Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Конспект лекцій Тема 1: Вступні положення. Розвиток електрозв’язку зміст основний зміст дисципліни

Скачати 134.62 Kb.

Конспект лекцій Тема 1: Вступні положення. Розвиток електрозв’язку зміст основний зміст дисципліни




Скачати 134.62 Kb.
Сторінка2/2
Дата конвертації18.05.2017
Розмір134.62 Kb.
ТипКонспект
1   2

ІІ. Телетайп.

У 1850 р. Б.С.Якобі сконструював перший букводрукуючий апарат, який потім (1874 р.) удосконалили американець Д.Юз і французький інженер-винахідник Ж.Бодо (1845-1903). Апарати Бодо забезпечували по фізичних ланцюгах (колах, каналах) передачу повідомлень одночасно від декількох джерел. У нашій країні ці апарати використовувались від 1904 і до кінця сорокових років ХХ століття. Були створені шести- і дев’ятикратні модифікації апарату Бодо.

З 1930 р. появились перші радянські телетайпи (телеграфні апарати з клавіатурою пишучої машинки і старт-стопним принципом роботи); їх створили А.Ф.Шорін (1930) та А.І.Тремль (1931). Потім ці телетайпи замінили досконалішим стартстопним апаратом СТ-35, розробленим Н.А.Волковим, Н.Г.Гагаріним і С.І.Часовиковим; покращений варіант використовують для телеграфного зв’язку і до цього часу. Телетайп (англ. teletype, від грец. теле - далеко і англ. type - відбиток) - телеграфний апарат для приймання й передавання повідомлень у цифро-буквовій формі.

У 1866 р. прокладено кабель через Атлантичний океан. Европа й Америка зв’язались телеграфом. Телеграфні лінії потягнулись у всі кінці земної кулі, зв’язуючи між собою країни й континенти.



ІІІ. Телефон.

З 1837 р. були спроби передати на відстань людську мову з допомогою електрики. Через 40 років американський винахідник А.Г. Бел у 1876 р. запатентував пристрій для передачі мови по проводах - телефон.

У 1878 р. російський вчений М.Махальский сконструював перший чутливий мікрофон із вугільним порошком, який у модернізованому виді використовується і в сучасних телефонних апаратах.

У 1882-83 рр. побудовані перші телефонні станції у Москві, Петербурзі, Одесі. У 1886 р. фізик П.М.Голубицький розробив нову схему телефонного зв’язку, за якою мікрофони абонентських апаратів живились від одної (центральної) батареї, розміщеної на телефонній станції. Ця система (ЦБ) донині поширена у світі.

Для телефонного зв’язку спершу використовували телеграфні лінії, але для покращення якості зв’язку потрібні спеціальні двопровідні телефонні лінії. Така лінія між Петербургом і Москвою була спроектована у 1895 р. професором Петербурзького електротехнічного інституту П.Д.Войнаровським і побудована у 1898 р.

У кінці ХІХ століття Земля вже була оповита проводами і кабелями, які зв’язували міста й континенти. Але провідний зв’язок не задовольняв потреб промисловості, транспорту й особливо судноплавства. Мореплавцям і військовому флоту необхідний безпровідний зв’язок.



IV. Винахід радіо.

Максвелл Джеймс Клерк (1831-79) - англійський фізик - у 1860-1865 рр. створив теорію електромагнітного поля: сформулював систему рівнянь, ввів поняття струму зміщення, передбачив існування у вільному просторі електромагнітного випромінення (хвиль) і його поширення із швидкістю світла, - що є теоретичною основою електро- і радіотехніки.
Швидкість світла - фізичний термін, який використовується у двох, пов'язаних між собою, але концептуально різних значеннях. Перш за все швидкість світла - фундаментальна фізична стала, швидкість розповсюдження електромагнітної взаємодії у вакуумі.
Англія А́нглія (англ. England) - країна в Західній Європі, що входить до Сполученого королівства Великої Британії та Північної Ірландії. Найбільша за площею і населенням з чотирьох країн Сполученого королівства та трьох частин Великої Британії.
Електромагні́тна взаємоді́я - найбільш досліджена з чотирьох фундаментальних фізичних взаємодій. Основними рівняннями електромагнетизму є рівняння Максвелла. Поширюється у формі електромагнітного поля, що складається з векторних безмасових квантів - фотонів.


