HRADSTECHNIK A I 1 ea Gecse rpd Dr

HÍRADÁSTECHNIK A I. 1. ea Gecse Árpád – Dr. Varga Péter János - Dr. Wührl Tibor Híradástechnika Intézet – Infokommunikációs technológiák specializáció

2 Híradástechnika Intézet – Infokommunikációs technológiák

Elérhetőségek 3 Dr. Wührl Tibor e-mail: wuhrl. tibor@kvk. uni-obuda. hu Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Híradástechnika Intézet Telefon: +36 30 279 4009 Cím: 1084 Budapest, Tavaszmező u. 17. C ép. 501. Tavaszmező u. 15. B ép. 109.

Irodalom 4 Tantárgy Jegyzet Szerzők Híradástechnika I. (prezentáció) 2046 Lukács-Mágel-Wührl OE KVK 2090 Lukács-Wührl Híradástechnika I. (könyv) HTE online könyve: Távközlő hálózatok és informatikai szolgáltatások Link: http: //regi. hte. hu/online_konyv

Számonkérés 5 A félév során a Hallgatók két zárthelyit (ZH) írnak, melyek mindegyikének legalább elégséges szintűnek kell lennie! Ez az aláírás feltétele. A pót ZH írás időpontja az utolsó oktatási héten van. Az igazolatlanul meg nem írt ZH eredménye 0. Aláírás pótlásra a vizsgaidőszakban lehetőség nincs. A félév során lehetőség van megajánlott vizsgajegy megszerzésére is (jeles, jó), melynek alapfeltétele az, hogy a két normál időpontban megírt ZH átlaga legalább 4, 0. A vizsga a kiírt időpontokban írásban történik.

Számonkérés 6 A két ZH időpontjai: 6. oktatási hét előadás időpontjában 13. oktatási hét előadás időpontjában

Hírközlő rendszerek 8 Hírközlő rendszerek Távközlő hálózatok Műholdas hálózatok Informatikai hálózatok Mobiltelefo n hálózatok Műsorszétos ztó hálózatok Műsorelosztó hálózatok Technológi ai hálózatok

9

10

11

12

13

A fejlődés legfontosabb fejezetei 14 A felfedezés időpontja Telefon 1876 Rádióhullámok 1887 -1907 Televízió 1936 Rádiótelefon 1946 Számítógép 1946 Távközlési műhold 1962 Tároltprogram-vezérlésű telefonközpont 1965 Mikroprocesszor 1971 Fényvezető kábel 1977 Lokális számítógép hálózatok Feltaláló(k) A. G. Bell H. Hertz, A Popov, G. Marconi British Broadcasting Co. (BBC) Cellás rendszer, Bell Laboratórium Electronic Numeric Integrator and Computer (ENIAC) University of Pensylvania Telstar, Bell Laboratórium No. 1. ESS, Bell Laboratórium Intel Corp. Corning Glass Works Ethernet, Xerox-Intel-DEC

A fejlődés képekben 15

18 A Híradástechnika elméleti alapjainak kialakulása Ismeret Hálózatelmélet Elektromágneses térelmélet Forgalomelmélet Jelátvitel, moduláció Hálózatszintézis Statisztikus hírközléselmélet Információelmélet és kódolás Jelfeldolgozás Meghatározó személyek Ohm 1827, Kirchoff 1847, Heaviside 1900, Bode 1945 Maxwell 1873 Erlang 1917 Nyquist, és Hartley 1920 -28 Amstrong (FM) 1936, Reekes (PCM) 1937 Foster 1924, Cauer 1926 -44 Brune 1931, Darlington 1939 Rice, Wiener, Kotelnikov 1944 -47 Shannon, Hamming 1948 -50 Cooley és Tukey (FFT) 1965

