Содержание
- 2. РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИГНАЛАХ (2 часа) Первый семестр Лекция 1 ТПС МОДУЛЬ 1.
- 3. ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНОЙ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Перечень печатных и электронных изданий, используемых в образовательном
- 4. ПЕРЕЧЕНЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ - Мощерский, Ю.В. Теоретические основы радиотехники. Сигналы :
- 5. ТПС Целью преподавания дисциплины «Теория передачи сигналов» является получение студентами фундаментальной подготовки в области теории информации,
- 6. ТПС В результате освоения дисциплины студент должен: Знать: общие закономерности построения современных систем железнодорожной автоматики, телемеханики
- 7. ТПС Информация - это сведения о состоянии технического (биологического, социального) объекта, явления, подлежащие хранению, передаче и
- 8. ТПС Лекция 1 Аналоговые или континуальные сигналы описываются непрерывными и кусочно-непрерывными функциями, причем как сама функция,
- 9. ТПС Лекция 1 Реальное сообщение - это всегда случайное событие, случайная величина, случайная функция. Сигнал всегда
- 10. ТПС Лекция 1 В общем случае влияние помехи n(t) на передаваемый сигнал S может быть описано
- 11. ТПС Лекция 1 О значительном влиянии качества передачи информации на эксплуатационную работу различных систем ЖАТС свидетельствуют
- 13. Скачать презентацию
Слайд 2РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИГНАЛАХ
(2 часа)
Первый семестр
Лекция 1
ТПС
МОДУЛЬ 1. МЕТОДЫ
РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИГНАЛАХ
(2 часа)
Первый семестр
Лекция 1
ТПС
МОДУЛЬ 1. МЕТОДЫ
Слайд 3
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНОЙ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Перечень печатных и электронных изданий,
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНОЙ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Перечень печатных и электронных изданий,
- Теория передачи сигналов на железнодорожном транспорте [Текст] : Учеб. для вузов ж.-д. трансп. / Г. В. Горелов [и др.]. - М. : Транспорт, 1999. - 416 с.;
- Котов, В. К. Математические методы обработки сигналов в системах железнодорожной автоматики и связи [Текст] : учебное пособие / В. К. Котов, О. Д. Останькович, Д. Ю. Сидорович. - Санкт-Петербург : ПГУПС, 2013. - 53 с.;
- Котов, В. К. Определение параметров сигналов и устройств системы передачи информации [Текст] : учеб. пособие к курс. работе по дисциплине "Теория передачи сигналов" / В. К. Котов ; ФГБОУ ВО ПГУПС. - Санкт-Петербург : ФГБОУ ВО ПГУПС, 2020. - 61 с.;
Слайд 4ПЕРЕЧЕНЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
- Мощерский, Ю.В. Теоретические основы
ПЕРЕЧЕНЬ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
- Мощерский, Ю.В. Теоретические основы
- Гоноровский, И. С. Радиотехнические цепи и сигналы : учеб. пособие для вузов / И. С. Гоноровский . - 5-е изд., испр. . - М. : Дрофа, 2006. - 719 с.
- Исследование временных и частотных характеристик детерминированных сигналов [Текст] : метод. указания к лаб. работе № 1 по курсу "Теория передачи сигналов" / ПГУПС, каф. "Электр. связь" ; сост.: В. К. Котов, Д. Ю. Сидорович, Е. А. Тулугурова. - СПб. : ПГУПС, 2004. - 12 с.
- Исследование процессов дискретизации и восстановления непрерывных сигналов [Текст] : метод. указания к лаб. работе № 2 по курсу "Теория передачи сигналов" / ПГУПС, каф. "Электр. связь" ; сост.: В. К. Котов, Д. Ю. Сидорович, Е. А. Тулугурова. - СПб. : ПГУПС, 2004. - 8 с.
