Основные преобразования сигналов в РТС

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

На морском флоте широко используются различные радиотехнические системы (РТС). Они предназначены для:

- охраны человеческой жизни на море и обеспечения безопасности мореплавания;

- передачи общественной и частной корреспонденции.

Для эффективного использования радиотехнических систем необходимо знать принципы их построения, технические характеристики и особенности эксплуатации.

Цель дисциплины " Радиотехника" - дать слушателям основные сведения, позволяющие понять принципы работы радиотехнических систем различного назначения. Основной задачей дисциплины является изучения основ радиотехники, достаточных для понимания принципов функционирования радиоэлектронных устройств и систем, эксплуатируемых на морском флоте.

В результате изучения дисциплины слушатели должны знать:

- основные преобразования сигналов в радиотехнических системах;

- временные и частотные характеристики сигналов;

- принципы цифровой передачи непрерывных сообщений;

- назначение и основные характеристики типовых радиоэлектронных устройств;

- источники электропитания электронных устройств;

- антенны и особенности распространения радиоволн различных диапазонов.

В первом разделе рассматриваются основные процессы, протекающие в радиотехнических системах, вводятся основные понятия и определения.

Во втором разделе рассматриваются характеристики сигналов во временной и частотной областях, приводятся основные сведения о кодировании, приводятся примеры кодов, используемых в морской радиосвязи.

В третьем разделе рассматриваются принципы функционирования и основные параметры антенн, а также условия распространения радиоволн различных диапазонов.

В четвертом разделе рассматривается элементная база радиотехнических систем.

В пятом разделе рассматриваются основные характеристики радиотехнических устройств.

В шестом разделе рассматриваются принципы построения и основные характеристики радиопередающих и радиоприемных устройств.

Теоретической базой построения РТС является радиотехника.

Радиотехника - область науки и техники, изучающая проблемы передачи и получения информации с помощью радиоволн.

Информацией называют сведения об окружающем нас мире. Материальным носителем информации является сообщение (текст, рисунок). Для передачи сообщений используют сигналы - процессы, распространяющиеся в пространстве и во времени (звук, свет, электрический ток или напряжение). Для формирования и приема сигналов используют специальные технические средства - системы связи. В РТС в качестве переносчика сигналов используют радиоволны.

Радиоволны представляют собой электромагнитные колебания с частотами 3•10³...3•10¹² Гц. Электромагнитные колебания распространяются в околоземном пространстве со скоростью света С = 300000 км/с. Математически радиоволны описываются гармоническими функциями

Основной характеристикой радиоволны является частота f. Единица измерения частоты 1 Гц - один период колебания в секунду. Для измерения радиочастот используют кратные единицы: 1 кГц = 1000 Гц, 1 МГц = 1000 кГц, 1 ГГц = 1000 МГц. Зная частоту f, можно определить период Т(с) = 1/f(Гц). Зная период T, можно определить длину волны:

Длину волны измеряют в метрах или кратных/дольных единицах - километрах, дециметрах и т.п.

В зависимости от назначения РТС делятся н группы.

(Point-to-point communication) 2.2.Радионавигация (Radionavigation)

Рассмотрим основные преобразования сигналов в РТС на примере системы радиосвязи. Под радиосвязью понимают обмен информацией с помощью электромагнитных волн. Структурная схема системы радиосвязи показана на рис.1.1. Источник информации (оператор) взаимодействует с системой связи с помощью устройства ввода (передающий терминал Т_пд). Устройство ввода (микрофон телефонного аппарата, клавиатура телеграфного буквопечатающего аппарата, клавиатура компьютера и т.д.) преобразует сообщение (речь, текст) в электрические сигналы, частотный состав (спектр) которых лежит в области низких (звуковых) частот (20Гц..20кГц). При необходимости для повышения энергии таких сигналов используют усилители звуковой частоты УЗЧ. Передача таких сигналов может осуществляться по физическим линиям связи - соединительным проводам.

Примером таких систем электросвязи является городская телефонная связь, система связи между отдельными составляющими ЭВМ (процессора с принтером и дисплеем), между несколькими ЭВМ, находящимися в одном здании (на судне) - т.н. локальная вычислительная сеть. Передача информации на подвижные объекты (суда, самолеты автомобили) осуществляется с помощью радиоволн, распространяющихся в околоземном проcтранстве. Распространение радиоволн на большие расстояния возможно лишь на высоких частотах (радиочастотах), кроме того, использование радиочастот позволяет существенно уменьшить размеры антенных устройств. Такие высокочастотные колебания - их называют несущими - вырабатываются с помощью специальных генераторов радиочастот ГРЧ.

