Первичный сигнал передачи данных и телеграфии

Первичные сигналы передачи данных и телеграфии представляют собой случайную последовательность однополярных или двуполярных прямоугольных импульсов постоянной амплитуды и длительности. Такие сигналы принято называть двоичными.

В технике передачи данных такие сигналы называются цифровыми сигналами данных (ЦСД).

На рис.2.6 изображена одна из реализаций ЦСД, представляющим параметром которого является амплитуда, а множество его возможных значений равно двум (u = U₁ и u = 0). Фиксируемое значение представляющего параметра ЦСД называется значащей позицией (ЗП).

Рисунок 2.6 - Реализация цифрового сигнала данных

Момент времени, в который происходит смена ЗП сигнала, называется значащим моментом (ЗМ). Интервал времени между двумя соседними значащими моментами сигнала называется значащим (ЗИ).Идеальными значащими моментами (ИЗМ) называются ЗМ на передаче.

Минимальный интервал времени _min, которому равны значащие интервалы, называется единичным интервалом (интервалы а – б, б – в и другие на рис.2.6). Элемент сигнала, имеющий длительность, равную единичному интервалу, называется единичным элементом (е.э.).

Термин единичный элемент является одним из основных в технике передачи данных. В телеграфии ему соответствует термин элементарная посылка.

Различают изохронные и анизохронные сигналы данных. Для изохронного сигнала любой значащий интервал равен единичному интервалу или их целому числу. Анизохронными называются сигналы, элементы которых могут иметь любую длительность, но не менее чем _min. Другой особенностью анизохронных сигналов является то, что они могут отстоять друг от друга во времени на произвольном расстоянии.

При передаче цифровых сигналов вводится понятие скорости модуляции (скорости телеграфирования, скорости передачи данных) B = 1/ τ_о [Бод]. Скоростью

модуляции называется количество единичных элементов, передаваемых за 1 секунду.Численно B и скорость передачи информации могут совпадать в двоичном канале при отсутствии помех и при условии равновероятной передачи символов.

Для оценки ширины спектра телеграфного сигнала целесообразно воспользоваться моделью «синхронный телеграфный сигнал». Энергетический спектр «синхронного телеграфного сигнала» описывается выражением: ,а соответствующая спектрограмма изображена на рис.2.7.

Рисунок 2.7 – Энергетический спектр «синхронного телеграфного сигнала»

Основная часть энергии сигнала сосредоточена в первом или первых двух лепестках спектрограммы (рис. 2.7). Поэтому ЭППЧ ∆F = B, где B = 1/ τ_о.

При передаче двоичных сигналов в приемнике нет необходимости восстанавливать импульсы без искажений, т.е. строго сохранять их форму; в приемнике достаточно зафиксировать только знак импульса при двуполярном сигнале либо наличие или отсутствие импульса для однополярного сигнала.

Если спектр сигнала ограничить фильтром нижних частот, близким к идеальному, то уверенный прием сигналов возможен при частоте среза равной 0,5 В, т.е. можно считать,, что эти сигналы занимают полосу частот от 0 до 0,5 В. Однако в реальных условиях верхнюю граничную частоту спектра сигналов телеграфии и передачи данных принимают равной В или даже 1,2 В. Это обусловлено тем, что при некоторых видах передачи информация заложена в изменениях длительности импульсов, а также мешающим действием помех.

Можно считать, если не оговорены особые условия, что сигналы передачи данных и телеграфии занимают полосу частот от 0 до В.

При передаче таких сигналов вероятность неправильно принятого символа (“1” или “0”) или вероятность ошибки для телеграфных сигналов должна быть не хуже 10^-3, а для передачи данных-10^-6-10^-9. Необходимая защищенность телеграфного сигнала от помех не хуже 12дБ, т.е. A_{з телегр.} 12 дБ.