7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
1/53
Cuprins .................................................................! .I. Introducere ........................................................ ! .II. Documente necesare pentru activitatea de predare ................ ! .III. Resurse ........................................................... ! .TEMA 1: SEMNALE UTILIZATE N TELECOMUNICAII I PROCEDEE DE
TRANSMISIE A ACESTORA ............................................................................ 2Fia suport 1.1: Tipuri de semnale................! .Fia suport 1.2: Reprezentarea semnalelor electrice ........... ! .Fia suport 1.3: Utilizarea semnalelor electrice n telecomunicaii..............! .Fia suport 1.4: Semnalul de audiofrecven......................................................... 10Fia suport 1.5 : Semnalul de radiofrecven! .Fia suport 1.6.1: Prelucrarea semnalelor n telecomunicaii. Transformarea prineantionare, cuantizare, codare....................! .Fia suport 1.6.2: Prelucrarea semnalelor n telecomunicaii. Transformarea prin
modulaie analogic ......................................! .Fia suport 1.6.3: Prelucrarea semnalelor n telecomunicaii. Transformarea prinmodulaie digital ..........................................! .Fia suport 1.7: Multiplexarea semnalelor n telecomunicaii! .Fia suport 1.8: Antene pentru telecomunicaii prin unde radio. ! .Fia suport 1.9: Lanul de transmisie n radiodifuziune ........ ! .Fia suport 1.10: Selecia unui spectru de frecvene............ ! .
IV. Fia rezumat ...................................................! .V. Index al prescurtrilor i abrevierilor......................................................................... 52VI. Bibliografie ............................................................................................................... 53
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
2/53
TEMA 1: SEMNALE UTILIZATE N TELECOMUNICAII IPROCEDEE DE TRANSMISIE A ACESTORA
TIPURI DE SEMNALE
Obinerea semnalului electric
n telecomunicaii se transmit mesaje. Diversele mesaje (informaii) sunt transformate n
semnale electrice, cu scopul de a se folosi proprietatea acestora care const n
propagarea cu o vitez foarte mare de-a lungul cilor de comunicaie. Cile de
comunicaie pot fi cu fir (linii conductoare aeriene, linii conductoare simetrice n
cabluri , cabluri coaxiale, cabluri cu fibre optice), sau fr fir (legturi de
radiodifuziune, legturi de radioreleu, legturi prin satelii de comunicaie).
n sistemele de telecomunicaii, semnalul electric provine de regul de la un traductor,
care transform o mrime neelectric n mrime electric. Prin urmare, echipamentele
de telecomunicaii presupun existena unor dispozitive (aparate) care transform diferite
tipuri de informaii sau mesaje, precum sunetul, imaginea, sau textul, n cureni electrici
dependeni de anumite caracteristici ale informaiilor respective. Curenii electricidevenii semnale electrice purttoare de informaie, pot fi transmii la distan cu
suficient uurin, prin intermediul cilor (canalelor) de comunicaie.
Un mesaj, care poate fi voce sau imagine, evolueaz n timp. Chiar i n cazul
transmiterii unui text, pe msura citirii lui informaia transmis se schimb. Prin urmare,
mesajele fiind funcii continue de timp, implicit i semnalele electrice obinute din acele
mesaje sunt de asemenea funcii continue de timp.
Clasificarea i parametrii semnalelor electrice
Semnalele electrice pot fi deterministei ntmpltoare(aleatoare).
Un semnal determinist poate fi prezis (anticipat) i prin urmare nu conine
informaie. Un semnal determinist nu se obine prin intermediul unui traductor, el
este de obicei generat de o surs de semnal, proiectat n mod special pentru
acest scop.
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
3/53
Un semnal aleator precum este semnalul electric de la ieirea unui microfon, nu
poate fi prezis pentru o durat orict de lung, aceast caracteristic oferindu -i
calitatea de purttor de informaie.
Dup form, semnalele deterministe utilizate frecvent n telecomunicaii se mpart n
urmtoarele categorii:
- semnale sinusoidale;
- semnale dreptunghiulare (impulsuri de form dreptunghiular);
- semnale triunghiulare (impulsuri de forma dintelui de ferestru).
Un semnal sinusoidal este caracterizat de o amplitudine A, o perioad T, o frecven
f, o faz , o lungime de und . n Fig. 1.1 este reprezentat forma de und a unui
semnal electric sinusoidal fr component de curent continuu. Expresia matematiccare definete aceast curb n funcie de timp este urmtoarea:
u(t)=Usin(2ft+).
Parametrii semnalului sinusoidal.
U este amplitudinea semnalului, aceeai att pentru alternana pozitivct
i pentru alternana negativ. Valoarea eficace a semnalului este: Uef=U/2.
Atenuarea unui semnal specific micorarea amplitudinii acestuia pe traseul de la
emisie la recepie. Atenuarea (A) msurat n decibeli (dB) este egal cu logaritmul
zecimal al raportului dintre amplitudinea la emisie (UE) i amplitudinea la recepie
(UR), multiplicat cu constanta 20 :
A dB = 20log10UE/UR
U
t
T
u(t)
Fig. 1.1 Semnalul sinusoidal: u = U sin(2ft+)
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
4/53
Prin urmare, o atenuare de 20 dB nseamn o micorare de 10 ori a amplitudinii
semnalului recepionat, raportat la amplitudinea semnalului emis. De asemenea,
dac raportul UE/UR= 5, atenuarea corespunztoare va fi : 20log105 (exprimat n
decibeli).
Perioada Tcorespunde duratei unei oscilaii a semnalului: o alternan
pozitiv urmat de o alternan negativ.
Frecvena fcorespunde numrului de oscilaii efectuate ntr-o secund.
Deoarece o oscilaie are o durat egal cu T, va rezulta:
f =1sec/Tsec
Frecvena se msoar n Hertzi Hz, iar 1 Hz reprezint frecvena unui semnal
sinusoidal care are o singur oscilaie ntr-o secund.
Lungimea de und reprezint distana parcurs de semnalul electric
sinusoidal, pe un suport de comunicaie (cale de comunicaie), n decurs de o
perioad de semnal:
=vT,
unde cu v s-a notat viteza de deplasare (propagare) a cmpului electromagnetic
(aproximativ 300 000 Km/s).
Faza reprezint argumentul funciei sinus la momentul : t=0. Se mai
numete faz iniial i are semnificaia unui defazaj raportat la oscilaia care la
momentul t=0 este caracterizat de un argument =0.
Remarc: Mrimile A i nu au nici o dependen de alte mrimi.
Mrimile T, f i au o dependen reciproc. T i f sunt invers proporionale:
dac scade T, atunci f va crete. este direct proporional cu T i inversproporional cu f. n tabelul urmtor sunt exemplificate cteva cazuri de
interdependen.
T 20ms 10ms 1ms 1s 10ns 1ns 0,1nsf 50Hz 100Hz 1000Hz 1MHz 100MHz 1GHz 10GHz
6000Km 3000Km 300Km 300m 3m 0,3m 3cm
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
5/53
REPREZENTAREA SEMNALELOR ELECTRICE
Semnalul electric este o mrime fizic variabil, cu ajutorul creia se transmite un
mesaj (o informaie) i care are forma unei funcii de timp. Este demonstrat matematic
(JeanBaptiste Joseph Fourier ; 1768-1830) c orice form de semnal (orice funcie de
timp) poate fi echivalat cu o sum de semnale sinusoidale cu frecvene i amplitudini
stabilite cu precizie. Cu alte cuvinte, orice semnal poate fi transformat (poate fi
descompus) ntr-o serie Fourier de semnale deterministe sinusoidale. Componentele
cu amplitudini semnificative ale seriei Fourier formeaz spectrul de frecvene al
respectivului semnal electric.
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
6/53
Pentru fiecare semnal electric exist o reprezentare n funcie de timp i o alt
reprezentare n funcie de valoarea frecvenei din spectru. Avnd n vedere c unsemnal electric purttor de informaie este aleator, reprezentarea n frecven nu va fi
stabil (staionar de-a lungul timpului), ci se va modifica n funcie de forma de moment
a semnalului electric. Prin urmare, componentele din seria Fourier pe parcursul
transmiterii unui mesaj i vor modifica att valorile frecvenelor ct i valorile
amplitudinilor. n cazul semnalului electric obinut prin intermediul unui microfon
(semnalul de vorbire), cele dou reprezentri ar putea fi desenate n mod sugestiv i
aproximativ ca n Fig.1.2.
Semnalul corespunztor vocii umane are amplitudinea puterii audio repartizat pe axa
frecvenelor conform graficului din Fig. 1.2b. Deoarece puterea este concentrat ntre
300Hz i 3400Hz, semnalul telefonic este prelucrat astfel nct s rmn nealterate
frecvenele din poriunea cuprins ntre frecvenele specificate. Experimental s-a
constatat c i n cazul n caresunt anulate celelalte poriuni ale graficului de putere,
inteligibilitatea vocii se degradeaz extrem de puin. Prin urmare se consider c
semnalul de vorbire este format din componente sinusoidale cu frecvenele cuprinse
ntre 300Hz i 3400Hz, deoarece un sistem de telecomunicaii care nu altereaz acest
A B C D E
a. Reprezentarea n timp a semnalului vocal
b. Reprezentarea n frecven a semnalului vocalFig. 1.2
0,1KHz 1 KHz 10 KHz
t
f
uv(t)
uv(f)
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
7/53
spectru (domeniu de frecvene), este capabil s redea toate caracteristicile personale
ale unei voci.
Pe poriuni delimitate n timp (AB, BC, CD, sau DE) semnalul electric reprezentat ca
funcie de timp poate s aib spectre diferite (frecvene i amplitudini), ns medierea
acestor spectre are ntotdeauna ca rezultat, graficul din Fig. 1. 2b.
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
8/53
UTILIZAREA SEMNALELOR ELECTRICE N TELECOMUNICAII
Semnalele purttoare de informaii sunt folosite evident pentru transportul mesajelor.
Pentru un transfer eficient, se recurge la prelucrarea lor, ndeosebi prin tehnici de
modulaie care vor fi analizate n alte fie suport. Fiecare semnal purttor de informaii
(semnal aleator) este caracterizat de un spectru propriu al amplitudinilor de putere,
asemntor n linii generale cu cel din Fig. 1.2b. Rezult c modul de comportare al
oricrui semnal purttor de informaie poate fi simulat prin intermediul unei serii de
semnale deterministe sinusoidale, care au frecvenele i amplitudinile caracteristice
spectrului respectiv.
