Главная >  Современные системы связи 

1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93

Сигналы можно классифицировать и по другим признакам-, подразделяя их, в частности, на аналоговые (непрерывные) и дискретные. Аналоговые сигналы представляют собой непрерывно шз-меняющиеся функции времени, например ток в цепи микрофона, протекающий во время речи. Дискретными являются телеграфные сигналы, состоящие нз чередующихся тюсылок фиксированного уровня, >а также сигналы, составленные из последовательности импульсов, передаваемых через определенные интервалы времени.. В первом случае осуществляется дискретизация но уровню, во втором-но времени. Сигналы, дискретные и но времени и по уровню, называют цифровыми.

При модуляции дискретным первичным сигналом высокочастотного переносчика (В.1) изменение соответствующего параметра последнего происходит скачкообразно. Такой процесс называют дискретной модуляцией или манипуляцией. Следовательно, манипуляция является частным случаем модуляции нереносчика дискретным первичным сигналом.

На рис. В.2 приведены примеры аналогового (а) и дискретного (б) первичных сигналов -и .соответствующих колебаний, получающихся при амплитудной модуляции (е) и манипуляции (г). Ам-плитудно-модулированное .колебание (рис. В.2е) можно записать как и() = C/(/)cos((do--q)o), где индексы у оз и ф подчеркивают .их постоянство. Граничные линии U{t) и -U{t), в пределах которых происходят изменения u{t), называются огибающими (на рис. В.2 они нанесены пунктиром).

в.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Электрический сигнал как в передающей, так и в приемной частях системы связи (см. рис. В.1) подвергается разнообразным преобразованиям. Устройство, выполняющее определенное преобразование сигнала (усиление, модуляцию и т. п.), называется функциональным узлом. Функциональные узлы составляются из различных конструктивных элементов: элек* тронных приборов, резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов источников питания и др. В современной аппаратуре такими конструктивными элементами, нередко являющимися готовыми функциональными узлами, оказываются интегральные схемы и модули-сложные устройства, часто содержащие десятки и сотни более простых элементов (транзисторов, резисторов, коиденсаторов-и др.), изготовленных в едином технологическом цикле

Современная технология изготовления интегральных схем, модулей и отдельных элементов изучается в курсе микроэлектроники.


Рис. В2



Для анализа процессов в различных функциональных узлах реальные (физические) элементы заменяют некоторыми идеализированными Моделями, Процессы в которых допускают точное математическое описание. Так, конденсатор с потерями заменяют цепью, состоящей из емкости и параллельно или лоследовательно включенного сопротивления, транзистор - одной из эквивалентных схем, ©ид, параметры и характеристики которой зависят от выбора независимых переменных. В результате получается электрическая цепь, моделирующая процессы в реальном устройстве.

Различают пассивные и активные электрические цепи. Пассивной называют цепь, которая не может отдавать в окружающую среду (в нагрузку) энергию, превышающую ту, которая поступает на ее вход. Такие цепи состоят из пассивных элементов: резисторов, конденсаторов, катушек иядуктивностей, трансформаторов. Активными назыВают цепи, которые наряду с пассивными элементами содержат и активные, т. е. источники энергии (генераторы ЭДС и тока) или электронные приборы, способные осуществлять усиление мощности сигнала (транзисторы, сеточные электронные лампы, диоды с отр.ицательным сопротивлением). В эквивалентных схемах этих приборов содержатся источники энергии частоты сигнала (вопомним эквивалентные схемы транзисторов), а в принципиальных схемах - источники питания обычно постоянного тока, за счет .расхода энергии которых и происходит усиление. Следовательно, цепь, осуществляющая усиление напряжения с помощью повышающего трансформатора, является пассивной, поскольку увеличения мощности в ней произойти не может.

Вход

Выход

Рис. В.З

Г Ш л

Рис. В.4

Электрическая цепь, на входе которой действует известный сигнал x{t), вызывающий появление отклика y{t) на выходе, представлена на рис. В.З. В общем случае отклик y[t) можно найти из решения дифференциального уравнения, описывающего процессы в цепи

(B.2)

Это уравнение можно получить, например, если записать с помощью законов Кирхгофа систему уравнений, связывающих токи и напряжения в различных элементах системы, а затем исключить все переменные, кроме интересующей пас величины у. Коэффи-щиенты G, и bj для каждой схемы выражаются через параметры ее элементов {R, L, С и др.). В частны.х случаях (например, если



цепь содержит только резистивные элементы) уравнение (В.2> оказывается алгебраическим.

Электричеокие щепи подразделяют на линейные, параметрические, нелинейные и нел1Инейно-параметрические. Условные обозначения для элементов разных групп приведены в табл. В.1. Рассмотрим основные особенности электрических цепей каждого типа.

Таблица В.1

Элементы

i/слоВные оВозначения злементоВ

Лаиейт/е

Нелинеймые

Парамегра-vecfiue

Нелинейно-

Резисторы, сопротивления

Rcb)

Конденсаторы, емкости.

Kamt/tuHu, анду/тиВтсти

L(L)f <-YV7V-v-v.

Линейными (точнее, линейными с постоянными параметрами) называются электрические цепи, описываемые линейными дифференциальными (или алгебраическими) уравнениями с постоянными коэффициентами ai и bj. Поскольку эти коэффициенты выражаются через napaMeiipbi элементов описьгоаемой цепи, шоследняя: оказывается линейной в том случае, когда все ее элементы являются линейными постоянными, т. е. обладают параметрами, величины которых не зависят .ни от времени, ни от протекающих токоВ-или приложенных напряжений. Особенности и методы анализа линейных цепей изучаются iB курсе ТЛЭЦ. Такими цепями являются одиночные и связанные колебательные контуры, электрические фильтры, длинные линии и т. д. Важнейшим свойством линейных цепей Я1вляется применимость принципа суперпозиции.. Продемонстрируем его на примере цепи, описьШаемой линейным алгебраическим уравнением

у==ах. (В.З)

Если на ее входе действует сигнал xi или Х2, то соответствующие отклики yi=axi и У2=ах2. Если же на входе действует сумма этих сигналов x=Xi-rX2, то на выходе будет y=a{Xi+X2)- =У1+У2. Таким образом, отклик линейной системы на действие суммы сигналов равен сумме откликов на .действие .каждого сигнала в отдельности. В этом и состоит принцип .суперпозицииНа использовании этого

Отметим, что уравнение у==ах+Ь, где а и Ь - постоянные, также описывает линейную цепь. Однако принцип суперпозиции выполняется для такой цепи только в том случае, если ее уравнение записывается аналогично (В.З); т.е.. без свободного члена Ь. Последнее достигается введением переменной и=х+ +Ь1а, что приводит к уравнению вида у=аи. Если положить в основу определения линейной цепи справедливость принципа суперпозиции (без каких-либо дополнительных условий), можно сделать неверный вывод о том, что рассматриваемая цепь ие является линейной.



1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93