Радіозв'язок та телебачення

Ім'я файлу: Реферат Радиосвязь и телевидение .docx
Розширення: docx
Розмір: 59кб.
Дата: 30.05.2021
скачати
Пов'язані файли:
Реферат модуляция.docx
Реферат Сотовая связь.docx

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського

«Харківський авіаційний інститут»
Факультет радіоелектроніки, комп’ютерних систем та інфокомунікацій
Кафедра радіоелектронних і біомедичних комп'ютеризованих засобів і технологій

Реферат

із інструментальних засобів інфокомунікаційних технологій

_{(назва дисципліни)}
на тему «Радіозв'язок та телебачення»

Виконала: студентка 4 курсу групи №544

напряму підготовки (спеціальності)

_163 – Біомедична інженерія_______

_{(шифр і назва напряму підготовки (спеціальності))}

______Піщанська Я.А._______________

_{(прізвище й ініціали студента)}

Прийняв: ___Олійник В.М.________

_______________________________

_{(посада, науковий ступінь, прізвище й ініціали)}
Оцінка: __________

Харків – 2020

ВВЕДЕНИЕ
В данной работе рассматривается радиосвязь, ее виды: радиовещательную, служебную, морскую и авиационную. Также будет рассмотрено телевидение, включая Т2 и цифровое телевидение с высокой четкостью. Приведены частоты, диапазоны каналы типы модуляций и стандарты.

1 СОДЕРЖАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Радиосвязь – это способ беспроволочной передачи сообщений на расстояние посредством радиоволн, а также область науки и техники, связанная с изучением физических явлений, лежащих в основе этого способа, и с его использованием для связи, звукового вещания, передачи изображений, сигнализации, контроля и управления, обнаружения различных объектов и определения их местоположения и для других целей.

Радиоволны распространяются в вакууме и в атмосфере, земная твердь и вода для них непрозрачны. Однако благодаря эффектам дифракции и отражения возможна связь между точками земной поверхности, не имеющими прямой видимости, в частности, находящимися на большом расстоянии.

Распространение радиоволн от источника к приёмнику может происходить несколькими путями одновременно – такое распространение называется многолучёвостью. Вследствие многолучёвости и изменений параметров среды возникают замирания – изменение уровня принимаемого сигнала во времени. При многолучёвости изменение уровня сигнала происходит вследствие интерференции, то есть в точке приёма электромагнитное поле представляет собой «сумму» радиоволн диапазона, смещённых во времени.
1.1 Частотные диапазоны

низкие частоты (километровые волны) — f = 30—300 кГц (λ = 1—10 км).

В практике радиовещания и телевидения используется упрощённая классификация радиодиапазонов:

сверхдлинные волны (СДВ) — мириаметровые волны;
длинные волны (ДВ) — километровые волны;
средние волны (СВ) — гектометровые волны;
короткие волны (КВ) — декаметровые волны;
ультракороткие волны (УКВ) — высокочастотные волны, длина волны которых меньше 10 м.

В табл.1.1 приведены примеры некоторых радиодиапазонов.
Таблица 1.1 – Примеры выделенных радиодиапазонов

Название	Полоса частот	Длины волн
Диапазон средних волн (СВ)	530—1610 кГц	565,65—186,21 м
Диапазон коротких волн	5,9—26,1 МГц	50,8—11,49 м
Гражданский диапазон	26,965—27,405 МГц	11,118—10,940 м
Телевизионные каналы: с 1 по 5	48—100 МГц	6,25—3,00 м
Кабельное телевидение	100—174 МГц
Телевизионные каналы: с 6 по 12	174—230 МГц	1,72—1,30 м
Кабельное телевидение	230—855 МГц
Телевизионные каналы: с 21 по 39	470—622 МГц	6,38—4,82 дм
Диапазон ультракоротких волн (УКВ)	62—108 МГц (кроме 76—90 МГц в Японии)	1 м
Диапазоны военных частот	1.5—80 МГц
Диапазоны частот гражданской авиации	108—136 МГц
Морские и речные диапазоны	300-350 МГц

1.2 Радиовещание
Устройство радиосвязи представляет собой разновидность электрической связи. Осуществляется радиосвязь при помощи радиоволн.

Для того чтобы организовать радиосвязь, необходимо в том месте, откуда выполняется передача сигнала, установить специальное радиопередающее оборудование. Оно содержит передающую антенну и передатчик сигнала. А в месте, где планируется принимать данный сигнал, устанавливается радиоприёмное устройство, также с антенной и приёмником.