19 Kiemelkedő magyar alkotók a híradástechnikában Alkotók Puskás Tivadar (1844 -1893) Pollák Antal (1865 -1943) Virág József (1870 -1901) Békésy György (1899 -1972) Neumann János (1903 -1957) Bay Zoltán (1900 -1992) Gábor Dénes (1900 -1972) Alkotásaik Telefonközpont 1878, Telefonhírmondó 1893 Gyorstávíró 1898 Hallási folyamatok kutatása (Nobel díj 1961) Elektronikus számítógép elve Radarjel visszaverődése a holdról 1946 Holográfiai módszer felfedezése (Nobel díj 1971) Kozma László (1902 -1983) Telefonközpontok tervezése, számítógép építés Rényi Alfréd (1921 -1970) Információelmélet

Témakörök 21 Híradástechnika fogalma Jelek és osztályozásuk Modulációk Digitális jelek előállítása A jelátvitel fizikai közegei Antennák Emberi érzékelés Jelátalakítók Műsorszórás Távközlő hálózatok Mobil távközlés

Híradástechnika fogalma 22 Jelek tárolása, továbbítása átalakítása és feldolgozása. Azon (elektronikus) műszaki megoldások összessége, amelyek segítségével információt tudunk átvinni bármely két pont között, bármilyen távolságra, lehetőség szerint kis torzítással és hibával, ésszerű költségek mellett. Infokommunikációs technológiák

A hírközlés célja, modellje 23 Információ forrása Üzenet Kódoló Hír Adó Jel Kommunikációs csatorna Jel Vevő Hír Dekódoló Üzenet Információ felhasználása Zaj

A hírközlés célja, modellje 24 Üzenet: Továbbításra szánt adathalmaz Hír: Időfüggvénnyé alakított üzenet Jel: A hír elektromos mása Zaj: Minden egyéb, amely az előzőek mellett nem kívánatos jelenségként fellép Cél: VETT ÜZENET = KÜLDÖTT ÜZENET

Mi lehet az üzenet ? 25 Beszéd Zene Szöveg Állókép Mozgókép Adat

Emberi érzékelés 26 Hallás Látás

A hallás 27 A hang fogalma: rugalmas közegben terjedő, mechanikus rezgőrendszer által keltett hullám, amely az emberben hangérzetet kelt A kellemetlen hang II ZAJ

28 Az emberi hallás mechanizmusa Külső fül: a fülkagylóból, a hallójáratból és a dobhártyából áll Középfül: a nyomáshullám átalakul rezgéssé a hallócsontocskák segítségével Belső fül: a rezgés folyadékban terjedő hullámmá alakul, a folyadék mozgatja a szőrsejteket, amely a hallóidegekhez csatlakozik

29

A hangjelenségek felosztása 30 A hangjelenségek felosztása frekvencia alapján �f < 20 Hz � 20 Hz < f < 20 k. Hz � 20 k. Hz < f < 100 MHz � 100 MHz < f infrahang hallható hangok ultrahang hiperhang

31 A hangot leíró fizikai mennyiségek

Emberi hallás 32 Hallásküszöb és fájdalomküszöb

Emberi hallás 33 Hangosság szintek (Fletchner-Munson a Phon görbék)

Hallás és a zaj 34

Hallás és az elfedési jelenség 35

Az emberi látás 36 A szembe érkező fénysugarak 2 helyen törnek meg: � szaruhártya � lencse Áthaladnak az üvegtesten Retinákra érkeznek, ahol kicsinyített fordított állású kép keletkezik A fény hatására a receptorok ingerületbe jönnek Az ingerületet átveszik az idegsejtek és látóidegként kilépnek A látóideg részlegesen átkereszteződik A képet az agy visszafordítja

A szem felépítése 37

Fénytechnikai alapok 38 Láthatósági függvény Szín Hullámhoss z Ibolya 380 -420 nm Kék 420 -490 nm Zöld 490 -575 nm Sárga 575 -585 nm Narancs 585 -650 nm Vörös 650 -750 nm