Герц Генріх Рудольф (1857-94) - німецький фізик - один з основоположників електродинаміки. У 1887 р. у роботі “Про дуже швидкі електричні коливання” запропонував конструкцію генератора ЕМ коливань (вібратор Герца) і метод їх виявлення з допомогою резонатора (резонатор Герца), вперше розробив теорію відкритого вібратора, що випромінює ЕМ хвилі. У 1888 р. Герц дослідним шляхом доказав існування електромагнітних хвиль, передбачених теорією Максвелла.
Електромагні́тна хви́ля - процес розповсюдження електромагнітної взаємодії в просторі у вигляді змінних зв'язаних між собою електричного та магнітного полів. Прикладами електромагнітних хвиль є світло, радіохвилі, рентгенівські промені, гамма-промені.
Експериментуючи з ЕМ хвилями, Герц спостерігав їх відбивання, заломлення, інтерференцію, поляризацію. Встановив, що швидкість поширення ЕМ хвиль дорівнює швидкості світла. Ці досліди підтвердили теорію Максвелла.
Світловий конус
Розвиваючи її, Герц надав (1890) рівнянням електродинаміки симетричну форму, яка виявила повний взаємозв’язок між електричними й магнітними явищами.

7 травня 1895 р.- День радіо - відбулася перша публічна демонстрація пристрою А.С.Попова для прийому електромагнітних хвиль (у Петербурзі, на засіданні Російського фізико-хімічного товариства).

Російське фізико-хімічне товариство, РФХТ (рос. Русское физико-химическое общество, РФХО) - російська наукова організація, що існувала з 1878 р. по 1930 р. і поєднувала натуралістів Російської імперії, а потім - РРФСР.
Попов Олександр Степанович (1859-1906) - російський вчений, винахідник радіо; дослідник проблем електротехніки, радіотехніки, зокрема, радіозв’язку. У 1888 р. повторив досліди Герца по отриманню ЕМ хвиль і в 1889 р. уперше вказав на можливість їх, використання для передачі сигналів на віддаль. У 1894 р. сконструював генератор ЕМ коливань і когерер - елемент приймача, чутливий до електромагнітних хвиль; винайшов першу приймальну антену і встановив, що приймач реагує на грозові розряди. Створив прилад для реєстрації розрядів на значних віддалях (грозовідмітчик), який був прототипом першої приймальної радіостанції. 7.05.1895 продемонстрував грозовідмітчик (радіоприймач) на засіданні фізико-хімічного товариства і прочитав доповідь “Про відношення металевих порошків до електричних коливань”, висловив думку про можливість використання грозовідмітчика для передачі сигналів на віддаль. 24.03.1896 там же продемонстрував передачу сигналів на віддаль 250 м, передав першу у світі радіограму - “Генріх Герц”. Подібні прилади й експерименти створив і здійснив дещо пізніше Г.Марконі, який запатентував безпровідний телеграф.

У 1897 р. Попов виявив відбивання хвиль від кораблів, що покладено в основу радіолокації. Здійснив досліди з радіотелеграфії.

У 1900 р. радіотелеграфний зв’язок використовували при зніманні з мілини броненосця “Генерал-адмірал Апраксин” та при рятуванні віднесених у море рибаків.

У 1946 р. Президія АН СРСР встановила золоту медаль ім.А.С.Попова і премію за визначні досягнення у галузі радіофізики.

Є науково-технічне товариство РЕЗ його імені.



