Телеграфные уравнения

Но этот режим оказался «тупиковым» по многим причинам. Перечислим некоторые из них: неэффективность работы из-за низкой (по скорости) информативности обмена; дороговизна телефонных разговоров; плохая защищенность передаваемой информации от несанкционированного доступа и т. д.

Оптическая связь реализует одно из основных преимуществ оптоэлектроники — высокую частоту оптических колебаний (1013...1016 Гц). Широкополосность оптического канала огромна (1010 телефонных разговоров, 10е телевизионных программ). В силу атмосферных условий оптическая связь по открытому пространству невозможна. Поэтому для передачи светового сигнала необходимо использовать специальные каналирующие устройства, именуемые стекловолокнами.

Второй период начался с изобретения электронной лампы — первого активного электронного прибора, способного к различного рода преобразованиям электрических сигналов, усилению мощности. Благодаря многократному усилению слабых сигналов с помощью электронных ламп оказались возможными передача электрических сигналов (например, телефонных разговоров) на большие расстояния и преодоление трудностей, связанных с затуханием сигналов в длинных линиях. Электронные лампы позволили перейти от беспроволочного телеграфа к передаче по радио речи, музыки, а затем и к передаче изображений с помощью телевидения. Крупные технические открытия в электронике следовали одно за другим. 20-е годы XIX в. ознаменовались триумфом радио, в 40-х годах появилась военная электроника, в конце 40-х — начале 50-х годов началось массовое использование телевидения.

ной связи нескольких одновременных телефонных разговоров (высокочастотная телефонная связь) на приемной станции устанавливают фильтры для разделения телефонных сигналов отдельных абонентов. Один из простейших фильтров состоит из катушки и конденсатора, включенных последовательно или параллельно, т. е. представляет собой последовательный или параллельный колебательный контур. Однако в качестве фильтров чаще применяются пассивные четырехполюсники, для которых проще решается одна из важнейших задач — задача согласования нагрузки, и получаются лучшие частотные характеристики.

Сигналы (напряжения и токи) заданной полосы частот выделяют при помощи электрических фильтров. Так, в радиоприемнике из сигналов многочисленных радиостанций фильтры выделяют сигнал одной, принимаемой станции. В энергетических системах при передаче сигналов телеуправления, телеизмерения и автоконтроля по линиям электропередачи высокого напряжения фильтры отделяют эти сигналы от тока промышленной частоты (50 гц). В установках частотного телеуправления многими объектами, например на газопроводе, фильтры выделяют сигналы управления, предназначенные каждому объекту. При организации по воздушным линиям электропроводной связи нескольких одновременных телефонных разговоров (высокоча-

Принципиальная возможность осуществления оптической связи с помощью оптронов иллюстрируется на 10.4, в. В передающем устройстве такой линии связи главный элемент — излучатель света (светодиод, лазер), в приемном — фотоприемник (фотодиод, фототранзистор). Связь между передатчиком и приемником осуществляется с помощью специального световода — волоконно-оптического кабеля, обеспечивающего помехоустойчивость и надежность связи. Широкополосность такого оптического канала огромная (по одной линии связи может быть одновременно передано 1010 телефонных разговоров или 106 телевизионных программ). Подобные линии связи могут быть использованы в вычислительной технике для передачи огромных массивов информации, обрабатываемой в различных блоках ЭВМ.

* Дело в том, что в обыденной жизни понятие информации тесно связано со смыслом. Например, информация о том, что на облигацию займа пал большой выигрыш, будет воспринята Вами по-разному в зависимости от того, кому принадлежит данная облигация. Если эта облигация Ваша, качественный смысл информации N будет один, а если она принадлежит кому-то неизвестному, ценность информации для Вас будет совсем другой. Количество информации не связано со смысловым содержанием сообщения, т. е. количественно нельзя оценить смысл сообщения. Специалиста интересует, например, какое число сообщений или телефонных разговоров можно передать по данной линии связи, но его не интересует смысл этих сообщений, т. е. о чем будут разговаривать абоненты. •

