Структурная схема системы связи

Задание: Нарисовать обобщенную структурную схему системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами, привести подробное описание назначения входящих в нее блоков. Преобразования сообщения и сигналов в системе связи проиллюстрировать качественным приведением временных и спектральных диаграмм на выходе каждого блока системы связи с соблюдением единого масштаба по оси абсцисс. Описать временные и спектральные диаграммы.

Выполнение:

Под системой связи понимают совокупность технических средств и среды распространения сигналов, обеспечивающих передачу сообщения от источника к потребителю.

Рисунок 1 – Структурная схема системы связи

1.1. Описание элементов схемы

Источник непрерывных сообщений - устройство, на выходе которого имеется непрерывный электрический сигнал.

Рисунок 2 – Временная и спектральная диаграммы сигнала на выходе источника сообщений

Так как спектр сигнала бесконечен (если сигнал ограничен по времени) необходимо включить в схему фильтр для восстановления сигнала после дискретизации. Частота среза фильтра выбирается такой, чтобы сохранялась эффективная ширина спектра сигнала.

Рисунок 3 – Временная и спектральная диаграммы сигнала на выходе ФНЧ

АЦП (аналого-цифровой преобразователь). Операция преобразования из аналогового в цифровой сигнал состоит из следующих этапов:

- Непрерывное сообщение подвергается дискретизации по времени через интервалы Dt;

Рисунок 4 – Временная и спектральная диаграммы сигнала на выходе дискретизатора

- Полученные отсчеты мгновенных значений квантуются. Операция квантования сводится к тому, что вместо данного мгновенного значения первичного сигнала передаются ближайшие значения по установленной шкале дискретных уровней;

Рисунок 5 – Временная и спектральная диаграммы на выходе квантователя

- Полученная последовательность кодируется. Кодирование представляет собой преобразование сообщения в последовательность кодовых импульсов.

При кодировании происходит увеличение помехоустойчивости; при этом возрастает скорость передачи информации, а длительность передачи соответственно уменьшается. Кроме того, кодирование позволяет обнаружить и даже устранить возможную ошибку.

Достоинством систем связи с дискретизацией является также удобство обработки сигналов и сопряжения устройств связи с цифровыми ЭВМ.

Полученный код поступает на модулятор, который преобразует дискретный сигнал в аналоговый и передатчик передает модулированный сигнал в линию связи.

Рисунок 6 – Временная и спектральная диаграммы на выходе модулятора

В линии связи на передаваемый сигнал действует помеха.

Рисунок 7 – Временная и спектральная диаграммы на входе приемника

В приемнике, чтобы выделить полезный сигнал, искаженный наличием помехи, можно прибегнуть к частотной фильтрации - на выходе линии связи поставить полосовой фильтр. Подав на вход такого фильтра сумму сигнала и помехи, на выходе можно получить заметное увеличение относительной доли полезного сигнала. Далее сигнал подается на демодулятор, который после демодуляции передается в виде кода на ЦАП.

ЦАП (цифроаналоговый преобразователь) предназначен для обратного преобразования (восстановления) непрерывного сообщения по принятой последовательности кодовых комбинаций.

В состав ЦАП входят декодирующее устройство, предназначенное для преобразования кодовых комбинаций в квантованную последовательность отсчетов, и сглаживающий фильтр, восстанавливающий непрерывное сообщение по квантованным значениям.

Далее сообщение подается на преобразователь (например, громкоговоритель) и потребитель может получить исходное сообщение.