درس: اصول سيستم‌هاي مخابرات

1401/09/13 15:47
فصل قبل

 

سرفصل: مدولاسيونهاي موج پيوسته

مطلب درسي: نقش فيلتر RF در گيرندههاي راديويي[1]

در گيرندههاي راديويي سوپر هتروداين (شکل 2-9) براي دريافت سيگنال دلخواه از روش انتقال فرکانس استفاده ميشود. اين کار از طريق مخلوط کننده فرکانس انجام ميشود. اگر فرکانس حامل سيگنال مدّنظر fc باشد، براي دريافت آن بايد فرکانس مخلوطکننده روي مقدار flo = fc + fIF تنظيم شود. در اين صورت اين سيگنال از فيلتر فرکانس مياني (IF) عبور نموده و سپس آشکارسازي شده و در خروجي گيرنده ظاهر ميشود. اما در اينجا علاوه بر سيگنال مدّنظر، سيگنال مزاحم ديگري که در فرکانس fc = fc + 2fIF است نيز از فيلتر فرکانس مياني (IF) عبور کرده و تداخل با سيگنال مطلوب را باعث ميشود. در نتيجه سيگنال دلخواه را نميتوان بهدرستي دريافت نمود. براي رفع اين مشکل در ورودي گيرنده از فيلتر ديگري بهنام فيلتر فرکانس راديويي استفادهشده و سيگنالهاي مزاحم را در همان ابتداي گيرنده حذف مينمايد.

انسان نيز براي دريافت سيگنالهاي فيوضات الهي احتياج به دو فيلتر دارد: فيلتر تقواي فردي و فيلتر تقواي اجتماعي. تقواي فردي مانند کظمغيظ، پرهيز از لقمة حرام و... است؛ امّا تقواي فردي بهتنهايي نميتواند عامل دريافت توفيقات الهي گردد؛ چون همانگونه که در گيرندههاي راديويي سيگنالهاي فرستندههاي ديگر ميتواند باعث مزاحمت شده و براي دريافت سيگنال مطلوب خلل ايجاد نمايد، در روابط اجتماعي نيز انسانها در معرض تأثيرِسوء خطاهاي ديگران به خود هستند. «وَ اتَّقُوا فِتْنَةً لا تُصيبَنَّ الَّذينَ ظَلَمُوا مِنْكُمْ خَاصَّةً ؛[2]و از فتنهاي بپرهيزيد كه تنها به ستمكاران شما نمىرسد (بلكه همه را فرا خواهد گرفت)». لذا انسان بايد علاوه بر آنکه با فيلتر تقواي فردي از انجام گناهان اجتناب ميکند، با فيلتري ديگر نيز اثر گناهان ديگران برخود را از بين ببرد. به عنوان مثال، اگر انسان در مجلسي بود که غيبت ميشد، در صورت فراهم بودن شرايط بايد امربهمعروف و نهي از منکر کند و اگر شرايط فراهم نبود، آن مجلس را ترک نمايد؛ در غير اين صورت وي نيز شريک گناه غيبتکننده است. همچنان که حضرت رسول اکرم aدر يکي از خطبههايشان فرمودند:«کسي که غيبتي را از برادرش در مجلسي بشنود و ردّ کند، خداوند درب هزار شرّ دنيوي و اخروي را بروي او ميبندد، و اگر ردّ نکند و خوشش بيايد، گناه او همانند گناه غيبت کننده است.»[3] در حديث ديگري از اميرمؤمنان حضرت علي g نقل شده است که «شنونده غيبت، شريک غيبت کننده است.»[4]

شکل 2-9: گيرنده سوپرهتروداين [5]

مطالعه بيشتر

همانطورکه در سيستم راديويي سيگنالهاي مزاحمي وجود دارد که براي رفع مزاحمت آنها نياز به دو مرحله فيلتر است، پيامبران نيز براي مصون بودن در «دريافت» و «ابلاغ» وحي احتياج به دو فيلتر دارند. عصمت شخصي پيامبران، فيلتري است که مانع ورود خلل در «ابلاغ» وحي ميشود؛ امّا هنگاميکه بر پيامبران خدا وحي نازل ميشود شيطان سعي ميکند با القائات خود (که همان سيگنالهاي مزاحم است) پيامبر را در «دريافت» وحي دچار خطا نمايد؛ امّا خداوند (بهواسطه موجودي بنام روح[6]) مانع از اين کار ميشود.[7] به عبارت ديگر القائات شيطان فيلتر ميشود.

