Klasifikacija sumova

5/26/2018 Klasifikacija sumova

1/5

1. Klasifikacija sumova1.Nastankutermicki, fliker, Sotkijev2.Nacinu delovanja aditivni (vecina sumova ima aditivnu manifestaciju, 99.99procenata sesabira po snazi, izuzetak u intermodulacionom produktu treceg reda) i

multiplikativni (rasprsavanje talasa dovodi do velikog broja razlicitih kasnjenja (pojava

mutipath fedinga), na prijemu se menja anvelopa signala, u fotodetektorima)3.StatisticiGauss-ov, Poisson-ov4.Spektralnoj karakteristicibeli (ne menja se sa frekvencijom,V(f)=Vo najjednostavniji je za analizu) i obojeni

(V(f)nije const. komplikovan za analizu, cesto se radi pobeljavanje)5.Pojavljivanju, tj. nacinu delovanja je pozadinski (uvek prisutan) i impulsni (nastajeneocekivano u burst-ovima i nepredvidiv je)

Sumovi u optickim telekomunikacija (Sotkijev, kvantni, modalni - sum pegaste strukture,

polarizacioni).Sumovi van sistema prenosa: sum ambijenta (dobijen posredstvom

pretvaraca), atmosferski sum, kosmicki sum, sum kao posledica covekovog delovanja

(industrijski sum)

Termicki sum (Jonsonov)

Termicki sum je posledica neregularnog kretanja elektrona pod uticajem toplote. Termicki

sum karakterise veliki broj slucajnih, medjusobno nezavisnih komponenata u slozenom

procesu. Prema centralnoj granicnoj teoremi ove komponente predstavljaju Gauss-ov proces.

Spektralna gustina snage termickog suma je: V(f)=k*T*p(f)

Veliki broj slucajnih, medjusobno nezavisnih komponenata u slozenom procesu, prema CGT,

daju Gaus-ov proces. x - amplituda suma m - srednja vrednost napona suma (=0 za termicki

sum), - standardna devijacija napona

Fazni sum se javlja kao posledica termickog kretanja elektrona, a manifestuje se u parazitnoj

faznoj modulaciji tj. u slucajnim fluktuacijama faze signala.Fazni sum je mera spektralne

cistoce sinusoidalnog signala. Nastaje od kompozitnih niskofrekvencijskih signala i ispoljavase kao dziter u prolasku talasnog oblika kroz nulu. U vremenskom domenu ga je tesko opaziti

ali se u frekvencijskom manifestuje kroy nezeljene bocne opsege. Ne moze se otkloniti

oklopljavanjem ili specijalnim projektovanjem sklopova, ali se moze ublaziti njegov uticaj

pomocu specijalnih tehnika

Flicker sum se javlja na nesavrsenim kontaktima ili na nesavrsenim povrsinama spoja. Fliker

sum je karakteristican za niske frekvencije, a nastaje u svim slucajevima elektricne

neravnoteze. Javlja se u svim elektronskim uredjajima. Predstavlaj fluktuaciju otpornosti i

spada u grupu sumova cija je spektralna karakteristika ovojena, u ovom slucaju pink. V(f)

jednako k*Ina a, kroz, f na n.

Sum pucketanja ili popcorn sum je dobio naziv zbog zvuka koji se cuje sa zvucnika (zbog

jeftinih poluprovodnickih komponenti), a nije posledica smetnji u audio lancu. Javlja se uaperiodicnim burst-ovima koji se manifestuju kao iznenadni stepenicasti prelazi izmedju dva

ili vise diskretnih nivoa napona ili struje.

Sotkijev sum - u fotodetektorima nastaje na mestima generisanja parova elektron-supljina kao

posledica neravnoteze u generisanju parova. Sotkijev sum postoji u poluprovodnicima i

cevima, ima Poisson-ovu raspodelu, a pri velikom broju generisanih parova elektron-supljina

ima Gauss-ovu raspodelu. U fotodetektroima se javlja usled proticanja struje mraka i

fotrostruje.Poluprovodnicke komponente (diode, tranzistori, FET-ovi, MOSFET-ovi,

integrisana kola, ...) generisu sumove ciji je uzrok to sto broj slobodnih nosilaca stalno varira

pri konstantnim uslovima sto je posledica statistickih pojava generisanja i rekombinacije

slobodnih nosilaca. Kvadrat efektivne struje suma je:] gde je e=1.6*10-19(C)elementarni

kvant elektriciteta, I (A)jednosmerna komponenta struje kroz poluprovodnicki element,B=fvfn (Hz)frekvencijski opseg sistema.


