Γενικά χαρακτηριστικά παρεμβολών και παραμόρφωσης στα κανάλια επικοινωνίας. Παρεμβολές και παραμόρφωση στο κανάλι

Στο πραγματικό κανάλι, το σήμα μετάδοσης παραμορφώνεται και το μήνυμα αναπαράγεται με ένα συγκεκριμένο σφάλμα. Ο λόγος για τέτοια σφάλματα είναι οι στρεβλώσεις που έγιναν από το ίδιο το κανάλι και παρεμβολές που δρουν στο σήμα.

Τα χαρακτηριστικά συχνότητας και χρόνου του καναλιού καθορίζουν τη λεγόμενη γραμμική παραμόρφωση. Επιπλέον, το κανάλι μπορεί επίσης να συνεισφέρει μη γραμμική παραμόρφωση λόγω της μη γραμμικότητας ορισμένων συνδέσμων του καναλιού. Εάν οι γραμμικές και μη γραμμικές στρεβλώσεις οφείλονται στα γνωστά χαρακτηριστικά καναλιού, τότε, τουλάχιστον, κατ 'αρχήν, μπορούν να εξαλειφθούν με σωστή διόρθωση.

Είναι σαφές να διακρίνουμε τη στρέβλωση από παρεμβολές που έχει τυχαίο χαρακτήρα. Οι παρεμβολές δεν είναι γνωστές εκ των προτέρων και ως εκ τούτου δεν μπορούν να εξαλειφθούν πλήρως.

Κάτω από καμία παρεμβολή σημαίνει κάθε αντίκτυπο σε ένα χρήσιμο σήμα που καθιστά δύσκολο να λάβει. Οι παρεμβολές είναι πολύ διαφορετικές τόσο στην προέλευση όσο και στις φυσικές του ιδιότητες. Στα ραδιοφωνικά κανάλια, οι πιο συνηθισμένες είναι η ατμοσφαιρική παρεμβολή λόγω των ηλεκτρικών διαδικασιών στην ατμόσφαιρα και, πάνω απ 'όλα, οι βροντές απορρίπτονται. Η ενέργεια αυτών των παρεμβολών επικεντρώνεται κυρίως στην περιοχή των μακρών και μεσαίων κυμάτων. Η ισχυρή παρέμβαση δημιουργείται επίσης από τις βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Αυτές είναι οι λεγόμενες βιομηχανικές παρεμβολές που προκύπτουν από αιχμηρές μεταβολές ρεύματος σε ηλεκτρικά κυκλώματα όλων των ειδών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Αυτό περιλαμβάνει παρεμβολές από ηλεκτρικές μεταφορές, ηλεκτρικοί κινητήρες, ιατρικές εγκαταστάσεις, συστήματα ανάφλεξης κινητήρα κ.λπ.

Ένα κοινό εμπόδιο είναι η παρέμβαση από ξένους ραδιοφωνικούς σταθμούς και κανάλια. Λόγω παραβίασης των κανονισμών για τη διανομή των λειτουργικών συχνοτήτων, ανεπαρκής σταθερότητα συχνότητας και κακή διήθηση του σήματος αρμονικών, καθώς και μη γραμμικά διεργασίες στα κανάλια που οδηγούν σε διασταυρούμενες στρεβλώσεις.

Σε ενσύρματα κανάλια επικοινωνίας, οι θορύβοι ώθησης και οι διακοπές της επικοινωνίας είναι ο κύριος τύπος παρεμβολών. Η εμφάνιση παρεμβολών ώθησης συνδέεται συχνά με την αυτόματη μεταγωγή και τη διασταύρωση. Η διακοπή της επικοινωνίας είναι ένα φαινόμενο στο οποίο το σήμα στη γραμμή θα εξασθενίσει απότομα ή θα εξαφανιστεί εντελώς. Τέτοιες διακοπές μπορεί να προκληθούν από διάφορους λόγους, εκ των οποίων οι παραβιάσεις των επαφών στο ρελέ είναι συχνότερες.

Σε σχεδόν οποιαδήποτε περιοχή συχνοτήτων, οι εσωτερικοί θόρυβοι του εξοπλισμού που προκαλούνται από την χαοτική κίνηση των φορέων φορτίου σε συσκευές ενισχυτή, αντιστάθμιση και άλλα στοιχεία εξοπλισμού. Αυτές οι παρεμβολές επηρεάζονται ιδιαίτερα από τις ραδιοεπικοινωνίες στην περιοχή των ήδη εξαιρετικών κυμάτων, όπου άλλες παρεμβολές είναι μικρές. Οι διαστημικές παρεμβολές με ηλεκτρομαγνητικές διεργασίες που εμφανίζονται στον ήλιο, τα αστέρια και άλλα εξωγήινα αντικείμενα είναι σημαντικά σε αυτό το εύρος.

Γενικά, η επιρροή των παρεμβολών n (t) Στο μεταδιδόμενο σήμα u (t) μπορεί να εκφραστεί από τον χειριστή

z.=ψ(u., Ν.). (1.5)

Στη συγκεκριμένη περίπτωση όταν ο χειριστής ψ εκφυλίζεται στο ποσό

z.=u.+Ν., (1.6)

Ο σκοπός καλείται Πρόσθετος . Εάν ο χειριστής μπορεί να εκπροσωπείται ως έργο

z.=ku., (1.7)

Ότι η παρεμβολή καλείται Πολλαπλασιαστικός . Εδώ k (t)- Τυχαία διαδικασία. 1 σε πραγματικά κανάλια, συνήθως πραγματοποιούνται πρόσθετα και πολλαπλασιαστικές παρεμβολές και ως εκ τούτου

z.=ku.+Ν.=ΜΙΚΡΟ.+Ν.. (1.8)

Μεταξύ των πρόσθετων παρεμβολών διαφόρων προέλευσης, η παρεμβολή διακύμανσης (θόρυβος διακύμανσης) καταλαμβάνει μια ειδική θέση, η οποία είναι μια τυχαία διαδικασία με μια κανονική διανομή (Gaussian διαδικασία). Τέτοιες παρεμβολές μελετώνται περισσότερο και είναι το μεγαλύτερο ενδιαφέρον για τους θεωρητικούς και πρακτικούς όρους. Αυτός ο τύπος παρεμβολής πραγματοποιείται πρακτικά σε όλα τα πραγματικά κανάλια.

