АНАЛОГОВЫЕ И ДИСКРЕТНЫЕ СИГНАЛЫ.

Чтобы сообщение было передано от источника к получателю, необходима некоторая материальная субстанция - носитель информации. Сообщение, передаваемое с помощью носителя, называется сигналом. В общем случае сигнал - это изменяющийся во времени физический процесс. Такой процесс может содержать различные характеристики (например, при передаче электрических сигналов могут изменяться напряжение и сила тока).

Параметрами сигнала называются его характеристики, которые используется для представления сообщений. В случае, когда параметр сигнала принимает последовательное во времени конечное число значений (при этом все они могут быть пронумерованы), сигнал называется дискретным, а сообщение, передаваемое с помощью таких сигналов - дискретным сообщением. Информация, передаваемая источником, в этом случае также называется дискретной. Если же источник вырабатывает непрерывное (аналоговое) сообщение (соответственно параметр сигнала - непрерывная функция от времени), сигнал называется непрерывным (аналоговым), а сообщение, передаваемое с помощью таких сигналов, - аналоговым сообщением

Пример дискретного сообщения - процесс чтения книги, информация в которой представлена текстом, т.е. дискретной последовательностью отдельных значков (букв). Примером непрерывного сообщения служит человеческая речь, передаваемая модулированной звуковой волной; параметром сигнала в этом случае является давление, создаваемое этой волной в точке нахождения приемника - человеческого уха.

Типичный пример аналогового сигнала - напряжение на выходе из микрофона при разговоре перед ним, пении или игре на музыкальных инструментах. Давление воздуха при звучании источника изменяется в небольших пределах относительно нормального атмосферного. Мембрана микрофона, прогибаясь под действием звукового давления, создает некоторое напряжение на выводах звуковой катушки микрофона. Это напряжение прямо пропорционально звуковому давлению, т.е. изменяется аналогично ему, откуда и происходит название «аналоговый сигнал».

АНАЛОГОВЫЙ СИГНАЛ.

 

Аналоговые сигналы используют в телефонной связи, радиовещании и телевидении. Это проще технически, да и история развития радиотехники сложилась так, что первыми стали применяться аналоговые сигналы. Это никоим образом не относится к телеграфу, где всегда господствовала цифра.

При обычном разговоре мощность громких звуков человеческого голоса в 10 000 раз превосходит интенсивность слабых звуков.

При наличии шумов (в поезде метро, на аэродроме) слабые звуки не должны маскироваться шумом, чтобы их тоже можно было разобрать. Вот почему приходится напрягать голос в метро, кричать в ухо собеседнику на аэродроме, когда ревет двигателями реактивный лайнер.

При передаче аналоговых сигналов требуется значительно большее отношение сигнал-шум, чем при передаче двоичных цифровых сигналов.

Большим недостатком аналоговых сигналов является и то, что аналоговые сигналы нельзя регенерировать, поскольку заранее не известна их форма (известный сигнал незачем передавать!).

При использовании аналогового сигнала в междугородной телефонной линии связи качество связи часто было плохим. Объясняется это тем, что слабый речевой сигнал при передаче по проводной телефонной линии необходимо периодически усиливать через каждые 100 - 200 км. Гудят провода, шумят усилители, и каждый из этих источников помех все больше и больше искажает передаваемый сигнал.

Ввиду преимущества двоичных сигналов перед аналоговыми сигналами в настоящее время широко используются двоичные каналы для передачи аналоговых речевых сигналов. Внедрение подобных систем на междугородных линиях связи значительно улучшило качество связи.

6.2. ИЗМЕРЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ – ШУМ.

Отношение наибольшей мгновенной мощности сигнала P_max к наименьшей P_min (динамический диапазон сигнала D_s) обычно измеряется в децибелах.

Бел – это такая разность уровней мощности, отношение которых равно 10 и соответственно десятичный логарифм этого отношения равен 1.

Децибел – это десятичная часть Бела.

(дБ) разница уровней в децибелах есть десять десятичных логарифмов отношения мощностей.

Т.к. =- средняя мощность сигнала равна квадрату амплитуды сигнала и т.к. = - средняя мощность шума равна квадрату амплитуды шума, то

(дБ) разница уровней в децибелах есть двадцать десятичных логарифмов отношения напряжений.

Для хорошего качества речи, передаваемой по телефону, необходимо обеспечить отношение сигнал-шум по мощности примерно 10000, или 40 децибел (дБ): (дБ). Другими словами, необходимо обеспечить отношение сигнал-шум по напряжению примерно 100: (дБ)

Опытные радисты могут разобрать речь при отношении сигнал - шум по напряжению около десяти, но при условии, что передаваемый текст знаком и привычен.