 

نمونه 22

درس: اصول سيستمهاي مخابراتي

سرفصل: انتقال سيگنال در باند پايه

مطلب درسي: اعوجاجهاي خطي و غيرخطي و رويکردهاي جبرانسازي

در سيستمهاي مخابراتي هر نوع تغيير فرم ناخواسته در سيگنال پيام، اعوجاج ناميده ميشود. معمولاً دو نوع اعوجاج در سيستمهاي مخابراتي وجود دارد:

اعوجاج خطي شامل اعوجاج دامنه و اعوجاج تأخير ميشود. اين اعوجاج وقتي ايجاد ميشود که دامنه يا تأخيرِ ايجاد شده در سيگنال پيام در فرکانسهاي مختلف به يکميزان نباشد.

اعوجاج غيرخطي زماني ايجاد ميشود که سيستم شامل عناصر غيرخطي نظير ترانزيستور باشد.

از نظر تئوري، اعوجاج خطي با استفاده از متعادلکنندهها اصلاح شدني است و در عمل نيز ساخت آنها در سيستمهاي مخابراتي با تقريب امکانپذير بوده و ميتوان به وسيلة اين متعادلکنندهها اعوجاج خطي را جبران نمود و سطح آن را به حدّ مطلوب رساند. اين در حالي است که اعوجاج غيرخطي راهحل قطعي ندارد. البته با دقت در طراحي و پذيرش محدوديتهايي ميتوان اثر آن را کاهش داد.

انسان نيز مانند سيستمهاي مخابراتي گاهي دچار اعوجاج و لغزش ميشود. آدمي پيوسته در حال جنگ بين ايمان و کفري است که نشئت گرفته از فطرت الهي و هواي نفس اوست. اين اعوجاجها به دو گونه است: برخي از اين اعوجاجها جبرانشدني است، مانند گناهان کوچکي که انسان ميتواند با توبه آن را جبران کند، همانطور که خداوند در قرآن ميفرمايد:

«فَمَنْ تَابَ مِنْ بَعْدِ ظُلْمِهِ وَ أَصْلَحَ فَإِنَّ اللَّهَ يتُوبُ عَلَيهِ إِنَّ اللَّهَ غَفُورٌ رَحِيمٌ[8]؛ اما آنکس که پس از ستم کردن، توبه و جبران نمايد، خداوند توبه او را ميپذيرد؛ زيرا خداوند آمرزنده و مهربان است.»

اما برخي از اين اعوجاجها و گناهان مانند قتل انسان بيگناه را بهراحتي نميتوان جبران کرد. در قرآن آمده است:

«وَ مَنْ يقْتُلْ مُؤْمِنًا مُتَعَمِّدًا فَجَزَاؤُهُ جَهَنَّمُ خَالِدًا فِيهَا وَ غَضِبَ اللَّهُ عَلَيهِ وَ لَعَنَهُ وَأَعَدَّ لَهُ عَذَاباً عَظِيمًا[9]؛ و هرکس فرد باايماني را از روي عمد به قتل برساند مجازات او دوزخ است که جاودانه در آن ميماند و خداوند بر او غضب ميکند و از رحمتش او را دور ميسازد و عذاب عظيمي براي او آماده ساخته است.»

البته گناهان کبيره ديگري نيز هست که مانند اعوجاج غيرخطي بهراحتي جبرانشدني نيست؛ همچنانکه پيامبر گرامي اسلام حضرت محمد بن عبدالله a فرمودند: «کسي که عاق والدين شده هر عملي که ميخواهد بهجا آورد، هرگز داخل بهشت نخواهد شد.»[10] يا در حديثي ديگر حضرت پيامبر  a فرمودند: «در قيامت خدا به چهار گروه نظر رحمت نخواهد کرد: عاق والدين، منّت گذار، منکر قضا و قدر و شرابخوار.»[11]

نمونه 23

نام درس: اصول سيستمهاي مخابراتي

سرفصل: مدولاسيونهاي موج پيوسته

مطلب درسي: اجزاي گيرندههاي راديويي

يک گيرندة راديويي از اجزاء مختلفي تشکيل شده است (شکل 2-10).