Από φυσική άποψη, οι παρεμβολές αυτές δημιουργούνται από διάφορα είδη διακυμάνσεων, δηλ. Με τυχαίες αποκλίσεις ορισμένων άλλων φυσικές ποσότητες από τις μέσες τιμές τους. Έτσι, η πηγή θορύβου στα ηλεκτρικά κυκλώματα μπορεί να είναι οι τρέχουσες διακυμάνσεις λόγω της διακριτής φύσης των φορέων φορτίου (ηλεκτρόνια, ιόντα). Ο διακριτός χαρακτήρας του ηλεκτρικού ρεύματος εκδηλώνεται σε ηλεκτρονικούς λαμπτήρες και συσκευές ημιαγωγών με τη μορφή φαινόμενου πυροβολισμού.

Το άθροισμα του μεγάλου αριθμού οποιασδήποτε παρεμβολής από διάφορες πηγές έχει επίσης τη φύση της παρεμβολής διακύμανσης. Και τέλος, πολλές παρεμβολές κατά τη διέλευση από τη συσκευή λήψης συχνά αποκτούν ιδιότητες κανονικής παρεμβολής διακύμανσης.

Η πιο κοινή αιτία θορύβου είναι διακυμάνσεις λόγω θερμικής κίνησης. Η τυχαία θερμική μετακίνηση των φορέων φορτίου σε οποιονδήποτε αγωγό προκαλεί μια τυχαία διαφορά δυναμικού (τάση) στα άκρα του. Η μέση τιμή τάσης είναι μηδέν και το μεταβλητό συστατικό εκδηλώνεται ως θόρυβος. Ο θερμικός θόρυβος στην είσοδο του δέκτη είναι μια κανονική τυχαία διαδικασία με μηδενικό μέσο και ενεργειακό φάσμα:

, (1.9)

Οπου Η.  6,6 · 10 -34 J · C - Μόνιμη Planck. Κ.  1.38 · 10 -23 J / Χαλαρώστε. - Μόνιμη Boltzmann; Τ. - απόλυτη θερμοκρασία της πηγής θορύβου. ΦΑ. - συχνότητα τρέχουσας.

Στην περιοχή των ήχου και των ραδιοσυχνοτήτων hF.<<kt.και επομένως η φασματική πυκνότητα είναι σταθερή και ισότιμη

. (1.10)

Μέγεθος Ν. 0 = kt. Που ονομάζεται μονόπλευρη φασματική πυκνότητα θορύβου. Με το εύρος ζώνης του δέκτη ΦΑ. Ισχύς θορύβου ίση Π. sH =Ν. 0 ΦΑ., Τ.

Στην περιοχή οπτικής συχνότητας, η οποία, με την ανάπτυξη των κβαντικών ηλεκτρονικών, γίνεται πολύ ελπιδοφόρα για την επικοινωνία, αντίθετα, hF.>>kt. Και ο θερμικός θόρυβος αποδεικνύεται πολύ αδύναμος. Ωστόσο, σε αυτό το εύρος, ο κβαντικός θόρυβος, που προκαλείται από τον διακριτό χαρακτήρα της ακτινοβολίας σήματος, είναι απαραίτητη. Η ουσία του κβαντικού θορύβου συνδέεται με την αναλογία αβεβαιότητας, σύμφωνα με την οποία τα μέσες τετραγωνικές λάθη κατά τη μέτρηση της ενέργειας ενός φωτονίου σ ε ε και η ώρα της άφιξής της Σ ΤΣ υπόκεινται σε ανισότητα σ ΜΙ. σ Τ. ≥Η.. Επομένως, ακόμη και αν δεν υπάρχει πρόσθετη παρέμβαση, το σήμα δεν μπορεί να γίνει αποδεκτό πλήρως με ακρίβεια. Στην πρώτη προσέγγιση, μπορείτε να εξετάσετε το κβαντικό θόρυβο ως παρέμβαση με τη φασματική πυκνότητα ίση με την ενέργεια φωτονίου hF.. Στη συχνότητα του οπτικού εύρους ΦΑ. Πάνω από 10 15 Hz, οπότε ο κβαντικός θόρυβος είναι αρκετά αισθητός.

Για να παλμοθετεί ή επικεντρωθεί εγκαίρως, οι παρεμβολές περιλαμβάνουν παρεμβολές με τη μορφή απλών παλμών, ακολουθώντας το ένα μετά το άλλο μέσω τέτοιων μεγάλων χρονικών περιόδων, τα οποία μεταβατικά φαινόμενα στον δέκτη από έναν παλμό έχουν χρόνο για να τελειώσει σχεδόν η επόμενη ώθηση . Τέτοιες παρεμβολές περιλαμβάνουν πολλούς τύπους ατμοσφαιρικών και βιομηχανικών παρεμβολών. Σημειώστε ότι οι έννοιες των "παρεμβολών διακύμανσης" και "παρεμβολές ώθησης" είναι σχετικές έννοιες. Ανάλογα με τη συχνότητα των παλμών, η ίδια παρέμβαση μπορεί να επηρεάσει ως παλμό σε έναν δέκτη με ένα ευρύ εύρος ζώνης και ως διακύμανση σε έναν δέκτη με ένα σχετικά στενό εύρος ζώνης. Η παλμική παρεμβολή είναι μια τυχαία διαδικασία που αποτελείται από ξεχωριστά σπάνια, τυχαία κατανεμημένα με το χρόνο και το πλάτος, τους παλμούς. Οι στατιστικές ιδιότητες τέτοιων παρεμβολών με επαρκείς σκοπούς είναι πλήρεις για πρακτικούς σκοπούς περιγράφονται από την κατανομή πιθανοτήτων των εύρους ώθησης και τη διανομή χρονικών διασκορτώσεων μεταξύ αυτών των παρορμήσεων.

