Prenos mernih signala

Uvod





U prenosu podataka od izvora do odredišta mora se voditi računa o prirodi poda¬taka, o uređajima koji obezbezuju prenošenje podataka, o tome kakvo procesiranje ili prilagođavanje se može zahtevati duž prenosnog puta, a koje bi obezbedilo razumljive prijemne podatke. Za sve analize najvažnije je da li se radi o analognim ili digitalnim signalima. Termin analogni ili digitalni odnosi se, grubo posma¬trano, na kontinualni i diskretni signal, respektivno. Ova dva termina koriste se često u prenosu podataka u najmawe tri konteksta:

*podaci,
*signalizacija,
*transmisija.


Mi posmatramo podatke koji se razlikuju od informacija. Za sada definisaćemo podatke kao celine koje sadrže značenje. Signal je električna ili elektromagnetna prezentacija podataka. Signalizacija je čin propagacije signala preko odgovarajućeg medijuma. Na kraju, transmisija je prenos podataka propagacijom i procesiranjem signala.



Jedinice koje se koriste u prenosu signala

U telekomunikacionim sistemima električni signali prenose informacije. Električne veličine su: U- napon, I- struja i P-snaga. Na Slici 6.4 funkcionalni blok označen sa TS predstavlja telekomunikacioni sistem, ili neki njegov deo. Odnos izlaznih električnih veličina prema ulaznim opisuje osobine sistema (funkciju prenosa). Ovaj odnos pokazuje i promene signala pri prolazu kroz sistem. Tako, na primer, ako je amplituda izlaznog signala manja od amplitude ulaznog signala, on je oslabljen. U suprotnom, ako je amplituda izlaznog signala veća od amplitude ulaznog signala, on je pojačan.


Slika 1: Telekomunikacioni sistem

Relativni nivo

Odnosi istorodnih električnih veličina predstavljaju jedinice u prenosu signala i nazivaju se nivoi signala, označeni su kao nu - nivo napona, ni - nivo struje i np - nivo snage. Umesto prostih odnosa istorodnih električnih veličina, u prenosu signala uzimaju se njihovi logaritamski odnosi. Logaritam može biti sa osnovom 10 (log) i tako definisani logaritamski odnosi izražavaju se jedinicom koja se naziva decibel (dB). Ako je osnova logaritma e (ln) ta jedinica se naziva neper(N). Tako je:


Ovako definisani nivoi signala se nazivaju relativni nivoi.


Apsolutni nivo

Apsolutni nivo, takođe, predstavlja logaritamsku vrednost odnosa dve električne veličine, ali je taj odnos dat kao količnik posmatrane električne veličine (U, I, P) u nekoj tački sistema prema referentnoj respektivnoj električnoj veličini (U0, I0, P0). Za određivanje referentnih električnih veličina služi model električnog kola dat na Slici 6.5.
Formiranju ovoga modela poslužilo je prvobitno električno telefonsko kolo koje predstavlja mikrofon, kao naponski generator, napona Ug =1.55 V, sa unutrašnjom otpornošću Rg =600Ω, dok otpor potrošača Rp =600Ω odgovara ulaznoj otpornosti vazdušnog voda.



Slika 2: Model kola za definisanje apsolutnog nivoa

Napon na potrošaču je U0=0.755V. Struja kroz potrošač iznosi I0=1.29 mA. U tom kolu snaga koju mikrofon predaje potrošaču, odnosno liniji veze, iznosi P0=1mW. U odnosu na ove veličine dešinišu se apsolutni nivoi signala.


Volumen signala

Volumen signala se definiše potpuno isto kao i apsolutni nivo signala, ali se posebno označava jedinicom Vu, umesto decibela, odnosno nepera. Ova specifičnost je vezana za neke primene kod govornih signala i signala muzike. Merenja amplituda ovih signala standardnim istrumentima (voltmetar, ampermetar, vatmetar) bi bila otežana, pa čak i nemoguća, zbog veoma izraženih varijacija nivoa signala tokom vremena i ako taj signal potiče od istog izvora informacija (govornik, orkestar, …). Varijacije nivoa sprečavaju očitavanje njihovih vrednosti. Sa druge strane ako bi instrument merio srednje vrednosti, ne bi mogla da se dobije predstava o statističkim osobinanama signala. Zato je konstruisan posebni istrument koji se naziva volumetar. To je standardni istrument kome je paralelno vezan jedan kondenzator. Otpor instrumenta i kapacitet kondenzatora obezbeđuju takvu vremensku kostantu τ=RC, tako da se pokazivanje instrumenta "umiruje" dovoljno, kako bi se sačuvalo pokazivanje vršnih vrednosti, ali i dobila predstava o srednjoj vrednosti signala.