Лодж Олівер Джозеф (1851-1940) - англійський фізик, член Лондон­ського королівського товариства. Досліджував (1888) поширення ЕМ хвиль вздовж провідника при розряді лейденської банки;
Лейденська банка - пристрій, що «зберігає» статичну електрику між двома електродами на внутрішній та зовнішній поверхнях скляної банки. Це найперше відоме втілення електричного конденсатора.
вдосконалив методи детектування коливань із допомогою когерера. Брав участь у початкових етапах розвитку радіотелеграфії. Експериментально доказав неправомірність теорії ефіру (показав, що рухома матерія не захоплює ефір).

Марконі Гульельмо (1874-1937) - італійський радіотехнік. Розробив прилади безпровідного телеграфу. У 1896 р. подав заявку, а в 1897 отримав патент (в Англії) на застосування ЕМ хвиль для безпровідного зв’язку. Добився широкого практичного використання нового способу зв’язку; у 1902 здійснив радіозв’язок через Атлантичний океан.
Атланти́чний океа́н, раніше Атланті́йський океа́н - другий за величиною, після Тихого океану, океан на Землі. Назва походить від імені міфічної країни Атлантиди.[Джерело?]
Відіграв значну роль у розвитку радіотехніки, у поширенні радіо як засобу зв’язку (Нобелівська премія 1909 р. по фізиці, разом із Браун К.).

У Росії у 1913 р. був організований радіотелеграфний завод з радіолабораторією під керівництвом М.В.Шулейкіна, а в 1914 у Москві й Петербурзі були збудовані перші іскрові радіостанції. У 30-х роках була розроблена апаратура для організації по двох проводах декількох телеграфних зв’язків (каналів). Розвинуто спосіб “час­тотного телеграфування”, створена триканальна апаратура. Перша вітчизняна апаратура тонального телеграфування на 18 каналів створена у 1940 р. Потім були створені різновидності каналоутворюючої апаратури (КОА) із частотним і часовим розділенням каналів (ТТ-12/17, ТТ-48, ЧВТ-11, …). На базі цієї апаратури, телеграфних апаратів і вузлів комутації була створена телеграфна мережа загального користування.

У кінці 40-х років перейшли на діалоговий режим між абонентами, - в абонентів установлювали стартстопний апарат і викликаючий пристрій, з’єднані з місцевою комутаційною станцією.

Лінія фототелеграфного зв’язку Москва-Берлін була відкрита 1027 р. Передавали на віддаль нерухомі зображення, газети. Факсиміле (франц. від лат. fac simile - зроби подібне) - точне відтворення малюнка, креслення, рукопису фотографічним способом або печаткою (не плутати з кліше - печатка для відтворення власноручного підпису).

Розвиток обчислювальної техніки (ЕОМ, комп’ютерні мережі) привів до появи нового виду електрозв’язку - передавання даних.

Електро́нна обчи́слювальна маши́на (ЕОМ) - загальна назва для обчислювальних машин, що є електронними (починаючи з перших лампових машин, включаючи напівпровідникові тощо) на відміну від електромеханічних (на електричних реле тощо) та механічних обчислювальних машин.
Тут підвищені вимоги до швидкості й вірності передачі інформації. Документальні види електрозв’язку (телеграфія, передача даних та факсимільний) стали невід’ємною частиною ефективного управління.
Передача даних (обмін даними, цифрова передача, цифровий зв'язок) - фізичне перенесення даних цифрового (бітового) потоку у вигляді сигналів від точки до точки або від точки до множини точок засобами електрозв'язку каналом зв'язку; як правило, для подальшої обробки засобами обчислювальної техніки.


V. Теорія передачі сигналів.

Усі питання, пов’язані з передачею інформації у природі й суспільстві охоплює статистична теорія зв’язку або теорія передачі сигналів.

У створенні й розвитку теорії зв’язку велику роль відіграли член-кор. Олександр Якович Хінчин (1894-1959) і академік Андрій Микола­йович Колмогоров (1903-87), які розробили необхідний математичний апарат (вклад у теорію функцій, т.