Η παρεμβολή που επικεντρώνεται στο φάσμα λαμβάνεται για να συμπεριλάβει σήματα ξένων ραδιοφωνικών σταθμών, ακτινοβολία γεννητριών υψηλής συχνότητας διαφόρων σκοπών (βιομηχανικός, ιατρικός) κλπ. Γενικά, αυτά είναι διαμορφωμένα ταλαντώσεις, δηλ. Κουσχιρμονικές ταλαντώσεις με μεταβαλλόμενες παραμέτρους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτές οι ταλαντώσεις είναι συνεχές (για παράδειγμα, ραδιοφωνικοί σταθμοί εκπομπής και τηλεοπτικών εκπομπών), σε άλλες περιπτώσεις, είναι παλλόμενες (σταθμοί ραδιοτηλεφώνου). Σε αντίθεση με τις διακύμανσες και παρεμβολές ώθησης, το πλάτος του φάσματος της συμπυκνωμένης παρεμβολής στις περισσότερες περιπτώσεις δεν υπερβαίνει το εύρος ζώνης του δέκτη. Στην περιοχή των βραχυκυκλωμάτων, αυτός ο τύπος παρεμβολών είναι ο κύριος, καθορίζοντας την ποιότητα της επικοινωνίας.

1 αυστηροί ορισμοί της τυχαίας διαδικασίας και του ενεργειακού φάσματος του θα δοθεί αργότερα.

Η πρόσθετη παρεμβολή έρχεται στην είσοδο της RPU. Αυτό το είδος παρεμβολών είναι:

Ατμοσφαιρικό και κοσμικό θόρυβο.

Παρεμβολές από βιομηχανικές εγκαταστάσεις ·

Παρεμβολές σταθμών από άλλους πομπούς ·

Δικούς θορύβους της διαδρομής RPU που εμφανίζεται στην είσοδο.

Μπορείτε να συντρίψετε όλες τις πρόσθετες παρεμβολές σε τρεις ομάδες:

Διακύμανση (θόρυβος) ·

Επικεντρώθηκε στο φάσμα (σταθμός).

Συμπυκνωμένο στο χρόνο (ώθηση).

Οι θόρυβοι της διαδρομής RPU μπορούν να εκπροσωπούνται με μια σταθερή διαδικασία Gaussian με μηδενική και μονόπλευρη φασματική πυκνότητα (Energy Spectrum)

Η σταθερά K \u003d 1,38 · 10-23 [J / k], T 0 - θερμοκρασία περιβάλλοντος στην κλίμακα Kelvin (T 0 \u003d 273 ° + T ° C).

F W - συντελεστής θορύβου δέκτη.

Ο συντελεστής θορύβου F SH δείχνει πόσες φορές ο πραγματικός δέκτης επιδεινώνει τον λόγο σήματος προς θόρυβο με ισχύ σε σύγκριση με τον ιδανικό (ακατάλληλο) δέκτη, το επίπεδο θορύβου του οποίου οφείλεται στην ενεργή αντίσταση της πηγής σήματος.

Η μέση ισχύς του λευκού θορύβου στην ισοδύναμη ζώνη θορύβου df e e e bp

, (2.51)

όπου το k 0 είναι η τιμή της απόκρισης συχνότητας στην κεντρική συχνότητα.

Σημειώστε ότι ο θόρυβος Gaussian είναι οι πιο ισχυρές καταστροφικές πληροφορίες με βάση το μέγιστο της εντροπίας του.

Ο στενός θόρυβος Gaussian n (t) καθώς και ένα διαμορφωμένο σήμα μπορεί να γραφτεί σε μια ολοκληρωμένη μορφή. όπου το πραγματικό σήμα

οριζεται ως

όπου n (t) - φάκελο; q w (t) - φάση της διαδικασίας θορύβου.

; ; (2.54)

N c (t) και N s (t) - εξαρτήματα τετραγωνισμού χαμηλής συχνότητας.

. Παλμική παρεμβολή , που επηρεάζουν τα κυκλώματα συντονισμού RPU, μπορεί να δημιουργήσει μια σοβαρή παρεμβαλλόμενη επίδραση της λήψης σημάτων στις μακρές μεταβατικές τους διαδικασίες.

Για παρεμβολές ώθησης, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε την ένταση της ροής τους και τη διανομή του επιπέδου των πλάτη τους. Εάν είναι γνωστό ότι στο χρονικό διάστημα 1c, υπάρχει ένας μέσος όρος ν παρεμβολές ώθησης, τότε η εμφάνιση Κ. Παρεμβολή στο διάστημα Τ. Με πιθανότητα p ( Κ.) περιγράφεται από το νόμο του Poisson

(2.55)

Αφήστε τη διάρκεια του στοιχείου ίση με το Δ στα μηνύματα Telegraph Τ.Σούσια την ήττα του στοιχείου του μηνύματος με παλμική παρεμβολή. Επομένως, εάν υπάρχουν στοιχεία σχετικά με το διάστημα, ο μέσος αριθμός ανεξάρτητων διαστημάτων, οι οποίοι θα επηρεαστούν από παρεμβολές ώθησης στην έκφραση (2.55). Αυτή η έκφραση καθορίζει την πιθανότητα του αριθμού των στοιχείων που επηρεάζονται από μια παλμική παρεμβολή σε μια συνεδρία επικοινωνίας κατά τη διάρκεια του Τ.