براي عملکرد درست سيستم تمام اجزاء بايد سالم و بهطور صحيح عمل نمايند. اگر هرکدام از اين اجزاء آسيب ببيند، سيستم عملکرد مطلوب را نخواهد داشت. در اين ميان بعضي از عناصر نقش اصلي و کليدي ايفا ميکنند. مثلاً اگر آنتن درست کار نکند، هيچ سيگنالي دريافت نشده و در خروجي صدا ظاهر نميشود.

از نظر علماي ديني، دين هم مجموعهاي سامانمند است که بايد به تمام ابعاد آن اعم از اعتقادات صحيح، اخلاق و احکام عبادي، سياسي، معاملات و... توجه نمود. چنانکه در قرآن انجام اعمال سياسي در کنار احکام عبادي ستوده شده است، خداوند ميفرمايد:

«مُحَمَّدٌ رَسُولُ اللَّهِ وَالَّذِينَ مَعَهُ أَشِدَّاءُ عَلَي الْکُفَّارِ رُحَمَاءُ بَيْنَهُمْ تَرَاهُمْ رُکَّعًا سُجَّدًا[12]؛ محمّد فرستاده خدا است و کساني که با او هستند در برابر کفار سرسخت و شديد، و در ميان خود مهرباناند، پيوسته آنها را در حال رکوع و سجود ميبيني.»

از طرفي کساني را که تنها به بخشي از دين توجه دارند و بعضي ديگر را رها ميکنند مذمت نموده است:

«إِنَّ الَّذِينَ يفُرُونَ بِاللَّهِ وَ رُسُلِهِ وَ يُرِيدُونَ أَنْ يُفَرِّقُوا بَيْنَ اللَّهِ وَ رُسُلِهِ وَيَقُولُونَ نُؤْمِنُ بِبَعْضٍ وَ نَکْفُرُ بِبَعْضٍ وَ يُرِيدُونَ أَن يَتَّخِذُوا بَيْنَ ذَلِکَ سَبِيلًا * أُولَئِکَ هُمُ الْکَافِرُونَ حَقًّا وَأَعْتَدْنَا لِلْکَافِرِينَ عَذَابًا مُهِينًا[13]؛  کساني که خدا و پيامبران او را انکار ميکنند و ميخواهند در ميان آنها تبعيض قائل شوند و ميگويند به بعضي ايمانداريم و بعضي را انکار ميکنيم و ميخواهند در ميان اين دو، راهي براي خود انتخاب کنند. آنها کافران حقيقياند و براي کافران مجازات توهينآميزي فراهم ساختهايم. »[14]

در اين ميان بعضي از واجبات اهميت بيشتري دارند؛ همانطور که امام باقر g درباره نماز فرمودهاند:« اول چيزي که از بنده محاسبه شده و سؤال ميشود، نماز است؛ اگر مقبول افتد، ساير اعمال نيز قبول ميشود».[15]