Для того чтобы несущее колебание содержало передаваемую информацию, необходимо наложить низкочастотный сигнал на высокочастотное колебание - этот процесс называется модуляцией и реализуется модулятором М. Суть модуляции заключается в изменении одного из параметров несущего колебания по закону управляющего сигнала. Для гармонического несущего колебания используют амплитудную, частотную и фазовую модуляцию.

Для увеличения дальности действия системы радиосвязи (в диапазонах коротких и средних волн) модулированные сигналы усиливают с помощью усилителя радиочастоты УРЧ. Эти блоки расположены в радиопередатчике РПД - устройстве для формирования модулированных радиосигналов.

Модулированные колебания с выхода РПД поступают на передающую антенну WА_пд, в которой осуществляется преобразование электрических сигналов в электромагнитные поля (радиоволны). Радиоволны распространяются в околоземном пространстве.

Среда распространения радиоволн образует канал связи КС.

Для приема сигналов необходимо реализовать процедуры, обратные преобразованиям в РПД - прием электромагнитных волн и их преобразование в радиосигналы с помощью антенны WА_пм, усиление этих сигналов с помощью усилителя УРЧ, выделение низкочастотного сигнала с помощью демодулятора (детектора) Д, усиление низкочастотного сигнала с помощью УЗЧ. Для предотвращения попадания сигналов от других станций используют избирательное устройство ИУ, осуществляющее частотную селекцию (выделение) сигнала на выбранной несущей частоте, которая представляет собой систему связанных колебательных контуров. Эти преобразования выполняются в радиоприемнике РПМ. Для восприятия сообщения приемником информации (оператором) используют устройство вывода (приемный терминал - Т_пр) - динамик, печатающее устройство телеграфного аппарата, дисплей или принтер ЭВМ и т.д., которое преобразует электрические сигналы в сообщение, воспринимаемое оператором (звук, печатные знаки).

Для функционирования перечисленных устройств к ним подключают источник электрической энергии - источник питания ИП.

В системе связи действуют внутренние (внутри аппаратуры) и внешние (в атмосфере) помехи - процессы той же физической природы, что и сигнал. В результате действия помех форма сигнала искажается и правильный прием информации затруднен. Способность системы радиосвязи противостоять помехам называется помехоустойчивостью. Для оценки помехоустойчивости используют различные характеристики в зависимости от вида передаваемой информации. При передаче речи или музыки качество связи оценивается отношением уровня сигнала к уровню помех, определяющим разборчивость речи или качество воспроизведения музыки.. При передаче дискретных сообщений (текста) качество связи оценивается коэффициентом ошибок k_ош - отношением числа ошибочно принятых знаков N_ош к общему числу переданных знаков N_об: k_ош = N_ош/N_об.

Рассмотренная система радиосвязи позволяет передавать сообщения в одном направлении - от передатчика к приемнику. Для обмена информацией в обоих направлениях необходимо дополнить систему вторым комплектом оборудования. В этом случае РПД и РПМ конструктивно выполняют в виде единого устройства, которое способно работать в режиме передачи и приема. Такое устройство называют радиостанцией. В радиостанции модулятор и демодулятор выполняют также в виде единого блока, который называют модем. (Заметим, что модемы применяют и в проводной связи для обмена информацией между персональными компьютерами с помощью телефонной сети.) Аналогично Т_пд и Т_пм конструктивно объединяют в одно устройство, которое называют оконечным оборудованием данных – ООД (Data Terminal Equipment-DTE) или терминалом.

С помощью радиостанций можно попеременно менять направление передачи информации и осуществлять поочередную передачу и прием сообщений на одной несущей радиочастоте (одном канале). Такой режим называют симплексным. При наличии линии связи с двумя каналами появляется возможна передача информацию одновременно в обоих направлениях (если оконечное оборудование способно обеспечить одновременную передачу и прием информации). Такой режим двусторонней передачи информации называют дуплексным.

1. Составьте структурную схему системы радиосвязи и опишите назначение основных блоков.

2. Дайте определение радиотехнических систем

3. Приведите примеры радиотехнических систем передачи информации.

4. Перечислите характеристики, определяющие качество передачи информации в системах связи.

5. Приведите показатели помехоустойчивости приема непрерывных и дискретных сообщений.