Γραφική ύλη- Τα μέσα επίπεδα παρεμβολών κατανέμονται ανάλογα με έναν λογαριθμικά κανονικό νόμο.

Εγγραφή ερωτήσεων στο τμήμα 2.

1. Εύρος στιγμιαίας τιμών του συνεχούς μηνύματος.

2. Μοντέλο DiBP.

3. Έκφραση για το δυναμικό εύρος του σήματος ομιλίας.

4. Έκφραση για έναν αριθμό Kotelnikov και προϋποθέσεις κατά τη δειγματοληψία συνεχών μηνυμάτων.

5. Η κατάσταση της μη διάβρωσης των δειγμάτων κατά τη δειγματοληψία συνεχών μηνυμάτων στο Kotelnikov.

6. Η κατάσταση μείωσης του σήματος U (T) με το πεπερασμένο φάσμα από τις αναφορές του.

7. Νόμος, μέση αξία και διασπορά ενός σφάλματος πρόσθετου ομοιόμορφης κλιμάκωσης της διαδικασίας.

8. Ossk ADC Gaussian σήμα ομιλίας με επικαλυμμένη ενιαία ποσοτοποίηση.

9. Απαιτούμενες απαιτήσεις για τις βασικές λειτουργίες ενός γενικευμένου φάσματος προσέγγισης των ταλαντώσεων με περιορισμένη ενέργεια.

10. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του φάσματος πλάτους κατά τη διάρκεια της προσέγγισης των διακυμάνσεων στην τριγωνομετρική κοντά στο Fourier και το συγκρότημα δίπλα στο Fourier;

11. Ποια είναι η απόσταση μεταξύ των φορείς δόνησης που παρουσιάζονται δίπλα στο Fourier;

12. Εκφράσεις του σύνθετου φάσματος εύρους του περιοδικού σήματος και της φασματικής πυκνότητας των μη περιοδικών σημάτων.

13. Ιδιότητες ζευγαριού μετασχηματισμού Fourier.

14. Ορισμός των ACF, VKF μη περιοδικά και περιοδικά ντετερμινιστικά σήματα.

15. Ορισμός του SPM μη περιοδικά ντετερμινιστικά και τυχαία σήματα, σταθερές διεργασίες.

16. SPM από το συγχρονισμένο σήμα διαμόρφωσης του BVN. Τι δίνει μια ισότιμη πιθανότητα των συμβόλων του σήματος BVN LF;

17. Πραγματικό διαμορφωμένο σήμα RF στην πολική μορφή καταγραφής. Πολύπλοκο φάκελο (σε πολική, τετραγωνική μορφή) του διαμορφωμένου σήματος.

18. Μορφή τετραγωνικής καταγραφής σήματος διαμόρφωσης RF.

19. Τι σημαίνει η διαδικασία διαμόρφωσης σήματος;

20. Διαμόρφωση AM και FM, Spectra με αρμονικό μήνυμα.

21. Οι ταλαντώσεις με διαμορφωμένες διαμορφωμένες SPM και SPM.

22. Τύποι παρεμβολών. Μορφές καταγραφής θορύβου στενής ζώνης Gaussian.

23. Ο νόμος του Poisson για παρεμβολές ώθησης.

Παρεμβολές και παραμόρφωση στο κανάλι

Στο πραγματικό κανάλι, το σήμα μετάδοσης παραμορφώνεται και το μήνυμα αναπαράγεται με ένα συγκεκριμένο σφάλμα. Ο λόγος για τέτοια σφάλματα είναι και οι δύο στρεβλώσεις που έγιναν από το ίδιο το κανάλι και παρεμβολές που δρουν στο σήμα. Τα χαρακτηριστικά συχνότητας και χρόνου του καναλιού καθορίζουν τη λεγόμενη γραμμική παραμόρφωση. Επιπλέον, το κανάλι μπορεί επίσης να συνεισφέρει μη γραμμική παραμόρφωση λόγω της μη γραμμικότητας ορισμένων συνδέσμων του καναλιού. Εάν οι γραμμικές και μη γραμμικές στρεβλώσεις οφείλονται στα γνωστά χαρακτηριστικά καναλιού, τότε τουλάχιστον κατ 'αρχήν μπορούν να εξαλειφθούν με σωστή διόρθωση. Θα πρέπει να διακρίνεται με παραμόρφωση από παρεμβολές που έχει τυχαίο χαρακτήρα. Οι παρεμβολές δεν είναι γνωστές εκ των προτέρων και ως εκ τούτου δεν μπορούν να εξαλειφθούν πλήρως.

ΕμπόδιοΟνομάζεται τυχόν τυχαίες επιπτώσεις σε ένα σήμα που επιδεινώνεται πίστη στην αναπαραγωγήΜεταδιδόμενα μηνύματα. Οι παρεμβολές είναι πολύ διαφορετικές τόσο στην προέλευση όσο και στις φυσικές του ιδιότητες. Στα ραδιοφωνικά κανάλια βρίσκονται συχνά ατμοσφαιρική,Που διεξάγονται από ηλεκτρικές διαδικασίες στην ατμόσφαιρα και πάνω από όλες τις καταιγίδες. Η ενέργεια αυτών των interfers επικεντρώνεται κυρίως στον τομέα των μακρών και μεσαίων κυμάτων. Η ισχυρή παρέμβαση δημιουργείται επίσης από τις βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Αυτά είναι τα λεγόμενα Βιομηχανική παρέμβασηπου προκύπτουν από αιχμηρές αλλαγές στο ρεύμα σε ηλεκτρικά κυκλώματα όλων των ειδών ηλεκτρικών παραμορφώσεων. Αυτό περιλαμβάνει παρεμβολές από ηλεκτρικές μεταφορές, ηλεκτρικοί κινητήρες, ιατρικές εγκαταστάσεις, συστήματα ανάφλεξης κινητήρα κ.λπ. Ένα κοινό εμπόδιο είναι η παρεμβολή από Ξένους ραδιοφωνικούς σταθμούςκαι κανάλια. Λόγω παραβίασης των κανονισμών για τη διανομή των λειτουργικών συχνοτήτων, ανεπαρκής σταθερότητα συχνότητας και κακή διήθηση του σήματος αρμονικών, καθώς και μη γραμμικά διεργασίες στα κανάλια που οδηγούν σε διασταυρούμενες στρεβλώσεις.

