Кто вы? - Петрович Николай Тимофеевич - Страница 31

«Орлиным взглядом, — как часто пишут в приключенческих романах, — сравнивая живые лица и их копии на фотобумаге, бывалый детектив быстро вылавливает незнакомцев». Нечто подобное происходит в приемнике. В память приемника записывают две возможные формы сигнала. Глаз детектива заменяется двумя перемножителями. В одном образуется произведение входного сигнала на первый опорный сигнал, а в другом — на второй.

Если входной и опорный близки по своей форме, то на выходе перемножителя возникает заметный импульс. Если это совершенно разные «лица», то вместо импульса возникают слабые хаотические всплески. Так производит разгрузку электрический детектив, отбирая из хаоса помех информацию, запакованную в фазу или форму волны.

Заметим, кстати, что двоичный сигнал Да позволяет обойтись только одним опорным сигналом. При этом сигнал Да, например, совпадает с опорным, а сигнал Нет есть тот же сигнал, но перевернутый вверх тормашками, или «манипулированный на 180°». (Тут наша аналогия сигналов и лиц теряется; поворот лица на 180 градусов еще не делают даже всемогущие писатели-фантасты.)

Но у нас нет опорного сигнала! Мы понятия не имеем, каким его выберут наши милые «зеленые человечки». А ведь эти два метода передачи наиболее активны в борьбе с врагом номер один — помехами, и применение их вполне возможно. Как же быть?

При организации связи у себя дома, на своей планете, такая задача тоже иногда возникает, и именно тогда, когда на приеме неизвестен опорный сигнал (или очень сложно его туда сообщать).

Мы, земляне, нашли выход из этого тупика и стали опорный сигнал упаковывать в ту же волну, которая несет и информацию. Вы скажете, что для его приема тоже требуется некий свой опорный! Вовсе нет. Можно, например, сделать так, что каждая предыдущая посылка, будь она Да или Нет, служит опорой для приема последующей. Для случая фазового канала мы уже разбирали работу такого приемника (см. рис. на стр. 117). Так же можно строить передачу и при изменении формы волны. Отрезок шума (сигнал), совпадающий с предыдущим, несет Да, а перевернутый вверх тормашками, вежливее сказать — «умноженный на минус единицу», по отношению к предшествующему — сообщает Нет.

Методы передачи, когда каждая предыдущая посылка является опорной для последующей и в то же время несет свою информацию, получили название относительных.

Эта элементарная идея, вероятно, давно осенила разумные существа, выстреливающие свои сигналы в космос. Ведь они шагают впереди нас по тропе разума. Может, они начали раньше свой путь. Может, быстрее преодолели дистанцию от каменных рубил до повелевания гигантскими потоками энергии.

Так или иначе, но они могут применять относительные методы передачи в посылаемых «ау!» и могут заряжать этими снарядами свои мирные пушки, пока самые дальнобойные из известных на нашей планете.

Допустим, что игреки, нагружая свои Да и Нет на фазу или форму волны, не посылают нам свой опорный сигнал, то есть ведут передачу не относительным методом, а считают, что мы умны и сами догадаемся, какой опорный сигнал надо подать в детектор. Если мы действительно догадаемся это сделать, то и тогда он нам не сослужит службы. Ведь этот наш местный, земной сигнал не прошел сквозь космические джунгли, через которые продирался к нам сигнал игреков. И эти джунгли не искажали, не терзали, не кусали его так, как они это делали с посылками игреков. Более того, каждая такая посылка или их группа искажалась космосом по-своему. Поэтому наш чистый, тепличный опорный сигнал будет слабо похож на приходящий из космоса и принципиально не сможет следить за переменными искажениями космического пришельца. Сходство местного и приходящего сигналов будет пропадать, а следовательно, будет пропадать и стойкость к помехам. При относительном же методе передачи опорная предыдущая посылка, как верный поводырь, бегущая чуть-чуть впереди основной по всей трассе связи, так же как и основная, искажается в пути, и обе искаженные одинаково сохраняют сходство.

Следовательно, если к нам придет сигнал игреков с упаковкой информации в фазу или форму, то, вероятно, опорный сигнал будет заботливо упакован в эту же волну.

Как идет разгрузка такой информации в детекторе? Очень просто. Каждая данная посылка запоминается на время, равное ее длительности. Это позволяет совместить ее с последующей. Затем с ними надо проделать простое арифметическое действие: их надо перемножить.

Запоминание посылки осуществляется обычно с помощью линии задержки. Линия задержки — это как бы заросли из катушек и конденсаторов, которые мешают сигналу бежать с обычной скоростью. Меняя густоту и протяженность этих зарослей, можно менять задержку сигнала и подобрать ее так, чтобы бегун по прямой (стартовавшим позже) и бегун через заросли одновременно финишировали на входах перемножителя. Тогда опорное напряжение все время будет «идти в ногу» с сигналом.

И выходит, что наш приемник, кроме амплитудного и частотного, должен содержать еще относительный детектор — линию задержки на одну посылку — и перемножитель.

Но ведь мы не знаем, какую длительность посылок взбредет в голову (или в некий другой мыслящий орган) выбрать игрекам, и, следовательно, не знаем, какую вводить задержку посылки. Ну, эту трудность легко преодолеть; нужно применить линию с переменной задержкой и пробовать разные варианты.

Фазовый сигнал с манипуляцией фазы на 180 градусов обладает интересным свойством. Если несущую частоту такого колебания увеличить в два раза (умножить на два), то вся информация исчезает, и мы получаем чистое стройное гармоническое колебание: ту самую синусоидку, которой мы любовались во второй главе, а этот сигнал уже может пройти в узкое горло. Следовательно, как бы ни был велик верблюд-сигнал, но после такой обработки он свободно проходит в игольное ушко.

Так появляется новый способ обнаружения фазовых сигналов; четвертый, который мы добавим к уже имеющимся трем. Способ этот очень прост, и не менее просто приемное его устройство: умножитель частоты на два и фильтр с очень узким горлом (доли или единицы герц). Такой приемник позволяет обнаруживать присутствие фазового сигнала (только присутствие, а не разгрузку информации) еще до подбора необходимого горла приемника и времени задержки посылки.

Итак, незнание метода упаковки информации игреками требует от нас усложнения детектора. При поиске сигналов типа Да и Нет надо иметь три разгрузочных устройства: амплитудное, частотное и относительное. Четвертый детектор (умножитель частоты и узкий фильтр) будет полезен как индикатор обнаружения фазовых сигналов.

Приходим к схеме детектора с четырьмя выходами. Теперь поговорим немного о… медалях.

А вот при чем. Вы помните, что сигнал можно уподобить медали. На одной стороне ее изображен сигнал во времени — его временной ход. На другой — сигнал на шкале частот, или его спектр.

Разум пославших сигнал неведомых существ может быть обнаружен нами не только по первой, но и по второй стороне медали. Как это сделать?

Снова обратимся к синусоидальному колебанию. Во времени оно извивается по плавной гармонической кривой. Его спектр — простейший из возможных — одна-единственная вертикальная линия на оси частот (ее высота пропорциональна амплитуде колебания).