Deoarece semnalele transmise n sistemele de telecomunicaii au caracter ntmpltor,
este de cele mai multe ori incomod i uneori imposibil s se utilizeze chiar semnalulreal pentru verificarea i reglajul funcionrii optime a echipamentelor de
telecomunicaii. n aceste condiii, se recurge pentru operaiile de testare la semnalele
deterministe, care au proprietatea de a fi repetabile.
Cunoscnd parametrii caracteristici ai semnalului de test, cunoscnd de asemenea
funciile echipamentelor verificate, se pot gsi metode repetabile de reglare, testare i
reparare n vederea funcionrii optime.
Experiena acumulat n domeniul proiectrii i realizrii echipamentelor de
telecomunicaii a permis stabilirea unei corespondene ntre funcionarea real i
funcionarea n regim de test cu semnale deterministe. Un exemplu este sistemul
telefonic care transmite corect semnalele reale, dac este reglat s redea n mod
uniform semnalele sinusoidale cu frecvenele cuprinse n intervalul de la 300Hz, pn la
3400Hz. Aceast metod, valabil n principiu pentru toate sistemele de telecomunicaii,
este deosebit de util deoarece studiul teoretic i experimental al circuitelor electrice
este mult mai uor de fcut n cazul utilizrii semnalelor deterministe dect n cazulsemnalelor ntmpltoare.
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
9/53
Dintre utilizrile semnalului sinusoidal n domeniul telecomunicaiilor se pot enumera:
testarea i reglarea echipamentelor de telecomunicaii;
folosirea ca frecven purttoare pentru obinerea semnalelor modulate;
realizarea diverselor semnalizri.
Fr a se intra n detalii, sunt prezentate n continuare semnalizrile de numerotaie
standardizate prin normele (codificrile) urmtoare:
codul DTMF de semnalizare a numerotaiei de la abonat spre central;
codul de semnalizare R2;
codul de semnalizare CCITT nr. 4.
Codul DTMF(Dual Tone Multi-Frequency) specific o cifr prin transmiterea simultan
n linia telefonic a dou semnale sinusoidale. Sunt folosite opt frecvene, primele patru
fiind grupate n banda de jos (697Hz, 770Hz, 852Hz, 941Hz), iar ultimele patru n
banda de sus (1209Hz, 1336Hz, !477Hz, 1633Hz). Fiecare dintre cifrele de
numerotaie este desemnat cu un semnal din banda de jos i cella lt semnal din
banda de sus.
TASTATURA cu frecvenele DTMF
1209 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz
697 Hz 1 2 3 A
770 Hz 4 5 6 B
852 Hz 7 8 9 C
941 Hz * 0 # D
Semnalizarea de numerotaie prin cod R2 asigur transmiterea de la centrala de
plecare spre centrala de sosire a numrului abonatului solicitat. Semnalizrile se fac n
cod multifrecven: 2/4, 2/5, 2/6, adic se transmit simultan pentru fiecare cifr 2
fercvene din 4, sau 2 frecvene din 5, sau 2 frecvene din 6. n cazul codului R2 cu 6
semnale sinusoidale (F0, F1, F2, F3, F4, F5), valoarea frecvenei fiecruia dintre semnale
este obinut cu relaia: Fn= (1380+n120) Hz.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/b/bf/Dtmf1.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/b/bf/Dtmf1.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/7/7d/Dtmf2.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/7/7d/Dtmf2.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/2/28/Dtmf3.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/2/28/Dtmf3.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/d/d5/DtmfA.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/d/d5/DtmfA.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/9f/Dtmf4.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/9f/Dtmf4.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/1/1c/Dtmf5.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/1/1c/Dtmf5.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/7/7b/Dtmf6.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/7/7b/Dtmf6.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/5/5a/DtmfB.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/5/5a/DtmfB.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/9f/Dtmf7.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/9f/Dtmf7.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/f/f7/Dtmf8.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/f/f7/Dtmf8.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/5/59/Dtmf9.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/5/59/Dtmf9.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/96/DtmfC.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/96/DtmfC.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e7/DtmfStar.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e7/DtmfStar.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/2/2d/Dtmf0.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/2/2d/Dtmf0.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c4/Dtmf-.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c4/Dtmf-.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/99/DtmfD.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/99/DtmfD.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/99/DtmfD.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c4/Dtmf-.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/2/2d/Dtmf0.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e7/DtmfStar.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/96/DtmfC.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/5/59/Dtmf9.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/f/f7/Dtmf8.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/9f/Dtmf7.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/5/5a/DtmfB.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/7/7b/Dtmf6.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/1/1c/Dtmf5.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/9f/Dtmf4.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/d/d5/DtmfA.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/2/28/Dtmf3.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/7/7d/Dtmf2.ogghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/b/bf/Dtmf1.ogg7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
10/53
Semnalizarea de numerotaie prin cod CCITT nr.4, realizeaz transmiterea informaiei
de selecie ntre dou centrale internaionale. n acest caz sunt folosite pentru
semnalizare 2 frecvene vocale: 2040Hz i 2400Hz, cu o toleran de 6%. Cele dou
frecvene de semnalizare sunt transmise n linie succesiv, durata de recunoatere fiind
(4010)ms. Fiecare cifr a numrului internaional este transmis n cod binar cu 4bii.Cei 4 bii ai unei cifre sunt transmii serial, pentru valoarea zero logic transmindu -se
frecvena de 2400Hz, iar pentru valoarea unu logic transmindu-se frecvena de
2040Hz. Cei patru bii asociai unei cifre sunt separai prin perioade scurte de linite.
Dintre multiplele utilizri ale semnalului dreptunghiular n domeniul telecomunicaiilor,
cea mai important este legat de sincronizarea necesar ntre echipamentele de
emisie i echipamentele de recepie.
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
11/53
SEMNALUL DE AUDIOFRECVEN
Un semnal de frecven audio este caracterizat de o vibraie periodic a presiunii
atmosferice, care este auzit de urechea uman. Domeniul acceptat pentru frecvenele
audio este cel de la 20 Hz pn la 20 KHz.
Orice sunet este asociat cu un spectru (o sum) de frecvene audio. De asemenea, un
sunet se manifest prin variaii de presiune care se transmit (se propag) att prin fluide
ct i prin solide. Prin urmare, un sunet este nsoit de o transmisie la distan a unei
energii mecanice, iar mediul de transmisie poate fi gaz, lichid, sau solid.
Viteza de deplasare a sunetului depinde de mediul de propagare:
aproximativ 343 m/s dac mediul este aerul din atmosfer (200C);
aproximativ 1482 m/s dac mediul este apa (200C);
aproximativ 5960 m/s dac mediul este un corp din oel (200C).
Un sunet special, cu spectrul format dintr-o singur frecven audio va fi caracterizat de
urmtoarele mrimi : frecven ( f ), perioad (T ), lungime de und ( ), amplitudine
vrf-vrf ( A v-v), valoare eficace ( A ef). Aceste caracteristici sunt n general proprieti
ale undelor.
Transformarea unui sunet n semnal electric se face cu ajutorul microfonului. Microfonul
transform variaiile de presiune n variaii de amplitudine ale tensiunii semnalului
electric. Microfonul este utilizat n multe aplicaii : convorbiri telefonice, nregistrri
audio, producii cinematografice, proteze auditive, radiodifuziune, televiziune.
Fabricarea microfoanelor se face plecnd de la urmtoarele principii de funcionare:
1. generarea electromagnetic a semnalului electric ntr-o bobin (microfonul
dinamic)
2. generarea semnalului electric prin modificarea unei capaciti (microfonul cu
condensator)
3. generarea semnalului electric prin presiune mecanic asupra unui cristal special
(microfonul piezoelectric)
Fiecare din cele trei principii presupune o membran mobil, care este deplasat de
semnalul sonor prin intermediul variaiilor de presiune:
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
12/53
- microfon dinamic membrana mobil este solidar cu o bobin de
dimensiuni mici, care se va mica ntr-un cmp magnetic permanent dnd
natere unui curent variabil.
- microfon cu condensator membrana mobil constituie una dintre cele 2
armturi ale unui condensator care va avea capacitate variabil.- microfon piezoelectricmembrana mobil va determina o presiune mecanic
pe un cristal special (piezoelectric), care n funcie de presiune va genera o
tensiune electricvariabil.
Deoarece semnalul electric obinut cu un microfon este de valoare mic, se impune
utilizarea unui amplificator de tensiune.
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
13/53
SEMNALUL DE RADIOFRECVEN
Semnalul de radiofrecven este un semnal electric alternativ care aplicat unui
circuit special denumit antendetermin apariia i propagarea undelor radio.
Propagarea undelor radio n spaiul atmosferic se realizeaz aproximativ cu viteza
luminii (300 000 Km/s).
Semnalul de radiofrecven fiind un semnal alternativ de perioad T, el va fi
caracterizat i de o lungime de undproprie (). Lungimea de undeste definit ca fiind
egal cu distana parcurs de semnalul de radiofrecven pe durata unei perioade T.
Prin urmare :
= vT ; (v=300 000 Km/s).
Este cunoscut c relaia dintre frecvena fi perioada T a unui semnal sinusoidal are
forma : T [sec.]= 1/f [Hz].
De exemplu:semnalul sinusoidal corespunztor reelei electrice avnd frecvena
de 50Hz, va avea o perioad:
T [sec.]= 1/f [Hz] =1/50= 1000ms/50= 20ms
Spectrul semnalelor de radiofrecven este mprit n benzi dup frecven i lungimea
de und, n conformitate cu tabelul 1.
Trebuie subliniat c benzile ELF, SLF, ULF, VLF se suprapun cu spectrul frecvenelor
audio, dar trebuie avut n vedere c, dac sunetele se propag prin variaii ale presiunii
atmosferice (vs = 344 m/s), undele radio se propag n atmosfer prin variaiide natur
electromagnetic (vur= 300 000 Km/s).
Pentru o transmisie eficient de radiodifuziune (UL, UM, US, UUS) este necesarca antena (n special cea de emisie, dar i cea de recepie) s aib dimensiunea
comparabil cu lungimea de und a semnalului de radiofrecven. n cazul undelor
radio cu lungimea de und foarte mare (undele lungi i medii) acest aspectdevine un
inconvenient de utilizare.