Σε ενσύρματα κανάλια επικοινωνίας, ο κύριος τύπος παρεμβολών είναι Θόρυβος παλμούκαι Διακοπή της επικοινωνίας.Η εμφάνιση παρεμβολών ώθησης συνδέεται συχνά με την αυτόματη μεταγωγή και τη διασταύρωση. Η διακοπή της επικοινωνίας είναι ένα φαινόμενο στο οποίο το σήμα στη γραμμή θα εξασθενίσει απότομα ή εξαφανίζεται.

Πρακτικά σε οποιαδήποτε περιοχή συχνοτήτων λαμβάνει χώρα Εσωτερικούς θορύβους εξοπλισμού,Με χαοτική κίνηση φορέων φορτίων σε συσκευές ενισχυτή, αντιστάσεις και άλλα στοιχεία εξοπλισμού. Αυτές οι παρεμβολές επηρεάζονται ιδιαίτερα από τις ραδιοεπικοινωνίες στην περιοχή των ήδη εξαιρετικών κυμάτων, όπου άλλες παρεμβολές είναι μικρές. Αυτή η περιοχή είναι σημαντική και Διαστημική παρεμβολήπου σχετίζονται με ηλεκτρομαγνητικές διεργασίες που εμφανίζονται στον ήλιο, τα αστέρια και άλλα εξωγήινα αντικείμενα. Γενικά, η επιρροή των παρεμβολών n (t)Στο χρήσιμο σήμα u (t) μπορεί να εκφραστεί από τον χειριστή

z (t) \u003d L.(2.1)

Σε μια συγκεκριμένη περίπτωση, όταν ο χειριστής εκφυλίζεται στο ποσό

z (t) \u003d s (t) + n (t), (2.2)

Ο σκοπός καλείται Πρόσθετος.Εάν ο χειριστής μπορεί να εκπροσωπείται ως έργο

z (t) \u003d k (t) u (t), (2.3)

Ότι η παρεμβολή καλείται Πολλαπλασιαστικό.Εδώ Κ. (t) -Τυχαία διαδικασία. Σε πραγματικά κανάλια, πρόσθετες και πολλαπλασιαστικές παρεμβολές και επομένως

z (t) \u003d k (t) u (t)+ n (t).(2.4)

Μεταξύ των πρόσθετων παρεμβολών διαφόρων προέλευσης, επικεντρωμένη στην παρεμβολή του φάσματος (στενής ζώνης), επικεντρώθηκε εγκαίρως (παλμική) παρεμβολή και επονομαζόμενη παρεμβολή διακύμανσης, χωρίς περιορισμό του χρόνου και του φάσματος. Παρεμβάσεις διακύμανσης (θόρυβος διακύμανσης)Είναι μια τυχαία διαδικασία με μια κανονική διανομή (Gaussian διαδικασία). Τέτοιες παρεμβολές μελετώνται περισσότερο και αντιπροσωπεύουν το μεγαλύτερο ενδιαφέρον για τους θεωρητικούς όσο και τους πρακτικούς όρους. Αυτός ο τύπος παρεμβολής πραγματοποιείται πρακτικά σε όλα τα πραγματικά κανάλια. Στην περιοχή οπτικής συχνότητας, είναι απαραίτητο κβαντικός θόρυβοςπου προκαλείται από τον διακριτό χαρακτήρα του σήματος. Πολλαπλασιαστική παρέμβαση λόγω τυχαίων αλλαγών Παράμετροι καναλιών επικοινωνίας.Συγκεκριμένα, αυτές οι παρεμβολές εκδηλώνονται στην αλλαγή του επιπέδου σήματος.

Πρέπει να σημειωθεί ότι δεν υπάρχει θεμελιώδης διαφορά μεταξύ του σήματος και των παρεμβολών. Επιπλέον, υπάρχουν στην ενότητα, αν και αντίθετα με τη δράση τους. Έτσι, η ακτινοβολία ακτινοβολίας είναι ένα χρήσιμο σήμα για τον δέκτη, το οποίο προορίζεται να είναι ακτινοβολία και παρέμβαση για όλους τους άλλους δέκτες. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία των αστεριών είναι μία από τις αιτίες του κοσμικού θορύβου στην περιοχή εξαιρετικά υψηλής συχνότητας και ως εκ τούτου αποτελεί παρέμβαση για συστήματα ραδιοεπικοινωνίας. Από την άλλη πλευρά, αυτή η ακτινοβολία είναι ένα χρήσιμο σήμα με το οποίο καθορίζουν κάποιες φυσικοχημικές ιδιότητες των αστεριών.

Αριθμός διάλεξης 3. Η έννοια της ακτινοβολίας και της διανομής ραδιοκυμάτων

Η ραδιοφωνική επικοινωνία διεξάγεται χρησιμοποιώντας ηλεκτρομαγνητικά κύματα που πολλαπλασιάζονται σε ένα μερικώς περιορισμένο (για παράδειγμα, την επιφάνεια της γης).