2/5

Na nizim frekvencijama javlja se dodatni sum koji je posledica povrsinskih pojava

poluprovodnika; raste sa opadanjem frekvencije. Na visim frekvencijama javlja se sum

prouzrokovan inertnoscu difuzije slobodnih nosilaca; raste sa porastom frekvencije

Kvantni sum

-Javlja se na veoma visokim frekvencijama na samom ulazu u fotodetektor (opticke

telekomunikacije). Potice od statisticke prirode generacije i kolekcije fotoelektrona. Ovastatistika ima Poasonovu raspodelu. Dominantan je na visokim frekvencijama i niskim

temperaturama. Kad je broj nosilaca mali SNR =korenN.

Kvantizacioni sum stvara diskretizacija po vremenu i amplitude ,ovaj sum se javlja kao

posledica zaokruzivanja (aproksimacije amplitudskih nivoa pri diskretizaciji). Ustvari ovo i

nije sum, nego greska kvantizacije. Sa grafika se moze zakljuciti da sto je veci broj

kvantizacionih nivoa to je spektralna gustina ravnija.Kvantizacioni sum se ne moze izbeci,moze samo da se smanji amplituda suma. Kvantizacioni sum ima smisla smanjivati do linije

pozadinskog suma (koji uvek postoji).Intermodulacioni sum i njegove manifestacije

Uzrok nastajanja je nelinearna karakteristika ulaziliizlaz nekog od elemenata TK sistema.

Idealno bi bilo da sistem (tj. svi njegovi elementi) ima linarnu prenosnu karakteristikuMedjutim mnogi elementi (npr. pojacavaci) imaju nelinarnu karakteristiku. Oni generisu na

svom izlazu spektralne komponente koje nisu postojale na ulazu. Svaka nelinearna

karakteristika moze se predstaviti pomocu Tejlorovog reda:Ako se signal x(t) na ulazu u

sistem sastoji od zbira dve prostoperiodicne komponente frekvencija f1 i f2, na izlazu ce se

dobiti beskonacno mnogo komponenata frekvencije mf1nf2 (m, n - celi brojevi). Ako se na

izlazu dobiju komponente frekvencije (n = 0),(m = 0) onda su izoblicenja harmonijska (na

ulazu su delovale samo komponente mf1 ili nf2). Sve ostale varijante na izlazu daju

intermodulacione produkte koji cine intermodulacioni sum. Imaju osobinu da prekriju spektar

i ponasaju se kao ABGS. Najgore posledice poticu od treceg reda (m + n = 1) jer daju

komponente (2f1 - f2) ili (2f2 - f1), koje odgovaraju niskim frekvencijama u opsegu ulaznog

signala. Najvise je izrazen kod signala u frekvencijskom multipleksu. Na ovaj sum se ne moze

uticati (jedino izborom sto kvalitetnijih tj. linearnijih pojacavaca).

Impulsni - pozadinski sum. Prema, nacinu delovanja sum se deli na:

pozadinski - uvek prisutan i obicno poznat. Javlja se na bakarnim provodnicima. Predstavlja

problem u DSL tehnologiji

impulsni - nastaje neocekivano u burst-ovima i nepredvidiv je. Nije kontinualan, sastoji se od

neregularnih pulseva ili bodlji kratkog trajanja i relativno velike amplitude. Ove bodlje se

cesto nazivaju hits (bacaci). Svaka bodlja ima sirok spektar. Impulsni sum degradira govorni

telefonski signal, najcesce samo marginalno.Medjutim,moze izazvati ozbiljne greske u

prenosu podataka ili pri prenosu drugih digitalnih sadrzaja. Uzrok impulsnog suma su: munja,

paljenje automobila, mehanicki prekidaci, fluoroscentno svetlo... Impulsni sum predstavljaglavni uzrok gresaka u PSTN ili slicnoj mrezi.