Propagarea undelor de radiodifuziune de la antena de emisie spre antenele de
recepie se poate face n trei moduri:
propagarea n linie dreapt (UUS);
propagarea cu ajutorul reflexiei n ionosfer (UM, US):
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
14/53
propagarea la nivelul solului prin unde de suprafa(UL).
Microundele se propag n linie dreapt, fiind nevoie de vizibilitate direct ntre antena
de emisie i antena de recepie. n domeniul microundelor sunt utilizate antene
parabolice, al cror diametru este proporional cu lungimea de und.
TABEL 1Benzile de radiofrecven
Nume band Abreviere FrecveneLungimi de
und Utilizri
Extrem de joasfrecven
ELF (EJF) 3 - 30 Hz 100 000-10 000 Km
Comunicaii cumediul submarin
Super joasfrecven
SLF (SJF) 30300 Hz 10 000-1000 Km
Comunicaii cumediul submarin
Ultra joasfrecven
ULF (UJF) 3003000 Hz 1000-100 Km Com. cuexploatri miniere
Foarte joasfrecven
VLF(FJF)
330 KHz 10010 Km Comunicaii ntresubmarine
Joas frecven LF (JF) 30300 KHz 101 KmUnde lungi-MA
Medie frecven MF 3003000 KHz 10,1 Km Unde medii-MAnalt frecven HF (IF) 330 MHz 10010 m Unde scurte-MAFoarte naltfrecven
VHF (FIF) 30300 MHz 101 m Undeulttrascurte-MF
Ultra nalt
frecven
UHF (UIF) 3003000 MHz 10010 cm TV, GPS, Com.
celulare, ReeleLAN
Supra naltfrecven
SHF (SIF) 330 GHz 101 cm Comunicaii prinsatelii i
radiorelee
Extrem de naltfrecven
EHF (EIF) 30300 GHz 101 mm Legturi avansaten microunde
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
15/53
PRELUCRAREA SEMNALELOR N TELECOMUNICAIITransformarea prin eantionare, cuantizare, codare
Semnalele electrice cu care se lucreaz n telecomunicaii se mpart n dou mari
categorii: semnale analogice i semnale digitale (numerice).
Semnalul analogiceste un semnal continuu, att pe axa timpului ct i pe axa
amplitudinilor. Un exemplu tipic de astfel de semnal este tensiunea de ieire a unui
microfon, care este continuu variabil n funcie de tria semnalului sonor.
Semnalu l n umer iceste discontinuu att n timp ct i n amplitudine.
Prin urmare, un semnal analogic poate fi transformat n semnal numeric prin procedee
de ntrerupere a continuitii n timp i simultan de ntrerupere a continuitii n
amplitudine. Este necesar ca aceste ruperi s nu determine pierderi semnificative dinceea ce reprezint informaia nmagazinat n forma continu a semnalului analogic.
Eantionare- operaia de rupere n timp;
Cuantizare - operaia de rupere n amplitudine.
n telecomunicaii semnalele analogice i cele numerice au avut mult vreme o
existen separat i independent. Transmisiunile telefonice, radio i de televiziune
funcionau exclusiv cu semnale analogice, iar n telegrafie i n transmisiunile de date
se foloseau numai semnalele numerice. Semnalul digital, caracteristic iniial telegrafiei
i transmisiunilor de date, are avantajul simplitii, este mult mai rezistent la zgomot n
comparaie cu cel analogic, iar echipamentul de transmisie utilizat este fiabil i
nepretenios din punctul de vedere al reglajelor necesare. La nceput , aparatura digital
a avut un grad de complexitate ridicat, ns o dat cu apariia circuitelor digitale
integrate, proiectarea acestei aparaturi nu a mai ridicat probleme deosebite.
Avantajele transmisiunilor numerice au determinat abordarea unor procedee tehnice
pentru transmisia digital a informaiilor de tip analogic. Modulaia impulsurilor n cod
(PCM=Pulse Code Modulation), a fost procedeul adoptat iniial n cele mai multe dintre
aplicaii. Ulterior, o serie de alte procedee au fost implementate cu scopul de a se
obine un debit binar ct mai redus pentru un anumit semnal analogic (modulaia Delta,
modulaia Delta adaptiv, modulaia PCM diferenial, tehnici de predicie, etc.). n
domeniul transmisiilor digitale video, unde cantitatea de informaie este foarte mare, s-
au impus tehnici speciale de codare i compresie, dezvoltate prin seria standardelor
MPEG (Moving Pictures Experts Group).
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
16/53
Gsirea soluiilor pentru transmisia numeric a semnalelor analogice, a fcut posibil
oferta serviciilor integrate ISDN (Integrated Services Digital Network), prin intermediul
reelei mondiale de telecomunicaii.
n continuare vor fi analizate n mod succint operaiile de eantionare, cuantizare i
codificare, specifice prelucrrii prin modulaie PCM.
Eantionareaeste procedeul prin care un semnal continuu n timp este nlocuit
cu o succesiune de impulsuri situate la intervale egale de timp, ale cror amplitudini
sunt determinate de valoarea semnalului continuu n momentele respective. n Fig. 1.4
este reprezentat procedeul de eantionare aplicat semnalului s(t).
Impulsurile vor fi denumite n continuare eantioane: E0, E1, E2, etc. Durata unuieantion este notat cu ti. Intervalul dintre dou eantioane succesive notat cu TE
reprezint perioada de eantionare. Frecvena de eantionare egal cu inversul
perioadei de eantionare (fE=1/TE), specific n acelai timp numrul de eantioane
transmise ntr-o secund.
Teorema eantionrii precizeaz c un semnal continuu n timp, cu spectrul
limitat la o frecven maxim fMax, este complet definit de eantioanele sale, dac se
alege frevena de eantionare astfel ca s respecte relaia: fE 2fMax. Prin urmare,rezult c dac sunt transmise n fiecare secund un numr n2fMax eantioane egal
distanate, acestea vor fi suficiente pentru refacerea semnalului analogic la recepie.
Aplicarea raionamentelor anterioare la semnalul vocal telefonic, detemin urmtoarele
rezultate acceptate prin norme internaionale:
deoarece spectrul vocal are fMax=3,4 KHz, s-a ales frecvena de eantionare pentru
semnalul telefonic : fE = 8 KHz 2fMax;
perioada de eantionare este : TE=1/fE=1/8000 Hz=1s/8000=125s;
s(t
E0
E1
E2 E3
E4E5
TE
tti
Fig. 1.4 Eantionarea semnalului s(t)
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
17/53
n cazul transmisiei semnalului vocal prin PCM, se transmit n fiecare secund un
numr n=8000 eantioane egal distanate.
Prin eantionare se realizeaz doar o transformare analog/discret, impulsurile
semnalului discret putnd s aib orice valoare, n concordan cu amplitudinile
semnalului analogic.
Prin cuantizare, din numrul infinit al valorilor posibile pentru amplitudinile
impulsurilor, vor fi atribuite numai anumite valori bine stabilite. n acest sens, domeniul
amplitudinilor posibile este divizat ntr-un numr finit de intervale de cuantizare. Toate
amplitudinile care aparin unui anumit interval vor primi aceeai valoare numeric,
specific acelui interval. n Fig. 1.5 este reprezentat n mod sugestiv operaia decuantizare pentru cazul cnd s-a ales numrul intervalelor de cuantizare egal cu 8 (1,
2, 3, 4) .
n acest exemplu, eantioanele care au amplitudini mai mari dect nivelul N3 i mai mici
dect nivelul N4 primesc valoarea +4. Prin urmare se vor transmite valorile: +2 pentru
E0, +3 pentru E1, +4 pentru E2, etc.. Este evident c operaia de cuantizare determin la
recepie erori la refacerea semnalului. Zgomotul de cuantizare este micorat prinmrirea numrului intervalelor, ceea ce implic o complexitate mai ridicat a
echipamentelor de telecomunicaii. n cazul semnalului vocal utilizat n telefonie,
cuantizatrea acestuia se realizeaz cu un numr de 256 intervale, rezultnd 256 valori
posibile (128 nivele pozitive i alte 128 nivele negative).
Dup operaiile de eantionare i cuantizare se obine o transformare analog/numeric-
zecimal, impulsurile semnalului discret putnd s aib o mulime de valori. La
recepie, determinarea acestor valori cu precizie ar fi destul de dificil, deoarece cu ct
+N4
+N3
+N2
+N1
-N1
-N2
-N3
-N4
Nivele de amplitudine
+4
+3
+1
-4
-2
t
Fig. 1.5 Intervale de cuantizare
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
18/53
numrul valorilor transmise este mai mare, prin micorarea diferenelor dintre ele crete
posibilitatea unei interpretri eronate.
Codif icarea este operaia care uureaz interpretarea necesar la recepie.
Fiecare dintre cele 256 valori posibile vor fi codificate binar, un eantion putnd s fie
reprezentat cu 8 bii. Bitul cel mai din stnga va specifica semnul, iar urmtorii 7 bii vor
desemna amplitudinea eantionului, care va fi cuprins ntre 0 i 127. Dup operaiile
de eantionare, cuantizare i codificare se obine o transformare analog/numeric -
binar, cu alte cuvinte semnalul analogic a fost transformat n semnal digital.
Transmisia binar simplific interpretarea la recepie, numrul nivelelor de decizie
reducndu-se de la 256 la dou valori. n Fig. 1.6 este reprezentat ntr-un mod
simplificat, procedeul de obinere a semnalului PCM.
n momentul 0 se transmite valoarea binar aeantionului E0, apoi la momentul 1
se transmite valoarea binar a eantionului E1 i aa mai departe. n canalul decomunicaie se va forma un flux de valori binare. n cazul semnalului telefonic PCM,
semnalul digital transmis va avea un debit pe secund:
(8000 eantioane)8 bii = 64Kb/s.
Valorile binare ale semnalului digital sunt transmise pe canalul de comunicaie fie n
banda de baz (fr prelucrare), fie printr-o codificare de linie, fie prin modulare digital.
Valori zecimale
E4=35
E0=+51
t=0E1=+119
t=1E2=+99
t=2E3=+42
t=3
+127
-127
t
Valori binare
10110011 11110111 11100011 10101010 00100011
t=0 t=1 t=2 t=3 t=4
Fig.1. 6 Obinerea semnalului PCM
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
19/53
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
20/53
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
21/53
PRELUCRAREA SEMNALELOR N TELECOMUNICAII
Transformarea prin modulaie analogic
Deoarece semnalele electrice cu care se lucreaz n telecomunicaii se mpart n dou
mari categorii: semnale analogice i semnale digitale (numerice), abordarea modurilor
de prelucrare prin modulaie se va face separat.