Θα πρέπει να τονίσει αμέσως τη διαφορά μεταξύ Στατιστικό ηλεκτρικό (ή μαγνητικό) πεδίο και πεδίο Ηλεκτρομαγνητικό κύμα . Το γεγονός είναι ότι η ένταση του στατικού ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργήθηκε από το σύστημα φορτισμένων οργανισμών (ή το στατικό μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από το σύστημα καλωδίων, βελτιωμένων ρευμάτων) σε μεγάλες αποστάσεις μειώνεται με τρίτο βαθμό αποστάσεων, ή ακόμα πιο ταχύτερη. Ταυτόχρονα, η τάση τόσο του ηλεκτρικού όσο και του μαγνητικού συστατικού του πεδίου ενός ελεύθερα πολλαπλασιαστικού ηλεκτρομαγνητικού κύματος μειώνεται μόνο με τον πρώτο βαθμό της απόστασης. Αυτό προκαλεί τη δυνατότητα επικοινωνίας σε μεγάλες αποστάσεις με ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

Η διαδικασία δημιουργίας ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος που διαδίδεται από την πηγή ονομάζεται ακτινοβολία .

Στο πραγματικό κανάλι επικοινωνίας, το σήμα μετάδοσης παραμορφώνεται και το μήνυμα αναπαράγεται με ένα συγκεκριμένο σφάλμα. Ο λόγος για τέτοια σφάλματα είναι οι στρεβλώσεις που έγιναν από το ίδιο το κανάλι και παρεμβολές που δρουν στο σήμα.

Η συχνότητα και τα χρονικά χαρακτηριστικά του καναλιού επικοινωνίας ορίζουν τη λεγόμενη γραμμική παραμόρφωση. Επιπλέον, το κανάλι μπορεί επίσης να συνεισφέρει μη γραμμική παραμόρφωση λόγω της μη γραμμικότητας ορισμένων συνδέσμων του καναλιού. Εάν αυτή η γραμμική και μη γραμμική παραμόρφωση οφείλεται στα γνωστά χαρακτηριστικά καναλιού, μπορούν να εξαλειφθούν κατ 'αρχήν με την κατάλληλη διόρθωση.

Παρεμβολές, σε αντίθεση με τη στρέβλωση, είναι τυχαία, είναι άγνωστες εκ των προτέρων και ως εκ τούτου δεν μπορούν να εξαλειφθούν πλήρως. Υπό εμπόδιο Είναι κατανοητό από οποιαδήποτε επίδραση σε ένα χρήσιμο σήμα που καθιστά δύσκολο να το λάβετε. Οι παρεμβολές είναι πολύ διαφορετικές στην προέλευση και τις φυσικές του ιδιότητες. Αυτό μπορεί να είναι ατμοσφαιρική παρεμβολή λόγω ηλεκτρικών διαδικασιών στην ατμόσφαιρα (βροντή απορρίπτεται και άλλα), τα οποία επηρεάζονται περισσότερο από σήματα στα ραδιοφωνικά κανάλια. Η ενέργεια αυτών των παρεμβολών επικεντρώνεται κυρίως στην περιοχή των μακρών και μεσαίων κυμάτων. Βιομηχανικές παρεμβολές Παρουσιάζονται επίσης λόγω αιχμηρών τρέχουσων μεταβολών σε ηλεκτρικά κυκλώματα διαφόρων βιομηχανικών ηλεκτρικών συσκευών (ηλεκτρικές μεταφορές, συστήματα ανάφλεξης κινητήρα, ιατρικές εγκαταστάσεις κ.λπ.). Υπάρχουν παρεμβολές από ξένους ραδιοφωνικούς σταθμούς και κανάλια που προκαλούνται από παραβίαση των κανονισμών για τη διανομή των συχνοτήτων λειτουργίας, την ανεπαρκή σταθερότητα αυτών των συχνοτήτων και την κακή διήθηση του σήματος αρμονικών.

Σε ενσύρματα κανάλια επικοινωνίας, οι θορύβοι ώθησης και οι διακοπές της επικοινωνίας είναι ο κύριος τύπος παρεμβολών. Η εμφάνιση του θορύβου ώθησης οφείλεται συχνά σε αυτόματη μεταγωγή και διατομές. Η διακοπή της επικοινωνίας είναι ένα φαινόμενο στο οποίο το σήμα στη γραμμή θα εξασθενίσει απότομα ή θα εξαφανιστεί εντελώς. Ο κύριος λόγος τους είναι παραβιάσεις των επαφών στο ρελέ.

Σε σχεδόν οποιαδήποτε περιοχή συχνοτήτων, λαμβάνει χώρα ο εσωτερικός θόρυβος του εξοπλισμού, λόγω της χαοτικής κίνησης των φορέων φορτίου σε διάφορα στοιχεία του οργάνου. Αυτές οι παρεμβολές επηρεάζονται ειδικά από τις ραδιοεπικοινωνίες στην περιοχή Ultrashort Wave. Σε αυτό το εύρος, υπάρχουν επίσης διαστημικές παρεμβολές που σχετίζονται με ηλεκτρομαγνητικές διαδικασίες στον ήλιο, αστέρια.

Στη γενική περίπτωση, η επίδραση της παρεμβολής n (t) στο σήμα U (t) μπορεί να εκφραστεί από τον χειριστή

Σε μια συγκεκριμένη περίπτωση, ο χειριστής F εκφυλίζεται στο ποσό

Και η παρεμβολή ονομάζεται πρόσθετο.

Όταν ο χειριστής F αντιπροσωπεύεται ως έργο

Μια παρέμβαση ονομάζεται πολλαπλασιαστικό.

Τα πραγματικά σήματα λαμβάνουν χώρα και τους δύο τύπους παρεμβολών.

