется» каждому каналу на очень короткое время и сигналы каналов передаются по очереди в виде коротких импульсов. Частота переключения (коммутации) каналов в соответствии с теоремой отсчетов должна быть вдвое выше наивысшей частоты спектра сигнала. Для телефонных каналов она может составлять, например, 8 кГц.

 Полоса передаваемых частот в многоканальной линии связи значительно возрастает. И пропустить широкие полосы частот в радиоканалах возможно лишь при использовании сверхвысоких частот. Для этого используются дециметровые и сантиметровые радиоволны. А так как данные волны распространяются только в пределах прямой видимости, приходится устанавливать ряд антенн и ретрансляторов на небольших расстояниях друг от друга. Данная система получила название - радиорелейная линия связи. Этакий аналог древней системы сигнальных башен! Современная радиорелейная линия связи способна передавать  несколько телевизионных и сотни, тысячи телефонных каналов, в сумме-сотни мегабит информации в секунду.
  А с наступлением космической эры развиваются и совершенствуются спутниковые системы связи, для которых уже не существует больших расстояний на поверхности Земли. Как же изменился телеграф в современных условиях? Теперь его даже трудно назвать телеграфом, в ходу новое название-цифровые системы передачи сообщений. Их интенсивное развитие связано с успехами общей теории связи, освоением новых диапазонов частот (СВЧ, оптического), совершенствованием вычислительной техники, успехами в освоении космоса. Цифровые системы связи проектируются и разрабатываются на основе последних достижений микроэлектроники. Для формирования сигналов цифровых систем связи применяют весьма сложную аппаратуру, использующую импульсно-кодовую модуляцию и специальные помехоустойчивые виды кодирования. Теперь по цифровым каналам связи передается и аналоговая информация (телефонные переговоры, радиовещательные программы), преобразованная в цифровую форму.
 Итак, мы стоим перед лицом новой современной индустрии. Она не занимается ни выплавкой металла, ни изготовлением продукции, ни добычей полезных ископаемых, не вырабатывает в промышленных количествах энергию и не передает ее на огромные расстояния через целые области, регионы и страны. Эта индустрия занимается вопросами получения, хранения, обработки и передачи информации. Без нее невозможно правильное, экономное и эффективное функционирование других-добывающих, производящих и обрабатывающих отраслей индустрии, ибо она помогает людям думать и решать сложные проблемы, обеспечивает обмен и накопление знаний, опыта.
 Практически вся индустрия информации строится на базе достижений радиоэлектроники. Вот почему значение последней так велико и, как представляется, будет расти дальше.

Категория: Посвящение в радиоэлектронику | Добавил: AndryM (24.07.2011) | Автор: Андрей E W
Просмотров: 3268
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Поиск по сайту
Друзья сайта