Semnalele analogice se pot transmite n banda de baz (neprelucrate), sau ntr-o
band translatat pe axa frecvenelor, prin procedeul de modulaie.
Modulaia este un procedeu de modificare a caracteristicilor unei oscilaii de
frecven mai nalt n ritmul comandat de un semnal de frecven mai joas.
semnalul purttor- Oscilaia de frecven mai nalt .
semnalul modulator- Oscilaia de frecven mai joas
semnalul modulat - Oscilaia obinut prin procedeul de modulaie
Cnd modulaia este realizat de un semnal modulator analogic, se va utiliza
expresia: modulaie analogic.
Modulaia analogic este utilizat cu urmtoarele scopuri:
- pentru obinerea transmisiilor multiplexate n frecven;
- pentru realizarea unor transmisii de calitate, rezistente la perturbaii;
- pentru obinerea unor lungimi de und a cror radiaie este eficient n
radiodifuziune, sau radiolocaie.
Modulaia analogic folosete ca semnal purttor o oscilaie sinusoidal.
n cazul unei purttoare sinusoidale se pot obine urmtoarele tipuri mai utilizate de
modulaie:
- modulaie de amplitudine (MA) amplitudinea semnalului purttor urmrete
variaiile semnalului modulator;
- modulaie de amplitudine n cuadratur (QAM) amplitudinea i faza semnalului
purttor urmresc variaiile semnalului modulator;
- modulaie de frecven (MF frecvena semnalului purttor urmrete variaiile
semnalului modulator.
Pentru cazul modulaiei analogice de amplitudine, n situaia cnd:
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
22/53
- semnalul purttor are expresia : sp(t) = Apsin 2fpt;
- semnalul modulator are expresia : sm(t) = Amsin 2fmt ,
semnalul modulat va avea expresia : sMA(t) = Ap(1+msin 2fmt)sin 2fpt , iar cele trei
forme de semnal vor avea reprezentrile (n timp i n frecven) din Fig. 1.7.
Dac semnalul modulator conine un spectru de frecvene, semnalul MA va fi compus
din dou benzi laterale, dispuse simetric fa de frecvena semnalului purttor. Spectrul
unui semnal MA are o lrgime egal cu dublul frecvenei maxime din spectrul
semnalului modulator. ntr-adevr, dac semnalul modulator are banda de frecvene de
la f minla fmax, atunci banda lateral inferioar a semnalului MA se va derula de la fp-fmax
la fp-fmin, iar banda lateral superioar de la fp+fminla fp+fmax. Rezult:
fp+fmax-( fp-fmax)=2fmax.
Modulaia de amplitudine are aplicaii tipice n urmtoarele domenii: multiplexarea n
frecven a convorbirilor telefonice, obinerea semnalelor de radiodifuziune MA,
multiplexarea n frecven a programelor de televiziune difuzate prin cablu, etc..
Modulaia n cuadratur realizeaz nsumarea a dou semnale modulate MA.
Prin urmare, exist dou semnale:
- modulatoare sm1(t) = Am1sin 2fm1t i sm2(t) = Am2sin 2fm2t
- purttoare, care au aceeai frecven i aceeai aplitudine, dar sunt
sp(t) sp(f)
Ap
fpt f
sm(t)sm(f)
Am
fm
t f
sMA(t)sMA(f)
Ap
Am/2
fpfp-fm fp+fm
t f
Fig. 1.7 Reprezentri MA
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
23/53
decalate pe axa timpului pentru ca s reprezinte funciile sinus i cosinus:
sp1(t) = Apsin2fpt, respectiv sp2(t) = Apcos 2fpt.
Schema de transmisie n cazul modulaiei analogice QAM (Quadrature Amplitude
Modulation) este reprezentat simplificat n Fig. 1.8.
Semnalele purttoare au expresiile: sp1= Apsin2fpt pentru sm1, respectiv sp2= Apcos2fpt
pentru sm2. Informaia care trebuie transmis este nmagazinat n semnalele
modulatoare sm1i sm2. Dup nsumarea semnalelor modulate rezult semnalul sQAM,
care va avea amplitudinea i faza dependente de cele dou semnale modulatoare, cu
coninut de informaie. La recepie, pentru extragerea coninutului de informaie este
necesar refacerea oscilaiei purttoare furnizate la partea de emisie de ctre
generatorul G. Oscilatorul sincronizat de la recepie are sarcina de a reconstitui faza i
frecvena respectivului semnal.
Banda de frecvene a semnalului QAM este egal cu dublul frecvenei maxime care
exist n spectrele celor dou semnale modulatoare.
O aplicaie tipic a modulaiei QAM este cea utilizat la transmisia celor dou
semnale de crominan, n cadrul sistemelor de televiziune n culori.
Modulaia de frecvenare ca parametri principali:
deviaia maxim de frecven fmax, care este proporional cu intensitatea
maxim a semnalului modulator;
frecvena maxim a semnalului modulatorfm max;
indicele de modulaie al sistemului de transmisie=fmax/ fm max.
n funcie de aceti parametri banda de frecvene a semnalului MF este mai mare sau
mai mic.
sm1
Mod. MA
Mod. MA
Demodulator
MA sincron
Oscilator
sincronizat
Demodulator
MA sincron
FTJ
FTJ
sm1
sm2
G
sMA1
sMA2
sQAM
sin2fpt0
o
90o
cos2fpt
sm2
Fig. 1.8 Transmisia cu modulaie QAManalogic
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
24/53
Se poate exemplifica ce se ntmpl n cazul unei transmisii de radiodifuziune:
semnalul modulator are frecvene cuprinse ntre 50 Hz i fm max=15000 Hz;
deviaia maxim de frecven, determinat de intensitatea maxim a semnalului
sonor i de echipamentele radio de modulaie este fmax=75 000 Hz; rezult =75 000 Hz/15 000 Hz = 5;
banda necesar semnalului MF se calculeaz cu ajutorul unor tabele speciale,
determinate prin calcule matematice i verificate experimental, care specific o
constant k : B=kfmax= 3,275 000 Hz = 240 KHz;
dac prin micorarea n amplitudine a semnalului audio modulator, sau prin
reglarea echipamentului de modulaie se asigur micorarea deviaiei maxime de
frecven la valoarea fmax=50 KHz, atunci banda necesar semnalului MF sereduce la 190 KHz (conform tabelelor : k= 3,8; =3,33).
n realitate lrgimea de band a semnalului cu modulaie MF este infinit. Totui,
admind ca nesemnificative componentele spectrale cu amplitudini mult mai mici dect
semnalul purttor, se poate concluziona:
- pentru indici de modulaie mici ( subunitar; fmax fm max), banda spectral a
semnalului MF este aproximativ egal cu 2fm max(la fel ca n cazul MA);
- pentru indici de modulaie mari (supraunitar; fmaxfm max), banda semnalului MFeste aproximativ egal cu 2(banda lateral)=2(fmax+2 fm max).
Modulaia de frecven are aplicaii tipice n urmtoarele domenii: transmisiile radio
MF, transmisiile de televiziune prin satelii, retransmisiile unor semnale analogice prin
sisteme de radiorelee, comunicaiile speciale realizate prin medii zgomotoase precum
reeaua de curent alternativ, etc..
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
25/53
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
26/53
PRELUCRAREA SEMNALELOR N TELECOMUNICAII
Transformarea prin modulaie digital
Spre deosebire de prelucrarea prin modulaie analogic unde semnalul modulator este
analogic, n cazul prelucrrii prin modulaie digital semnalul modulator are formdigital.
Semnalele digitalese pot transmite n banda de baz (neprelucrate), sau ntr-o band
translatat pe axa frecvenelor, prin procedeul de modulaie.
Transformarea prin modulaie digitaleste utilizat n tehnologia modemurilor digitale,
necesare n transmisiile eficiente (vitez, spectru, putere consumat) pe diverse
suporturi: cabluri cu perechi simetrice, cabluri coaxiale, legturi n microunde. Alegerea
unei tehnici adecvate de modulaie permite obinerea performanelor maxime. Au fost
imaginate i realizate foarte multe tehnici de modem, o parte dintre ele fiind prezentate
succint n continuare:
1. Tehnici de modulaie n amplitudine
a. SC-AM (Modulaie digital de amplitudine cu purttoare suprimat);
b. DSB-SC-AM (Modulaie digital de amplitudine cu purttoare suprimat
i band lateral dubl);
2. Tehnici de modulaie n frecven
a. FSK (Modulaie digital cu deplasare de frecven);
b. MSK (Modulaie digital cu deplasare minim de frecven);
c. DMSK (Modulaie MSK diferenial);
d. GMSK (Modulaie MSK generalizat sau gaussian);
3. Tehnici de modulaie n faz
a. PSK (Modulaie digital cu deplasare de faz);
b. DPSK (Modulaie PSK diferenial);
4. Tehnici combinate de modulaie
a. QAM (Modulaie de amplitudine n cuadratur);
b. QPSK (Modulaie PSK n cuadratur);
c. APK (Modulaie de amplitudine i faz);
d. ADSL (Modulaie multi-tonal discret).
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
27/53
a-semnal binar; b-semnal digital cu MA; c- semnal digital cu MF (FSK); d-semnal digital MP (PSK)Fig.1. 9 SEMNALE MODULATE DIGITAL
n Fig. 1.9 sunt desenate reprezentrile semnalelor care rezult dup modulaii digitale
binare n amplitudine, n frecven i n faz.
Modulaia digital de amplitudine se obine prin transmiterea unei anumite frecvene (F)
pentru valoarea binar unu, iar pentru valoarea binar zero linia de transmisie este
n ateptare (repaus). Acest tip de modulaie este rar utilizat fr alte prelucrri,
deoarece are rezisten mic la zgomote.
Modulaia digital de frecvenconst n asocierea unei frecvene ''F1'' pentru
valoarea binar unu i asocierea altei frecvene F2 pentru valoarea binar zero.
Semnalul cu modulaie binar de frecven este cunoscut sub denumirea de semnal
FSK (Frecvency Shift Keying) i a fost frecvent utilizat la realizarea primelor modemuri
de band vocal. Prin varianta GMSK acest tip de modulaie digital este prezent n
transmisiile de radiotelefonie mobil.
