Частотное Разделение Канала

[strptr]

Добрый день.

Известно что по одному каналу одновременно можно передовать информацию от нескольких источников если они используют разные частоты (частотное мультиплексирование).

Например, по 2-х проводному медному оканчанию телефонной линии одновременно может работать стандартный телефон и широкополосный интернет канал.

Вот, что я не могу понять:

Почему несколько источников не мешают друг другу. Если по одному физическому каналу одновременно начнут передовать два передатчика, пусть даже на разных частотах, всеравно в каждый момент времени значение напряжения в проводнике будет суммироваться.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Света]

То же самое в эфире работают сотни радиостанций и в каждый момент времени в антенне наводятся сигналы всех их. Для их разделения используются фильтры. (см. колебательный контур)

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[131959G]

Добрый день.

Вот, что я не могу понять:

Почему несколько источников не мешают друг другу. Если по одному физическому каналу одновременно начнут передовать два передатчика, пусть даже на разных частотах, всеравно в каждый момент времени значение напряжения в проводнике будет суммироваться.

Это батенька элементарно.

Типа представьте себе ну например FM диапазон, пусть от 80Мгц и до 100Мгц (цифры не важны).

Это типа "ширина спектра" и в этой ширине могут находиться и находятся сразу (одномоментно)

много радиостанций (ну допустим 10 штук), главное что спектр каждой из десяти не должен перекрываться по частоте с другими девятью (ниже напишу почему).

Возьмем теперь 10 приемников того же диапазона пронумеруем их и настроим 1-й приемник на 1-ю радиостанцию, 2-й на 2-ю и т. д..

В принципе это упрощенная модель передачи информации с частотным разделением каналов от А к Б. Средой распространения информации в данном примере служит "эфир"(думаю Вы понимаете о чем я), но возможны и другие варианты, воздушная линия, кабельная линия, волоконно-оптическая линия(к нашей теме притянуть можно) и даже можно по рельсам молотком передавать информацию.

По двум проводам можно передавать сигнал от А к Б с одним спектром например 60кГц....108кГц., и одновременно с этим по этим же проводам спектром 6кГц....54кГц. от Б к А.

Это аппаратура уплотнения с чатотным разделением каналов(например KNK-12) для организации 12 телефонных каналов между А и Б по двум проводам.

Главное В СРЕДЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СИГНАЛЫ НЕ МОГУТ СУММИРОВАТЬСЯ ПОТОМУ, ЧТО В НЕЙ НЕТ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (суммирование тут вообще недопустимо).

Сигналы СМЕШИВАЮТСЯ, а не СУММИРУЮТСЯ (почувствуйте разницу)

Светик - пардон, но я очень долго буквы на клаве еще ищу.

Изменено 1 апреля, 2007 пользователем 131959G

[Реклама]

Особенности хранения литиевых аккумуляторов и батареек

Потеря емкости аккумулятора напрямую зависит от условий хранения и эксплуатации. При неправильном хранении даже самый лучший литиевый источник тока с превосходными характеристиками может не оправдать ожиданий. Технология, основанная на рекомендациях таких известных производителей литиевых источников тока, как компании FANSO и EVE Energy, поможет организовать правильный процесс хранения батареек и аккумуляторов. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[резистор]

Смотри такой пример:по сети 220в можно одновременно передать напряжение частотой 50Гц и 2МГц.А разделить сигнал можно простым конденсатором т.к. разная ёмкость оказывает разное сопротивление сигналам разной частоты.Тут физика поэтому лучше почитай что нибудь по этому поводу!

УСПЕХОВ!

Добрый день.

Вот, что я не могу понять:

Почему несколько источников не мешают друг другу. Если по одному физическому каналу одновременно начнут передовать два передатчика, пусть даже на разных частотах, всеравно в каждый момент времени значение напряжения в проводнике будет суммироваться.

Это батенька элементарно.

Типа представьте себе ну например FM диапазон, пусть от 80Мгц и до 100Мгц (цифры не важны).