Матема́тика (грец. μάθημα - наука, знання, вивчення) - наука, яка первісно виникла як один з напрямків пошуку істини (у грецькій філософії) у сфері просторових відношень (землеміряння - геометрії) і обчислень (арифметики), для практичних потреб людини рахувати, обчислювати, вимірювати, досліджувати форми та рух фізичних тіл.
 імовірностей, т. чисел, т. стаціонарних випадкових процесів, т.інформації).

Акад. Котельников Володимир Олександрович (1908-2005) - радіофізик (теоретична радіотехніка), з 1954 р.

Його́ Імпера́торська Висо́кість Вели́кий Кня́зь Володи́мир Олекса́ндрович (нар. 10 (22) квітня 1847, Санкт-Петербург - пом. 4 (17) лютого 1909, Санкт-Петербург) - 4-й син імператора Олександра II та імператриці Марії Олександрівни; сенатор, член Державної ради Російської імперії (з 1872), генерал-ад'ютант, генерал від інфантерії (з 1880), президент Академії мистецтв (1876-1909); молодший брат Олександра III, рідний дядько Миколи ІІ. Був одружений з донькою великого герцога Макленбург-Шверінського Марією Александріною Єлизаветою Елеонор.
директор Ін-ту радіотехніки й електроніки АН СРСР. У роботах “О пропускной способности “эфира” и проволоки в электросвязи” (1933) і “Теория потенциальной помехоустой­чивости” (1946 р.) сформулював і довів теореми, що є в основі теорії передачі сигналів.

Подальший розвиток теорія отримала у працях А.А.Харкевича, В.І.Сифорова, А.Г.Зюко, Д.Д.Кловського, Л.М.Фінка та багатьох інших.

Значний вклад у створення і розвиток теорії зв’язку зробили Х.Найквіст, Н.Вінер, Д.Міддлтон, К.Хелстром та ін.



Вінер Норберт (1894-1964) - амер. учений. У 14 р. вивчив вищу математику, у 18 р. став доктором філософії Гарвардського ун-ту. Теорія потенціалу, гармонічні функції, ряди і перетворення Фур’є, теорія випадкових процесів.
Теорія потенціалу - розділ математики і математичної фізики, присвячений вивченню властивостей диференціальних рівнянь в частинних похідних в областях з досить гладкою границею за допомогою введення спеціальних видів інтегралів, залежних від певних параметрів, які називаються потенціалами.
Доктор філософії ('Ph.D. (іноді: PhD чи DPhil, з лат. Philosophiæ doctor, МФА: [piː eɪtʃ diː]) - науковий ступінь в більшості країн світу, зокрема в Україні (з липня 2016 року). В Україні запровадили науковий ступінь Ph.D.
Випадко́вий проце́с (англ. stochastic process) - важливе поняття сучасної теорії ймовірностей. Є певним узагальненням поняття випадкова величина, а саме - це випадкова величина, що змінюється з часом (іншими словами: випадкова величина, що залежить від змінної величини, яку називають час, або іншими словами - це набір випадкових величин, параметризованих величиною T - часом).
Ел. мережі, обчислювальна техніка - балістичні розрахунки. У 1945-47 рр. - ідея про необхідність створення єдиної науки про процеси зберігання й обробки інформації управління й контролю; назвав кібернетика (від грец. - мистецтво керуввання).

Важливу роль у становленні сучасної теорії передачі інформації зіграв Шеннон Клод Елвуд (Shannon C.E., нар.1916 р.) - американський математик і інженер, один із творців математичної теорії інформації, кібернетики; основоположна робота - “Математична теорія зв’язку” (1948).

До нинішнього часу створено і широко використовуються телебачення, сотовий мобільний телефон, електронна пошта, глобальна інформаційна мережа Інтернет.