Szem felbontóképessége 39 Az emberi szem felbontóképessége egészséges emberek és normál fényviszonyok esetén 2 ívperc (1’, ami az 1 fok hatvanad része) körüli érték. Szemünk két egymáshoz közeli fekete pontot vagy vonalat akkor képes egymástól elkülönülten látni, ha köztük 2 ívpercnyi távolság van. A szem színfelbontása sokkal rosszabb, mint fekete-fehér felbontása. A színes képpontokra vonatkozóan a

Köszönöm a Megtisztelő Figyelmet! Gecse Árpád – Dr. Varga Péter János - Dr. Wührl Tibor Híradástechnika Intézet – Infokommunikációs technológiák specializáció

41 A jelek

Alapfogalmak 42 A jel fogalma: A fizikai mennyiség olyan érteke vagy értékváltozása, amely egyértelműen hozzárendelt információt hordoz A jel információtartalommal bír Matematikai függvények Df : értelmezesi tartomány � y Rf : értékkészlet �x

Jelek felosztása 43 értékkészlet szerint lefolyás szerint az információ megjelenési formája szerint az érték meghatározottsága szerint

A jel értékkészlete szerint 44 Folytonos a jel, ha tetszés szerinti értéket vehet fel és értékkészlete folytonos, vagyis egy összefüggő tartomány.

A jel értékkészlete szerint 45 Szakaszos a jel, ha csak meghatározott, diszkrét (izolált) értékeket vehet fel, egy megszámlálható számhalmaz elemeiből, két szomszédos diszkrét értéke közötti értékkészlete hiányzik. Az ilyen jel, időben folytonos, de értékkészletében diszkrét. (lépcsős, más néven kvantált jelalak, vagy diszkrét értékű jel).

Lefolyás szerint 46 Folyamatos a jel, ha a független változó egy adott tartományában megszakítás nélkül fennáll. A folyamatos jel matematikai modellezésénél olyan függvényt alkalmazunk, ahol a független változó t R (R a valós számok halmaza). Dinamikus rendszerek esetében a független változó az idő. Ilyenkor folytonos idejű jelről beszélünk, melynek jele „FI”.

Lefolyás szerint 47 A jelek valós matematikai függvények, de néhány rajtuk végzett transzformáció hatására komplex változóként jelentkezhetnek. Ilyen például a forgóvektorok ábrázolása amplitúdójukkal és fázisukkal. - komplex kifejezés - a forgás szögsebessége - a forgó vektor amplitúdója - a fázisszög

Lefolyás szerint 48 Szaggatott a jel, ha az a független változó egy adott tartományában csak megszakításokkal áll fenn. A független változó meghatározott értékeiben szolgáltatnak információt a jel a többi értékeknél megszakad. Az információszolgáltatás a független változó bizonyos értékeire értelmezett. Időt alkalmazva független változóként eljutunk a diszkrét idejű jel fogalmához, melynek jele a “DI”.

49 Az információ megjelenési formája szerint Analóg a jel, ha az információt a jelhordozó értéke vagy értékváltozása közvetlenül képviseli. Az analóg jel információtartalma tetszőlegesen kis változásokat is közvetít. Digitális a jel, ha az információ a jelhordozó számjegyet kifejező, diszkrét, jelképi értékeiben (kódjaiban) van jelen.

Az érték meghatározottsága szerint 50 Determinisztikus a jel, ha értéke meghatározott időfüggvénnyel egyértelműen megadható, elegendő pontossággal lehet mérni, és megismételhető folyamatot hoz létre.

Az érték meghatározottsága szerint 51 Sztochasztikus a jel, ha véletlen lefolyású, és csak valószínűség-számítási módszerekkel írható le, a jel mérésekor véletlenszerű eredményeket kapunk. Ilyenkor nem tudunk egyértelmű időfüggvényt megadni. A jel statisztikus tulajdonságait kell meghatározni, mint például a várható értékét, szórását.

52 Jelek értelmezési tartománya és értékkészlete

Jelek grafikus ábrázolása 53