نمونه 24

نام درس: اصول سيستمهاي مخابراتي

سرفصل: تحليل اثر اغتشاش در مدولاسيونهاي موج پيوسته

مطلب درسي: معرفي مدل يک سيستم مخابراتي موج پيوسته

در سيستمهاي مخابراتي همواره سيگنالهاي ناخواسته به نام اغتشاش (Noise) وجود دارد (شکل 2-11) که کاهش کيفيت سيگنال دريافتي را سبب ميشود. براي کاهش اثر اغتشاش روي سيگنال دريافتي از فيلترهاي حذفکننده اغتشاش استفاده ميشود. اين فيلترها بسته به پيچيدگي آنها ميتوانند از ورود بخش درخورتوجهي از اغتشاش به گيرنده سيستمهاي مخابراتي جلوگيري کرده و افزايش کيفيت سيگنال خروجي را موجب شود.انسانها نيز همواره با اغتشاشهايي نظير هواي نفس و وسوسههاي شيطان روبرو هستند که باعث شده تا از دريافت فيوضات الهي محروم شوند. حضرت رسول a ميفرمايند:« اگر پرحرفي در کلامتان و هرجومرج در دلهايتان نبود، آنچه که من ميشنوم، شما هم ميشنيديد و آنچه من ميبينم، شما هم ميديديد؛»[16] در قرآن نيز ميفرمايد: «قُلْ أَعُوذُ بِرَبِّ النَّاسِ* مِنْ شَرِّ الْوَسْوَاسِ الْخَنَّاسِ* الَّذِي يُوَسْوِسُ فِي صُدُورِ النَّاسِ * مِنَ الْجِنَّةِ وَالنَّاسِ؛[17]بگو پناه ميبرم به پروردگار مردم؛ از شر وسواس خناس که در سينة انسانها وسوسه ميکند؛ خواه از جنّ باشد يا از انسان»

 لذا انسان بايد با فيلترِ توجه و مراقبت از ظهور و بروز هرجومرج در دل خود ممانعت کرده و با پناه بردن به خدا، مانع نفوذ وسوسههاي شيطاني به ذهن و قلب خود شود. تا از اين راه از انجام گناه و کارهاي ناپسند خودداري کرده و در دنيا و آخرت سعادتمند شود.

شکل 2-11: مدل يک سيستم مخابراتي موج پيوسته با نويز[18]

نمونه 25

نام درس: اصول سيستمهاي مخابراتي

سرفصل: معرفي مدولاسيونهاي پالس

مطلب درسي: مدولاسيون پالس کدشده (PCM)

يک سيستم مخابراتي پالس کد شده (PCM[19]) مطابق شکل 2-12، از سيگنال پيوسته (x(t  پس از عبور از فيلتر پايينگذر نمونهبرداري کرده و سپس اين نمونهها چندي شده (Quantization) سپس کد ميشوند. سيگنال کد شده بهصورت ديجيتال به وسيلة يک کانال انتقال به سمت گيرنده ارسال ميشود.

در مقصد، ابتدا فيلتر منطبق (گيرنده بهينه) عمل جداسازي سيگنال از اغتشاش را انجام ميدهد. سپس عمل کدگشايي انجام شده و نهايتاً سيگنال گسسته تبديل به سيگنال پيوسته ميگردد.

در سيستم فوق سيگنال پيوسته ورودي به دنبالهاي از «صفر» و «يک» تبديل شده که از نظر ظاهر و خواص کاملاً متفاوت از سيگنال ورودي است؛ ولي در گيرنده اين دنباله دوباره به سيگنال اوليه (البته با اندکي خطاي اغماضپذير) تبديل ميگردد.[20]

همانگونه که يک سيستم مخابراتي ميتواند از نمونههاي يک سيگنال که کاملاً تغيير کرده، اصل سيگنال را بازسازي نمايد، خداوند متعال که قادر مطلق است بهطريقاولي، چه در اين دنيا و چه در عالم آخرت ميتواند از ذرات باقيمانده از بدن مردگان (که از نظر ظاهر و خواص کاملاً تغيير کرده) آنها را دوباره زنده نمايد. همچنانکه در قرآن کريم در چند جا به مثالهاي زنده شدن مردگان به امر خدا، در همين دنيا اشاره شده است. داستان عُزِير پيامبر نمونهاي از آن است که خداوند دربارة او ميفرمايد: «يا بهمانند آنکس (عزير) که از دهکدهاي عبور کرد که خراب و ويران شده بود. (با خود) گفت: خداوند چگونه اين مردگان را دوباره زنده خواهد کرد؟! پس خدا او را صدسال ميراند، سپس او را زنده نمود و به او گفت: چه مدت در اينجا درنگ کردي؟ جواب داد: يک روز يا قسمتي از يک روز! خداوند فرمود: بلکه صدسال است که در اينجا ماندهاي! به خوراکي و نوشيدني خود نظر کن که هيچ تغيير نکرده و به الاغت بنگر (که چگونه متلاشي گشته است) و ما تو را براي مردم حجت و دليل قرار خواهيم داد. و به استخوانهاي (الاغت) بنگر که چگونه آنها را بههمپيوسته و گوشت بر آنها ميپوشانيم. پس هنگاميکه اين کار برايش روشن و واضح گرديد گفت: يقين دارم که خداوند بر هر کاري تواناست.»[21]

 

 


[1].  “Communication Sys‌tems”, By: A. B. Carlson, P. B. Crilly and J. C. Rutledge.

