ТФУПД_Лекция Тема 1.2. 2026 (1)

1. ОП.13. Технологии физического уровня передачи данных

Преподаватель:
Сыпулина Татьяна Владимировна
Лекция Тема 1.2.

2. Электрический сигнал

Сигналом
систем
электросвязи
(электрическим
сигналом)
называется
совокупность электромагнитных волн, которая
распространяется по каналу передачи и
предназначена для воздействия на приёмное
устройство.
Сигнал является всегда функцией времени
(речь, телевизионные сообщения), даже если
сообщение таковым не является (неподвижное
изображение).

3. Виды электрических сигналов

Сигнал называется непрерывным (аналоговым) если
сигнал U(t) может принимать любые значение из
некоторого интервала (любое состояние) рис. 1 а. Сигнал
также является аналоговым если может принимать только
фиксированные значения в обозначенном динамическом
диапазоне (Um – U1) в любой момент времени из
интервала наблюдения (рис.1 б).

4. Виды электрических сигналов

Сигнал называется дискретным если представляет
собой функцию времени U(t), принимающую только
определенные дискретные значения Ui (i=1, .., n).
•в - дискретный сигнал по времени и непрерывный по
состоянию;
•г - дискретный сигнал по времени и состоянию

5. Цифровой сигнал. Основные характеристики

Цифровой сигнал — это сигнал, который
представляет информацию в виде последовательности
дискретных (отдельных) значений, чаще всего двоичных (0 и
1). Он передает данные в виде импульсов «есть сигнал» (1) и
«нет сигнала» (0), позволяя кодировать текст, звук, видео.
Основные характеристики
•Дискретность: принимает только фиксированные, заранее
определенные значения (уровни).
•Двоичность: обычно кодируется в двоичной системе
(битами), где 0 — нет сигнала, 1 — есть сигнал.

6. Цифровой сигнал. Основные характеристики

• Устойчивость к шуму: менее подвержен искажениям, так
как шум не может легко изменить дискретный уровень, в
отличие от аналоговой волны.
• Представление:
кодирует
информацию
(звук,
изображение) в виде последовательности битов и байтов.
В канале связи распространяется модулированный сигнал.
Модуляция – процесс изменения параметра (параметров)
сигнала, переносящего информацию, в зависимости от
параметров первичного сигнала, поступающего от
источника сообщения.
Модуляция цифрового сигнала аналоговым называется
манипуляцией.

7. Амплитудная манипуляция

При амплитудной манипуляции (АМ, анг.
ASK ) каждому цифровому символу сопоставляется
своя амплитуда несущего сигнала. Частота и фаза
манипулированного сигнала остаются неизменными
Правила кодирования.
«1» - Um1; «0» - Um0; f1 = f0 = const; φн1 = φн0 = 00,
где Um1 и Um0 амплитуды сигнала при передаче
«1» и «0» соответственно; f1 = f0 – частота сигнала;
φн1 и φн0 начальная фаза сигнала в начале бита

8. Амплитудная манипуляция

9. Частотная манипуляция

При частотной манипуляции (ЧМ, англ. FSK)
каждому цифровому символу сопоставляется своя
частота несущего сигнала. Амплитуда и фаза
манипулированного сигнала не меняются.
Правила кодирования
«1» - f1; «0» - f0 (Т0 = 1/f0, Т1 = 1/f1);
Um1 = Um0= Um; φн1 = φн0 = 00, где f1 и f0 частота
сигнала при передаче «1» и «0» соответственно;
Um – амплитуда сигнала; φн1 и φн0 начальная фаза
сигнала в начале бита

10. Частотная манипуляция

11. Фазовая манипуляция (абсолютная) (АФМ =ФМ) - Информационный параметр – фаза

При фазовой манипуляции (ФМ, анг. PSK) каждому
цифровому символу сопоставляется своя начальная фаза
несущего сигнала при неизменной амплитуде и частоте.
Пример кодирования «1» и «0»

12. Фазовая манипуляция (ФМ)

Правила кодирования.
«1» - φн1 = 00, «0» - φн0 = 1800; f0 = f1= const; Um1 =
Um0= Um, где φн1 и φн0 начальная фаза сигнала в начале
бита сигнала при передаче «1» и «0» соответственно;
Um – амплитуда сигнала; f1 и f0 частота сигнала

13. Фазовая манипуляция (ОФМ)

Правила кодирования.
«1» - φн1=00, или φн1 = 1800 (чередуется) , «0» - φн0 повторяет начальную фазу предшествующего ему «1» ;
f0 = f1= const; Um1 = Um0= Um, где φн1 и φн0 начальная фаза
сигнала в начале бита сигнала при передаче «1» и «0»
соответственно; Um – амплитуда сигнала; f1 и f0 частота
сигнала.

14. Дискретизация аналоговых сигналов

15. Справка

Теорема Котельникова (НайквистаШеннона)
Если исходный аналоговый сигнал x(t)
имеет ограниченный спектр, то этот сигнал
может быть восстановлен по своим
дискретным отсчетам, взятым с частотой,
более удвоенной максимальной частоты
спектра Fmax (верхняя частота спектра
исходного аналогового сигнала).

16. Вопросы к зачёту по теме 1.2.

Что понимается под сигналом систем
электросвязи?
2.
Представить
графически
непрерывный
(аналоговый) сигнал. Дать определение.
3.
Представить графически дискретный сигнал
по времени и непрерывный по состоянию. Дать
определение дискретного сигнала.
4.
Представить графически дискретный сигнал
по времени и состоянию. Дать определение
дискретного сигнала.
5.
Что понимается под цифровым сигналом.
Основные характеристики.
1.

17. Вопросы к зачёту по теме 1.2.

6. Условия кодирования цифрового сигнала при
манипуляции
аналоговым
синусоидальным
сигналом – информационный параметр амплитуда.
Представить графически цифровой сигнал 10010111
при АМ.
7. Условия кодирования цифрового сигнала при
манипуляции
аналоговым
синусоидальным
сигналом – информационный параметр частота.
Представить графически цифровой сигнал 10010111
при ЧМ.

18. Вопросы к зачёту по теме 1.2.

8. Условия кодирования цифрового сигнала при
манипуляции
аналоговым
синусоидальным
сигналом – информационный параметр фаза.
Представить графически цифровой сигнал 10010111
при ФМ.
9. Условия кодирования цифрового сигнала при
манипуляции
аналоговым
синусоидальным
сигналом – информационный параметр фаза.
Представить графически цифровой сигнал 10010111
при ОФМ.
10. Из каких соображений выбирается значение
интервала дискретизации аналогового сигнала.