Signalübertragung: Lehrbuch der Nachrichtentechnik und Datenfernverarbeitung

ISBN-13: 9783528040727 / Niemiecki / Miękka / 1978 / 403 str.

Harald Schumny

Opis

Die physikalische Darstellung von Nachrichten und Daten nennt man Signal. Deshalb sollte im Zusammenhang mit der Obertragungstechnik konsequenter weise von Signaliibertragung gesprochen werden. Die "klassische Obertra gungstechnik" ging vor allem von den Anwendungsfallen Telegrafie, Telefonie und Rundfunk aus; es handelte sich somit um eine reine Nachrichtentechnik. Mit der Entwicklung der elektronischen Datenverarbeitung (EDV) entstand als neue Aufgabe die Obertragung digitaler Daten und deren Verarbeitung. Die inzwischen immer haufiger sichtbare Verknupfung von Nachrichteniiber mittlung, Dateniibertragung und Datenverarbeitung machte neue Zuordnun gen und Begriffsbestimmungen notig. Ais Oberbegriff fur aile Formen der Obermittlung von Nachrichten und Daten wurde so die Bezeichnung Tele kommunikation gepragt. Das Lehrbuch Signalubertragung ist vor diesem Hintergrund entstanden. Deshalb werden neben der "klassischen Nachrich tentechnik" (analoge Obertragungstechnik) auch digitale Obertragungstech niken wie Pulscodemodulation (PCM) und Datenfernverarbeitung besprochen. Teil 1 umfaBt Grundlagen der Signaliibertragung wie z. B. Verzerrungen, Rauschen, elektroakustische Wandler, Schwingungserzeugung. In Teil 2 (Modulation und Demodulation) werden mit AM, FM und PCM die Ver fahren der Signaliibertragung besprochen. Aufbauend darauf beinhaltet Teil 3 (Obertragungstechnik) die wichtigsten drahtgebundenen und draht losen Obertragungsarten wie Telegrafie, Telefonie, Rundfunk, Richtfunk und Satellitenfunk. Einfuhrungen in die Theorie der Leitungen und die Grundlagen der Antennen und Wellenausbreitung vervollstandigen diesen Hauptteil. Teil 4 schlieBlich gibt einen Einblick in die Datenfernverarbeitung, wobei die zur Datenubertragung ublichen Betriebsarten und Obertragungs kanale sowie die bei der Fernverarbeitung verwendeten Arbeitsweisenim Vordergrund tehen.