Слайд 5ТПС
Целью преподавания дисциплины «Теория передачи сигналов» является получение студентами фундаментальной подготовки в
ТПС
Целью преподавания дисциплины «Теория передачи сигналов» является получение студентами фундаментальной подготовки в
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
изучение методов временного и частотного представлений детерминированных и случайных непрерывных, импульсных и цифровых сигналов, помехоустойчивого кодирования и модуляции;
решения задачи помехоустойчивого приема при обнаружении, различении, оценке параметров и фильтрации сигналов, принципов разделения каналов в системах передачи информации;
получение навыков анализа и преобразования сигналов в устройствах модуляции, кодирования, приема сигналов в соответствии с характеристиками каналов, уровнем сигналов и помех, статистикой ошибок;
изучение принципов построения и тенденций в развитии систем передачи информации, применяемых на железнодорожном транспорте;
получение навыков оценки эффективности передачи информации в системах железнодорожной автоматики, телемеханики и связи исходя из знаний допустимых параметров каналов, характеристик сигналов и помех.
Слайд 6ТПС
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
общие закономерности построения современных систем железнодорожной автоматики,
ТПС
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
общие закономерности построения современных систем железнодорожной автоматики,
основные показатели качества передачи сигналов по каналам систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи;
основные принципы совершенствования показателей качества передачи информации;
принципы преобразования сигналов в системах железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.
Уметь:
использовать данные о сигналах и помехах при анализе и разработке различных систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи;
применять основные методы анализа сигналов при работе с системами железнодорожной автоматики, телемеханики и связи;
пользоваться современной научно-технической информацией по методам обработки и преобразования сигналов, методам кодирования сообщений, оценки помехоустойчивости систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.
Владеть:
методами расчета помехоустойчивости систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи;
методами оценки эффективности передачи информации в системах железнодорожной автоматики, телемеханики и связи;
терминологией в области передачи сообщений по каналам систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи;
методами оптимального приема сигналов устройствами железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.
Слайд 7ТПС
Информация - это сведения о состоянии технического (биологического, социального) объекта, явления, подлежащие
ТПС
Информация - это сведения о состоянии технического (биологического, социального) объекта, явления, подлежащие
Сообщение - это форма представления информации: совокупность знаков, букв, цифр, состояний, содержащих ту или иную информацию. Например, в телеграфии сообщение — это текст, т. е. последовательность букв и цифр. В телефонии сообщение - это непрерывное изменение во времени звукового давления (передающее не только содержание, но и интонацию, тембр, ритм и т. д.), в телевидении сообщение - это изменение во времени яркости элементов изображения.
Передача сообщения (а, следовательно, и информации) осуществляется с помощью материального носителя (бумага, магнитная лента и т.д.) или физического процесса (звуковые, электромагнитные волны, электрический ток и т.д.).
Сигнал - это физический процесс отображающий (несущий) передаваемое сообщение. В технике передачи сигналов чаще всего используются электрические сигналы - колебания тока или напряжения. Сигнал формируется изменением параметров физического носителя по закону передаваемого сообщения.
Слайд 8ТПС Лекция 1
Аналоговые или континуальные сигналы описываются непрерывными и кусочно-непрерывными функциями,
ТПС Лекция 1
Аналоговые или континуальные сигналы описываются непрерывными и кусочно-непрерывными функциями,
Дискретные сигналы образуются путём умножения аналогового сигнала на так называемую функцию дискретизации, представляющую собой периодическую последовательность коротких импульсов, следующих с шагом дискретизации .
Цифровой сигнал описывается квантованной решетчатой функцией, т. е. решетчатой функцией, принимающей лишь ряд дискретных уровней - уровней квантования.
Цифровой сигнал представляется последовательностями чисел, имеющих ограниченное количество разрядов.
Финитный сигнал характеризуется тем, что отличен от нуля лишь на конечном интервале.
Очень важным является класс сигналов с финитным спектром. У таких сигналов спектральная функция (преобразование Фурье) обращается в нуль вне некоторого конечного интервала частот.
Определим случайный сигнал как выборочную функцию некоторого случайного процесса, задаваемого ансамблем реализаций, т. е. совокупностью реализаций, рассматриваемых совместно с вероятностями их появления. Неслучайные сигналы называются детерминированными и описываются известными функциями, заданными на конечных или бесконечных интервалах.
