Современные системы связи - это аппарат управления практически всеми отраслями иародного хозяйства, мощное средство научно-технического прогресса, это комплекс разнообразных систем, с помощью которых население земного шара знакомится со всеми происходящими событиями, средство пррюбщения к культуре и знаниям .многих миллионов людей. Невозможно тредста-внть нашу жизнь без телефона, телеграфа, телевидения, радиовещания, радиолокации, связи с судами и космическими кораблями и т. д.

Задача систем связи состоит в передаче информации, т. е. сведений о каком-либо событии, явлении, объекте. Информация вводится в систему связи в виде сообщения большей частью неэлектрического характера: текста телеграммы в телеграфии, речи или музыки в телефонии, неизменного или изменяющегося во времени изображения в фототелеграфии и телевидении, данных датчиков в телеметрии и т. п. Одна и та же информация может быть передана различными системами связи, причем в каждом случае она вводится сообщениями разного характера. Следовательно, по существу, сообщение - это форма представления информации.

Совокупность технических средств, используемых для передачи сообщений, образует систему связи. В последующем под системами связи будем подразумевать системы электросвязи, передача информации в которых производится с помощью электрических сигналов. Ее общая схема приведена на рис. В.1.

Ишошк сообщения

Система сВпзи

Приемник

Получатель сообщений

Рис. В.1

На входе системы связи (в передатчике) передаваемое сообщение преобразуется в электрический сигнал. Так, в телеграфии буквы телеграммы преобразуются телеграфным аппаратом в соответствии с принятым кодом в определенные последовательности электрических импульсов; в телефонии создаваемые речью звуковые колебания с помощью микрофона - в непрерывно изменяю-

щийся ток; в телевидении изображение с помощью специальною передающей трубки-© последовательность импульсов тока, амплитуды которых пропорциональны яркости элементарных участков изображения, и т. д. Получающиеся при этих преобразованиях сигналы называют первичными сигналами или видеосигналами. Первичные сигналы хара,ктеризуются относительно .медленным изменением во времени, вследствие чего их спектры содержат низкие частоты. Одной из важнейших характеристик сигнала является* ширина спектра, т. е. интервал частот, .в пределах которого сосредоточены основные спектральные составляющие сигнала. Ширина; спектра различных сигналов неодинакова. Так, речевой сигнал, передаваемый ПО телефонным каналам, занимает спектр 300- 3000 Гц, музыкальный-спектр 20-16 000 Гц; телеграфныййбыч-нозанимает спектр О-200 Гц, а телевизионный - 50 Гц-6 МГц;.

Первичные сигналы не могут быть переданы на большие расстояния по системам связи: в радиосвязи - главным ;образом5 вследствие быстрого .затухания низкочастотных колебаний в процессе распространения, в проводной овязи - из-за заметного различия затухания в линии связи для разных частотных компонент-сигнала, что приводит к его .искажениям, а также .из-за невозможности одновременной передачи по одной линии (с последующим разделением в месте .приема) нескольких сигналов с совпадающими шектрами (например, ряда телефонных сообщений).

В большинстве систем связи (за исключением телефонных № телеграфных систем небольшой протяженности) для передачи сигналов применяют вспомогательное высокочастотное .колебание, перенося на него информацию, содержащуюся в первичных сигналах. В соответствии с его назначением это высокочастотное колебание называют переносчиком или несущим колебанием. Применение переносчиков позволяет разнести апектральные компоненты относящиеся к каждому 1пе,рвичному сигналу, и на этой основе создать современные многоканальные системы вязи, в .которых одновременно на одной несущей частоте удается передавать до-неокольких тысяч телефонных сообщений или нескольких телевизионных. Для высококачественной передачи сигналов по линии связи и через различные части передающего и приемного устройств необходимо выбирать частоту переносчика .достаточно высокой: в десятки->сотни раз большейширины спектра пер едав аемош суммарного сивнала. В этих условиях для отделения полезного сигнала от нежелательных и от помех различного рода попользуются избирательные свойства колебательных контуров и фильтров.

Операция преобразования низкочастотного первичного сигнала в высокочастотный с сохранением содержащейся в нем информации называется модуляцией; она производится в передатчике. Как

Термин модуляция широко используется в различных областях для обозначения колебания некоторой величины относительно среднего значения. & этом смысле говорят о модуляции ширины базы транзистора, скорости электронов и плотности тока в электронных СВЧ приборах, емкости варикапов 1Ь т. п.

праеило, (модуляция состоит в пропорциональном первичному сиг-лалу x{t) изменении одного из параметров переносчика

и = С/оСоз(шо+фо): (B.l)

амплитуды, частоты или фазы. Если под действием x{t) изменяется амплитуда, имеем амплитудную модуляцию (AM), если частота или фаза, то соответственно частотную (ЧМ) или фазовую (ФМ) модуляцию. Следовательно, в модулированном колебании, передаваемом по линии связи, информация содержится в изменении соответствующего параметра переносчика.

Линии связи могут быть проводными, кабельными, волновод-ными или представлять свободное пространство (при радиосвязи). На приемном конце системы связи производится ряд операций над сигналом, в том числе обратное .преобразование высокочастотного сигнала в первичный силнал, называемое детектированием, с последующим формированием сообщения, передаваемого получателю.

Сигналы связи - это некоторые изменяющиеся во времени физические величины (токи, напряжения). Сигналы (подразделяют а детерминированные и случайные. Детерминированными называются сигналы, закон изменения которых заранее известен. Математически они могут быть описаны известными функциями времени. Примерами таких сигналов являются гармоническое колебание (В.1) с известными параметрами С/о, шо и q).o, периодическая последовательность импульсов тока или напряжения, форма, амплитуда, частота и время действия которых известны. Случайными называются сигналы, значения которых в любой момент времени заранее предсказать невозможно. Только такие сигналы доставляют получателю новые, .ранее неизвестные сведения (информацию) . Сигналы, передаваемые по системам связи, а также помехи являются случайными. Для математического описания случайных сигналов используются статистические характеристики. Реальные сигналы связи, как правило, сочетают в себе свойства детерминированных и случайных сигналов, поскольку некоторые параметры сигнала бывают получателю известными, а другие - неизвестными. Например, в AM сигнале обычно бывает известной частота высокочастотного переносчика, а информация содержится в непредсказуемом заранее законе изменения амплитуды. В некоторых местах системы связи действуют детерминированные сигналы; например, гармонические колебания вида (В.1), создаваемые в генераторе передатчика и гетеродине приемтаика (см. § В.З). В данном курсе будет изучаться воздействие .детерминированных сигналов на нелинейные и параметрические устройства, поскольку для одних устройств (например, генераторов) это имеет важнейшее значение, а для других-позволит .установить основные их характер.истики, .знание которых необходимо для .более глубокого азучения в .последующих курсах воздействия как детерминированных, так и случайных сигналов.