Это типа "ширина спектра" и в этой ширине могут находиться и находятся сразу (одномоментно)

много радиостанций (ну допустим 10 штук), главное что спектр каждой из десяти не должен перекрываться по частоте с другими девятью (ниже напишу почему).

Возьмем теперь 10 приемников того же диапазона пронумеруем их и настроим 1-й приемник на 1-ю радиостанцию, 2-й на 2-ю и т. д..

В принципе это упрощенная модель передачи информации с частотным разделением каналов от А к Б. Средой распространения информации в данном примере служит "эфир"(думаю Вы понимаете о чем я), но возможны и другие варианты, воздушная линия, кабельная линия, волоконно-оптическая линия(к нашей теме притянуть можно) и даже можно по рельсам молотком передавать информацию.

По двум проводам можно передавать сигнал от А к Б с одним спектром например 60кГц....108кГц., и одновременно с этим по этим же проводам спектром 6кГц....54кГц. от Б к А.

Это аппаратура уплотнения с чатотным разделением каналов(например KNK-12) для организации 12 телефонных каналов между А и Б по двум проводам.

Главное В СРЕДЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СИГНАЛЫ НЕ МОГУТ СУММИРОВАТЬСЯ ПОТОМУ, ЧТО В НЕЙ НЕТ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (суммирование тут вообще недопустимо).

Сигналы СМЕШИВАЮТСЯ, а не СУММИРУЮТСЯ (почувствуйте разницу)

Светик - пардон, но я очень долго буквы на клаве еще ищу.

Тоже очень верно!!!

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Rammsteiner]

Главное В СРЕДЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СИГНАЛЫ НЕ МОГУТ СУММИРОВАТЬСЯ ПОТОМУ, ЧТО В НЕЙ НЕТ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (суммирование тут вообще недопустимо).

Сигналы СМЕШИВАЮТСЯ, а не СУММИРУЮТСЯ (почувствуйте разницу)

А что если бы нелинейные были?? К нелинейным элементам оотносится например транзистор. Т.е. как бы он влиял на суммирование?

[131959G]

Это экспромтом не получится. Много объяснять надо.

В своем сообщении я пытался объяснить при помощи "палки и веревки" и возможно что то некорректно, но главная идея ЧРК понятна.(Кстати ЧРК сейчас уже практически не применяется и одной из причин тому является изготовление высоколинейных широкополосных усилителей, Например аппаратура типа К3600 передает по кабелю спектр шириной примерно 3600х4=14400 кГц. и естественно кабель вносит затухание (типа сигнал на большое расстояние без усилителя в чистом поле не передашь) попробуйте мысленно построить усилитель с полосой 14МГц. входным сигналом минус 4Нп. (-35Дб.) и линейной АЧХ.

Сил больше нет писать .

Теперь про транзисторы:

Процитирую Милейковского С.Г.(Основы многоканальной связи)

"В линейном тракте сигналы всех каналов объединяются, образуя общий групповой сигнал который и передается по уплотненной цепи кабельной или воздушной линии связи. Возможность осуществления такого способа уплотнения цепи основана на законе "наложения электрических токов", справедливого для ЛИНЕЙНЫХ электрических цепей."

Если интересно - дальше копайте сами

P.S. Жаль нет темы для ЗАКАНЧИВАЮЩИХ.

[strptr]

131959G, большое спасибо за развернутый ответ !

Главное В СРЕДЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СИГНАЛЫ НЕ МОГУТ СУММИРОВАТЬСЯ ПОТОМУ, ЧТО В НЕЙ НЕТ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (суммирование тут вообще недопустимо).

Сигналы СМЕШИВАЮТСЯ, а не СУММИРУЮТСЯ (почувствуйте разницу)

Не совсем понятно, что значит смешиваются.

Для примера возьмем телефонную линию. Телефон использует диапазон частот до 4000 ГЦ.

