XIX asr oxiri va XX asr boshlarida telefon va radio aloqasi jadal rivojlandi. 1882 yilda Rossiyada birinchi telefon stantsiyasi Sankt-Peterburgda ishga tushirildi. Bu stantsiya 259 abonentga ega edi. Moskvada esa bir vaqtning o'zida 200 ta obunachi bor edi.
1896-yilda Aleksandr Popov 250 metr masofaga bor-yoʻgʻi ikki soʻzdan iborat boʻlgan birinchi radio signalini uzatdi: “Genrix Gerts”.
Aloqa taraqqiyoti texnologik taraqqiyotda birinchi oʻrinda turadi. O'shandan beri bir asrdan sal ko'proq vaqt o'tdi va bu sohadagi olimlar va muhandislarning mehnati tufayli biz dunyo qanday o'zgarganini ko'ramiz.
Biz hayotimizni telefonlar, radioaloqa, televizor va internetsiz tasavvur qila olmaymiz. Bu elektromagnit to'lqinlarning tarqalishiga asoslanadi, uning nazariyasi XIX asrning o'rtalarida Jeyms Klerk Maksvell tomonidan ishlab chiqilgan. Elektromagnit to'lqinlar foydali signallarning tashuvchisi bo'lib, signal uzatish nazariyasida rus olimi va muhandisi, akademik Vladimir Aleksandrovich Kotelnikovning teoremasi asosiy rol o'ynaydi.
U fanga Kotelnikov teoremasi nomi bilan kirdi.
Vladimir AleksandrovichKotelnikov
Bo'lajak akademik 1908 yilda Qozon universiteti o'qituvchilari oilasida tug'ilgan. MVTU im.da o'qigan. Bauman, Moskva davlat universitetida uni qiziqtirgan ma'ruzalarda qatnashdi. 1930 yilda Kotelnikov o'qigan elektrotexnika fakulteti Moskva energetika institutiga aylantirildi va Kotelnikov uni tugatdi. O‘qishni tamomlagandan so‘ng turli universitet va laboratoriyalarda ishladi. Urush yillarida u Ufadagi yopiq ilmiy-tadqiqot instituti laboratoriyasini boshqargan va u yerda xavfsiz aloqa kanallari va xabarlarni kodlash masalalari bilan shug‘ullangan.
Taxminan bunday oʻzgarishlar haqida Soljenitsin oʻzining “Birinchi davrada” romanida eslatib oʻtgan.
Taxminan qirq yil davomida “Radiotexnika asoslari” kafedrasiga rahbarlik qilgan, radiotexnika fakulteti dekani boʻlgan. Keyinchalik SSSR Fanlar akademiyasining Radiotexnika va elektronika instituti direktori bo'ldi.
Tegishli mutaxassisliklarning barcha talabalari hali ham Kotelnikovning "Radiotexnikaning nazariy asoslari" darsligi boʻyicha oʻqishni davom ettirmoqda.
Kotelnikov radioastronomiya, okeanlarni radiofizikaviy tadqiq qilish va kosmik tadqiqotlar muammolari bilan ham shugʻullangan.
U deyarli 97 yoshida yozilgan "Model kvant mexanikasi" so'nggi asarini nashr etishga ulgurmadi. U faqat 2008 yilda chiqdi
V. A. Kotelnikov 2005-yil 11-fevralda 97 yoshida vafot etdi. Ikki marta Sotsialistik mehnat qahramoni, koʻplab hukumat mukofotlari bilan taqdirlangan. Kichik sayyoralardan biri uning nomi bilan atalgan.
Kotelnikov teoremasi
Aloqa tizimlarini ishlab chiqishko‘plab nazariy savollar tug‘diradi. Masalan, qabul qilish vaqtida ma'lumotni yo'qotmaslik uchun turli xil jismoniy tuzilishdagi, turli o'tkazish qobiliyatiga ega aloqa kanallari orqali qanday chastota diapazonini uzatish mumkinligi haqidagi signallar.
1933-yilda Kotelnikov o'z teoremasini isbotladi, bu boshqa yo'l bilan namuna olish teoremasi deb ataladi.
Kotelnikov teoremasining formulasi:
Agar analog signal chekli (kengligi cheklangan) spektrga ega boʻlsa, u holda yuqori chastotadan ikki baravar koʻp chastotada olingan diskret namunalaridan hech qanday yoʻqotishlarsiz qayta tiklanishi mumkin.
Signal davomiyligi cheksiz bo'lgan ideal holatni tavsiflaydi. U hech qanday uzilishlarga ega emas, lekin u cheklangan spektrga ega (Kotelnikov teoremasi bo'yicha). Biroq, cheklangan spektrli signallarni tavsiflovchi matematik model amalda haqiqiy signallarga juda mos keladi.
Kotelnikov teoremasi asosida uzluksiz signallarni diskret uzatish usuli amalga oshirilishi mumkin.
Teoremaning fizik ma'nosi
Kotelnikov teoremasini oddiy tilda quyidagicha tushuntirish mumkin. Agar ma'lum bir signalni uzatish kerak bo'lsa, uni to'liq uzatish shart emas. Siz uning oniy impulslarini uzatishingiz mumkin. Ushbu impulslarning uzatish chastotasi Kotelnikov teoremasida namuna olish chastotasi deb ataladi. Bu signal spektrining yuqori chastotasidan ikki barobar ko'p bo'lishi kerak. Bunday holda, qabul qiluvchi tomonda signal buzilishsiz tiklanadi.