Все генерируемые в передаваемом оборудовании электромагнитные колебания с несущей частотой подвергаются модуляции, опираясь на передаваемое сообщение. Все эти радиочастотные колебания и представляют собой радиосигнал.

В передающую антенну сигнал поступает от передатчика. В результате этого возбуждаются электромагнитные волны. Распространяясь, волны доходят до антенн самих приёмников, где возбуждают внутри электрические колебания.

Именно радиоволны и поступают в радиоприёмник. Но такой сигнал очень слабый. Поэтому в приёмнике сигнал изначально усиливается, только после чего осуществляется его декодирование либо демодуляция. После этого сигнал преобразуется благодаря воспроизводящему оборудованию в сообщение, которое полностью идентично исходному.

Само вещание в радиоэфире происходит при помощи специальных радиопередатчиков различной мощности.

Радиопередатчики передают информацию на определённой частоте электромагнитного излучения. Такой радиопередатчик и сопутствующее к нему оборудование (каналы питания и связи, антенны, вышки либо мачты, студии) называют радиостанцией.

Сама частота является основополагающим фактором любой такой радиостанции. Первоначально, в эпоху возникновения радио (первые десятилетия), чтобы обозначить такие колебания применялась длина волны. Соответственно на шкалах всех приёмников были проградуированы метры. В нынешнее время тут изображается частота (кГц, МГц и ГГц).

Звук в эфирном радиовещании модулируется при помощи несущей частоты передатчика.

Выполняется это следующими способами модуляции:

частотная (ЧМ). С её помощью выполняется высокочастотное радиовещание в диапазоне частот от 66 до 108 МГц.
амплитудная (АМ). Она применяется в других диапазонах, где волны более длинные. Сюда относится радиовещание на средних волнах СВ, КВ, ДВ, а также цифровое вещание DRM.

В ультракоротком диапазоне УКВ помимо звуковых данных могут передаваться ещё буквы и цифры.

Цифровое радиовещание открывает возможность передавать радиопрограммы высокого уровня качества, сравнимого с качеством CD диска. Больше всего отличия будут заметны с ДВ, КВ и СВ волнами в режиме амплитудной модуляции.

В качестве основного стандарта для цифрового вещания радио принят DAB. Аудиосигнал тут способен предаваться со скоростью от 48 и до 320 Кбит/сек. В качестве стандарта сжатия аудио используется MPEG-2, которой аналогичен МР3.

Как известно, битрейт 256 Кбит/с не сильно отличается от CD качества, а разницу с 320 битрейтом может заметить только лишь эксперт. Исходя из этого, можно смело утверждать, что современные DAB-радиостанции способны в полной мере удовлетворить потребности любого меломана и слушателя радио своим качественным звучанием.

Также более надёжным становится и приём радиосигналов для мобильных пользователей (в автомобилях, судах, поездах и т.п.). Это ещё больше увеличивает потребность в ЦРВ. Обусловлено это тем, что во время такого мобильного прослушивания радио присутствует вероятность наложения волн, которые исходят от одного источника. Сюда относится и доплеровский эффект, изменяющий длину волны в зависимости от скорости движения самого приёмника.

Всё это влияет на качество принимающего сигнала. Цифровое радиовещание даёт возможность использовать кодирование, которое устойчиво к помехам. Благодаря этому обеспечивается правильное и чёткое восприятие всех передаваемых данных.

Кроме всего этого цифровые приёмники могут осуществлять автоматический выбор наиболее мощного сигнала.

ЦРВ системы довольно легко обеспечивают и адресное получение информации. В таких приёмниках могут реализовываться и функции пейджеров. И наконец, цифровое вещание несёт в себе просто огромнейшие перспективы интеграции с сотовыми телефонами и компьютерами.
1.3 Морская радиосвязь
Морские радиостанции сегодня работают в диапазоне 156–174 МГц, а не 300.025-300.500 МГц и 336.025-336.500 МГц, как российские «речные». В отличие от нашей национальной речной связи правила и оснащение международной морской УКВ связи реализовывали интересы всех стран, так как этот диапазон с 1959 г. является во всем мире единым и для морского флота, и для судов и служб на внутренних водных путях.

Диапазон УКВ 156–162 МГц, выделенный Международным союзом электросвязи для морской подвижной службы (МПС), в настоящее время расширен до 156–174 МГц. Причем он насчитывает уже порядка 200 рабочих каналов, а этом «разнос» между соседними каналами уменьшен с 50 до 12.5 кГц.