Слайд 9ТПС Лекция 1
Реальное сообщение - это всегда случайное событие, случайная величина,
ТПС Лекция 1
Реальное сообщение - это всегда случайное событие, случайная величина,
Основными параметрами сигнала являются: длительность (ТС), динамический диапазон (DС), ширина спектра (FС).
ТС - интервал времени, в пределах которого сигнал существует;
DС - отношение наибольшей мгновенной мощности сигнала к той наименьшей мощности которую надо отличить от нуля при заданном качестве передачи, измеряемое в децибелах.
Помеха - любое электромагнитное воздействие на сигнал, которое ухудшает верность воспроизведения передаваемых сообщений.
Помехи разнообразны по происхождению и по физическим свойствам:
- атмосферные (в радиоканалах, обусловлены электрическими процессами в атмосфере, энергия их в основном сосредоточена в диапазонах длинных и средних волн);
- индустриальные (возникают в результате резких изменений тока в электрических цепях различных устройств, например, электрического транспорта, системах зажигания двигателей и т.п.);
- помехи от посторонних радиостанций и радиоканалов (возникают из-за нарушения регламента рабочих частот, недостаточной стабильности элементов схем, плохой фильтрации гармоник сигнала, из-за нелинейных процессов в каналах - “перекрестные помехи”);
- импульсные шумы и прерывания связи (в проводной связи импульсные шумы определяются, например, работой устройства автоматической коммутации каналов);
- внутренние шумы аппаратуры (присутствуют практически во всех диапазонах, обусловлены хаотическим движением носителей зарядов в усилительных элементах, резисторах; особенно проявляются на сверхвысоких частотах, где остальные помехи невелики).
Слайд 10ТПС Лекция 1
В общем случае влияние помехи n(t) на передаваемый сигнал
ТПС Лекция 1
В общем случае влияние помехи n(t) на передаваемый сигнал
В частном случае, когда этот оператор выражает сумму y(t)=S(t)+n(t), помеху называют аддитивной.
Если оператор выражает произведение: y(t)=S(t) ∙ n(t), помеху называют мультипликативной.
Мультипликативная помеха возникает из-за изменения во времени амплитудных и фазовых характеристик канала, например, при прохождении сигнала через среду с изменяющимися во времени параметрами; при многолучевом распространении радиоволны и т.д.
Среди аддитивных помех различного происхождения особое место занимают флуктуационные (флюктуационные) помехи, которые, как правило, являются непрерывными, случайными, нормальными (гауссовскими) процессами. Источником таких помех являются входные элементы или цепи приемных устройств.
Импульсные помехи - это хаотическая последовательность коротких импульсов (как правило, это помехи индустриального происхождения: например, на железных дорогах - от устройств контактной сети, автоматики и телемеханики), реакция приемника на каждый импульс которой заканчивается раньше, чем интервал времени между импульсами помехи.
Между сигналом и помехой отсутствует принципиальное различие они существуют в единстве, например, излучение радиопередатчика является полезным сигналом для “своего” приемника и помехой для других приемников.
При передаче дискретных сообщений, представленных в единой цифровой форме (в виде последовательностей нулей и единиц), влияние помех проявляется в ошибках при приеме символов сообщения. Количественной мерой здесь является вероятность ошибки, которую определяют разработчики аппаратуры теоретически на этапе разработки системы передачи. На практике, в условиях эксплуатации, оценкой вероятности ошибки является коэффициент ошибки, который определяется с помощью измерительных приборов.
При передаче непрерывных (аналоговых) сообщений помехоустойчивость оценивают величиной уклонения принятого сообщения от переданного. Величина уклонения определяется действием помех и искажений. Её удобно определять по такому критерию как минимум среднеквадратического отклонения принятого сигнала от переданного на интервале действия сигнала T:
Слайд 11ТПС Лекция 1
О значительном влиянии качества передачи информации на эксплуатационную работу
ТПС Лекция 1
О значительном влиянии качества передачи информации на эксплуатационную работу