По этой же двух проводной линии передаётся интернет трафик с помощью xDSL модема.

Интернет и телефонные данные передаются аналоговым способом. При этом телефонная речь передаётся без всякой модуляции, а для передачи интернет трафика используется комбинированная амплитудночастотная модуляция.

Если построить график зависимости напряжения от времени для этой линии, то будет видно, что в каждый момент времени напряжение создаваемое телефоном и DSL модемом складывается. Результирующее напряжение на входе у приемника равно сумме напряжений.

Выходит, что телефон приемник получит искаженный сигнал.

Поясните пожалуйста где я ошибаюсь.

[131959G]

Давайте опять при помощи "палки и веревки".

Представьте ведро воды, стакан масла(в воде не растворяется), и стакан речного песка (в воде не растворяется).

Масло это "голос", песок "данные", вода для шума.

Смешиваем это все как коктейль и льем в трубу(это типа линия связи) один конец на тел. станции другой у Вас дома.

Ставим у Вас дома на выходе из трубы пустое ведро такого же размера как и представленное.

Вот когда весь коктейль перельется по трубе в Ваше пустое ведро Вы при помощи простейших фильтров легко сможете разделить коктейль на составные части.

У Вас дома будет стакан масла(голос), стакан речного песка(данные) и ведро воды которую Вы можете использовать для Вашей передачи информации в сторону тел. станции по той же самой трубе и там все тоже разфильтруют.

В телефонной линии спектр делят следующим образом:

Постоянная составляющая - признак занятия линии абонентом, пульсирующий набор номера, при блокираторной схеме тоже используется(не буду писать как - пива уже хочу).

Частота 25Гц. индукторный вызов (типа чтобы звонок звенел).

Полоса 300...3400Гц. - сигнал "готовность", "занятость", всякие навороты типа АОН, тональный набор номера (если поддерживает АТС) и наконец сам разговорный сигнал (ходит по проводам в обе стороны).

Вроде ничего не забыл(факсы не в счет).

Далее защитный промежуток от 3400 до 4000Гц.(типа чтобы фильтры крутые не строить это дорого).

Так вот начиная с 4 килогерц и до бесконечности это та полоса которую и можно использовать для передачи любой информации что и делают на Вашей телефонной линии и Вы об этом можете даже и не знать в принципе.

Сама то линия не Ваша.

Изменено 1 апреля, 2007 пользователем 131959G

[Света]

Так же можно сказать, что на выходе детектора в детекторном приемнике присутствует низкочастотный сигнал, который мы должны слышать и высокочастотная составляющая сигнала передатчика. Однако ВЧ составляющая легко отфильтровывается конденсатором.

Также и тут. На НЧ сигнал наложен ВЧ, пускай модулированный, но он легко разделяется на НЧ и ВЧ сигналы с помощью фильтров.

[strptr]

Давайте опять при помощи "палки и веревки".

Представьте ведро воды, стакан масла(в воде не растворяется), и стакан речного песка (в воде не растворяется).

Масло это "голос", песок "данные", вода для шума.

Смешиваем это все как коктейль и льем в трубу(это типа линия связи) один конец на тел. станции другой у Вас дома.

Ставим у Вас дома на выходе из трубы пустое ведро такого же размера как и представленное.

Вот когда весь коктейль перельется по трубе в Ваше пустое ведро Вы при помощи простейших фильтров легко сможете разделить коктейль на составные части.

У Вас дома будет стакан масла(голос), стакан речного песка(данные) и ведро воды которую Вы можете использовать для Вашей передачи информации в сторону тел. станции по той же самой трубе и там все тоже разфильтруют.

В телефонной линии спектр делят следующим образом:

Постоянная составляющая - признак занятия линии абонентом, пульсирующий набор номера, при блокираторной схеме тоже используется(не буду писать как - пива уже хочу).

Частота 25Гц. индукторный вызов (типа чтобы звонок звенел).

