Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ЭЛ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 28 (всего у книги 47 страниц)
Электропривод автоматизированный
Электропри'вод автоматизи'рованный, см. в ст. Электропривод .
Электропроводность (биол.)
Электропрово'дность биологических систем, обусловлена наличием в них ионов и подвижных полярных молекул. Биологическая ткань состоит из клеток и межклеточного пространства, заполненного веществом – электролитом с удельным сопротивлением около 100 ом ·см. Внутреннее содержимое клетки отделено от межклеточного пространства мембраной, эквивалентная электрическая схема которой представляет собой параллельное соединение сопротивления и ёмкости. Поэтому Э. биологических тканей зависит от частоты проходящего тока и формы его колебаний. Удельное сопротивление и ёмкость мембраны клетки составляют величины порядка 1 ком ·см2 и 1 мкф/см2 (соответственно). Некоторые биологические ткани способны отвечать возбуждением на проходящий ток; в этом случае их Э. нелинейно зависит от амплитуды тока. Если возбуждения не возникает, то токи распространяются в ткани в соответствии с импедансом её компонентов. Клеточные мембраны представляют относительно большое сопротивление для токов низкой частоты (£ 1 кгц ), поэтому их основная часть проходит по межклеточным щелям. Амплитуда низкочастотных токов пропорциональна объёму межклеточного пространства (например, просвету кровеносных сосудов) и концентрации электролитов в нём. Измерение Э. биологических тканей на таких низких частотах используют в биологии и медицине для определения кровенаполнения различных органов, выявления отёка органов, в которых набухшие клетки уменьшают межклеточное пространство. Э. биологических тканей, измеренная на частотах, больших 100 кгц, пропорциональна общему количеству электролитов, содержащихся в ткани между электродами, т. к. в этом случае клеточные мембраны уже не препятствуют распространению электрического тока. Измерение Э. на таких высоких частотах используют в биологии и медицине для регистрации малых изменений объёма органов, связанных с притоком или оттоком крови от них. Знание Э. биологических систем необходимо не только для оценки их структуры, но и для адекватного конструирования приборов, во входные или выходные цепи которых включены биологические ткани.
Лит.: Коль К. С., Ионная электропроводность нервов, пер. с англ., в сборнике: Процессы регулирования в биологии, М., 1960; Шван Г., Спектроскопия биологических веществ в поле переменного тока, в сборнике: Электроника и кибернетика в биологии и медицине, пер. с англ., М., 1963; Аккерман Ю., Биофизика, пер. с англ., М., 1964, с. 222—27; Кол К. С., Нервный импульс (теория и эксперимент), в сборнике: Теоретическая и математическая биология, М., 1968.
К. Ю. Богданов.
Электропроводность (физич.)
Электропрово'дность, электрическая проводимость, проводимость, способность тела пропускать электрический ток под воздействием электрического поля, а также физическая величина, количественно характеризующая эту способность. Тела, проводящие электрический ток, называются проводниками, в отличие от изоляторов (диэлектриков ). Проводники всегда содержат свободные (или квазисвободные) носители заряда – электроны, ионы, направленное (упорядоченное) движение которых и есть электрический ток. Э. большинства проводников (металлов , полупроводников , плазмы ) обусловлена электронами (в плазме небольшой вклад в Э. вносят также ионы). Ионная Э. свойственна электролитам .
Сила электрического тока I зависит от приложенной к проводнику разности потенциалов V, которая определяет напряжённость электрического поля Е внутри проводника. Для изотропного проводника постоянного сечения Е = —V/L, где L — длина проводника. Плотность тока j зависит от значения Е в данной точке и в изотропных проводниках совпадает с ним по направлению. Эта зависимость выражается Ома законом: j = sЕ ; постоянный (не зависящий от Е ) коэффициент s и называется Э., или удельной Э. Величина, обратная s, называется удельным электрическим сопротивлением : r = 1/s. Для проводников разной природы значения s (и r) существенно различны (см. рис. ). В общем случае зависимость j от Е нелинейна, и s зависит от Е ; тогда вводят дифференциальную Э. s = dj/dE. Э. измеряют в единицах (ом ·см )-1 или (в СИ) в (ом ·м )-1.
В анизотропных средах, например в монокристаллах, s – тензор второго ранга, и Э. для разных направлений в кристалле может быть различной, что приводит к неколлинеарности Е и j.
