Цифровые данные – Аналоговый сигнал
Теперь мы рассмотрим передачу данных в цифровой форме с помощью аналоговых сигналов. Широко известным примером такой передачи является использование телефонных сетей для передачи цифровых данных. Телефонные сети (их устройство и принципы функционирования мы рассмотрим в разделе 2.5) были созданы для передачи и коммутации аналоговых сигналов в голосовом диапазоне частот от 300 до 3400 Гц. Этот диапазон не совсем подходит для передачи цифровых данных. Поэтому подключить источник таких данных напрямую в телефонную сеть нельзя. Для этого используют специальное устройство - модем (МОдулятор–ДЕМодулятор). Этот прибор преобразует как цифровой сигнал в аналоговый в надлежащем диапазоне частот, так и наоборот: из аналоговой формы в цифровую. В этом разделе мы познакомимся с основными принципами такого преобразования.
Как мы уже отмечали, аналоговая модуляция заключается в управляемом изменении одного или нескольких основных параметров несущего сигнала: амплитуды, частоты и фазы.
· амплитудная модуляция
· частотная модуляция
· фазовая модуляция
Во всех этих случаях спектр гармоник получаемого сигнала сконцентрирован в области частоты несущего сигнала. В случае амплитудной модуляции двоичные 0 и 1 представлены аналоговым сигналом на частоте несущей, но разной амплитуды. Обычно 0 соответствует сигнал с нулевой амплитудой. Таким образом, при амплитудной модуляции сигнал S(t) имеет вид:
|
|
|
S(t) =
где 
- несущий сигнал с амплитудой A. Метод амплитудной модуляции не очень эффективен по сравнению с другими методами, т.к. он очень чувствителен к шумам. Чаще всего он используется в сочетании с другими видами модуляции. В чистом виде он применяется на телефонной линии на скоростях до 1200 бит/сек., а также для передачи сигналов по оптоволоконным каналам.
При частотной модуляции двоичные 0 и 1 представляют сигналами разной частоты, сдвинутой, как правило, по отношению к частоте несущей на одинаковую величину, но в противоположном направлении:
S(t) =
где fc= f1 - Δ= f2+Δ, где Δ - сдвиг по частоте.
Частотная модуляция менее чувствительна к шумам, чем амплитудная. Фазовая модуляция состоит в представлении цифровых данных сдвигом фазы несущего сигнала. Для дифференциальной фазовой модуляции получаем:
S(t) =
Эффективность использования полосы пропускания можно существенно повысить, если единичный сигнал будет кодировать несколько бит. 
S(t) =
Наш пример хорошо иллюстрирует различие битовой скорости R бит/сек. и скорости модуляции D бит. Предположим, что последняя схема с 12 фазовыми углами применяется, когда на вход подаются данные, закодированные с помощью NRZ-кода. Битовая скорость R=1/tb, где tb – длина бита в NRZ-коде. Однако на выходе закодированный единичный сигнал будет нести b=4 бита, используя L=16 различных комбинаций фазы и амплитуды. Поэтому скорость модуляции будет R/4. Это означает, что при скорости модуляции в 2400 бит битовая скорость будет 9600 бит/сек. В общем случае:
|
|
|
где D – скорость модуляции (сигнальная скорость) R – битовая скорость (скорость передачи данных)
L – число разных уровней единичных сигналов .b – число бит на единичный сигнал
- Теоретические основы передачи данных (ограничения на пропускную способность передачи сигналов, взаимосвязь пропускной способности канала и ширины его полосы пропускания). Передача аналоговых данных цифровыми сигналами.
Все виды информации могут быть представлены при передаче в виде электромагнитных импульсов. В зависимости от среды передачи и организации СПД могут применяться либо аналоговые, либо цифровые сигналы. Любой сигнал можно рассматривать либо как функцию времени, т.е. то, как различные параметры сигнала изменяются со временем, либо как функцию частоты.
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 243; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!