Полоса 300...3400Гц. - сигнал "готовность", "занятость", всякие навороты типа АОН, тональный набор номера (если поддерживает АТС) и наконец сам разговорный сигнал (ходит по проводам в обе стороны).

Вроде ничего не забыл(факсы не в счет).

Далее защитный промежуток от 3400 до 4000Гц.(типа чтобы фильтры крутые не строить это дорого).

Так вот начиная с 4 килогерц и до бесконечности это та полоса которую и можно использовать для передачи любой информации что и делают на Вашей телефонной линии и Вы об этом можете даже и не знать в принципе.

Сама то линия не Ваша.

Еще раз спасибо. Однако на мой взгляд приведенная Вами аналогия с ведром воды не удачная. Собственно теорию о том, что сигналы на разных частотах друг другу не мешает я знаю. Однако никак не могу понять физику этого процесса.

Вот Вы пишите , что сигналы не суммируются, в смешиваются. Сигналы в телефонной линии передаются напряжением.

Вы хотите сказать, что напряжение создаваемое модемом и напряжение создавамое телефоном не суммируются ?

[Света]

Я не сильна в теории (пока) и не буду спорить смешиваются ли сигналы или суммируются (наверно суммируются), зато я знаю как это выглядит на экране осциллографа. Достаточно посмотреть на сигнал трансляции, где имеются поднесущие 70 и 120 кГц

[131959G]

strptr

Наверно Вы хотите чтобы я в честь 1 апреля написал Вам "уравнение бегущей волны" в телефонной линиии. Увольте - это перебор.

Обратимся к первоисточнику:

"В процессе телефонной связи звуковые колебания речи преобразуются на одном конце телефонной цепи в колебания электрического ТОКА , называемого разговорным током. На другом конце телефонной цепи колебания разговорного электрического ТОКА вновь преобразуются в звуковые колебания речи, воспринимаемые ухом."

Если Вам приятнее слово "суммируются", то пусть будет так. Подадим в линию два синусоидальных сигнала f1=1кГц. и f2=10кГц. с разными уровнями и Вы будете их суммировать, а я просто поставлю

две вертикальных "заборины" разной высоты на графике спектра и всего делов. Телефонная связь от этого не пострадает. В принципе можете считать "смешиваются"="суммируются" , ничего против не имею.

В технике связи есть свои специфические заморочки.

Попробуйте объяснить кому нибудь как работает "диференциальная система"(если Вам знакомо такое устройство, если нет советую изучить - это начало телефонии) применяющаяся в каждом телефонном аппарате и если Вас поймут, то считайте что в телефонной связи вы разобрались.

Вообще вся наука придумана людьми чтобы как то объяснить друг другу происходящие явления.

Появятся непонятки придумают новую науку с новыми терминами и всего делов.

Успехов.

Изменено 1 апреля, 2007 пользователем 131959G

[strptr]

Спасибо за Ваше терпение.

Позволю себе задать еще несколько вопросов.

Для того что бы приемник на одной физической линии мог выделить сигналы от разных передатчиков (на разных частотах) эти сигналы должны быть обязательно промодулированны (АМ, ФМ, ЧМ) ? Например если в одну линию просто "пустить" исходные аналоговые сигналы (не модулируя их) от каких либо устройств, то на приемнике не возможно будет отделить эти сигналы друг от друга ?

[131959G]

Давайте Вы сначала поищите в книгах ответ на тему:

"Кто такая в связи Несущая Частота, Кого она Несет и куда, а главное зачем и можно ли без нее обойтись?"

[резистор]

Еще раз спасибо. Однако на мой взгляд приведенная Вами аналогия с ведром воды не удачная. Собственно теорию о том, что сигналы на разных частотах друг другу не мешает я знаю. Однако никак не могу понять физику этого процесса.

Вот Вы пишите , что сигналы не суммируются, в смешиваются. Сигналы в телефонной линии передаются напряжением.

Вы хотите сказать, что напряжение создаваемое модемом и напряжение создавамое телефоном не суммируются ?