2. Opisati slabljenja u koaksijalnim kablovimaKoaksijalni kabl nesimetricni vod; sastoji se od bakarne zice u sredini oko koje se nalazi

izolacija, a zatim sloj od upletenog metala ili sirm, i na kraju zastitni omotac. Bakarni

provodnik prenosi elektricne signale koji cine podatke. Sirm stiti provodnik od e;lektricnog

suma i preslusavanja koje nastaje indukovanjem signala sa susednih provodnika. Bakarni

provodnik i srim ne smeju biti u kontaktu jer u suprotnom dolazi do kratkog spoja, a sum ili

zalutali signali sa mreze prelaze u provodnik. Zati je izmedju vazdusna izolacija, a na nekim

rastojanjima imamo plasticne diskove koji drze unutrasnji provodnik . Nesimetricni su da ne

bi sirili ometajuce Em polje.. Kabl manjeg poluprecnika ima uzi propusni opseg pa je losiji:

Preslusavanje (sum preslusavanja) Preslusavanje je nezeljeni medjusobni uticaj izmedjusignala koji se prenose razlicitim putanjama.


3/5

Sumovi preslusavanja poticu od:

1. Promenljiva struja u provodniku dovodi do promenljivog EM polja, zbog cega se stvarajuEM sprege izmedju pojedinih medijuma za prenos (prelazenja signala iz jednog voda u

susedni preko medjusobnih induktivnosti i kapacitivnosti)

2. Neidealnih karakteristika filtara koji bi trebalo da izdvoje samo opseg jednogfrekvencijskog kanala, ali se u izdvojenom delu pojave i delovi spektra iz susednih kanala3. Nelinearna karakteristika analognog multipleksnog signala- Preslusavanje moze biti razumljivo (kada je bar 4 reci razumljivo slusaocu tudje

konverzacije u vremenskom intervalu od 7s) ili nerazumljivo (u bilo kom drugom obliku, kao

posledica ometajucih efekata jednog kanala na drugi)

Razumljivo preslusavanje ima veci uticaj na slusaoca, cak i kada je slabiji signal nego kod

nerazumljivog. Taj efekat se odvija kroz strah slusaoca od gubljenja privatnosti i nesvesnog

pokusaja slusaoca da razume sta se prica u paralelenoj vezi. Postoj dva tipa preslusavanja sa

aspekta mesta delovanja:

NEXT (Near End Cross Talk) - preslusavanje na blizem kraju ili paradijafonija

FEXT (Far End Cross Talk) - preslusavanje na daljem kraju ili teledijafonija.

Preslusavanje na blizem kraju (NEXTNear End Crosstalk) definise se kao mera nezeljenogsignala kojipotice od blizeg kraja ometajuceg voda i meri se naistom kraju ometanog voda.

Zavisi od duzine d. To je najgore preslusavanje, najstaje zbog bliskosti dva voda, sto znaci da

bi bilo dobro da razdvajamo parice. Duzina d je ona kojom ometajuci i ometeni signal idu

zajedno. Svaki elementarni deo voda (dx tezi 0) utice na preslusavanje, pa se vrsi integraljenje

po x. Definise se i slabljenje preslusavaja, kao odnos snage koja se salje i preslusane snage.

Sto je ovo slabljenje vece, snaga preslusavanja je manja. Slabljenje preslusavanja je:, gde je

poduzno slabljenje.

Preslusavanje na daljem kraju (FEXT Far End Crosstalk) definise se kao mera nezeljenog

signala kojipotice od blizeg kraja ometajuceg voda i meri se nadaljem kraju ometanog voda.

Slabi usled propagacije kroz vod. Duzina d je ona kojom ometajuci i ometeni signal iduzajedno. Preslusavanje na daljem kraju je prakticno nezavisno od duzine d.

Iako se oba ova fenomena uvek pojavljuju istovremeno, njihovi efekti su razliciti:

Jednosmerni kanali, isti smer, relevantan je FEXT ,Jednosmerni kanali, suprotni smer,

relevantan je NEXT,Dvosmerni kanali, relevantni su NEXT i FEXT.