Когда вы приобретаете УКВ радиостанцию, все необходимые частоты уже запрограммированы в номера каналов, и вам следует только выбрать подходящий. В общем случае стационарная судовая радиостанция имеет 55 международных каналов, но некоторые станции позволяют настраиваться также на национальные каналы (например, США или Канады) и программировать несколько каналов с назначением «частный» («private channel»), что удобно, например, при плавании группой. В таких станциях число каналов доходит до сотни. А вот в носимых радиостанциях каналов может быть гораздо меньше, но любая рация, предназначенная для работы на морских судах, должна иметь 16-й канал.

Некоторые каналы УКВ используются только для одной цели. Это прежде всего аналог пятого «речного» канала – 16-й (156.8 МГц), основной международный канал безопасности и бедствия, вызывной и дежурный. На всех морских судах на ходу, а часто и в порту, если того требуют правила, УКВ радиостанция включена на прослушивание 16 канала. На 16-м производится голосовой вызов на связь, который должен занимать минимум времени и содержать только обмен информацией для идентификации сторон и согласование номера рабочего канала для дальнейшей связи – затем следует перейти на рабочий канал или на любой свободный канал.

Реальная мощность радиостанции в ваттах на выходе важна, но это далеко не самый главный фактор, влияющий на дальность связи. Удвоение мощности отнюдь не означает удвоение дистанции, на которой ваш сигнал будет услышан. Большее влияние на дальность распространения радиосигнала оказывает эффективность антенны радиостанции и состояние атмосферы. Если вы поместите две портативные радиостанции на уровне поверхности моря, и будете связываться на режиме низкой мощности (обычно 1 Ватт), то наверняка не сможете обеспечить надежную связь на дистанции больше 1 – 1,5 миль. В режиме мощности 5 Ватт вы, может быть, лишь совсем немного увеличите радиус действия, но, подняв обе радиостанции на высоту берегового утеса, то получите огромное увеличение дистанции надежной связи.

Статистика подтверждает следующую формулу для определения радиуса связи в нормальных атмосферных условиях: дальность связи = 2.25*√h, где h – высота антенны над уровнем моря в метрах, а результат получите в морских милях. Таким образом, если вы на борту яхты с антенной радиостанции в 2 метрах от поверхности воды, то можете ожидать уверенной связи на дистанции до 4 миль. На рис.1.1 представлено в каком радиусе антенны работают в пространстве.

Рисунок 1.1 –Радиус работы антенн
Поскольку УКВ радиоволны распространяются прямолинейно, то теоретически никакое количество мощности радиостанции не может увеличить эту дистанцию, так как если антенны двух радиостанций не “видят” друг друга, то они также не могут слышать друг друга. Но эффективность 25-ваттной бортовой радиостанции реализуется в плохих условиях атмосферы, когда мощный ее сигнал «пробивает» себе путь сквозь дождь, туман или морось, которые заметно “гасят” УКВ радиоволны.

Увеличение дальности связи портативных радиостанций может быть достигнуто использованием яхтенных УКВ антенн на топе мачты. Соединив основной антенный кабель и ручную УКВ радиостанцию при помощи переходного шнура, вы получите компактный и действенный инструмент радиосвязи.
1.4 Авиационная радиосвязь
Авиационная радиосвязь используется для оперативной связи центров управления полетами с персоналом воздушных суден, при передаче сигналов о ЧС, в работе внутри аэропортовых служб и т.д.

Современная авиационная радиосвязь отличается повышенной надежностью, эффективно и безотказно работает в сложных условиях. Пониженное давление, резкие перепады температуры и серьезные вибрации такому оборудованию не страшны.

Канал связи – совокупность радиоустройств, передающих и принимающих голосовую, текстовую информацию, и пакеты данных. Различают:

проводные каналы связи. Организовываются с помощью проводов, антенн, кабелей и т.д.
беспроводные каналы связи. Управляют электромагнитными волнами.

Проводные каналы нужны для внутрисамолетных переговоров. Они подразделяется на дальнюю и ближнюю связь. Ближняя организована с помощью командных радиопередатчиков, дальняя – дальнодействующими радиостанциями.

Состоит авиационная связь из радиосетей и радионаправлений. Радиосеть – совокупность приемопередатчиков, работающих на общих данных (код, канал, частота, режим).

Передача информации по радионаправлению – это обслуживание каждого канала связи выделенной радиоаппаратурой, с самостоятельными радио-данными.

Авиационная система связи состоит из приемников и передатчиков. Как передатчики работают в системе авиационной радиосвязи – генерируют электромагнитные колебания определенной частоты, и управляют ими – для передачи заданного сигнала или информации. В устройствах есть антенны модулированных колебаний, которые и отправляют преобразованные сигналы.