Взять к примеру радиоэфир(эфир условное название которое придумали чтоб как то перевести понятие в разряд материального).В этот эфир излучается множество радиовол разной модуляции и частоты.Но выделяет каждый то что ему нужео с помощью фильтров.Поэтому я бы сказад что в эфире эти сигналы не суммируютя и не смешиваются а каждый "живёт" согласно источнику этого сигнала отдельно.А радиоволны как известно наводятся в металическом теле(вот тут вопрос и возникает смешиваются или существуют в данном проводнике,как сказать?),чаще используют антенну-по сути самый первый фильтр такого радиосигнала ,обычно чтоб настроить антенну в резонанс надо чтоб её длина была как минимум 1/4 длины волны,чем не фильтр?А далее идёт колебательный контур,в хорошом приёмнике не один,фильтры и т.д.

Почитай книгу которая у меня в подписи приводиться там подробно объясняется.

А по поводу новой науки-думаю это забытое старое,но уверен есть ещё много чего что нам не известно!

[Speccy]

Для того что бы приемник на одной физической линии мог выделить сигналы от разных передатчиков (на разных частотах) эти сигналы должны быть обязательно промодулированны (АМ, ФМ, ЧМ) ? Например если в одну линию просто "пустить" исходные аналоговые сигналы (не модулируя их) от каких либо устройств, то на приемнике не возможно будет отделить эти сигналы друг от друга ?

Если представить себе что у меня писклявый голос, а у тебя глубокий баритон, и мы с тобой будем говорить в одну телефонную трубку, то при этом на другом конце приемник с фильтрами отделит мой голос от твоего. Почему бы и нет.

Насчет модуляции сигнала. У любого канала есть амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики. Это значит, что подавая в канал сигнал некой конкретной частоты на выходе будем иметь его же, но другой амплитуды и фазы. Причем апмлитуда и фаза будут зависеть от этой самой частоты.

Какие-то частоты "побегут" по каналу медленнее других, какие-то частоты "затухнут" сильнее чем другие, кто-то потеряется совсем. В итоге на выходе будем иметь не то что было на входе.

Чтоб все было красиво используем модуляцию. "Прицепим" полезные сигналы к несущей, частота которой намного выше частот полезных сигналов. Пускай канал издевается над несущей. Когда несущая достигнет выхода канала, то "отцепим" полезный сигнал от неё, и всё.

Я уже где-то тут постил аналогию:

спортсмены бегут марафон 1000км, стартовали все вместе, добежали кто как. Кто-то вообще не добежал. Как заставить их всех финишировать? Надо погрузить их всех в грузовой самолет, и пускай они там наматывают свои круги. А самолет пролетит 1000км, и выгрузит их. Они выбегут и финишируют дружной толпой.

[Света]

Для того что бы приемник на одной физической линии мог выделить сигналы от разных передатчиков (на разных частотах) эти сигналы должны быть обязательно промодулированны (АМ, ФМ, ЧМ) ? Например если в одну линию просто "пустить" исходные аналоговые сигналы (не модулируя их) от каких либо устройств, то на приемнике не возможно будет отделить эти сигналы друг от друга ?

Сигналы все равно разделяются. Это тот случай, когда вы слышите полную тишину, то есть в это время модуляции нет.

[strptr]

Если представить себе что у меня писклявый голос, а у тебя глубокий баритон, и мы с тобой будем говорить в одну телефонную трубку, то при этом на другом конце приемник с фильтрами отделит мой голос от твоего. Почему бы и нет.

Насчет модуляции сигнала. У любого канала есть амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики. Это значит, что подавая в канал сигнал некой конкретной частоты на выходе будем иметь его же, но другой амплитуды и фазы. Причем апмлитуда и фаза будут зависеть от этой самой частоты.

Какие-то частоты "побегут" по каналу медленнее других, какие-то частоты "затухнут" сильнее чем другие, кто-то потеряется совсем. В итоге на выходе будем иметь не то что было на входе.

