2020-08-05
227
В линиях связи и приемно-передающих устройствах системы связи сигнал искажается за счет воздействия на сигнал различных помех и искажений, поэтому сообщения в приемном устройстве воспроизводятся с некоторой ошибкой. При передаче речи помехи и искажения приводят к снижению разборчивости речи, изменению его тембра и т.д., а при передаче изображения на экране появляются мерцающие точки. Меняется контрастность и четкость изображения. Ясно, что при организации связи все эти моменты должны быть учтены.
Причиной искажений в основном является несовершенства приемно-передающих устройств (электронная связь). Все виды искажений можно разбить на две группы:
1. Линейные искажения, которые распадаются на частотные и фазовые искажения. Частотные искажения возникают за счет неравномерности амплитудно-частотной характеристики технических средств передачи сигналов, что приводит к неодинаковым усилениям гармонических составляющих реального сигнала. Фазовые искажения обусловлены неодинаковым временем запаздывания гармонических составляющих на выходе технических средств.
2. Нелинейные искажения обусловлены нелинейностью вольтамперных характеристик активных элементов, с помощью которых реализованы электронные узлы систем связи. Нелинейные искажения приводят к появлению дополнительных гармонических колебаний на выходе устройств.
Отметим, что в принципе технически возможно исключить все искажения за счет усовершенствования аппаратуры.
В отличие от искажений влияние помех на системы передачи исключить нельзя, так как природа помех и сообщений практически одинаковы (оба носят случайный характер).
Помехи подразделяются по происхождению и по их физическим свойствам. По происхождению все помехи делятся на внешние и внутренние. Причиной внешних помех являются различные природные процессы и работа промышленных технических установок. К природным помехам относятся космические помехи, связанные с процессами, происходящими на солнце, звездах и других внеземных объектах, а также атмосферные помехи (газовые разряды и некоторые другие явления). К техническим помехам относятся:
- индустриальные помехи, связанные с работой мощных электротехнических установок;
-помехи от различных электротранспортов, электродвигателей, двигателей автомашин;
-помехи от радиостанций и других систем передачи, возникающие при нарушениях их регламента работы.
Внутренние (или собственные) помехи создаются работой технических средств самой системы связи и называются шумами. Они обусловлены дискретной природой носителей тока и их хаотическим движением из-за теплового разброса скоростей электронов. В электронных устройствах наиболее часто проявляются:
- тепловые помехи (шум Джонсона), которые создаются в проводниках и резисторах за счет хаотического движения электронов и их неизбежного столкновения и рассеяния с кристаллической решеткой;
- дробовые шумы, обусловленные дискретностью заряда электрона. Это приводит к тому, что в электронных приборах мгновенные значения тока претерпевают флуктуации относительного среднего его значения, становясь источником шума;
- фликкер - шум, вызываемый разного рода поверхностными явлениями, рассеянием носителей тока на различных структурных дефектах в полупроводниковых материалах приборов и т.д.;
- квантовый шум, возникающий в системах оптической связи за счет квантового характера оптического излучения. Источниками такого шума являются излучатели света (светодиоды, лазеры) и фотоприемники. Квантовый шум возникает также при квантовании дискретизированных сигналов за счет того, что его отсчетное значение не всегда равно целому числу квантов (см.рис.1.2,в)
По отношению к сообщению все помехи делятся на 3 группы:
1. Аддитивные помехи, когда помеха складывается с сигналом. Если сигнал обозначим 
, а помеху - 
, то в результате воздействия аддитивной помехи получаем сигнал 
. Рассмотренные выше помехи, в основном, носят аддитивный характер;
2. Мультипликативные помехи, которые умножаются с сигналом:
.
Мультипликативные помехи обусловлены случайным изменением параметров канала связи и приводят к изменению сигнала в «разы». Такие помехи приводят к замиранию или даже к прерыванию связи.
3. В реальных каналах связи оба эти помехи могут действовать совместно, образуя аддитивно-мультипликативные помехи:
.
Помехи также бывают сосредоточенные по спектру и сосредоточенные по времени или импульсные помехи. Сосредоточенные по спектру помехи действуют в узком диапазоне частот, например, они возникают за счет колебания сетевой частоты 
, за счет воздействия соседних каналов связи и т.д. Импульсные помехи представляют собой непериодическую последовательность коротких импульсов. Характерной их особенностью является широкий частотный спектр. Такие помехи создаются промышленными и атмосферными источниками и они создают переходные процессы в каналах связи, влияющих на качество связи.