Главные параметры передатчиков, влияющие на дальность сигнала – мощность и рабочий частотный диапазон.

Работают передатчики следующим образом:

задающий генератор создает высокочастотные колебания;
частотный умножитель выделяет 2 и 3 гармоники;
нужная гармоника «находится» колебательной системой, включенной на заданную частоту;
каскады ВЧ усилителей повышают мощность сигнала для его передачи на заданную дальность.

Голосовое сообщение – набор звуков. А звуки – это колебания 0-7 кГц диапазона. Если отфильтровать нижние (срезать от 0 до 300 Гц) и верхние (от 3 кГц) частоты, то четкость и ясность голоса сохранится.

Система авиационной радиосвязи состоит из приемников, извлекающих полезный сигнал из принимаемых волн, затем преобразовывающих его в электросигнал, и выводящих в виде голосового/текстового сообщения.

Чувствительность приемника зависит от ЭДС антенны, при котором можно выделить полезный сигнал необходимого уровня, а затем использовать его. Принцип работы:

радиоволны от передатчиков проходят через антенну, и задают ЭДС определенной частоты;
в устройстве возникают токи переменой частоты, которые проходят через катушку индуктивности La, и создают в ней переменные электромагнитные поля из всего частотного спектра;
входной контур устройства имеет катушку L, в которой образуются вынужденные частотные колебания, и затем из них выделяется полезный сигнал;
УВЧ (резонансным усилителем) усиливает сигнал, затем фильтрует его от помех, и увеличивает амплитуду;
детектор оборудования конвертирует сигнал в звуковые частоты.

1.5 Телевещание
Сегодня присутствует очень много видов телевидения.

Кабельное. Это аналог телевизионного вещания, в котором сигнал распространяется при помощи проложенного до потребителей кабеля. Ещё до недавнего времени это был коаксиальный кабель. Но развитие технологий привело к развитию оптической передачи информации при помощи гибридных (волоконно-оптических и коаксиальных) кабелей. К преимуществам кабельного телевидения можно отнести следующее: высокое качество самого сигнала, хорошая защита от помех, возможность увеличивать количество предоставляемых услуг, много телеканалов, а также отсутствие проблем с передачей сигнала в многоэтажных домах.

Наземное. Представляет собой систему передачи телевизионного сигнала до потребителей с помощью специальных телевизионных вышек и передатчиков. Осуществляется это в диапазоне частот от 47 до 862 МГц. Чтобы принимать такой сигнал, применяется наружная либо же комнатная антенна.

Спутниковое. В качестве ретранслятора в данной системе используется искусственный спутник Земли. Он расположен на геостационарной околоземной орбите в космосе. На нём присутствует всё необходимое высококачественное приёмопередающее оборудование, которое обеспечивает покрытие телевизионным сигналом огромной территории, недоступной для вещания обычным способом.

Цифровое эфирное телевещание Smart TV. Это интеграция интернета и цифровых технологий в современные модели телевизоров. Такие устройства, в которых имеется Smart TV, практически представляют собой компьютер с поддержкой возможностей телевизора. Преимущество такой системы основано на развлекательных медиа в интернете. Это даёт возможность просматривать фильмы, сериалы, мультфильмы и многое другое, исключая потребность в обычном телевизоре.

Технология Smart TV (телевещание онлайн) спровоцировала бурный всплеск в отрасли разработок интерактивных приложений. На российском рынке присутствует несколько таких видов: VoD, Okko, LOOK, Play Family, ivi.ru и другие. Также технология Smart TV способна внедряться в различные другие устройства, такие как Blu-ray проигрыватели, ресиверы цифрового телевидения, игровые консоли и т.д. С их помощью пользователь может искать в сети интернет видеозаписи, фильмы, фотографии и другой контент.

Что такое Т2. Цифровое телевидение — это передача эфирного сигнала в DVB-T2 формате на теле радиочастотах от 474 до 666 МГц. С помощью Т2 можно получить качественное изображение. Скорость передачи видео достигает примерно 45 мегабит в секунду.

Второе поколение цифрового ТВ-эфира пришло на смену ранее внедренному Т1, которое было призвано заменить аналоговую передачу сигнала.

Смотреть любимые передачи стало ярче и веселее: никаких помех и «снежков», досадных сюрпризов в виде прыгающей картинки или исчезновения канала в самый неподходящий момент.