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
28/53
Modulaia digital de fazconst n asocierea unui semnal sinusoidal cu faza
zero pentru valoarea binar unu i cu faz deplasat (ntre 00i 1800) pentru valoarea
binar zero. Semnalul cu modulaie binar de faz se numete semnal PSK (Phase
Shift Keying). Acest tip de modulaie prin varianta DPSK a contribuit substanial lacreterea vitezelor de transmisie ale modemurilor.
Pentru cazul cnd frecvenele purttoare sunt situate n banda vocal (transmisii
pe linia de abonat), evoluia modemurilor s-a desfurat astfel:
primele modemuri care au funcionat cu viteze mici de transmisie au folosit
tehnica de modulaie FSK;
urmtoarele modemuri care au funcionat cu viteze medii au folosit tehnica demodulaie DPSK;
vitezele mari i foarte mari au putut fi realizate cu tehnici combinate de modulaie
(QAM, QPSK, APK, ADSL).
La nceputul prelucrrilor prin modulaie, fiecare bit era semnalizat printr-o singur
modificarefcut semnalului purttor (n amplitudine, n frecven, sau n faz). Viteze
mrite au putut fi ns obinute cnd o semnalizare s-a asociat unui grup de bii. n cazul
modulaiei digitale DPSK, dac se face o semnalizare pentru un grup de 2 bii vor fi
necesare 4 modificri de faz, iar dac se face o semnalizare pentru un grup de 3 bii
vor fi necesare 8 modificri de faz (o deplasare de faz pentru fiecare combinaie
diferit a grupului de trei bii). n cazul modulaiei QAM, dac se face o semnalizare
pentru fiecare grup de cte 8 bii, va fi necesar ca fiecare semnalizare s poat avea
256 de variante distincte (256 de semnalizri, care s se asocieze cu cele 256
combinaii posibile cu 8 bii).
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
29/53
MULTIPLEXAREA SEMNALELOR N TELECOMUNICAII
Prin multiplexare, un canal de comunicaie este utilizat n acelai timp de mai muli
utilizatori. La nceput n reeaua de telefonie, s-a utilizat transmisia multiplexat numai
n poriunea denumit transfer la distan. Ulterior, o dat cu dezvoltarea tehnologic,
s-a transmis prin metode de multiplexare i n poriunea transfer zonal sau n anumite
situaii n poriunea acces pentru abonaii speciali. Exist dou procedee importante
de multiplexare: multiplexarea cu partajare n frecven i multiplexarea cu partajare n
timp.
Multiplexarea cu partajare n frecven.
n Fig. 1.10 este prezentat modul de utilizare a tehnicii de multiplexare cu partajare nfrecven FDM (Frequency Division Multiplexing).
n Fig. 1.10 sunt multiplexate trei semnale de convorbire, cu spectrele s1(f), s2(f), s3(f).
Prin procedeul de translatare pe axa frecvenelor a celor trei spectre (modulaie n
amplitudine cu frecvenele purttoare: fp1=8KHz, fp2=12KHz, fp3=16KHz), urmat de
separarea benzilor laterale superioare (filtrare trece sus) i alturarea prin nsumare a
spectrelor rezultante, se obine un semnal multiplexat, care ocup banda de frecvenede la 8,3 KHz la 19,4 KHz. Prin urmare, frecvenele celor trei convorbiri au fost astfel
modificate nct spectrele ce rezult vor fi amplasate pe axa frecvenelor unul lng
altul i vor putea fi transmise mpreun, ca grup unitar.
Multiplexarea semnalelor prin partajare n frecven presupune c banda de frecvene a
unei legturi de transmisie (legtur prin conductoare metalice, legtur radio n
microunde, legtur prin fibre optice) este divizatn subbenzi, acestea putnd s fie
folosite simultan, fiecare subband fiind destinat pentru transmisia unui semnal. n
cazul transmisiei prin conductoare metalice, au fost dezvoltate sisteme standardizate de
s1(f) s1(f+f 1) 11,4KHz
s2(f) s2(f+fp2) 15,4KHz
s3(f
s3(f+fp3
0,3 3,4 16,3KHz
SMUX(f)
8,3
11,412,3 15,4
16,319,4
f KHz
f
f
fp1= 8KHzfp2= 12KHzfp3= 16KHz
f
f
ff
Fig. 1.10 Transmisia multiplexat cu partajare n frecven
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
30/53
cureni purttori (frecvene purttoare) pentru 12 convorbiri (grup primar), 60 convorbiri
(grup secundar), 300 convorbiri (grup teriar), etc.. Banda de frecvene ocupat de
grupul primar este de la 60 KHz la 108 KHz, iar banda de frecvene ocupat de grupul
secundar este de la 312 KHz la 552 KHz (o convorbire transmis multiplexat prin
partajare n frecven are nevoie de o subband de 4 KHz). n cazul transmisiei pe fibroptic, partajarea n frecven se obine prin utilizarea unor impulsuri de lumin cu
lungimi de und diferite (WDM: multiplexare prin lungime de und).
Tehnica de multiplexare FDM s-a dezvoltat i a fost utilizat intens pentru transmisiile
telefonice ntre anii 1920 i 1960. Declinul manifestat dup 1980, s-a datorat
urmtoarelor dezavantaje:
n cazul transmisiilor la distan,amplificarea repetat a semnalului multiplexat
este surs de diminuare a raportului semnal-zgomot (zgomotul este amplificat
mpreun cu semnalul util);
operaiile de reglare i de ntreinere ale echipamentului de multiplexare FDM
sunt complexe i necesit un grad ridicat de precizie;
facilitile oferite de utilizarea tehnicii FDM sunt mai puine n comparaie cu cele
oferite de tehnica de multiplexare n timp, care permite servicii ISDN, sau servicii
Internet.
Dei utilizarea tehnicii FDM s-a diminuat n domeniul transmisiilor convorbirilor
telefonice, totui au rmas o serie de alte ntrebuinri:
1. tehnologia ADSL folosete partajarea n frecven;
2. multe modemuri FSK funcioneaz duplex prin partajarea n frecven a
sensurilor de transmisie;
3. difuzarea programelor de televiziune prin cablu se face de cele mai multe
ori prin tehnic FDM;
4. transmisiile radio att analogice ct i digitale folosesc de asemenea
partajarea n frecven.
Multiplexarea n timp.
Spre deosebire de multiplexarea n frecven, care se poate utiliza cu succes att
pentru semnalele analogice ct i pentru semnalele digitale, multiplexarea n timpse
utilizeaz numai n cazul semnalelor digitale. Metoda de multiplexare n timp aloc un
interval temporal,n mod repetitiv, pentru fiecare semnal digital de transmisie. n cazul
cnd sunt multiplexate convorbiri telefonice, informaia vocal a unui canal se transmite
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
31/53
sub forma unor eantioane de semnal cu perioada de repetiie egal cu TE=125s.
Deoarece durata necesar transmisiei unui eantion codificat binar este mult mai mic
dect perioada de eantionare TE, timpul rmas disponibil poate fi utilizat pentru
transmiterea unor eantioane corespunztoare altor semnale de la ali abonai. Prin
urmare, o perioad de eantionare este divizat n intervale temporale, fiecare intervalfiind atribuit unui semnal de transmisie. n Fig. 1.11 sunt reprezentate intervalele
temporale aa cum sunt alocate n cazul multiplexului primar E1, proiectat pentru 30
convorbiri (PCM 30).
Transmisia n multiplexul primar PCM 30 este mprit n cadre de timp cu durata de
125 s. Un cadru de 125 s conine 30+2 intervale temporale (IT). Intervalul IT0 este
folosit la transmisia informaiei de sincronizare, iar intervalul IT16 este folosit pentru
transmisia semnalizrilor. Restul intervalelor temporale (30) sunt destinate pentru
transmisia convorbirilor prelucrate PCM. Un multiplex primar PCM 30 este caracterizatde urmtoarele valori ale mrimilor de transmisie:
durata unui cadru este egal cu 125 s(perioada de eantionare a semnalului
vocal);
durata unui interval temporal IT este egal cu 125 s/32 = 3,9 s;
numrul biilor transmii ntr-un interval temporal este egal cu 8;
durata unui bit este egal cu 3,9 s/8 = 488 ns;
frecvena cu care sunt transmisie cadrele este egal cu 1/125 s = 8000 Hz; numrul biilor transmii n fiecare cadru este egal cu 832 = 256 bii;
numrul de bii transmii n fiecare secund (debitul de transmisie) este egal
cu 256 bii8 000 Hz = 2 048 000 bii pe secund = 2 048 Kb/s = 2048 Kbps.
Pentru ca la emisie eantioanele unei convorbiri s fie transmise pe acelai interval
temporal alocat, iar la recepie extragerea eantioanelor pentru un anumit destinatar s
se fac din intervalul temporal corespunztor, este nevoie de sincronizare ntre emisie
i recepie. Operaia de sincronizare presupune un sincronism de cadru , un sincronismde interval temporal i un sincronism de bit. Necesitatea sincronizrii poate fi dedus i
S(tS1 S2 S3 S4
TE=125sS30 S31 S32 S1 S2
IT
0
IT
1
IT
2
IT
3
IT
29
IT
30
IT
31
IT
0
IT
1S1=informaie de sincronizare; S17=informaie de semnalizare;
S2.S16; S18.S31=semnale digitale de convorbire.
t
Fig. 1.11Corespondena dintre cele 32 semnale i cele 32 intervaletemporale
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
32/53
din analizarea sistemului de multiplexare cu patru intervale temporale reprezentat n
Fig. 1.12, unde A1 este n convorbire cu B1, A2 cu B2, etc..
Transmisia pe baza schemei din Fig. 1.12 funcioneaz corect dac se menine un
sincronism necesar ntre viteza de rotaie a comutatorului K2, care are rolul unui
echipament demultiplexor i viteza de rotaie a comutatorului K1, care are rolul
echipamentului multiplexor. Momentul iniial (faza rotaiei) trebuie de asemenea
specificat printr-un semnal de sincronizare a cadrelor.