3. Передача дискретны ми сиг налам и. В телемеханике Широкое применение получили не непрерывные, а дискретные и особенно двоичные сигналы, представляющие собой кодовые комбинации из.видео-или радиоимпульсов, модулированные любым методом. Дискретные сигналы лучше противрстоят.воздействию помех,, чем непрерывные. Например, удовлетворительный прием двоичных сигналов возможен, если напряжение сигнала превышает напряжение помех всего в 3—5 раз, тогда как при передаче телефонных разговоров это превышение должно быть в 100— 200 раз. Это объясняется тем, ,что приемники дискретных сигналов должны различать только два значения сигнала («+» от «—•» при AM, ft от fa при ЧМ и 0 от 180° при ОФМ). Прохождение двоичных сигналов нарушается лишь при кратковременных обрывах (перерывах передачи) и сильных импульсных помехах, если их амплитуда превышает треть амплитуды сигнала, а длительность — половину элементарного сигнала [8].

75; 15; 7; 5; 3,75; 2,73 см. В этих диапазонах (6 и 7 в табл. 6.3) передаются тысячи телефонных разговоров и программа телевидения. .

лельных РРЛ сосредоточивают на общих оконечных и промежуточных станциях, а передающие и приемные антенны на этих станциях объединяют для всех передатчиков и приемников одного направления. Таким образом, образуется многоствольная РРЛ, в которой одна РРЛ составляет один Ствол. Такой ствол обладает полосой пропускания, в которой размещается до 2700 каналов тональной частоты (ТЧ), т.е. позволяет передавать 2700 телефонных разговоров или один канал сигналов изображения телевидения.

Из волоконных световодов диаметром примерно 0,1 мм составляют световодные кабели, снабженные защитной оболочкой из пластмассы. Световоды не подвержены влиянию электромагнитных помех и не нуждаются в металлических экранах. Разработаны кабели, состоящие из 200 световодов. По каждой паре световодов передается 672 телефонных разговора, хотя потенциальная емкость одной пары приближается к 10000 телефонных разговоров. Передается телевидение и другая информация.

Телеграфные уравнения. На

Телеграфные уравнения (10.11), а также эквивалентные им уравнения (10.12) или (10.13) описывают все многообразие явлений, которые можно наблюдать в линиях передачи. Найдем общий вид решений таких уравнений для случаев, часто встречающихся в радиотехнических приложениях, когда первичные параметры R\ и GI, учитывающие потери энергии в линии, можно положить равными нулю. Данное предположение позволяет существенно упростить уравнение (10.12) и записать его в виде

Волновое сопротивление линии передачи без потерь. Примечательно, что напряжение и и ток i входят в телеграфные уравнения (10.11) весьма симметричным образом. Это наводит на мысль о том, что между распределениями напряжения и тока вдоль линии должна существовать тесная связь.

которые отображают динамику электромагнитных процессов в линии передачи при произвольном характере пространственно-временных зависимостей. Данные телеграфные уравнения в отличие от уравнений системы (7.18) представляют собой систему дифференциальных уравнений уже не в обыкновенных, а- в частных производных. ,

Сущность метода применительно к распределенным волновым системам состоит в следующем. Запишем телеграфные уравнения для линии без потерь

Рассмотрим теперь телеграфные уравнения (10.3) и (10.4). Введем погонные сопротивления и проводимости для четной и нечетной волн:

Телеграфные уравнения 172 Теорема взаимности (обратимости) 102

2. Телеграфные уравнения. При произвольном воздействии на входе длинной линии напряжения и токи в ней изменяются сложным образом как во времени, так и вдоль линии. Описание таких процессов возможно с помощью уравнений в частных производных. Эти уравнения содержат в общем случае частные производ-

4. Телеграфные уравнения и их решения.

7.5. Телеграфные уравнения имеют решение вида U = Ае~21 + Ве+1!,

7.8. Телеграфные уравнения имеют решение вида U= Ael + Be - ,

7.12. Составить телеграфные уравнения для мгновенных значений напряжения и тока на расстоянии / от конца линии.