Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf

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


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.


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+)


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


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.


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)


7/53

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.


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.


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.ogg


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.


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:


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.


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):


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


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).


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)


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


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


19/53


20/53


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:


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


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


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..


25/53


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).


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.


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).


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


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


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


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


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


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.


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


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).


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


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


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


Axul dipoluluiperpendicular


Deschidereaspre

emitor

Linia anteneiperpendicular



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


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.


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


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


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



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;



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



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.


47/53

n cazul radioreceptoarelor cu sintez de frecven oscilatorul local beneficiaz de

avantajele tehnologiei digitale, acordul nemaifiind realizat prin rotirea unui dublu


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;



Trebuie observat c schemele cu sintez de frecven pot funciona cu dispozitivele detelecomand, de fapt cele dou inovaii s-au promovat reciproc, caracteristicile uneia


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) .


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.


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


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


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


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


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/

Documents

Medii de transmisie a Informatiei (3).pdf