Multiplexarea semnalelor la emisie se realizeaz electronic, prin conectarea
succesiv pe durata unui interval temporal a fiecruia dintre semnale la suportul de
transmisie. La recepie, dup regenerarea semnalului, separarea biilor, separarea
intervalelor temporale, direcionarea spre destinatarul corespunztor se face cu ajutorul
echipamentului demultiplexor. Se folosete de asemenea o schem electronic,prevzut cu mecanisme de sincronizare pentru separarea corect a biilor, a
intervalelor temporale, a cadrelor.
Suport de transmisieK1 K2
Echip.
multiplexor Echip.demultiplexor
A1
A2
A3
A4
B1
B2
B3
B4Fig. 1.12Sincronismul MUX-DEMUX
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
33/53
Echipamentele multiplexorului PCM 30 sunt utilizate de regul n urmtoarele situaii
specifice:
pentru interconexiuni ntre dou centrale;
pentru conectarea unui grup de 30 abonai la o central de comutaie.
n Fig. 1.13 sunt reprezentate cele dou moduri frecvent utilizate, unde transmisia se
realizeaz prin echipamente de multiplexare PCM 30. Multiplexarea prin metoda PCM
30 presupune conexiune pentru fiecare sens de transmisie. n cazul legturii prin
perechi de cupru, interconectarea ntre echipamentele PCM se realizeaz cu 4 fire
metalice, cte dou pentru fiecare sens de transmisie. Sistemul de multiplexare PCM
30 atribuie pentru fiecare convorbire dou intervale temporale, un interval pentru sensul
de transmisie de la A la B i alt interval pentru sensul de transmisie de la B la A.
Trecerea de la conexiunea pe dou fire (spre telefonul de abonat) la conexiunea pe
patru fire (dou fire pentru fiecare sens PCM de transmisie), se face cu ajutorul
transformatorului diferenial. Transformatorul diferenial separ semnalul emis care
trebuie auzit numai de abonatul B, de semnalul recepionat care trebuie auzit numai de
abonatul A.
Legtura prin perechi de cupru impune amplasarea la distane de 2 -4 Km a unor
regeneratoare de semnal PCM, care au sarcina de a reface semnalul atenuat i
distorsionat. Eliminarea necesitii de instalare a regeneratoarelor se obine dac n
locul conexiunilor cu perechi de cupru sunt realizate conexiuni cu fibre optice. n ultimul
timp sunt frecvent folosite conexiuni cu fibre optice ntre concentratoarele zonale i
centralele de comutaie. Transmisia PCM 30 pe fibr optic nu necesit regenerare
dac distana este mai mic de 20 Km.
Central
de
comutaie
Multi-plexor
Demulti-
plexor
Demulti-plexor
Multi-
plexor
Central
de
comutaie
Multi-plexor
Dmulti-
plexor
Demulti-plexor
Multi-
plexor
Central
decomutaie
Concentrator
2Mb s
2Mbps
2Mbps
2Mbps
T1
T2Fig. 1.13Modaliti de utilizare ale multiplexului primaar PCM 30
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
34/53
Transmisia PCM 30 pe canal radio este folosit ndeosebi pentru asigurarea
comunicaiilor de radiotelefonie mobil n localitile urbane. Se folosesc frecvene
purttoare ntre 13 GHz i 38 GHz. Distana emisie-recepie este de 5-10 Km.
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
35/53
ANTENE PENTRU TELECOMUNICAII
Antena este un dispozitiv destinat extragerii energiei dintr-un cmp
electromagnetic (antena de recepie), sau radierii energiei sub forma cmpului
electromagnetic (antena de emisie). Aceeai anten poate fi utilizat att pentru emisie
ct i pentru recepie, pstrndu-i n ambele cazuri caracteristicile proprii.
NOIUNI GENERALE
Undele radiosunt radiaii electromagnetice cu frecvena mai mare de 150 KHz,
avnd proprietatea de a se propaga (deplasa) n spaiu prin intermediul a dou cmpuri
simultane : un cmp electric i un cmp magnetic. Cele dou cmpuri sunt n faz iperpendiculare unul pe cellalt. Direcia de propagare a radiaiei electromagnetice este
perpendicular pe planul ce conine cele dou direcii ale cmpurilor electric i
magnetic.
Oricare ar fi frecvena de oscilaie a radiaiilor electromagnetice, acestea se propag n
vid cu aceeai vitez : 300 000 Km/secund. n sistemele de radiodifuziune pentru
emisie sunt folosite frecvenele ce depesc valoarea de 150 000 Hz, deoarece
antenele de emisie produc o radiaie eficient numai n cazul semnalelor cu o frecven
suficient de mare.
Antenele emitoarelorsunt amplasate n spaii deschise, pe cldiri nalte, sau pe
vrfurile unor forme de relief (dealuri, muni). Antenele folosite n emisiile radio
tradiionale sunt omnidirecionale n plan orizontal, pe cnd emisiile radio la frecvene
foarte mari au nevoie de antene direcionale (parabolice). Necesit conductoare cu
diametre mari i materiale izolatoare adecvate pentru tensiuni nalte.
Antena de recepieeste de fapt un circuit oscilant deschis, cu rolul de a capta o
parte ct mai mare din energia cmpului electromagnetic existent la recepie i s o
transforme n semnal electric util. O anten eficient are dimensiunea comparabil cu
lungimea de und () a semnalului recepionat. Sensibilitatea foarte bun a
radioreceptoarelor moderne, elimin necesitatea unorastfel de antene MARI.
TIPURI DE ANTENE
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
36/53
n comunicaiile electronice prin unde radio sunt frecvent utilizate urmtoarele variantede anten:
- Antena dipol
- Antena fir conductor exterior
- Antena telescopic- Antena cu bar de ferit- Antena Yagi
- Antenaparabolic
Antena dipo leste utilizat n domeniul undelor de radiofrecven metrice (30-300MHz),
fiind ndeosebi destinat radiodifuziunii FM i televiziunii VHF.Exist 2 variante: antena
dipol-simplu i antena dipol-ndoit. Antena dipol-simplu este anten de referin pentru
calculul ctigului unei antene oarecare (antena care are o alt form). Lungimea L a
unei antene dipol folosit pentru recepia/emisia unei anumite lungimi de und
respect relaia:
L/ 2
n figura 1.14 este reprezentat antena dipol-simplu.
Fig. 1.14
Antena f ir con duc tor exter ior este utilizat de obicei pentru recepia stailor radio
ndeprtate, care emit pe lungimi de und decametrice sau hectometrice (300KHz-
30MHz). Acest tip de anten este amplasat orizontal, la nlimi mai mari de 10m, iar
n raport cu liniile de alimentare cu energie electric trebuie s aib o poziie
perpendicular.
Antena telescopiceste folosit pentru recepia de radiodifuziune n domeniul undelor
scurte i ultrascurte. Are o lungime de maxim 1,5m.
Antena cu bar de ferit este folosit pentru recepia de radiodifuziune n domeniul
undelor lungi i medii. Const dintr-o bar de ferit pe care se bobineaz una sau mai
multe bobine, acestea fcnd parte din circuitul de intrare al receptorului (Fig.1.15).
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
37/53
Fig. 1.15
Antena Yagi este antena tipic pentru recepia televiziunii terestre. Const dintr-o
combinaie de mai multe elemente pasive amplasate paralel de o parte i cealalt a
unui dipol nchis. Elementele pasive constituie directorii i reflectorii antenei, iar
dipolul nchis constituie elementul activ al antenei numit dipol activ (Fig. 1.16).
Fig. 1.16
Antena parabolic are form parabolic i este utilizat n domeniul microundelor,
adic de la 3 la 30 GHz (Fig. 1.17).
Fig. 1.17
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
38/53
CUPLAJUL ANTENELOR LA RECEPTOR.
Semnalul cules de o anten este furnizat receptorului prin intermediul unui cablu decoborre (cablu bifilar sau cablu coaxial), aa cum sugereaz desenul din figura 1.18.
Fig. 1.18Antenele inductive (antena cu bar de ferit) se cupleaz la intrarea de recepie ca nfigura 1.19.
Antenele capacitive (dipol, telescopic, fir exterior, Yagi) sunt cuplate la o intrare de
recepie ca n figura 1.20.
Antenele parabolice sunt cuplate la o intrare de recepie prin intermediul unui
amplificator de zgomot mic LNB.
C
Rintrare(receptor)
N1
N2
Fig. 1.19
C
N2N1
Rintrare(receptor)
Fig. 1.20
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
39/53
PARAMETRII ELECTRICI AI ANTENELOR.
O anten de recepie este individualizat prin urmtorii parametri:
Impedana (Z) a antenei
Impedana (Z) reprezint raportul dintre tensiunea i curentul ce corespund antenei
respective. Impedana are o component pasiv i una reactiv. Frecvena de acord a
antenei corespunde acelei frecvene pentru care componenta reactiv se anuleaz.
Ctigul (G)al antenei
Ctigul (G) exprimat n decibeli, este raportarea tensiunii obinute cu antena
respectiv la tensiunea obinut cu antena dipol (/2 simplu). La o anten Yagi ctigul
crete o dat cu numrul de elemente utilizate.
Banda de trecere (B)a antenei
Banda d e trecere (B)este definit la fel ca la un circuit filtru trece band (la -3dB).
Directivitatea antenei
Directivitatea este proprietatea caracteristic unei antene de a avea un randamnent
mai mare sau mai mic n funcie de orientarea ei. Raportul fa-spate exprim n
decibeli raportul dintre randamentul maxim i randamentul minim. Antena cu bar de
ferit are caracteristica de directivitate sub forma cifrei 8, cu randamentul maxim pe
direcia perpendicular pe axul barei de ferit. Antena parabolic are o caracteristic de
directivitate foarte ascuit (ngust).
Tabel
ANTENE DE RECEPIE (A.R.)TIP A.Rcu FERIT
A.RTelescopic
A.RDIPOL/2
A.RParabolic
A.RExterioar
/2UTILIZARE UL; UM US; UUS UUS Microunde UL; UM
RADIOA-MATORI
FUNCIONARE Directiv Directiv Directiv F.directiv
Directiv
ORIENTAREAxul feritei
perpendicular
pe direcia depropagare
Linia anteneiperpendicular
pe direcia depropagare
Axul dipoluluiperpendicular
pe direcia depropagare
Deschidereaspre
emitor
Linia anteneiperpendicular
pe direcia depropagare
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
40/53
LANUL DE TRANSMISIE N RADIODIFUZIOUNE
ntre informaia transmis prin radiodifuziune de un post de emisie oarecare i un
radioasculttor se constituie un lan de transmisiune, reprezentat simplificat n fig.