Spis treści

1. Grundlagen der Signalübertragung.- 1. Einleitung und Definitionen.- 1.1. Informationen, Nachrichten, Signale.- 1.2. Elektrisches Nachrichtensystem.- 1.3. Wirkungsgrad, Dämpfung und Pegel.- 1.4. Energietechnik, Nachrichtentechnik.- 1.5. Frequenzband und Spektrum.- 1.6. Grundaufgaben der Signalübertragungstechnik.- 1.7. Mehrfachausnutzung und Betriebsarten.- 1.8. Zusammenfassung.- 2. Verzerrungen und Rauschen.- 2.1. Informationsminderung.- 2.2. Lineare Verzerrungen.- 2.3. Nichtlineare Verzerrungen.- 2.4. Rauschen.- 2.4.1. Widerstandsrauschen.- 2.4.2. Stromrauschen.- 2.4.3. Verstärkerrauschen.- 2.5. Zusammenfassung.- 3. Wandler.- 3.1. Elektroakustik.- 3.2. Schallwandlerprinzipien.- 3.3. Schallempfänger (Mikrofone).- 3.3.1. Richtcharakteristik.- 3.3.2. Kohlemikrofon.- 3.3.3. Dynamisches Mikrofon.- 3.3.4. Kondensatormikrofon.- 3.3.5. Kristallmikrofon.- 3.4. Schallsender (Lautsprecher und Hörer).- 3.4.1. Kugelstrahler und Kolbenmembran.- 3.4.2. Magnetisches Telefon.- 3.4.3. Dynamischer Lautsprecher.- 3.4.4. Elektrostatischer Lautsprecher.- 3.4.5. Piezoelektrischer Lautsprecher.- 3.4.6. Offene und geschlossene Hörer.- 3.5. Zusammenfassung.- 4. Schwingungserzeugung.- 4.1. Rückkopplung.- 4.1.1. Ableitung der Rückkopplung.- 4.1.2. Gegenkopplung.- 4.1.3. Selbsterregungsbedingung.- 4.2. Harmonische Oszillatoren.- 4.2.1. Schwingkreise.- 4.2.2. Oszillator mit induktiver Rückkopplung.- 4.2.3. Oszillatoren mit Dreipunktschaltung.- 4.2.4. Frequenzstabilisierung mit Steuerquarz (Quarzoszillator).- 4.2.5. RC-Generator.- 4.2.6. Andere Verfahren.- 4.3. Impulsoszillatoren.- 4.3.1. Impulserzeugung aus Sinusschwingung.- 4.3.2. Multivibrator.- 4.3.3. Astabiler Multivibrator.- 4.3.4. Monostabiler Multivibrator.- 4.3.5. Bistabiler Multivibrator.- 4.3.6. Schmitt-Trigger.- 4.4. Zusammenfassung.- Literatur zu Teil 1.- 2. Modulation, Demodulation.- 5. Frequenzumsetzungen.- 5.1. Überlagerung und Umsetzung.- 5.2. Schwingungsmodulation.- 5.3. Pulsmodulation.- 5.3.1. Abtasttheorem.- 5.3.2. Modulationsarten.- 5.4. Zusammenfassung.- 6. Amplitudenmodulation (AM).- 6.1. Theoretische Behandlung.- 6.2. Ampl itudenmodulatoren.- 6.2.1. Modulation an quadratischer Kennlinie.- 6.2.2. Modulation durch Veränderung der Verstärkung.- 6.2.3. Modulation mit Trägerunterdrückung.- 6.2.4. SSB-Modulatoren.- 6.3. Demodulation amplitudenmodulierter Schwingungen.- 6.3.1. Diodendemodulation.- 6.3.2. Spitzengleichrichter.- 6.3.3. Demodulation am Ringmodulator.- 6.4. Zusammenfassung.- 7. Frequenzmodulation (FM).- 7.1. Theoretische Behandlung.- 7.1.1. Zeitfunktion der FM.- 7.1.2. Bandbegrenzung.- 7.2. Frequenzmodulatoren.- 7.3. Demodulation frequenzmodulierter Schwingungen.- 7.4. Zusammenfassung.- 8. Pulscodemodulation (PCM).- 8.1. Prinzip der PCM.- 8.1.1. Vorbemerkungen.- 8.1.2. Analog-Digital-Umsetzung.- 8.2. Quantisierungsrauschen und Aliasing.- 8.2.1. Quantisierungsrauschen.- 8.2.2. Aliasing.- 8.3. PCM-Anwendungsfälle.- 8.3.1. Formate.- 8.3.2. Musikaufzeichnung auf Magnetband.- 8.3.3. Meßwertspeicherung.- 8.3.4. PCM-Telemetrie.- 8.3.5. Sprachübertragung.- 8.3.6. Tonübertragung.- 8.3.7. Fernsehübertragung.- 8.4. Zusammenfassung.- Literatur zu Teil 2.- 3. Übertragungstechnik.- 9. Leitungen.- 9.1. Leitungstypen.- 9.1.1. Einteilung von Nachrichtenleitungen nach ihrem Aufbau.- 9.1.2. Einteilung von Nachrichtenleitungen nach ihrem Verwendungszweck.- 9.2. Allgemeine Leitungseigenschaften.- 9.2.1. Betriebszustände elektrischer Leitungen.- 9.2.2. Ersatzschaltungen und mathematische Behandlung.- 9.2.3. Leitungsgleichungen.- 9.2.4. Wellenausbreitung.- 9.2.5. Leitungskonstanten.