Реферат на тему: Принципы радиосвязи и телевидения

Цель работы

Раскрыть три фундаментальных принципа: 1) Преобразование звука/изображения в электрический сигнал и его модуляцию для 'нагрузки' на несущую частоту; 2) Процесс излучения, распространения и приема ЭМ-волн; 3) Демодуляцию и декодирование сигнала в приемнике для восстановления исходной информации, проиллюстрировав их на примерах AM/FM радио и цифрового телевидения.

Основная идея

Демонстрация того, как методы модуляции и кодирования электромагнитных волн (амплитудная, частотная, цифровая) являются универсальным 'языком' передачи информации, лежащим в основе как радиосвязи, так и формирования телевизионного сигнала, обеспечивая их эволюцию от аналоговых стандартов к современным цифровым (DAB, DVB-T2).

Проблема

Несмотря на фундаментальную общность принципов передачи информации с помощью электромагнитных волн, практическая реализация радиосвязи и телевидения сталкивается с комплексом взаимосвязанных проблем. К ним относятся: необходимость эффективного «наложения» (модуляции) сложного аудиовизуального сигнала на высокочастотную несущую для его переноса в пространстве; преодоление затухания сигнала, искажений и помех при его распространении и приеме; обеспечение селективности приема нужного сигнала среди множества других; сложность точного восстановления (демодуляции и декодирования) исходной информации из принятого искаженного сигнала; постоянная потребность в увеличении пропускной способности каналов связи (особенно для ТВ) и энергоэффективности систем при одновременном обеспечении надежности и доступности услуг связи и вещания.

Актуальность

Изучение принципов радиосвязи и телевидения сохраняет высокую актуальность в современном мире по нескольким причинам: 1) Технологический переход: Мир переживает завершающую фазу перехода от аналоговых к цифровым стандартам вещания (DAB+, DVB-T2, ATSC 3.0), требующая понимания базовых принципов для оценки преимуществ и сложностей этого перехода. 2) Фундамент современных технологий: Принципы модуляции, кодирования и обработки сигналов, лежащие в основе радиосвязи и ТВ, являются краеугольным камнем беспроводных технологий в целом, включая мобильную связь (4G/5G), Wi-Fi, спутниковую навигацию и Интернет вещей (IoT). 3) Социальная значимость: Радио и телевидение остаются важнейшими средствами массовой информации, оповещения в ЧС и культурного обмена. 4) Образовательная ценность: Понимание этих принципов формирует основу для изучения более сложных разделов физики, радиотехники и телекоммуникаций.

Задачи

1. 1. Изучить фундаментальные процессы преобразования звуковой и визуальной информации в электрические сигналы и принципы их модуляции (амплитудная - AM, частотная - FM, цифровая - QAM, OFDM) на высокочастотную несущую волну для целей радиопередачи и формирования телевизионного сигнала.
2. 2. Проанализировать физические основы излучения, распространения в различных средах и приема электромагнитных волн, а также факторы, влияющие на качество и дальность передачи сигнала (затухание, помехи, многолучевость).
3. 3. Исследовать методы и схемы демодуляции принятого сигнала, выделения из него полезной информации и ее декодирования (включая алгоритмы исправления ошибок в цифровых системах) для восстановления исходного звука и изображения в приемнике.
4. 4. Проиллюстрировать применение изученных принципов модуляции, передачи и приема на конкретных примерах: сравнение работы аналоговых систем (AM/FM радио, аналоговое ТВ) и современных цифровых стандартов (цифровое радио DAB, цифровое телевидение DVB-T2).