1.21.
Componentele lanului de transmisiune n radiodifuziune:
1. Partea de emisie (oscilatorul de radiofrecven, amplificatorul de audiofrecven,
modulatorul i antena de emisie AE)
2. Partea de recepie (antena de recepie AR, circuitul selectiv, demodulatorul,
amplificatorul de audiofrecven i difuzorul)
3. Legtura dintre emisie i recepie, care se realizeaz printr-un canal radio
Oscilator
RF
MOD
Amplif.
AF
Circuit
selectiv
DEMOD Amplif.
AF
Canal
radio
AE AR
Mesaj
audio
Fig. 1.21
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
41/53
Rolul blocurilor din figura 1.21 :
1.
- Oscilatorul de radiofrecven (RF) stabilete frecvena pilot (frecvena purttoare) a
staiei de emisie.
-Amplificatorul de audiofrecven (AF) mrete semnalul audio (semnal modulator) la
un nivel necesar.
- Modulatorulrealizeaz modificarea semnalului purttor de radiofrecven (modificarea
amplitudinii, sau a frecvenei), dup o comand venit de la semnalul audio.
- Antena de emisie AE transmite spre radioasculttori, semnalul de radiofrecven
modulat.
2. Canalul radiocorespunde unei benzi de frecvene alocate n cazul unei anumite zone
de recepie exclusiv postului de emisie recepionat. Banda necesar unei transmisii MA
este 9 KHz, respectiv n cazul unei transmisii MF 300 KHz, de o parte i alta a
frecvenei staiei de emisie.
3.
- Antena de recepie ARculege semnalul de radiofrecven emis i ajuns la recepie
prin intermediul diverselor canale radio.
- Circuitul selectivalege semnalul emis de postul dorit a fi ascultat.
- Demodulatorulextrage informaia audio din semnalul de radiofrecven modulat.- Amplificatorul audio AFmrete amplitudinea semnalului de audiofrecven i excit
cu acest semnal un difuzor.
Problemele tehnice cerute a fi rezolvate la partea de emisie sunt urmtoarele:
O stabilitate foarte ridicat a frecvenei purttoare (frecvena pilot)
O precizie foarte bun a transformrii prin modulaie
O putere relativ mare a semnalului de radiofrecven modulat i emis pe canalulradio
Schema bloc a unui radioreceptor cu schimbare de frecven (radioreceptor
superheterodin) este reprezentat n figura 1.22.
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
42/53
Blocul 1este un amplificator selectiv de radiofrecven.
Blocul 2reprezint schimbtorul de frecven, care asigur la ieirea sa un semnal cu
frecvena constant, numit frecven intermediar :
fi= fo- fr
Blocul3 este oscilatorul local, care asigur la ieirea sa o frecven variabil foobinut
prin modificarea capacitii unui condensator variabil. Aceast operaie corespunde
seleciei postului de emisie dorit (acordarea radioreceptorului). Deoarece condensatorul
variabil al oscilatorului local este cuplat solidar cu un alt condensator variabil care
asigur selectivitatea variabil a blocului 1 (amplificatorul de radiofrecven), rezult o
dependen ntre foi fr, prin urmareoperaia de selectare a unei staii deradio este
mult mai simpl i mai sigur.
Blocul 4 (amplificatorul de frecven intermediar) este un amplificator deosebit de
performant prin selectivitate i prin valoarea amplificrii. n majoritatea
radioreceptoarelor superheterodin, banda amplificatorului AFI are frecvena central,
fie 455 KHz n cazul recepiei MA, fie 10,7 MHz n cazul recepiei MF. Prin amplificatorul
de frecven intermediar s-a rezolvat n mare parte problema sensibilitii.
Blocul 5este circuitul electronic care realizeaz demodularea semnalului recepionat i
amplificat (extragerea informaiei audio). Mai departe mesajul audio este amplificat de
blocul 6 (amplificatorul de audiofrecven), pentru a fi aplicat difuzorului de redare.
Trebuie subliniat c frecvena oscilatorului local (OL) se modific atunci cnd se face
acordul radioreceptorului, n corelaie strns cu frecvena semnalului recepionat i
amplificat de amplificatorul de radiofrecven (ARF). Acest proces este posibil prin
existena condensatorului variabil dublu. Prin urmare, n permanen vor fi adevrate
releiile:
fo= fi+ fr= 455 KHz + fr ; (MA)
1
ARF
3
OL
2
SF
4
AFI
5
DEM
6
AAF
Fig. 1.22
fr
fo
fi
Alimentator220Vc
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
43/53
fo= fi+ fr= 10,7 MHz + fr ; (MF)
Relaiile de mai sus au determinat denumirea de superheterodin, adic se subliniaz
faptul c frecvena oscilatorului local este ntotdeauna deasupra frecvenei semnalului
de radiofrecven selectat pentru recepie.
n cazul radioreceptoarelor cu sintez de frecven oscilatorul local beneficiaz deavantajele tehnologiei digitale, acordul nemaifiind realizat prin rotirea unui dublu
condensator ci prin comenzi digitale nainte, sau napoi.
Funciile cele mai importante asigurate de o schem cu sintez de frecven sunt
urmtoarele :
1. asigurarea unei stabiliti a oscilatorului local comparabil cu cea a generatorului
cu cristal de cuar;
2. cutarea automat a canalelor care pot fi recepionate;3. acordarea fin n mod manual sau automat pe fiecare post recepionat;
4. stabilirea unui prag limit pentru semnalul recepionat, sub care nu este luat n
considerare recepia, neasigurndu-se o calitate acceptabil.
Trebuie subliniat c schemele cu sintez de frecven pot funciona cu dispozitivele de
telecomand, de fapt cele dou inovaii s-au promovat reciproc, caracteristicile uneia
avnd nevoie de caracteristicile celeilalte.
Problemele tehnice cerute a fi rezolvate la partea de recepie sunt ridicate n special de
nivelul foarte mic al semnalului cules de antena de recepie . Schemele electrice ale
radioreceptoarelor au evoluat semnificativ de-a lungul anilor, sensibilitatea fiind
mbuntit continuu. Schema bloc a unui radioreceptor cu schimbare de frecven
(radioreceptor superheterodin) este reprezentat n figura 1.23.
Semnificaia notaiilor:
1
ARF
3
OL
2
SF
4
AFI
5
DEM
6
AAF
Fig. 1.23
fr
fo
fi
Alimentator220Vc
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
44/53
- Blocul 1este un amplificator selectiv de radiofrecven.
- Blocul 2reprezint schimbtorul de frecven, care asigur la ieirea sa un semnal cu
frecvena constant, numit frecven intermediar :
fi= fo- fr
- Blocul 3 este oscilatorul local, care asigur la ieirea sa o frecven variabil fo
obinut prin modificarea capacitii unui condensator variabil. Aceast operaie
corespunde seleciei postului de emisie dorit (acordarea radioreceptorului). Deoarece
condensatorul variabil al oscilatorului local este cuplat solidar cu un alt condensator
variabil care asigur selectivitatea variabil a blocului 1 (amplificatorul de
radiofrecven), rezult o dependen ntre foi fr, prin urmareoperaia de selectare a
unei staii de radio este mult mai simpl i mai sigur.
- Blocul 4 (amplificatorul de frecven intermediar) este un amplificator deosebit deperformant prin selectivitate i prin valoarea amplificrii. n majoritatea
radioreceptoarelor superheterodin, banda amplificatorului AFI are frecvena central,
fie 455 KHz n cazul recepiei MA, fie 10,7 MHz n cazul recepiei MF. Prin amplificatorul
de frecven intermediar s-a rezolvat n mare parte problema sensibilitii. Blocul 5
este circuitul electronic care realizeaz demodularea semnalului recepionat i
amplificat (extragerea informaiei audio).
- Blocul 6(amplificatorul de audiofrecven) - amplificmesajul audio pentru a fi aplicatdifuzorului de redare.
Trebuie subliniat c frecvena oscilatorului local (OL) se modific atunci cnd se face
acordul radioreceptorului, n corelaie strns cu frecvena semnalului recepionat i
amplificat de amplificatorul de radiofrecven (ARF). Acest proces este posibil prin
existena condensatoruluivariabil dublu. Prin urmare, n permanen vor fi adevrate
releiile:
fo= fi+ fr= 455 KHz + fr ; (MA)
fo= fi+ fr= 10,7 MHz + fr ; (MF)
Relaiile de mai sus au determinat denumirea de superheterodin, adic se subliniaz
faptul c frecvena oscilatorului local este ntotdeauna deasupra frecvenei semnalului
de radiofrecven selectat pentru recepie.
n cazul radioreceptoarelor cu sintez de frecven oscilatorul local beneficiaz de
avantajele tehnologiei digitale, acordul nemaifiind realizat prin rotirea unui dublu
condensator ci prin comenzi digitale nainte, sau napoi.
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
45/53
Funciile cele mai importante asigurate de o schem cu sintez de frecven sunt
urmtoarele :
1. asigurarea unei stabiliti a oscilatorului local comparabil cu cea a generatoruluicu cristal de cuar;
2. cutarea automat a canalelor care pot fi recepionate;
3. acordarea fin n mod manual sau automat pe fiecare post recepionat;
4. stabilirea unui prag limit pentru semnalul recepionat, sub care nu este luat n
considerare recepia, neasigurndu-se o calitate acceptabil.
Trebuie observat c schemele cu sintez de frecven pot funciona cu dispozitivele de
telecomand, de fapt cele dou inovaii s-au promovat reciproc, caracteristicile uneia
avnd nevoie de caracteristicile celeilalte.
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
46/53
SELECIA UNUI SPECTRU DE FRECVENE
Acordul la recepie se realizeaz cu ajutorul unor circuite selective de radiofrecven.
Un rol important l are schimbtorul de frecven, care asigur la ieirea sa un semnal
cu frecvena constant, numit frecven intermediar :fi= fo- fr
cu fi, s-a notat frecvena intermediar;
cu fo, s-a notat frecvena oscilatorului local;
cu fr, s-a notat frecvena semnalului recepionat.
Schimbtorul de frecven genereaz de fapt att semnalul diferen: fo- fr, ct i un
semnal sum : fo+ fr. La ieire semnalul sum este suprimat prin filtrare.
Parte a schimbtorului de frecven este oscilatorul local, care asigur la ieirea sa o
frecven variabil fo obinut prin modificarea capacitii unui condensator variabil.