Чтоб все было красиво используем модуляцию. "Прицепим" полезные сигналы к несущей, частота которой намного выше частот полезных сигналов. Пускай канал издевается над несущей. Когда несущая достигнет выхода канала, то "отцепим" полезный сигнал от неё, и всё.

Я уже где-то тут постил аналогию:

спортсмены бегут марафон 1000км, стартовали все вместе, добежали кто как. Кто-то вообще не добежал. Как заставить их всех финишировать? Надо погрузить их всех в грузовой самолет, и пускай они там наматывают свои круги. А самолет пролетит 1000км, и выгрузит их. Они выбегут и финишируют дружной толпой.

И все же никак не могу понять как одновременно в одном физическом канале могут существовать несколько сигналов разных частот. Ведь напряжение (или ток) которым передаётся информация в каждый момент времени имеет одно значение. Если два сигнала определенным образом промодулировать, то приемник зная алгоритм модуляции сможет из ОДНОГО результирующего сигнала "выделить" два исходных. Но если сигналы не модулировать, а "отправлять" как есть в исходной аналоговой форме, то совершенно не понятно как можно затем разделить эти сигналы... Ведь по физическому каналу (проводнику) будет протекать "суммарное" напряжение от этих источников. Или же все таки говоря о сигнале имеется ввиду не напряжение (ток) а именно электромагнитная волна ?

[131959G]

strptr

Если Вам непонятны аналогии, запаситесь терпением и начинайте читать серьезные вещи.

Лучше все законспектировать ну например начиная отсюда(постарайтесь хотя бы прочитать ссылку до конца или для первого прочтения до слов "Многомерная плотность вероятности").

http://media.karelia.ru/~keip/circuit/Ps2.htm

P.S. И высшую математику не забудьте перечитать. Кстати там везде(в "ссылке"(почти как у Ульянова)) будет Ваша любимая "сумма" фигурировать.(наверно на счет нее я ошибался, а Вы были правы)

Успехов.

Изменено 2 апреля, 2007 пользователем 131959G

[131959G]

strptr

Вы уже восхитились красотой изложения материала.

Я при первом прочтении больше всего восхитился предложением:

"Во втором интеграле стоит произведение медленно меняющейся функции A(t)A(t-t) и сильноосцилирующего члена с частотой 2w0..".

ЭТО ПРОСТО ПЕРЛ!!!

Изменено 2 апреля, 2007 пользователем 131959G

[Света]

Любой, самый сложный сигнал состоит из простых синусоидальных (гармонических) сигналов (так называемым спектром) и поэтому любой сигнал можно воспроизвести, если просуммировать эти отдельные синусоиды. (Нужно только знать этот спектр)

Задача фильтра состоит в том, чтобы выделить эти синусоиды (гармоники) из сложного сигнала. (Пока не будем о полосовых фильтрах).

[aen]

любой сигнал можно воспроизвести,

Пока он не прошёл через какую-либо нелинейную систему. После неё можно уже концов не найти.

[strptr]

131959G, спасибо за ссылку. Почитал. Довольно интересно.

Теперь хочу передйти к конкретному примеру.

Допустим у нас есть два генератора.

Первый генерирует U1(t) = A*sin(w1t)

Второй U2(t)=Bsin(w2t)

Оба они подключены к одной линии.

В результате на линии возникает напряжение U3(t)=F(U1,U2).

Так ?

Или же в проводнике действительно одновременно присутствуют несколько напряжений U=f(t) на разных частотах ?

[131959G]

Ищите.

Ваш случай - "БИГАРМОНИЧЕСКИЙ СИГНАЛ"

http://do.rksi.ru/library/courses/cises/lec1_2_2.dbk

Какое у Вас образование? (мож. не отвечать)

[strptr]

Образование высшее техническое. Но лекции по электротехнике я пропускал, о чем сейчас жалею.