- 9.3. Eigenschaften spezieller Leitungen.- 9.3.1. Freileitungen.- 9.3.2. Koaxialkabel.- 9.3.3. Fernmeldekabel.- 9.3.4. Hohlleiter.- 9.3.5. Lichtleiter.- 9.4. Zusammenfassung.- 10. Drahtgebundene Übertragung.- 10.1. Trägerfrequenztechnik.- 10.1.1. Raumstaffelung.- 10.1.2. Frequenzstaffelung.- 10.1.3. Zeitstaffelung.- 10.2. Telefonie (Fernsprechen).- 10.2.1. Spezielle Bauelemente der Fernsprechtechnik.- 10.2.2. Grundschaltungen.- 10.2.3. Übertragungstechnik.- 10.2.4. Trägerfrequenztelefonie.- 10.2.5. Sonderformen und neue Entwicklungen.- 10.3. Telegrafie (Fernschreiben).- 10.3.1. Codierung.- 10.3.2. Geschwindigkeit und Bandbreite.- 10.3.3. Fernschreiber.- 10.3.4. Bildtelegrafen.- 10.3.5. Übertragungstechnik.- 10.4. Zusammenfassung.- 11. Antennen und Wellenausbreitung.- 11.1. Antenneneigenschaften und Kenngrößen.- 11.1.1. Antenne als Strahler.- 11.1.2. Kenngrößen der Antenne.- 11.1.3. Reziprozität.- 11.2. Wellenausbreitung.- 11.2.1. Die Erdatmosphäre.- 11.2.2. Bodenwelle.- 11.2.3. Raumwelle.- 11.2.4. Ausbreitung in verschiedenen Wellenbereichen.- 11.3. Einfache Rund- und Richtstrahler.- 11.3.1. Vertikalantennen.- 11.3.2. Dipolantennen.- 11.3.3. Rahmen- und Ferritantennen.- 11.3.4. Mobilantennen.- 11.4. Gruppenstrahler.- 11.4.1. Antennengruppen.- 11.4.2. Richtstrahler.- 11.4.3. Rundstrahler.- 11.5. Langdrahtantennen.- 11.5.1. Einfache Langdrahtantennen.- 11.5.2. Rhombusantenne.- 11.6. Schlitz- und Flächenstrahler.- 11.6.1. Grundlagen.- 11.6.2. Schlitzstrahler.- 11.6.3. Flächenstrahler.- 11.7. Zusammenfassung.- 12. Drahtlose Übertragung.- 12.1. Hörrundfunk.- 12.1.1. Zielsetzungen, Qualitätsstufen, Sonderformen.- 12.1.2. Hörrundfunk-Sender.- 12.1.3. Hörrundfunk-Empfänger.- 12.2. Fernsehrundfunk.- 12.2.1. Grundlagen der Fernsehtechnik.- 12.2.2. Fernsehsender und Bildaufnahmeröhren.- 12.2.3. Fernsehempfänger und Bildwiedergaberöhren.- 12.2.4. Farbfernsehen.- 12.3. Richtfunk.- 12.3.1. Richtfunkbänder und -systeme.- 12.3.2. Kurzwellenverbindungen.- 12.3.3. Breitbandverbindungen.- 12.4. Satellitenfunk.- 12.4.1. Erdsatelliten.- 12.4.2. Systemaufbau.- 12.4.3. Satellitensysteme.- 12.5. Zusammenfassung.- Literatur zu Teil 3.- 4. Datenfernverarbeitung.- 13. Problemstellung und Prinzipien.- 13.1. Problemstellung.- 13.2. Systembestandteile.- 13.3. Datenfernverarbeitung und Teilnehmerbetrieb.- 13.4. Zusammenfassung.- 14. Verfahren und Betriebsarten.- 14.1. Direktes und indirektes Verfahren (On-line und Off-line).- 14.1.1. Off-line-Verarbeitung.- 14.1.2. On-line-Verarbeitung.- 14.1.3. Stapelfernverarbeitung, Dialog- und Verbundbetrieb.- 14.2. Arten der Übergabe und Betriebsarten.- 14.2.1. Serielle und parallele Übergabe.- 14.2.2. Synchrone und asynchrone Übergabe.- 14.2.3. Simplex, Duplex, Multiplex.- 14.3. Zusammenfassung.- 15. Übertragungskanäle und Arbeitsweisen.- 15.1. Allgemeines.- 15.2. Leitungsarten, Schnittstellen, Netzformen.- 15.2.1. Leitungen für digitale Übertragungen.- 15.2.2. Leitungen für analoge Übertragungen.- 15.2.3. EDS-System.- 15.2.4. Netzformen.- 15.3. Arbeitsweisen.- 15.3.1. Echtzeitverarbeitung.- 15.3.2. Multiprogramming.- 15.3.3. Multiprocessing und Multicomputing.- 15.4. Zusammenfassung.- 16. Datenübertragungsblock und Datensicherung.- 16.1. Übertragungsblock und Formate.- 16.1.1. Übertragungsprozedur.- 16.1.2. Format: Magnetbandkassette.- 16.1.3. Format: Flexible Magnetplatte.- 16.2. Datensicherung.- 16.3. Zusammenfassung.- 17. Beispiele für DFV-Systeme.- 17.1. Allgemeine Anwendungsfälle.- 17.1.1. Grundformen.- 17.1.2. Modems und Datenraten.- 17.2. Verbundsysteme.- 17.3. Zusammenfassung.- Literatur zu Teil 4.- Sachwortverzeichnis.