Aceast operaie corespunde seleciei postului de emisie dorit (acordarea
radioreceptorului). Deoarece condensatorul variabil al oscilatorului local este cuplat
solidar cu un alt condensator variabil care asigur selectivitatea circuitelor de intrare,
rezult o dependen ntre foi fr , prin urmareoperaia de selectare a unei staii de
radio este mult mai simpl i mai sigur. Amplificatorul de frecven intermediar este
un amplificator deosebit de performant prin selectivitate i prin valoarea amplificrii. n
majoritatea radioreceptoarelor superheterodin, banda amplificatorului AFI are
frecvena central, fie 455 KHz n cazul recepiei MA, fie 10,7 MHz n cazul recepiei
MF. Prin amplificatorul de frecven intermediar s-a rezolvat n mare parte problema
sensibilitii receptoarelor.
Trebuie subliniat c frecvena oscilatorului local se modific atunci cnd se face
acordul radioreceptorului, n corelaie strns cu frecvena semnalului recepionat.
Acest proces este posibil prin existena condensatorului variabil dublu. Prin urmare, n
permanen vor fi adevrate relaiile:
fo= fi+ fr= 455 KHz + fr ; (MA)fo= fi+ fr= 10,7 MHz + fr ; (MF)
Relaiile de mai sus au determinat denumirea de radioreceptor superheterodin, adic
se subliniaz faptul c frecvena oscilatorului local este ntotdeauna deasupra
frecvenei semnalului de radiofrecven selectat pentru recepie.
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
47/53
n cazul radioreceptoarelor cu sintez de frecven oscilatorul local beneficiaz de
avantajele tehnologiei digitale, acordul nemaifiind realizat prin rotirea unui dublu
condensator ci prin comenzi digitale nainte, sau napoi.
Funciile asigurate de o schem cu sintez de frecven sunt urmtoarele :1. asigurarea unei stabiliti a oscilatorului local comparabil cu cea a generatorului
cu cristal de cuar;
2. cutarea automat a canalelor care pot fi recepionate;
3. acordarea fin n mod manual sau automat pe fiecare post recepionat;
4. stabilirea unui prag limit pentru semnalul recepionat, sub care nu este luat n
considerare recepia, neasigurndu-se o calitate acceptabil.
Trebuie observat c schemele cu sintez de frecven pot funciona cu dispozitivele detelecomand, de fapt cele dou inovaii s-au promovat reciproc, caracteristicile uneia
avnd nevoie de caracteristicile celeilalte.
Filtrele sunt circuite prin care pot trece doar semnalele cu anumite frecvene
impuse , n timp ce semnalele avnd frecvene diferite sunt suprimate.
Caracteristica principal a filtrelor este selectivitatea.
Filtrele active sunt realizate cu tranzistoare sau Amplificatoare Operaionale icircuite pasive RC, RL sau RLC. Dispozitivele active asigur ctigul necesar n
tensiune, iar componentele pasive asigur selectivitatea n frecven.
In general, filtrele se grupeaz dup modul n care tensiunea de ieire variaz n
funcie de frecvena tensiunii de la intrare.
Fil t rele act ive s unt ut i l izate la p relucrarea semnalelor.
Tipuri de filtre active sunt :
Filtre active trece-jos;
Filtre active trece-sus;
Filtre active trece-band;
Filtre active oprete-band.
Rspunsul filtrului trece-jos
Banda de trecere a unui filtru trece-jos elementar este cuprins ntre 0 Hz i
frecventa de tiere ft, la care tensiunea de ieire este 70,7% din valoarea maxim a
tensiunii n banda de trecere, aa cum se ilustreaz n fig. 1.24 a) .
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
48/53
Fig. 1.24
Rspunsul filtrului trece-sus
Filtru trece-sus este un filtru ce atenueaz semnificativ sau suprim toate
frecvenele mai mici ca ft , lsnd s treac toate frecvenele ce depesc aceast
frecven. Frecvena de tiere este frecvena la care tensiunea de ieire este 70,7% din
tensiunea maxima din banda de trecere, ca in figura 1.25 a).
Fig. 1.25
Rspunsul filtrului trece-bandUn filtru trece-band las s treactoate semnalele cuprinse intre doua frecvene, una
inferioar i cealalt superioar,suprimnd practic toate celelalte frecvene, din afara
benzii respective. Curba rspunsului generalizat al unui filtru trece-band este
prezentat in fig. 1.26.
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
49/53
Fig. 1.26
Rspunsul filtrului oprete band
O alt categorie de filtre active cuprinde filtrele oprete-band , ele suprimnd
frecvenele cuprinse ntr-o anumit band i lsndu-le s treac pe toate celelalte, din
afara benzii respective. Curba rspunsului general al unui filtru oprete -band este
prezentat n figura 1.27.
Fig.1.27
Scheme practice de filtrare
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
50/53
O configuraie de filtrare, este cea trece-band cu dou bucle de reacie, aa cum este
desenat n schema din Fig. 1.28. Cele doua bucle de reacie se formeaz prin R1i
C1, respective prin R2i C2. Componentele R1si C1produc rspunsul de tip trece-jos,
iar R2 si C2, pe cel de tip trece-sus.
Ctigul maxim, A0, se realizeazla frecvena central, care este calculat cu relaia:
fo=321
3121
RRR
RR
C
, dac C1=C2
Filtrul trece-band realizat cu componentele specificate n figura 6, se caracterizeaz
prin frecvena central:
fo= 736 Hz
fo=321
3121
RRR
RR
C
=
)7,2)(180)(68(
7,268
)01,0(21
kkk
kk
F = 736 Hz
n figura 1.30este desenat un filtru trec jos cu doi poli, care asigur o atenuare de -
40dB/decad.
-
+
68k
2,7k
10nF
10nF
180k
Intrare
Ieire
Fig.1. 29
LM741 62
3
7
4
+12V
-12V
-
+
R1
R3
C2
C1
R2
Intrare
Ieire
Fig. 1.28
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
51/53
Dac n figura 1.30 sunt respectate egalitile: R1=R2=R, respectiv C1=C2=C, atuncifrecvena de tiere ftse calculeaz cu relaia:
ft=RC21
Rspunsul filtrelor la semnale de intrare cu diverse frecvene poate fi msurat. Cu o
astfel de msurare se ridic de fapt caracteristica n frecven a filtrului. Se procedeaz
n felul urmtor:
un generator de semnal sinusoidal este reglat pentru a furniza semnale cu
frecvene corespunztoare i cu o amplitudine vrf-vrf constant (de
exemplu:1VVV);
ieirea generatorului se conecteaz la intrarea filtrului;
se aleg nite frecvene reprezentative pentru verificarea funcionrii filtrului
respectiv i se msoar tensiunea vrf-vrf la ieirea filtrului, cu ajutorul
osciloscopului;
se noteaz valorile de ieire la fiecare frecven furnizat de generator;
dup notarea tuturor perechilor (frecven de intrare-amplitudine de ieire), se
traseaz graficul (caracteristica) filtrului.
R3
Ieire
+
-
R4
Intrare R1 R2
C1
C2
Fig. 1.30
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
52/53
V. Index al prescurtrilor i abrevierilor
PCMPulse Code Modulation
MPEGMoving Pictures Experts Group LANLocal Area Network
ISDNIntegrated Services Digital Networkfreacven joas
MA modulaie de amplitudine
QAMmodulaie de amplitudine n cuadratur
MFmodulaie de frecven
FSKFrecvency Shift Keying
PSKPhase Shift Keying
SC-AMModulaie digital de amplitudine cu purttoare suprimat
DSB-SC-AMModulaie digital de amplitudine cu purttoare suprimat i band
lateral dubl
MSKModulaie digital cu deplasare minim de frecven
DMSKModulaie MSKdiferenial
GMSKModulaie MSK generalizat sau gaussian
DPSK- M odulaie PSK diferenial
QPSK Modulaie PSK n cuadratur
APKModulaie de amplitudine i faz
ADSL Modulaie multi-tonal discret
FDMFrequency Division Multiplexing
7/23/2019 Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf
53/53
VI. Bibliografie
1. Andrei, Ilie. (2006). Tehnica transmisiei informaiei, Bucureti: Editura Printech;
2. Bosie, Ion i Wardalla, Mircea. (1997). Msurri speciale n telecomunicaii,vol I
Bucureti Romtelecom;
3. Bosie, Ion i Wardalla, Mircea. Msurri speciale n telecomunicaii, vol II
Bucureti: Editura Agir;
4. Boldea Gheorghe, 1974. Localizarea deranjamentelor din cablurile de
telecomunicaii. Bucureti: Editura Tehnic;
5. Cruceanu, C. i Ctuneanu, V. (1980). Msurri n telecomunicaii, Bucureti:
Editura Didactic i Pedagogic;
6. Doicaru, Vladimir i Prvulescu, Mihai. (1994). Transmisii prin fibre optice,
Bucureti: Editura Militar;
7. Duma, Ioan. (2004). Curs practic de comunicaii optice, U.P.Bucureti;
8. Georgescu, Otilia i Andrei Ilie. (2008). Auxiliar curricular Exploatarea i
ntreinerea reelelor de telecomunicaii;
9. Ghi, Teodor. (1990). Cabluri de telecomunicaii, Bucureti: Editura Tehnic;
10.Rdulescu Tatiana. (2004). Reele de telecomunicaii, Bucureti: Editura Thalia;
11. Marinescu Nicolae, 1985. Radioreceptoare cu circuite integrate, Ed. Tehnic,Buc.
12. C. Gzdaru, C. Constantinescu, 1986. ndrumar pentru electroniti.
Ed. Tehnic, Buc.
13. I. Andrei, A. Trifu, R. Seefeld, 2008. Tehnici i sisteme de radiocomunicaii-
ndrumar de laborator. Ed. Printech, Buc.
14. Colecia revistei Electronica azi;
15.www.wikipedia.org;16. www.qsl.net/yo5qcd/cabluri.htm;
17.www.cs.ucv.ro/staff/dmancas/CD/ro/Cap2.doc;
18. www.optokon.ro/img/articole;
19. www.elcom.pub.ro.
http://www.wikipedia.org/http://www.cs.ucv.ro/staff/dmancas/CD/ro/Cap2.dochttp://www.cs.ucv.ro/staff/dmancas/CD/ro/Cap2.dochttp://www.wikipedia.org/Top Related