Signali se najcesce preslusavaju na mestima regeneratora, jer je na ulazu regeneratora signal

najslabiji, a na njihovom izlazu je signal najjaci. Sto znaci da se najjaci signal preslusava tamo

gde je onaj drugi najslabiji, pa posto nisu ravnopravni, to je najveci problem za NEXT. NEXT

se javlja zbog bliskosti parica, pa je dobro odvojiti parice koje idu u suprotnim smerovima

(ekranizacija kablova). Kod FEXTa je karakteristicno da su smerovi prenosa isti u paricama,

koliko je jak jedan signal, toliko je jak i drugi, pa posto su ravnopravni imacemo manje

problema.Simetrican vod Simetricni vodovi se sastoje od 2 metalna provodnika koji su pojedinacno

izolovani. Moze se uociti metalno jezgro i plasticni omotac. Najcesce veci broj simetricnih

vodova sa zajednickom izolacijom formira simetricni kabl. Ovakvi kablovi se pune

odredjenim ispunama radi zastitite vodova. Prvobitno je kao ispuna sluzio papir, ali je

zabranjen jer dozvoljava prodor vlage, sto menja karakteristike voda.

Kada se metalni provodnici vode jedan pored drugog na vecim rastojanjima dolazi do

preslusavanja (elektricni signal koji se prenosi po jednom paru se indukuje na susednom paru

provodnika). Da bi se ova pojava ublazila vrsi se upredanje parica. Upredene parice = zastita

od EM indukcije do plusminus 30 MHz.Bitan detalj je i korak upredanja, sto je korak duzi,

losiji je efekat smanjenja preslusavanja, ali je manji utrosak materijala.

Pored upredanja parica, dodatna zastita ostvaruje se folijom, koja stiti parice od okolnogprostora. Folija se jos naziva i ekran, pa se ovaj postupak naziva i ekranizacija. Slozeno jezgro


4/5

moze biti formirano kao sektorsko jezgro ili kao jezgro sa koncentricnim slojevima. U oba

slucaja se primenjuje ekranizacija sa folijom. Ekranizacija se vrsi sa ciljem da se odvoje

parice sa razlicitim smerovima prenosa. Na taj nacin se minimizira uticaj NEXT

preslusavanja.

Vrste bakarnih vodova i Zastita parica

UTP (Unshielded Twisted Pair) kategorije 3,4,5,5e, CAT6 i CAT7. Pocinju da se primenjuju uEthernet-u 80-ih godina.Imaju 8 zila koje se upredaju. Protoci 10 -1000 Mbps.Rastojanja do100m.Zastita od EM indukcije i RFI (zracenje interferencija pri visokim ucestanostima)STP (Shielded Twisted Pair) Svaka parica se dodatno zasticuje (Shield).Folija se mora uzemljiti

na dva kraja.Zastita od EM indukcije i RFI (Radio Frequency Interference) i od UTP sprega

FTP (Foiled Twisted Pair).Kod ovih kablova se dodaje i zastitina folija i smetaju im parazitne

kapacitivnosti

S - FTP (Shielded - Foiled Twisted Pair)

Koaksijalni kablovi: RG58 (50), RG59 (75)

Svi pomenuti kablovi (UTP, FTP, S - FTP, STP) se testiraju do 600 MHz. Proizvode se sa

PVC omotacem.

Kablovi sa upredenim paricamaUpredena parica jedna zica sa izolacijom se upreda s drugom. Upredanjem svaki od

provodnika menja polozaj sa odgovarajucim korakom upredanja. Upredanjem se postize

indukcija u suprotnom smeru, pa se na susednim paricama indukuje idealno jednaki signal ali

suprotnog znaka. Teorijski, sa jednim upredanjem na susednim paricama bi indukovani signal

bio nula.Upredene parice = zastita od EM indukcije do plusminus 30 MHz

3. Opisati Triax prenos Kamera kabl - koristi se iskljucivo za povezivanje kamere sarezijom. Video signal je sirokog opsega. Kamerin signal se po triaksu modulise. Prenose se 3

komponente: luminentna i dve hrominentne i taj signal iz rezije mora biti sinhronizovan. Na

njemu su signali frekvencijski multipleksirani (video, audio, interfonska veza) i postoji

generalni takt koji obezbedjuje sinhronizaciju. Njime se prenosi i napajanje. Sastoji se od

centralnog provodnika oko koga se nalaze dva cilindricna provodnika sa slojevima izolacije.