Μεταξύ των πρόσθετων παρεμβολών υπάρχει μια ειδική θέση στη διακύμανση της παρεμβολής ή ο θόρυβος διακύμανσης, η οποία είναι μια τυχαία διαδικασία με μια κανονική διανομή (Gaussian διαδικασία). Αυτή η παρεμβολή σπάζει περισσότερο και λαμβάνει χώρα σε σχεδόν όλα τα πραγματικά κανάλια επικοινωνίας. Από φυσική άποψη, η παρεμβολή αυτή δημιουργείται από τυχαία, δηλ. Διακύμανση των αποκλίσεων ορισμένων φυσικών ποσοτήτων από τις μέσες τιμές τους. Έτσι, η πηγή θορύβου στα ηλεκτρικά κυκλώματα μπορεί να είναι οι τρέχουσες διακυμάνσεις λόγω της διακριτής φύσης των φορέων φορτίου (ηλεκτρόνια, ιόντα).

Υπάρχουν επίσης παλμικές ή επικεντρωμένες παρεμβολές (ατμοσφαιρική, βιομηχανική), καθώς και παρεμβολές που επικεντρώνεται στο φάσμα (ο κύριος τύπος παρεμβολής για την επικοινωνία μήκους κύματος είναι σήματα ξένων ραδιοφωνικών σταθμών, η ακτινοβολία γεννητριών υψηλής συχνότητας στη βιομηχανία, φάρμακα , και τα λοιπά.).

Παρέμβαση που ονομάζονται εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές n (t), υπερθερμανθεί σε μεταδιδόμενα σήματα S (t) Και να αποτρέψει τη λήψη σημάτων.

Με τη μορφή παρεμβολών, χωρίζονται σε διάφορους τύπους:

• ημιτονοειδής - από ένα βιομηχανικό δίκτυο με συχνότητα 50 Hz, από ιατρικές στάσεις και διάφορες συσκευές.
• Σφυγμός - με τη μορφή ατομικών παλμών ή ομάδων παλμών (για παράδειγμα, παρεμβολές από τα συστήματα ανάφλεξης των κινητήρων εσωτερικής καύσης).
• χαώδης - Τύπος θερμικού θορύβου (για παράδειγμα, Brownian κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων).

Με τη φύση του παρεμβαλλόμενου αντικτύπου, η παρεμβολή χωρίζεται επίσης σε διάφορους τύπους:

• Πρόσθετος - Όταν στο κανάλι επικοινωνίας u (t) διπλωμένο με ένα χρήσιμο σήμα S (t), εκείνοι. Z (t) \u003d s (t) + u (t);
• Πολλαπλασιαστικό - Όταν ο αντίκτυπος της παρεμβολής n (t) Ισοδύναμο με την αλλαγή του συντελεστή καναλιού επικοινωνίας, δηλ. Z (t) \u003d s (t) n (t).

Πρόσθετες παρεμβολές, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε παρεμβολή γειτονικών ραδιοφωνικών καναλιών, βιομηχανικών, φυσικών, διακυμάνσεων και παρεμβολών με τη μορφή τυχαίας διαδικασίας.

Παρεμβολές γειτονικών ραδιοφωνικών καναλιών (Διασταυρούμενες παρεμβολές) προκύπτουν, για παράδειγμα, λόγω της επικάλυψης των φάσματος των γειτονικών καναλιών επικοινωνίας (Εικ. 5.12). Μέτρηση της καταπολέμησης - εξάπλωση των συχνοτήτων φορέα των γειτονικών καναλιών τουλάχιστον δύο μισά πλάτους των φάσματος των σημάτων.

Σύκο. 5.12. Επικαλύπτοντας τα φάσματα των παρακείμενων καναλιών επικοινωνίας με συχνότητες φορέαf x. και 2

Πλυμένες παρεμβολές (τεχνητή παρεμβολή) Λόγω των ταλαντώσεων ψεκασμού σε σπινθήρες σε διάφορες ηλεκτρικές συσκευές (για παράδειγμα, ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία βιομηχανικού εξοπλισμού, λαμπτήρες πυρακτώσεως). Αυτές οι παρεμβολές εκδηλώνονται, για παράδειγμα, σε ένα βρώμικο γάδο και κλικ στα τηλέφωνα. Μέτρηση για την καταπολέμηση - πρόληψη ή μείωση του σπινθηρισμού, τη χρήση φίλτρων για το κλείσιμο των διακυμάνσεων HF σε συσκευές, ο ραδιοφωνικός εξοπλισμός θωράκισης.

Φυσική παρέμβαση Μπορεί να είναι ατμοσφαιρική (intracanal) και κοσμική. Η ατμοσφαιρική παρεμβολή λαμβάνει χώρα λόγω της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας κατά τη διάρκεια βροντών απορρίψεων και εκδηλώνεται σε μακρά και μεσαία κύματα υπό τη μορφή ισχυρού ακανόνιστου γάδου σε τηλεφώνες και ραδιοφωνικούς δέκτες. Κοσμικές παρεμβολές που προκαλούνται από την ακτινοβολία των αστεριών ως αποτέλεσμα διαδικασιών μετατροπής ενέργειας που συμβαίνουν σε αυτά. Μέτρα αγώνα - Η μετάβαση σε ένα εξαιρετικά περιριβωλών εύρος από αυτόν τον τύπο παρεμβολής.

Παντρεές διακύμανσης Η πηγή των οποίων είναι εσωτερικοί θορύβοι, είναι τυχαίες διακυμάνσεις σε ρεύματα και τάσεις στα στοιχεία ραδιοευσίου - μια ακολουθία μικρών παλμών που έχουν μια τυχαία στιγμή εμφάνισης.