В зависимости от величины Э. все вещества делятся на проводники с s > 106 (ом ·м )—1, диэлектрики с s < 10—8 (ом ·м )—1 и полупроводники с промежуточными значениями s. Это деление в значит. мере условно, т. к. Э. меняется в широких пределах при изменении состояния вещества. Э. s зависит от температуры, структуры вещества (агрегатного состояния, дефектов и пр.) и от внешних воздействий (магнитного поля, облучения, сильного электрического поля и т. п.).
Мерой «свободы» носителей заряда в проводнике служит отношение ср. времени свободного пробега (t) к характерному времени столкновения tcт: t/tcт >> 1; чем больше это отношение, тем с большей точностью можно считать частицы свободными. Методы молекулярно-кинетической теории газов позволяют выразить s через концентрацию (n ) свободных носителей заряда, их заряд (е ) и массу (m ) и время свободного пробега:
где m – подвижность частицы, равная E/vcp = e t/m, vcp – ср. скорость направленного движения. Если ток обусловлен заряженными частицами разного сорта «i », то 
. Подвижность электронов (вследствие их малой массы) настолько больше ионной, что ионная Э. существенна только в случае, когда свободные электроны практически отсутствуют. Перенос массы под воздействием тока, напротив, связан с движением ионов.
Характер зависимости Э. от температуры Т различен у разных веществ. У металлов зависимость s(Т ) определяется в основном уменьшением времени свободного пробега электронов с ростом Т: увеличение температуры приводит к возрастанию тепловых колебаний кристаллической решётки, на которых рассеиваются электроны, и s уменьшается (на квантовом языке говорят о столкновении электронов с фононами ). При достаточно высоких температурах, превышающих Дебая температуру qD, Э. металлов обратно пропорциональна температуре: s ~ 1/Т ; при Т << qD s ~ Т—5, однако ограничена остаточным сопротивлением (см. Металлы ). В полупроводниках s резко возрастает при повышении температуры за счёт увеличения числа электронов проводимости и положительных носителей заряда – дырок (см. Полупроводники ). Диэлектрики имеют заметную Э. лишь при очень высоких электрических напряжениях; при некотором (большом) значении Е происходит пробой диэлектриков .
Некоторые металлы, сплавы и полупроводники при понижении Т до нескольких градусов К переходят в сверхпроводящее состояние с s = ¥ (см. Сверхпроводимость ). При плавлении металлов их Э. в жидком состоянии остаётся того же порядка, что и в твёрдом.
Об Э. жидкостей см. Электролиты , Фарадея законы .
Прохождение тока через частично или полностью ионизованные газы (плазму) обладает своей спецификой (см. Электрический разряд в газах , Плазма ). Например , в полностью ионизованной плазме Э. не зависит от плотности и возрастает с ростом температуры пропорционально Т3/2 , достигая Э. хороших металлов.
Отклонение от закона Ома в постояном поле Е наступает, если с ростом Е энергия, приобретаемая частицей между столкновениями, eEl, где l – средняя длина свободного пробега, становится порядка или больше kT (k – Больцмана постоянная ). В металлах условию eEl >>kT удовлетворить трудно, а в полупроводниках, электролитах и особенно в плазме явления в сильных электрических полях весьма существенны.
В переменном электромагнитном поле s зависит от частоты (w) и от длины волны (l) поля (временна'я и пространственная дисперсия, проявляющиеся при w ³ t-1 , l £ l ). Характерным свойством хороших проводников является скин-эффект (даже при w << t—1 ток сконцентрирован вблизи поверхности проводника).
Измерение Э.– один из важных методов исследования материалов, в частности для металлов и полупроводников – их чистоты. Кроме того, измерение Э. позволяет выяснить динамику носителей заряда в макроскопическом теле, характер их взаимодействия (столкновений) друг с другом и с другими объектами в теле.
Э. металлов и полупроводников существенно зависит от величины магнитного поля, особенно при низких температурах (см. Гальваномагнитные явления ).
М. И. Каганов.
Зависимость электропроводности s некоторых веществ от абсолютной температуры Т. Металлы: 1 – медь, 2 – свинец (ниже 7,3 К становится сверхпроводящим); полупроводники: 3 – графит, 4 – чистый германий, 5 – чистый кремний; ионные проводники: 6 – хлористый натрий, 7 – стекло.
Электропроводность электролитов
Электропрово'дность электроли'тов обусловлена наличием в них положительных и отрицательных ионов (катионов и анионов). Доли общего количества электричества, переносимого катионами и анионами, называются переноса числами . Э. э. количественно характеризуют эквивалентной электропроводностью L:
,
где c – удельная электропроводность раствора (в ом-1 ·см-1 ), с — – его концентрация (в г ·экв/л ). Предельно разбавленному раствору, в котором молекулы электролита полностью диссоциированы на ионы, соответствует наибольшее значение L, равное сумме эквивалентных электропроводностей катионов и анионов (см. также Кольрауша закон ).
Эквивалентная электропроводность электролитов уменьшается с ростом концентрации раствора. В растворах слабых электролитов L быстро падает с ростом с, в основном из-за уменьшения подвижности ионов и степени диссоциации. В растворах сильных электролитов уменьшение L определяется главным образом торможением ионов из-за взаимодействия их зарядов, интенсивность которого растет с концентрацией вследствие уменьшения среднего расстояния между ионами, а также из-за уменьшения подвижности ионов при увеличении вязкости раствора (см. Подвижность ионов и электронов ). В электрических полях большой протяжённости подвижность ионов настолько велика, что ионная атмосфера , тормозящая движение ионов, не успевает образовываться, и L резко возрастает (эффект Вина). Подобное явление наблюдается н при приложении к раствору электролита электрического поля высокой частоты (эффект Дебая – Фалькенхагена).
Электропроводность сильных электролитов удовлетворительно описывается теоретическими уравнениями лишь в области небольших концентраций, например Онсагера уравнением электропроводности .
А. И. Мишустин.
Электропроигрыватель
Электропрои'грыватель, электропроигрывающее устройство, электромеханическое устройство в аппаратуре воспроизведения грамзаписи; составная часть электрофонов , радиол и других бытовых и профессиональных звукотехнических комплексов. Основные узлы Э.: механизм, вращающий граммофонную пластинку , звукосниматель , преобразующий механические колебания иглы в электрические колебания (см. также Механическая запись ). Кроме того, в Э. часто используют предварительный усилитель звуковых частот, корректирующий частотные искажения. Э. обеспечивают одно или несколько значений частоты вращения грампластинок (наиболее употребительна частота 331 /3мин—1, кроме неё используют частоты 78; 45; 162 /3мин—1 ) и поддержание в заданных границах (в зависимости от назначения и класса Э.) значений параметров, характеризующих качество воспроизведения (стабильность частоты вращения, допустимые искажения формы электрического сигнала, уровень акустических и электрических помех и т. д.).
Лит.: Аполлонова Л. П., Шумова Н. Д., Механическая звукозапись, М. – Л., 1964; ГОСТ 18631—73. Устройства электропроигрывающие. Основные параметры. Технические требования.
С. Л. Мишенков.
Электроразведочная станция
Электроразве'дочная ста'нция, комплект передвижной аппаратуры, предназначенный для производства электроразведочных работ. Состоит из генераторной группы и полевой измерительной лаборатории. В состав генераторной группы входят генераторы постоянного или переменного тока с приводом от отдельного двигателя или двигателя транспортного средства (при использовании генератора постоянного тока входят также преобразователи постоянного напряжения в периодическое импульсное). Полевая измерительная лаборатория состоит из входных измерительных преобразователей (датчиков электрического или магнитного поля), промежуточных преобразователей (усилителей, аттенюаторов, фильтров, накопителей, детекторов и др.) и выходных устройств, позволяющих вести регистрацию в аналоговой (главным образом осциллографами) или цифровой форме. Э. с. применяются при исследованиях геологического разреза до глубин в несколько км методами сопротивления, магнитотеллурического поля, электромагнитных зондирований и др. (см. Электрическая разведка ). По характеру используемых транспортных средств различают автомобильные, аэроэлектроразведочные (вертолётные и самолётные) и морские Э. с. Использование Э. с. повышает эффективность электроразведочных работ, т. к. позволяет вести съёмку в движении и увеличивает глубинность исследования земной коры за счёт использования мощных источников поля.
Лит.: Справочник геофизика, т, 3, М., 1963; Горячко И. В., Электроразведочная аппаратура и оборудование, М., 1968.
Ю. В. Якубовский.
Электрореактивные двигатели
Электрореакти'вные дви'гатели, электрические ракетные двигатели, класс ракетных двигателей , в которых в качестве источника энергии для создания тяги используется электрическая энергия. Более подробно об Э. д. (классификация, принципы действия) см. в ст. Электрический ракетный двигатель .
Электрорентгенография
Электрорентгеногра'фия (от электро... и рентгенография ), ксерорадиография, метод получения рентгеновского изображения с использованием фотополупроводниковых пластин (см. Электрофотография ); при этом изображение получают не на рентгеновской плёнке, а на обычной бумаге. Разработан американским физиком Ч. Карлсоном (1938). В 1960-х гг. Э. получила применение как метод неразрушающего контроля изделий машиностроения, урановых блоков и пр., а в медицине – для распознавания заболеваний костей, молочных желёз. В 1964—65 в СССР Э. впервые применена в диагностике заболеваний внутренних органов, системы мочевыделения; разработан ряд новых методов исследования (электрорентгеноангиография, электрорентгеносканирование и др.). Экспонирование (применяются селеновые пластины) проводится на рентгеновском аппарате, проявление скрытого электростатического изображения (напылением окрашенного порошка), перенос изображения с пластины на лист бумаги и его закрепление – в специальном электрорентгенографическом аппарате. Диагностические возможности метода, быстрота и удобство (независимо от фотолаборатории, водоснабжения) изготовления снимка, экономическая эффективность определили перспективность его применения в качестве одного из методов современной рентгенодиагностики (преимущественно в травматологии, в неотложной диагностике).
Лит.: Палеев Н. Р., Рабкин И. Х., Бородулин В. И., Введение в клиническую электрорентгенографию, М., 1971.
Н. Р. Палеев.
Электроретинография
Электроретиногра'фия (от электро... , позднелат. retina – сетчатая оболочка глаза и ...графия ), метод исследования функции органа зрения посредством регистрации биоэлектрических потенциалов сетчатки, образующихся в результате воздействия света на глаз. Графическая запись биоэлектрических потенциалов называется электроретинограммой (ЭРГ). У человека ЭРГ регистрируют с помощью радиоусилительной аппаратуры при стандартных условиях записи, рекомендованных Международным обществом клинической Э. ЭРГ имеет сложную форму в виде различных волн, отображающих физиологические процессы, которые совершаются в разных структурах сетчатки. Э. применяется в экспериментальной физиологии и медицине для исследования сетчатки, а также для диагностики, прогноза и контроля течения патологических процессов в ней.
Лит.: Бызов А. Л., Электрофизиологические исследования сетчатки, М., 1966.
Электросварка
Электросва'рка, электрическая сварка, группа способов сварки , использующая для нагрева металла электрическую энергию. Электрический нагрев позволяет получить температуры, превосходящие температуры плавления всех существующих металлов, не изменяет химического состава материала, легко регулируется и автоматизируется. Э. имеет десятки разновидностей: по способам защиты металла от окисления, применяемым защитным газам, флюсам, степени механизации и автоматизации и т. п.
Электросварки институт
Электросва'рки институт им. Е. О. Патона Академии наук УССР, научно-исследовательское учреждение, ведущее работы в области сварки металлов и специальной электрометаллургии. Создан на базе электросварочной лаборатории в Киеве в 1934. Организатором, первым и бессменным директором института был (до 1953) Е. О. Патон , имя которого присвоено институту (1945). С 1941 в институте работает Б. Е. Патон (с 1953 директор института). В структуре института, кроме научных подразделений, опытно-конструкторское бюро, 2 опытных завода, экспериментальное производство. В институте разработан и внедрён в промышленность ряд технологических процессов, конструкций и материалов. Среди них автоматическая сварка под флюсом, электрошлаковая сварка металлов больших толщин, контактная сварка оплавлением; различные флюсы для автоматической сварки и покрытые электроды пониженной токсичности; индустриальные способы сварки цилиндрических резервуаров и многослойных сосудов высокого давления; методы электрошлакового и электроннолучевого переплава особокачественных сталей и сплавов. В институте создана установка «Вулкан» для сварки и резки металлов в космосе, испытанная экипажем космического корабля «Союз-6» в 1969.
С 1972 институт координатор стран – членов СЭВ по разработке научно-технических проблем в области сварки; член Международного института сварки и осуществляет функции Национального комитета СССР по сварке; с 1978 – головное учреждение по сварке в СССР. При институте имеется аспирантура; учёному совету предоставлено право принимать к защите докторские и кандидатские диссертации. Институт издаёт журнал «Автоматическая сварка», сборник «Проблемы специальной электрометаллургии». Награжден орденом Ленина (1967) и орденом Трудового Красного Знамени (1955).
Электросвязь
Электросвя'зь,связь , при которой передача информации любого вида (речевой, буквенно-цифровой, зрительной и т. д.) осуществляется электрическими сигналами, распространяющимися по проводам, или радиосигналами. В соответствии со способами передачи (переноса) сигналов различают проводную связь и радиосвязь ; в различных системах Э. первую часто используют в сочетании с разновидностями второй (например, с радиорелейной связью , спутниковой связью). По классификации, принятой Международным союзом электросвязи, к Э. относят, кроме того, передачу информации при помощи оптических (см. Оптическая связь ) или других электромагнитных систем связи. По характеру передаваемых сообщений Э. подразделяется на следующие основные виды: телефонная связь , обеспечивающая ведение телефонных переговоров между людьми; телеграфная связь , предназначенная для передачи буквенно-цифровых сообщений – телеграмм; факсимильная связь , при которой передаётся графическая информация – неподвижные изображения текста или таблиц, чертежей, схем, графиков, фотографий и т. п.; передача данных (телекодовая связь), целью которой является передача информации, представленной в формализованном виде (знаками или непрерывными функциями), для обработки этой информации ЭВМ или уже обработанной ими; видеотелефонная связь (см. Видеотелефон ), служащая для одновременной передачи речевой и зрительной информации. При помощи технических средств Э. осуществляются также проводное вещание , радиовещание (звуковое вещание) и телевизионное вещание (см. Телевидение ).
Для установления Э. между отправителем (источником сообщений) и получателем (приёмником сообщений) служат: оконечные аппараты – передающий и приёмный; канал связи , образуемый с помощью одной или нескольких включенных последовательно систем передачи; кроме того, вследствие наличия большого количества оконечных передающих и приёмных аппаратов и необходимости их всевозможных попарных соединений для организации непрерывного (сквозного) канала между ними, используется система коммутационных устройств, состоящая из одной или нескольких коммутационных станций и узлов.
Оконечные аппараты. Оконечный передающий аппарат служит для преобразования сигнала исходной формы (звуков речи; знаков текста телеграмм; знаков, записанных в закодированном виде на перфоленте или каком-либо другом носителе информации ; изображений объектов и т. д.) в электрический сигнал. В телефонной связи и радиовещании для электроакустических преобразований применяют микрофон . В телеграфной связи кодовые комбинации знаков текста телеграмм преобразуют в серии электрических импульсов; такое преобразование осуществляется либо непосредственно (при использовании стартстопного телеграфного аппарата ), либо с предварительной записью знаков на перфоленту (при использовании трансмиттера ). В факсимильной связи преобразование светового потока переменной яркости, отражённого от оригинала, в электрические импульсы производится факсимильным аппаратом . Информацию о распределении светотеней какого-либо объекта телевизионной передачи преобразуют в видеосигнал при помощи телевизионной передающей камеры (телекамеры).
Оконечный приёмный аппарат служит для приведения принимаемых электрических сигналов к форме, удобной для их восприятия приёмником сообщений. При Э. многих видов оконечные аппараты содержат как передающие, так и приёмные устройства. В первую очередь это относится к такой Э., которая обеспечивает двухсторонний (обычно дуплексный; см. Дуплексная связь ) обмен сообщениями. Так, телефонный аппарат , как правило, содержит микрофон и телефон , объединённые в одном конструктивном узле – микротелефонной трубке. В радиовещании и телевизионном вещании передающие и приёмные оконечные аппараты разделены, причём сигналы от одного передающего устройства принимаются сразу многими оконечными аппаратами – радиоприёмниками и телевизорами .
Канал связи; многоканальные системы передачи . Канал связи (канал электросвязи) – технические устройства и физическая среда, в которых электрические сигналы распространяются от передатчика к приёмнику. Технические устройства (модуляторы , демодуляторы, усилители электрических колебаний , кодирующие устройства , дешифраторы и т. д.) размещают в оконечных и промежуточных пунктах линий связи (кабельных, радиорелейных и т. д.). Система передачи информации – каналообразующая аппаратура и другие устройства, обеспечивающие в совокупности образование множества каналов связи в одной линии связи (см. также Линии связи уплотнение ).
Используемые в Э. каналы связи подразделяются на аналоговые и дискретные. Аналоговые каналы служат для передачи непрерывных электрических сигналов (примеры таких сигналов: напряжения и токи, получающиеся при электроакустических преобразованиях звуков речи, музыки, при развёртке изображений). Возможность передачи через данный канал связи непрерывных сигналов от того или иного источника обусловлена прежде всего такими характеристиками канала, как полоса пропускания частот и допустимая максимальная мощность передаваемых сигналов. Кроме того, поскольку любой канал подвержен различного рода помехам (см. Помехи в проводной связи, Помехи радиоприёму , Помехоустойчивость ), то он характеризуется также минимальной мощностью электрического сигнала, которая должна в заданное число раз превышать мощность помех. Отношение максимальной мощности сигналов, пропускаемых каналом, к минимальной называется динамическим диапазоном канала связи.
Дискретные каналы служат для передачи импульсных сигналов. Такие каналы обычно характеризуются скоростью передачи информации (измеряемой в бит/сек ) и верностью передачи. Дискретные каналы могут быть также использованы для передачи аналоговых сигналов и, наоборот, аналоговые каналы – для передачи импульсных сигналов. Для этого сигналы преобразуются; аналоговые в импульсные с помощью аналого-дискретных (цифровых) преобразователей, а импульсные в аналоговые с помощью дискретно (цифро)-аналоговых преобразователей. На рис. 1 показаны возможные способы сочетания источников аналоговых и дискретных сигналов с аналоговыми и дискретными каналами связи.
Используемые в Э. системы передачи обычно обеспечивают одновременную и независимую передачу сообщений от многих источников к такому же числу приёмников. В таких системах многоканальной связи общая линия связи уплотняется несколькими десятками – несколькими тысячами индивидуальных каналов. Наибольшее распространение (1978) получили многоканальные системы с частотным разделением аналоговых каналов. При построении таких систем передачи каждому каналу связи отводится определённый участок области частот в полосе пропускания линейного тракта передачи, общего для всех передаваемых сообщений. Для переноса спектра сигнала в участок, отведённый ему в полосе частот группового тракта (частотного преобразования сигнала), используют амплитудную или частотную модуляцию (см. такжеМодуляция колебаний ) групп «несущих» синусоидальных токов. При амплитудной модуляции (АМ) в соответствии с передаваемым сообщением изменяется амплитуда гармонических колебаний тока несущей частоты . В результате на выходе модулирующего устройства (модулятора) создаются колебания, в спектре которых кроме составляющей несущей частоты (несущей) имеются две боковые полосы. Поскольку каждая из боковых полос содержит полную информацию об исходном (модулирующем) сигнале, то в линию связи пропускают только одну из них, а другую и несущую подавляют с помощью полосно-пропускающих электрических фильтров или иных устройств (см. Однополосная модуляция , Однополосная связь ). При частотной модуляции (ЧМ) в соответствии с передаваемым сообщением изменяется несущая частота. Системы с ЧМ обладают большей по сравнению с системами с АМ помехоустойчивостью, однако это преимущество реализуется лишь при достаточно большой девиации частоты , для чего необходима широкая полоса частот. Поэтому, например, в радиосистемах ЧМ применяют главным образом в диапазоне метровых (и более коротких) волн, где на каждый индивидуальный канал приходится полоса частот, в 10—15 раз большая, чем в системах с АМ, работающих на более длинных волнах. В радиорелейных линиях нередко используют сочетание АМ с ЧМ; с помощью АМ создаётся некоторый промежуточный спектр, который затем переводится в линейный диапазон частот с помощью ЧМ.
Для передачи сообщений различного вида требуются каналы с определённой шириной полосы пропускания. Характерная особенность современной системы передачи – возможность организации в одной и той же системе каналов, применяемых для различных видов Э. При этом в качестве стандартного канала используется телефонный канал, называемый каналом тональной частоты (ТЧ). Он занимает полосу частот 300—3400 гц. Для упрощения фильтрующих устройств, разделяющих соседние каналы, каналы ТЧ отделяются друг от друга защитными частотными интервалами и занимают (с учётом этих интервалов) полосу 4 кгц. Кроме передачи сигналов речи, каналы ТЧ используются также в факсимильной связи, низкоскоростной передаче данных (от 600 до 9600 бит/сек ) и некоторых других видах Э. Учитывая большой удельный вес каналов ТЧ в сетях Э., их принимают за основу при создании как широкополосных (> 4 кгц ), так и узкополосных (< 4 кгц ) каналов. Например, в радиовещании применяется канал с полосой, втрое (иногда вчетверо) превышающей полосу канала ТЧ; для высокоскоростной передачи данных между ЭВМ, передачи изображений газетных полос и др. употребляются каналы, в 12, 60 и даже 300 раз более широкие; сигналы программ телевизионного вещания передаются через каналы с полосой, в 1600 раз превышающей полосу канала ТЧ (что составляет примерно 6 Мгц ). На базе канала ТЧ (посредством его т. н. вторичного уплотнения) создаются каналы для телеграфирования с полосами пропускания 80, 160 или 320 гц, со скоростями передачи (соответственно) 50, 100 или 200 бит/сек . Линии радиорелейной связи позволяют создать 300, 720, 1920 каналов ТЧ (в каждой паре высокочастотных стволов); линии связи через ИСЗ – от 400 до 1000 и более (в каждой паре стволов). Проводные линии связи, используемые в системах передачи с частотным разделением каналов, характеризуются следующим числом каналов ТЧ: симметричные кабели 60 (в расчёте на две пары проводов); коаксиальные кабели – 1920, 3600 или 10 800 (на каждую пару коаксиальных трубок). Возможно создание систем с ещё большим числом каналов.
С целью увеличения дальности связи посредством уменьшения влияния шумов (накапливаемых по мере прохождения сигнала в линии) в проводных системах передачи с частотным разделением каналов используют усилители, общие для всех сигналов, передаваемых в каждом линейном тракте, и включаемые на определённом расстоянии друг от друга. Расстояние между усилителями зависит от числа каналов: для мощных проводных систем (10 800 каналов) оно составляет 1,5 км, для маломощных (60 каналов) – 18 км. В системах радиорелейной связи сооружают ретрансляционные станции в среднем на расстоянии 50 км одна от другой.
Наряду с системами передачи с частотным разделением каналов с 70-х гг. 20 в. началось внедрение систем, в которых каналы разделяются во времени на основе методов импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), дельта-модуляции и др. При ИКМ каждый из передаваемых аналоговых сигналов преобразуется в последовательность импульсов, образующих определённые кодовые группы (см. Код , Кодирование ). Для этого в сигнале через заданные промежутки времени (равные половине периода, соответствующего максимальной частоте изменения сигнала) вырезаются узкие импульсы (рис. 2 , а). Число, характеризующее высоту каждого вырезанного импульса, передаётся 8-значным кодом за время, не превышающее протяжённость (ширину) импульса (рис. 2 , б). В промежутках времени между передачей кодовых групп данного сообщения линия свободна и может быть использована для передачи кодовых групп других сообщений. На приёмном конце линии производится обратное преобразование кодовых комбинаций в последовательность импульсов различной высоты (рис. 2 , в), из которых с определённой степенью точности может быть восстановлен исходный аналоговый сигнал (рис. 2 , г). При дельта-модуляции аналоговый сигнал сначала преобразуется в ступенчатую функцию (рис. 3 , а), причём кол-во ступенек на период, соответствующий максимальной частоте изменения сигнала, в различных системах составляет 8—16. Передаваемая в линию последовательность импульсов отображает ход ступенчатой функции в изменении знака производной сигнала: возрастающие участки аналоговой функции (характеризующиеся положительной производной) отображаются положительными импульсами, спадающие участки (с отрицательной производной) – отрицательными (рис. 3 , б). В промежутках между этими импульсами располагаются импульсы, образованные от других сигналов. При приёме импульсы каждого сигнала выделяются и интегрируются, в результате с заданной степенью точности восстанавливается исходный аналоговый сигнал (рис. 3 , в).
