Сигнал о некоторых понятиях кибернетики - Полетаев И.А.
Скачать (прямая ссылка):
Рассмотрим несколько примеров. Свет представляет собой, как известно, электромагнитные колебания весьма высоких частот (порядка 1015 герц). При передаче сообщений с помощью световых волн источником колебаний несущей частоты является либо сам источник информации, либо посторонний источник света. Приемником является либо глаз животного, либо фотоэлемент. При сигнализации гелиографом используется амплитудная модуляция. Модулирующей функцией чаще всего являются точки и тире
106
1 fljll SI il
111 if! 11 111
Рнс. 5.4. Модуляция.
/ — несущее колебание, 2 — модулирующая функция, «?— амплитудно-модулнрованное колебание, 4 — частотно-модулированиое колебание.
азбуки Морзе. Модуляция в этом случае имеет вид «прямоугольных импульсов»: интенсивность света очень быстро возрастает от нуля до максимума и через некоторый промежуток времени снова быстро падает до нуля.
Сигнализация цветными фонарями типа светофора или железнодорожная сигнализация использует частотную модуляцию, так как свет горит непрерывно с постоянной интенсивностью, но меняет цвет, т. е. частоту несущих колебаний.
Зрение представляет собой связь многоканальную. Глаз вопринимает одновременно очень много отдельных сигналов, которые, будучи связаны друг с другом, дают в комбинации сложный сигнал — образ.
Звук также является переносчиком информации. Сигнализация звуком использует амплитудную модуляцию (включение гудка). Устройство типа эхолота, измеряющие глубину водоемов по времени прихода отраженного звукового сигнала, используют амплитудную импульсную модуляцию или же частотную.
Общение людей посредством разговора использует как амплитудную, так и частотную звуковую модуляцию. То же относится и к музыке, но в музыке модуляция заметна отчегливее, так как звуки разной высоты и силы в музыке выявлены рельефнее, чем в речи. Особенностью речи (как, впрочем, и оркестровой музыки) является то, что в звучании присутствуют одновременно колебания различных частот с различными амплитудами. Этот набор колебаний меняется во времени. Отдельные звуки речи — фонемы, звучания отдельных инструментов оркестра, отличаются друг от друга своими спектрами, т. е. различным содержанием колебаний с различными частотами. Тембры голосов позволяющие узнавать знакомых при разговоре по телефону, также определяются содержанием различных частотных составляющих, т. е. спектром. К фазовым соотношениям звуковых колебаний ухо человека нечувствительно.
Процессом, служащим для передачи сигнала, не обязательно должны быть колебания. Передача сигнала без использования колебаний может осуществляться, например, с помощью электростатического или магнитостатического поля. Электрическое поле распространяется вдоль провода и вызывает в проводе изменение электрического тока. Это используется при телеграфировании постоянным током или при телефонной передаче. Модуляция при этом наложена на постоянный ток в проводе.
Иногда используется и постоянное магнитное поле. Не-
107
давно в печати сообщалось об использовании мощного электромагнита для передачи команд режиссера актерам в киностудии при съемках звуковых фильмов. Посторонние звуки в студии недопустимы, световые сигналы неудобны и недостаточны. Передача с помощью магнитного поля оказалась очень удобной в этом случае. Режессер наблюдает за съемкой из звукоизолированной кабины и дает указания актерам в микрофон. Токи звуковой частоты модулируют магнитостатическое поле, которое пронизывает студию. Приемник, превращающий изменения магнитного поля в звук, удалось сделать настолько малым, что он
может быть незаметно размещен возле уха актера и замаскирован прической и костюмом. Телефонная трубка размещается в ушной раковине.
Носителям и инфор м а-ции могут быть и такие процессы, как теплопроводность, диффузия, течение жидкости или газа и т. д. Так, сигнал, управляющий термостатом, достигает чувствительного элемента посредством теплопроводности. Запах дыма, предупреждающий пожарную охрану об опасности, передается диффузией или током воздуха. Возбуждение некоторых нервных центров происходит в том случае, когда током крови к ним приносится измененное по сравнению с нормальным количество химического вещества — гормона. Так происходит, например, возбуждение дыхательного центра головного мозга при увеличении концентрации углекислого газа в крови, омывающей мозг. Вкус—сигнал, несущий информацию о качестве пищи, также передается с помощью химических воздействий при изменениях концентрации вещества.
Из всех процессов, несущих информацию, наибольшее значение в технике связи в настоящее время имеет, пожалуй, распространение электромагнитных колебаний — радиоволны. В радиосвязи применяется и амплитудная, и частотная модуляции. При этом частоты несущих колебаний могут лежать в очень широких пределах (104— 10i0 герц).
В последнее время в радиотехнике получила распространение так называемая импульсная модуляция, которая 108
'JLJULJU
Рис. 5.5. Импульсы.