Цифровое телевещание создавалось с целью сэкономить больше эфирного пространства. Это достигается за счет:

сжатия сигнала в формате MPEG 4;
помещения пакета из нескольких каналов в полосу, равную по размеру аналоговой передаче данных для одного канала;
отправке от 5 до 16 программ в одном мультиплексе.

Аналоговое телевещание требовало наличия передатчика для каждого канала, а «цифра» дала возможность отправлять 30 каналов с двумя передающими устройствами. Но принцип работы цифрового телевидения закрыл доступ для приема передач телевизором без ресивера.

Поскольку каналы формата DVB-T2 передаются пакетами, для их получения и превращения в изображения нужен разделитель. В этой роли и выступает тюнер Т2.
1.6 Телевещание с высокой четкостью
Телевидение высокой чёткости (HD, или HDTV) – система телевидения с разрешающей способностью по вертикали и горизонтали, увеличенной примерно вдвое по сравнению со стандартной. Действующий ГОСТ Р 53533—2009 определяет систему телевидения высокой чёткости как телевизионную систему, параметры которой выбраны исходя из расстояния наблюдения, равного трём высотам наблюдаемого изображения.

Таким образом, повышенная чёткость ТВЧ позволяет рассматривать изображение с более близкого расстояния, чем телевидение стандартной чёткости, или использовать экраны больших размеров. При этом строчная структура изображения остаётся незаметной и обеспечивается ясность деталей, различимых в исходном сюжете для наблюдателя со средней остротой зрения.

Современное цифровое телевидение высокой чёткости основано на рекомендации ITU-R ВТ.709[16] Международного союза электросвязи и обеспечивает соотношение сторон экрана 16:9 с разрешением 1920×1080 пикселей. Такое телевизионное изображение, в зависимости от типа развёртки (чересстрочная или прогрессивная), называется 1080i или 1080p. Кроме высокого качества изображения, ТВЧ предусматривает передачу многоканального звука, чаще всего стандарта Dolby Digital. Российским национальным стандартом, определяющим основные параметры телевещания высокой чёткости, является ГОСТ Р 53533-2009.

Корпоративные и национальные стандарты телевидения высокой чёткости могут отличаться от российского. Так, некоторые американские и европейские телевизионные компании (ABC, Fox, ESPN, ARD, ZDF, VRT) практикуют рекомендованное Европейским вещательным союзом изображение 720p (разрешение 1280×720 с прогрессивной развёрткой), которое в России считается телевидением повышенной чёткости (ГОСТ Р 53536-2009).

Действующие системы телевидения высокой чёткости также предполагают использование цифровых технологий передачи изображения и компрессии передаваемых данных, хотя истории известны аналоговые и гибридные системы HDTV.

Передача видеосигнала высокой чёткости на дальние расстояния осуществляется, как правило, в сжатом цифровом виде. Сжатие видео на порядки снижает требования к ширине канала передачи (с 1,485 Гбит/с до 8–25 Мбит/с), при этом качество изображения остаётся приемлемым. Для кодирования видеосигнала высокой чёткости наиболее часто используются форматы MPEG-2 и MPEG-4/AVC и стандарты цифрового телевещания (DVB-T, DVB-T2, ATSC, ISDB-T, DTMB-T). Для передачи контента годится практически любой цифровой канал (QoS) достаточной ширины (15–25 Мбит/с для MPEG-2 или 8–12 Мбит/с для MPEG-4 – в зависимости от степени сжатия) и гарантирующий приемлемый уровень задержки сигнала (1–10 с, в зависимости от размера буфера приёмного устройства и требований к задержке сигнала).

Передача сигнала высокой чёткости на короткие расстояния (от приёмника пользователя к дисплею) осуществляется в несжатом виде через цифровые интерфейсы (кабели) HDMI и DVI-D. Использование цифровых интерфейсов позволяет полностью избавиться от цифроаналоговых преобразований на всём пути прохождения сигнала. Однако допускается подключение и по компонентным аналоговым интерфейсам.
ВЫВОДЫ
Радиовещание является одним из основных средств оперативной информации, массовой агитации и пропаганды, просвещения населения.

Характеризуется передачей сигнала по принципу «от одного — ко многим», то есть более чем одному слушателю, как правило — по заранее известному расписанию.

Телевидение – технология электросвязи, предназначенная для передачи на расстояние движущегося изображения. В большинстве случаев одновременно с изображением передаётся звуковое сопровождение.

Телевидение высокой чёткости – один из наиболее востребованных продуктов на рынке современного телевещания. Большинство национальных теле сетей сейчас вещают в HD-формате.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас