Понятие об информации, сообщении, сигнале, кодировании и модуляции. Обобщенная система передачи информации и назначение ее основных элементов.

ОТВЕТ:

Информация - совокупность сведений о явлениях и объектах. Информация носит вероятностный или статистический характер. Сообщение – та часть информации, которая подлежит передачи с помощью сигнала. Для передачи информации используются звуковые сигналы, электромагнитные волны. Сигнал – физический носитель информации. Система передачи информации с использованием электромагнитных волн. Передатчик усиливает электронный сигнал, затем этот сигнал модулирует колебания высокочастотного генератора и этот электронный сигнал поступает на антенну А. В антенне А электронный сигнал преобразуется в электромагнитную волну. Здесь высокочастотные сигналы используются для того, чтобы размеры передающих и приемных антенн были не большими. Длина волны , а размеры антенн должны быть соизмеримы с длиной волны. Когда на антенну А передается переменный высокочастотный электронный сигнал, то элементы, находящиеся в этой антенне, начинают двигаться. Электромагнитная волна вызывает в антенне А переменный электрический ток, который является копией электронного сигнала на выходе передатчика. В приемнике происходит усиление электронного сигнала с коэффициентом 10¹⁰-10¹¹ раз, затем в приемнике осуществляется понижение частоты сигнала и выделение низкочастотного информационного сигнала. Сигналы бывают следующих видов: 1. Детерминированные: а) периодические; б) непериодические; 2. Случайные. Детерминированные сигналы – сигналы, которые можно представить в виде математического выражения и предвычислить на любой момент времени. Случайный сигнал – сигнал, амплитуду которого невозможно предвычислить, а можно лишь оценить статистическими методами. Все информационные сигналы являются случайными. U(t)=U_Msin(wt+φ₀). Функциональная схема аналоговой системы передачи информации. В аналоговых системах передачи информации используются непрерывные сигналы. . 10 МГц<f_Н<1000 МГц. 3 см<λ_Н<30 м. Модулятор предназначен для изменения какого-либо параметра высокочастотного несущего сигнала по закону низкочастотного информационного сигнала. U_Н(t)=U₁sinw_Ht=U₁sinφ. U₁ – амплитуда; w_H – частота, w_H=2πf_H; φ=wt – фаза. Если у высокочастотного несущего сигнала изменится амплитуда, то выполняется амплитудная модуляция, если изменится частота – то частотная модуляция, если фаза φ – то фазовая модуляция. На выходе модулятора получают амплитудную модуляцию. На выходе модулятора сигнал является высокочастотным. Антенна в приемнике предназначена для преобразования электромагнитных волн несущих колебаний в электрические сигналы. Электрические сигналы с антенны поступают на избирательный усилитель. Избирательный усилитель имеет свой частотно-характеристический фильтр и пропускает несущий сигнал заданной частоты w_Н в заданной полосе частот Δw. Усиленный по мощности сигнал поступает на детектор, который выполняет операцию, обратную модуляции. Высокочастотный амплитудно-модулированный сигнал преобразуется детектором в низкочастотный информационный сигнал. Преобразователь преобразует электрические сигналы в звуковые. Основные этапы обращения информации: 1) восприятие информации: осуществляется целенаправленное извлечение и анализ информации о каком-либо объекте (процессе), в результате чего формируется образ объекта, проводится его опознание и оценка. При этом необходимо отделить интересующую нас информацию от мешающей (шумов); 2) подготовка информации: проводятся операции, такие как нормализация, АЦП, шифрование. В результате восприятия и подготовки получается сигнал в форме, удобной для передачи и обработки; 3) передача и хранение информации: информация пересылается либо из одного места в другое, либо от одного момента времени до другого; 4) обработка информации: выявляется ее общие и существенные взаимозависимости, представляющие интерес для системы; 5) отображение информации: требуется тогда, когда в цикле обращения информации принимает участие человек. Оно заключается в демонстрации перед человеком условных изображений, содержащих качественные и количественные характеристики выходной информации; 6) Воздействие: сигналы, несущие информацию, производят регулирующие управляющие или защитные действия, вызывают изменение объекта. К - кодирующее устройство, М – модулятор, ДМ – демодулятор, ДК – декодер. Сигналы - цифровые и аналоговые. Для передачи предпочтительней дискретные сигналы - наиболее помехоустойчивые, используются чаще. Непрерывное сообщение описывается функциями времени, принимающими непрерывное множество значений. Неточными примерами может служить речь. В реальных системах связи непрерывные сообщения преобразуются в дискретные. Дискретное сообщение формируется в результате последовательной выдачи источников отдельных элементов знаков. Множество различных знаков называют алфавитом источника сообщения, а число знаков - объемом алфавита. Разновидность – данные. Для передачи по каналу связи ему необходимо поставить в соответствие определенный сигнал. Сигнал – физический процесс, отображающий сообщений. Преобразование сообщения в сигнал, удобный для передачи по данному каналу связи называется кодированием. Восстановление сообщения по принятому сигналу – декодирование. Число возможных дискретных сообщений с увеличением времени стремится к бесконечности, а за большой промежуток времени весьма велико. Т.о. ясно, что создание для каждого сообщения своего сигнала практически невозможно, однако поскольку дискретное сообщение складывается из знаков, то имеется возможность обойтись конечным числом образцовых сигналов, соответствующих отдельным знакам источника алфавита. Для обеспечения простоты и надежности распознавания образцовых сигналов их число сокращают до минимума. Поэтому представляют знак в алфавите с меньшим числом знаков (своего рода тоже кодирование). Модуляция – изменение какого-либо сигнала по закону информационного сигнала.