Стільниковий телефон - автономний мобільний телефон, призначений для роботи в мережах стільникового зв'язку; використовує приймач радіодіапазону і традиційну телефонну комутацію для здійснення телефонного зв'язку на території зони покриття мережі.
Електро́нна по́шта або е-пошта (англ. e-mail, або email, скорочення від electronic mail) - спосіб обміну цифровими повідомленнями між людьми використовуючи цифрові пристрої, такі як комп'ютери та мобільні телефони, що робить можливим пересилання даних будь-якого змісту (текстові документи, аудіо-, відеофайли, архіви, програми).
Інтерне́т (від англ. Internet), міжмере́жжя - всесвітня система взаємосполучених комп'ютерних мереж, що базуються на комплекті Інтернет-протоколів. Інтернет також називають мережею мереж. Інтернет складається з мільйонів локальних і глобальних приватних, публічних, академічних, ділових і урядових мереж, пов'язаних між собою з використанням різноманітних дротових, оптичних і бездротових технологій.
Застосовують кабельні та радіо лінії передачі інформації.
1.3. Приклади використання сучасних телекомунікаційних систем і мереж у різних галузях народного господарства
- Телефонія,

- Радіомовлення, Телебачення,

- Документальні види електрозв’язку (телеграфія, факсимільний, передача газет, передача даних),

- Автоматичні системи управління (АСУ), АСУТП,

- Супутниковий і космічний зв’язок,

- Сотовий мобільний телефон,

- Електронна пошта,

- Глобальна інформаційна мережа Інтернет.

Мобільна телефонія (англ. mobile telephony) - Впровадження переносних телефонних пристроїв у сучасний побут. Дослідження вказують, що мобільна телефонія суттєво впливає на зміни у способі життя і мисленні сучасних людей.


1.К. Питання до самоконтролю

1.К.1. Доелектричні методи передавання інформації.

1.К.2. Суть водяного телеграфу.

1.К.3. Семафорний телеграф.

1.К.4. Чому вольтів стовп вважають початком розвитку електрозв’язку ?

1.К.5. Основні етапи розвитку теорії й практики електрозв’язку.

1.К.6. Яка різниця між телетайпом і телеграфом ?

1.К.7. Суть телефонного зв’язку.

1.К.8. Які фізичні явища є основою радіозв’язку?

Я́вище - філософська категорія, що відображає зовнішні властивості, процеси, зв'язки предмета, які даються пізнанню безпосередньо в формах живого споглядання. Явище може змінюватися, розвиватися відповідно до загальних законів розвитку матеріального світу.
Назвіть дослідників і винахідників.

1.К.9. Де використовують фототелеграфний зв’язок 7

1.К.10. Які питання охоплює теорія передачі сигналів ?

1.К.11. Приклади використання телекомунікаційних систем.



Література - 1.Л.

Основна


1. Теория передачи сигналов: Учебник для вузов / А.Г.Зюко, Д.Д.Клов­ский, М.В.Назаров, Л.М.Финк. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1986. - 304 с.

2. Передача дискретных сообщений: Учебник для вузов / Под ред. В.П.Шувалова. - М.: Радио и связь. 1990.- 464 с.

3. Системы электросвязи: Учебник для вузов / Под ред. В.П.Шувалова. -

М.: Радио и связь. 1987.- 512 с.

Довідкова

1. Храмов Ю.А. Физики. - К.: Наукова думка, 1977. - 509 с.



  1. Математический энциклопедический словарь. / Гл. ред. Ю.В.Прохоров - М.: “Сов. энц.”, 1988.- 847 с.

  2. Шарле Д.Л. По всему земному шару: Прошлое, настоящее и будущее кабелей связи. - М.: Радио и связь, 1985. - 320 с.






1   2


Скачати 134.62 Kb.

  • IV . Винахід радіо . Максвелл
  • V. Теорія передачі сигналів.
  • Котельников Володимир Олександрович
  • Вінер
  • 1.3. Приклади використання сучасних телекомунікаційних систем і мереж у різних галузях народного господарства