Παρεμβολές με τη μορφή τυχαίας διαδικασίας Μπορείτε να ορίσετε ως μια ανεπιθύμητη διαδικασία που συνοδεύει τη μετάδοση σημάτων στις γραμμές επικοινωνίας. Ένα παράδειγμα είναι η διασταυρούμενη παρέμβαση όταν κατά τη διάρκεια τηλεφωνική επικοινωνία Η λανθασμένη εναλλαγή δύο τηλεφωνικών γραμμών συμβαίνει, με αποτέλεσμα το σωλήνα να ακούτε τη συνομιλία σε άλλη γραμμή. Ένα άλλο παράδειγμα είναι η ενδοκοιλιακή παρέμβαση, η οποία μερικές φορές εμφανίζεται σε τηλεοπτικά συστήματα υπό την επίδραση των ατμοσφαιρικών φαινομένων. Σε αυτή την περίπτωση, το τηλεοπτικό σήμα αρχίζει να εξαπλώνεται σε αποστάσεις που υπερβαίνει τις συνήθεις και να προκύψουν αμοιβαία παρέμβαση με τους τοπικούς ραδιοφωνικούς σταθμούς που οδηγούν τη μετάδοση στις ίδιες συχνότητες.

Μέρος της παρεμβολής της γραμμής επικοινωνίας καθιστά τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα - διάφορους θόρυβους: θερμικό, κλασματικό, θόρυβο τρεμούλας.

Θερμικός θόρυβος Εμφανίζεται στη διαδικασία θερμικής διέγερσης των ατόμων αγωγού ή αντιστάσεων. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζονται δωρεάν ηλεκτρόνια, τα οποία κινείται χαοτικά σε διάφορες κατευθύνσεις με Διάφορες ταχύτητες. Η κίνηση τους οδηγεί στην εμφάνιση μιας τυχαίας πιθανής διαφοράς στα άκρα του αγωγού ή της αντίστασης.

Ποτό θόρυβος Παρουσιάστε παντού όπου ένα σταθερό ή εναλλασσόμενο ρεύμα ρέει μέσω οποιασδήποτε ενεργής συσκευής και τυχαίες διακυμάνσεις της τιμής αυτού του ρεύματος, οι οποίες υπερτίθενται στο σήμα και στρεβλώνουν. Το όνομα "θόρυβος ποτών" προέρχεται από μια συγκεκριμένη κροτίδα, η οποία μπορεί να ακουστεί στα ακουστικά εάν το σήμα ενισχύεται χρησιμοποιώντας ενισχυτή χαμηλής συχνότητας.

Θόρυβος Εμφανίζεται σε συσκευές κενού ημιαγωγών λόγω ελαττωμάτων της κρυσταλλικής δομής του υλικού, ο οποίος οδηγεί σε διακυμάνσεις στην αγωγιμότητα. Η προέλευση αυτού του θορύβου δεν βρέθηκε πλήρως. Ο θόρυβος του φυλλαδίου δεν μπορεί να μοντελοποιηθεί επειδή ποικίλουν από τη συσκευή στη συσκευή. Στις περισσότερες περιπτώσεις, σε συχνότητες άνω των 10 kHz, ο θόρυβος τρεμούλας μπορεί να παραμεληθεί. Είναι συμβατικά πιστεύεται ότι ο θόρυβος τρεμούλας καταλαμβάνει μια λωρίδα 0,1 ... 10 3 Hz.

Ως παράμετρος για την εκτίμηση της ποιότητας του συστήματος, χρησιμοποιείται ο λόγος σήματος προς θόρυβος - ο λόγος της μέγιστης τιμής τάσης σήματος στην πραγματική τιμή τάσης θορύβου:

Ο λόγος σήματος / θορύβου ορίζεται συχνά σε ντεσιμπέλ:

Μερικές φορές ο λόγος σήματος / θορύβου λαμβάνεται ως σχέση σήματος ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. και μεσαίας παρεμβολής R ", Επίσης προφέρεται στα ντεσιμπέλ:

Οι τυπικές τιμές ενός αποδεκτού λόγου σήματος προς θόρυβο είναι περίπου 50 ... 60 dB - για ραδιοτηλεοπτικές εκπομπές υψηλής ποιότητας Μουσικά Προγράμματα, 16 DB - για τη μετάδοση της ομιλίας χαμηλής ποιότητας, έως και 30 dB - για εμπορικά τηλεφωνικά συστήματα, 60 dB - για τηλεοπτικές εκπομπές με καλή ποιότητα.

Ο λόγος σήματος προς θόρυβο μειώνεται όταν το σήμα μεταβιβάζεται μέσω των καταρράκτη κέρδους ή μετατροπής στις συσκευές λήψης των συστημάτων επικοινωνίας, καθώς κάθε στάδιο προσθέτει το δικό του θόρυβο. Εάν θεωρούμε έναν ενισχυτή πολλαπλών σταδίων, το συνολικό κέρδος καθορίζεται από το προϊόν του κέρδους κάθε καταρράκτη:

Στην τέλεια περίπτωση, όταν οι καταρράκτες δεν κάνουν το δικό τους θόρυβο, ο λόγος σήματος προς θόρυβος δεν θα αλλάξει στην έξοδο, δεδομένου ότι

Πραγματικά, κάθε / -Cass κάνει θορύβους και παρεμβολές:

Στη συνέχεια, ο λόγος σήματος / θορύβου στην έξοδο / -CASS θα είναι

Κατά τον υπολογισμό ενός γενικού λόγου σήματος προς θόρυβο όλων των καταρράκτες συστήματος, είναι απαραίτητο να υπολογίσετε ξεχωριστά το χρήσιμο 5 t1x σήμα και το επίπεδο θορύβου (/) λαμβάνοντας υπόψη τους συντελεστές μετάδοσης του Cascade ΣΟΛ, και τα επίπεδα θορύβου ", (/), που εισάγονται σε κάθε καταρράκτη.