Преобразователь сообщения в электрический сигнал

Системы электрической связи. Общие сведения о системах электросвязи. Основные понятия и определения

Под информацией понимают совокупность новых сведений о каких-либо событиях, явлениях или предметах окружающего нас мира. Для передачи или хранения информации используют различные знаки (символы), позволяющие выразить (представить) её в некоторой форме. Этими знаками могут быть слова и фразы, жесты и рисунки, формы колебаний, математические знаки и т.п. Совокупность знаков, содержащих ту или иную информацию, называют сообщением.

При телеграфной передаче сообщением является текст телеграммы. При разговоре по телефону сообщением является непрерывное изменение во времени звукового давления, отображающее речь. При передаче движущихся изображений в телевизионных системах сообщение представляет собой изменение во времени яркости элементов изображения.

Передача сообщений, а, следовательно, и информации на расстояние осуществляется с помощью какого-либо математического носителя или физического процесса. Физический процесс, отображающий передаваемое сообщение, называется сигналом.

В качестве сигнала можно использовать любой физический процесс, изменяющийся в соответствии с переносимым сообщением. В современных системах управления и связи чаще всего используют электрические сигналы. Физической величиной, определяющей такой сигнал, является ток или напряжение. Можно передавать сигналы постоянным током на близкие расстояния по проводам. При передаче на большие расстояния по проводам и по радиоканалам используется модуляция.

Сигналы формируются путём изменения тех или иных параметров физического носителя по закону передаваемых сообщений. Этот процесс изменения параметров носителя называется модуляцией.

Сообщения могут быть функциями времени, (например, речь при передаче телефонных разговоров, спектакль при передаче по телевидению и т. п.). В других случаях сообщение не является функцией времени (например, текст телеграммы, неподвижное изображение и т.д.).

Сигнал является функцией времени, даже если сообщение таковым не является. Основными, с точки зрения передачи, являются следующие параметры сигнала: длительность сигнала Тс, его динамический диапазон Dс и ширина спектра Fc.

Длительность сигнала Тс – это параметр, определяющий интервал времени, в пределах которого сигнал существует.

Динамический диапазон – это отношение наибольшей мгновенной мощности сигнала к той наименьшей мощности, которую необходимо отличать от нуля при заданном качестве передачи. Он выражается обычно в децибелах.

Динамический диапазон речи диктора, например, равен 25… 30 дб, симфонического оркестра 70… 95 дб.

Ширина спектра сигнала Fс – это диапазон частот, в пределах которого сосредоточена его основная энергия.

При телефонной связи, чтобы речь была разборчива, достаточно передать сигнал в полосе от 300 Гц до 3400 Гц. Необходимая ширина спектра телевизионного сигнала определяется требуемой чёткостью изображения (верхняя частота сигнала 6, 5 МГц).

Более общей и наглядной характеристикой является объём сигнала:

Чем больше объём сигнала, тем больше информации можно «вложить» в этот объём, и тем труднее передать такой сигнал по каналу связи.

Опираясь на эти понятия, можно теперь рассмотреть укрупнённую структурную схему системы электросвязи.

Для случая передачи дискретного (телеграфного сигнала) технология прохождения информации через элементы системы связи выглядит следующим образом:

Рассмотрим назначение отдельных элементов схемы. Источником сообщений и получателем в одних системах может быть человек, в других – различного рода устройства (автомат, ЭВМ и т. д.).

Устройство, преобразующее сообщение в сигнал, называется передающим устройством, а устройство, преобразующее принятый сигнал в сообщение – приёмным устройством.

С помощью преобразователя в передающем устройстве сообщение a, которое может иметь любую физическую природу (изображение, звуковое колебание и т. п.), преобразуется в первичный электрический сигнал в (t). В телефоне, например,