Tehnicki detalji: Slabljenje(usled prostiranja), preslusavanje na blizem kraju (NEXT) je

mera emisije signala sa jedne parice prema ostalim, ACR je Odnos slabljenja i preslusavanja,

PowerSum (ukupna snaga) NEXT, PowerSum ACR, Razlika u kasnjenju izaziva (vremenski

pomeraj), gubici usled refleksije,Slabljenje usled emisije (Coupling Attenuation), EM

interferencija, Odnos signal/sum SNR (sve je znacajniji za visenivovsko kodovanje).Mora da

bude robusan, velikog poprecnog preseka, debeo ali i lagan zbog prenosenja.4.PSTN (Pulic Switch Telephone Network):- PSTN je Javni komutirani telefonski sistem (radi na principu komutacije kola). Postoji u

svim zemljama i predstavlja standardnu telefonsku mrezu. Telefonska mreza je zapocela kao

analogna dugo vremena se prenosio samo govorni signal u osnovnom opsegu. Digitalniuredjaji koji se prikljucuju na ove mreze moraju generisati signale koji podsecaju na signal

govora i moraju raditi na malim protocima.

Parametri mreze su definisani na osnovu karakteristika govora. Osnovni parametri su

frekvencijski opseg govornog signala i razumljivost koja se ostvaruje na prijemu. Razlikuju

se govorni i telefonski kanal:

Govorni kanal se odnosi na opseg frekvencija govornog signala koji treba preneti sistemom

(upredene parice, koaksijalni kablovi, optickim putem ili radio talasima). Za normalno

komuniciranje za govorni kanal je usvojen opseg 100Hz 3400Hz, sto je svetksi standard,

mada je oblast cujnih frekvencija znatno siri, 20Hz 20kHz. Mrezna frekvencija je 50Hz, a

zeleznickim sistemima odgovara 17,18Hz. Mrezna frekvencija u Americi je 60Hz i zato je

opseg od 100Hz da bi se preskocile te niske frekvencije. Ljudsko uho najbolje razaznajezvuke na 1000Hz. Izofonske krive su prikazane na slici:


5/5

Izofona je kriva linija dobijena eksperimentalnim putem. Za prag cujnosti uzeta je vrednost od

0 dB, odnosno 0 Phons na 1000Hz (dobijeno eksperimentalnim putem). Sa slike vidimo da

govor zauzima frekvencijski opseg od 100 do 3400 Hz, a intenzitet mu je od 30 do 60 dB.

Visoke frekvencije nose razumljivost, ali je jacina zvuka mala.

-Telefonski kanal se odnosi na propusni opseg sistema prenosa govornog signala. To je vazno

za multipleksnu telefoniju. Ovaj opseg je standardizovan na 0 do 4kHz (postoji zastitina zonapri niskim i visokim frekvencijama). Vrste izoblicenja signala pri prenosu kroz telefonski

kanal su:

1. Amplitudska izoblicenjaslabljenje signala zbog amplitudske karakteristike sistema koja

nije const u frekvencijskom opsegu kanala.

2. Fazna izoblicenjausled nelinearne zavisnosti fazne karakteristike sistema od ucestanosti.

3. Prisustvo suma (smetnji) na strani prijema.

Karakteristka slabljenja .Postoji standard za slabljenje gabarit koji definise granice slabljenja

u propusnom i nepropusnom opsegu.

Standardna kriva slabljenja je relativna - definise se u odnosu na slabljenje na 800 Hz (u

telefoniji), koje treba da bude 0 (u akustici referentna frekvencija je 1kHz). Slabljenje se

definise kao 20log(1kroz(A(w))).Idealna fazna karakteristika je linearna: fi(w)=wto+kpi. Tadaje kasnjenje const i jednako je to. Kasnjenje je izvod faze po frekvenciji. Kada faza nije

linearna funkcija frekvencije nastaju fazna izoblicenja (kasnjenje nije const). Minimalno

kasnjenje je u opsegu 1700 do 1800Hz, a udaljavanjem od ovih frekvencija kasnjenje se

povecava po kvazi - parabolicnom zakonu. Na granicama opsega (100Hz i 3400Hz) kasnjenje

moze biti reda sekunde, zavisno od duzine putanje.

Documents

Klasifikacija sumova