 

[2]. انفال: 25.

 

[3]. عَن رَسُولُ اللّه ِ صلي الله عليه و آله «أنَّهُ قالَ في خُطبَةٍ لَهُ: وَ َ مَنْ رَدَّ عَنْ أَخِيهِ غِيبَةً سمعها فِي مَجْلِسٍ رَدَّ اللَّهُ عَنْهُ أَلْفَ بَابٍ مِنَ الشَّرِّ فِي الدُّنْيَا وَ الْآخِرَةِ فَإِنْ لَمْ يَرُدَّ عَنْهُ وَ أَعْجَبَهُ کَانَ عَلَيْهِ کَوِزْرِ مَنِ اغْتَاب». (وسائل الشيعة؛ ج 12؛ ص292)

 

[4]. قالَ علي A : «سامِعُ الغَيبَةِ شَريکُ المُغتابِ.» (غرر الحکم و درر الکلم، ص: 402).

 

[5].  “Communication Sys‌tems”, By: A. B. Carlson, P. B. Crilly and J. C. Rutledge.

 

[6]. براي مطالعه بيشتر نک: سيد محمد شجاعي، مقالات، جلد 1، ص23، چاپ سوم تهران: سروش، سال 1375.

 

[7]. «فَيَنْسَخُ اللَّهُ مَا يُلْقِي الشَّيْطَانُ ثُمَّ يُحْکِمُ اللَّهُ آيَاتِهِ وَ اللَّهُ عَلِيمٌ حَکِيمٌ...، امّا خداوند القائات شيطان را از ميان ميبرد، سپس آيات خود را استحکام ميبخشيد؛ و خداوند عليم و حکيم است). حج:2.

 

[8]. مائده: 39.

 

[9]. نساء: 93.

 

[10]. «وَ لْيَعْمَلِ الْعَاقُ مَا شَاءَ أَنْ يعْمَلَ فَلَنْ يدْخُلَ الْجَنَّةَ»؛ (مستدرک الوسائل و مستنبط المسائل، ج 15، ص193).

 

[11]. «أَرْبَعَةٌ لا ينْظُرُ اللَّهُ إِلَيهِمْ يوْمَ الْقِيامَةِ عَاقٌّ وَ مَنَّانٌ وَ مُکذِّبٌ بِالْقَدَرِ وَ مُدْمِنُ خَمْرٍ». (الخصال، ج،؛ ص203).

 

[12]. فتح: 29.

 

[13]. نساء: 150 و 151.

 

[14]. همچنين خداوند در حجر آيه 91 ميفرمايد: «الَّذينَ جَعَلُوا الْقُرْآنَ عِضينَ؛ همان کسانيکه قرآن را بخش بخش کرده [بخشي را پذيرفتند و از پذيرفتن بخشي ديگر روي برگرداندند] ».

 

[15]. «إِنَّ أَوَّلَ مَا يحَاسَبُ بِهِ الْعَبْدُ الصَّلَاةُ، فَإِنْ قُبِلَتْ قُبِلَ مَا سِوَاهَا». (الکافي، ج 3، ص268).

 

[16]. «لَولا تَزييدٌ في حَديثِکم وتَمريغٌ في قلوبِکم، لَرَأيتُم ما أَرَي» (الحاشية علي أصول الکافي، ص107.)

 

[17]. ناس: 1 و 4-6.

 

[18].  “Communication Sys‌tems”, By: A. B. Carlson, P. B. Crilly and J. C. Rutledge.

 

[19].Pulse Code Modulation.

 

[20].  سيستمهاي مخابراتي آنالوگ و ديجيتال، صص554-559.

 

[21]. بقره: 259.

 

فصل بعد