Аналоговые сигналы. Виды модуляции аналоговых сигналов. Аналоговые и импульсные методы модуляции электромагнитных сигналов. Помехоустойчивость сигналов

Аналоговый сигнал — сигнал данных, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией времени и непрерывным множеством возможных значений.

К аналоговым сигналам относятся, например, речевые сигналы в «обычной» телефонии и радиовещании и «обычные» телевизионные сигналы.

Сообщения на различные расстояния передаются с помощью либо материальных носителей, физического процесса. В качестве сигнала может быть использован физический процесс изменяемый в соответствии с переносимым сигналом сообщения. Сигналы формируются путем изменения параметров физического носителя по закону передаваемого сообщения. Такой процесс называется модуляцией.

Модуляция представляет собой преобразование сообщения в сигнал  пригодный для передачи по данной линии связи. Для передачи информации требуется, чтобы сигналы имели для вида параметров:

1) параметры селекции – позволяет выделить полезный сигнал из совокупности сигналов помех;

2) информационный параметры – служат для переноса информации.

--- Амплитудная, фазовая и частотная аналоговые модуляции---

Амплитудная модуляция. Наиболее распространенный тип модуляции. Вид Модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его амплитуда.

Фазовая и частотная аналоговая модуляция.

При частотной модуляции изменяется только частота несущей – для логической единицы и логического нуля выбираются синусоиды двух разных частот. Этот способ достаточно просто реализовать, и часто применяется при низкоскоростной передаче данных.

При фазовой модуляции логической единице и логическому нулю      отвечают сигналы одинаковой амплитуды и частоты, но отличаются по фазе (например, 0 и 180 градусов).

При импульсной модуляции в качестве сигнала-переносчика используется периодическая последовательность видеоимпульсов.

Кодирование с исправлением ошибок, по существу, представляет собой метод обработки сигналов, предназначенный для увеличения надежности передачи по цифровым каналам. Закодированные цифровые сообщения всегда содержат дополнительные, или избыточные, символы. Их всегда выбирают так, чтобы сделать маловероятной потерю сообщением его индивидуальности из-за искажения при воздействии помех достаточно большого числа символов. Второе свойство состоит в усреднении шума. Эффект усреднения достигается за счет того, что избыточные символы зависят от нескольких информационных символов.

Помехоустойчивость сигналов зависит от линии связи по которому он передается. МНОГО СИГНАЛА_МАЛО ШУМА. Существуют системы шумоподавления.

3. Преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму.

Аналоговые – это сигналы непрерывные во времени, они определены во все моменты времени.

Дискретные – это сигналы представленные последовательностью отсчётов, т.е. значениями сигналов в дискретные моменты времени.

Цифровые – это сигналы дискретные во времени (или в пространстве) и квантованные по уровню. Вычислительные процедуры в компьютере выполняются именно в цифровых сигналах. Для того, что бы компьютер мог выполнить обработку сигнала необходимо выполнить преобразование сигнала из аналоговой формы в цифровую.

Преобразование аналогового сигнала в цифровую форму осущест­вляется в устройстве, называемом аналого-цифровым преобразовате­лем (АЦП). Преобразование представляет собой комплекс операций, наиболее существенными из которых являются дискретизация, квантование и кодирование.

Дискретизация – это замена непрерывного ТВ-сигнала последовате­льными во времени отсчетами этого сигнала. ёРазработчики цифрового телевидения стремятся создать такую аппаратуру, чтобы она могла сопрягаться с различными стандартами ТВ-вешания. Это позволяет создать общую систему ТВ-программ в международном масштабе.

Квантование сигнала– это замена мгновенных значений дискретного сигнала, ближайшими значениями из набора фиксировании: уровней. Процесс квантования осуществляется следующим образом. Меж­ду уровнями квантования располагают условные значения напряже­ния, называемые порогами квантования. Если истинное значение ди­скретного сигнала меньше порога соответствующего порога квантова­ния, то это значение округляется до ближайшего нижнего уровня квантования. Если истинное значение сигнала выше рассматриваемо­го порога – значение сигнала округляется до ближайшего уровня, расположенного выше данного порога. От того, как будут расположе­ны пороги квантования между уровнями квантования, зависит макси­мальная ошибка. Например, если пороги квантования совместить с уровнями квантования, то ошибка квантования может быть равна шагу квантования. Минимальная среднеквадратическая ошибка кван­тования получается, если пороги квантования располагаются посере­дине между уровнями квантования. Такие устройства дискретизации находят на практике широкое применение.

Ошибки квантования, рассматриваемые как дискретная функция времени, называют шумами квантования. Шум квантования на изоб­ражении проявляется по-разному и зависит от характера передаваемо­го сюжета.

В мелких деталях изображения шум квантования проявляется в форме случайной шумовой составляющей яркости. При передаче крупных деталей изображения помехи квантователя проявляются в виде ложных контуров: плавные изменения яркости превращаются в ступенчатые.

Цифровое кодирование ТВ-сигнала – это преобразование дискрет­ного квантового сигнала в кодовую комбинацию стандартных симво­лов. Наиболее распространенный способ кодирования – представле­ние квантового отсчета сигнала в двоичном коде.