Kotelnikov teoremasi diskretizatsiya haqida juda muhim xulosalar chiqaradi. Har xil turdagi signallar uchun turli xil namuna olish stavkalari mavjud. Kanal kengligi 3,4 kHz bo'lgan ovozli (telefon) xabar uchun - 6,8 kHz va televizor signali uchun - 16 MGts.
Aloqa nazariyasida aloqa kanallarining bir necha turlari mavjud. Jismoniy darajada - simli, akustik, optik, infraqizil va radiokanallar. Garchi teorema ideal aloqa kanali uchun ishlab chiqilgan bo'lsa-da, u boshqa barcha turdagi kanallarga ham tegishli.
Ko'p kanalli telekommunikatsiya
Kotelnikov teoremasi ko'p kanalli telekommunikatsiyalar asosida yotadi. Impulslarni namuna olish va uzatishda impulslar orasidagi davr ularning davomiyligidan ancha katta. Bu shuni anglatadiki, bitta signalning impulslari oralig'ida (bu vazifa davri deb ataladi) boshqa signalning impulslarini uzatish mumkin. 12, 15, 30, 120, 180, 1920 ovozli kanallar uchun tizimlar joriy etildi. Ya'ni, bir juft sim orqali bir vaqtning o'zida 2000 ga yaqin telefon suhbatlari uzatilishi mumkin.
Kotelnikov teoremasi asosida, oddiy soʻz bilan aytganda, deyarli barcha zamonaviy aloqa tizimlari paydo boʻlgan.
Garri Naykvist
Ilm-fanda ba'zida bo'lgani kabi, shunga o'xshash muammolar bilan shug'ullanadigan olimlar deyarli bir vaqtning o'zida bir xil xulosaga kelishadi. Bu juda tabiiy. Hozirgacha saqlanish qonunini kim kashf etgani - Lomonosov yoki Lavuazye, cho'g'lanma chiroqni ixtiro qilgan - Yablochkin yoki Edison, radioni ixtiro qilgan - Popov yoki Markoni haqida bahslar to'xtamagan. Bu roʻyxat cheksiz.
Ha,Shvetsiyalik amerikalik fizigi Garri Nyukist 1927 yilda "Telegraf uzatishning ba'zi muammolari" jurnalida o'z tadqiqotini Kotelnikovning xulosalariga o'xshash xulosalar bilan nashr etdi. Uning teoremasi ba'zan Kotelnikov-Nyquist teoremasi deb ataladi.
Garri Naykvist 1907 yilda tug'ilgan, Yel universitetida doktorlik dissertatsiyasini himoya qilgan va Bell laboratoriyasida ishlagan. U erda u kuchaytirgichlardagi termal shovqin muammolarini o'rgandi, birinchi fototelegrafni yaratishda ishtirok etdi. Uning asarlari Klod Shennonning keyingi rivojlanishi uchun asos bo'lib xizmat qildi. Nyquist 1976 yilda vafot etdi
Klod Shennon
Klod Shennon ba'zan axborot asrining otasi deb ataladi - uning aloqa nazariyasi va kompyuter faniga qo'shgan hissasi juda katta. Klod Shennon 1916 yilda AQShda tug'ilgan. U Bell laboratoriyasida va bir qator Amerika universitetlarida ishlagan. Urush paytida u Alan Turing bilan nemis suv osti kemalarining kodlarini ochishda ishlagan.
1948 yilda "Aloqaning matematik nazariyasi" maqolasida u ma'lumotlarning minimal birligini belgilash sifatida bit atamasini taklif qildi. 1949 yilda u (Kotelnikovdan mustaqil ravishda) uning diskret namunalaridan signalni qayta tiklashga bag'ishlangan teoremani isbotladi. Uni ba'zan Kotelnikov-Shannon teoremasi deb ham atashadi. To'g'ri, G'arbda Nyquist-Shannon teoremasining nomi ko'proq qabul qilinadi.
Shennon aloqa nazariyasiga entropiya tushunchasini kiritdi. Men kodlarni o'rgandim. Uning ishi tufayli kriptografiya to'liq fanga aylandi.
Kotelnikov va kriptografiya
Kotelnikov shuningdek, kodlar va muammolar bilan shug'ullangankriptografiya. Afsuski, SSSR davrida kodlar va shifrlar bilan bog'liq hamma narsa qat'iy tasniflangan. Kotelnikovning ko'plab asarlarini ochiq nashr qilish mumkin emas edi. Biroq, u dushman kodlarini buza olmaydigan yopiq aloqa kanallarini yaratish ustida ishladi.
1941-yil 18-iyun, deyarli urushdan oldin, Kotelnikovning "Avtomatik shifrlash asoslari" maqolasi yozilib, 2006 yilgi "Kvant kriptografiyasi va Kotelnikov teoremasi bir martalik kalitlar va o'qishlar" to'plamida nashr etilgan.
Shovqinga qarshi immunitet
Kotelnikovning ishi yordamida potentsial shovqin immuniteti nazariyasi ishlab chiqildi, bu ma'lumot yo'qolmasligi uchun aloqa kanalida bo'lishi mumkin bo'lgan maksimal shovqin miqdorini aniqlaydi. Haqiqiydan uzoq bo'lgan ideal qabul qiluvchining varianti ko'rib chiqiladi. Lekin aloqa kanalini yaxshilash yo'llari aniq belgilangan.
Kosmik tadqiqotlar
Kotelnikov boshchiligidagi jamoa kosmik aloqa, avtomatlashtirish va telemetriya tizimlariga katta hissa qo'shdi. Sergey Pavlovich Korolev Kotelnikov laboratoriyasini kosmik sanoat muammolarini hal qilishga jalb qildi.
Oʻnlab nazorat va oʻlchash punktlari bitta nazorat va oʻlchov majmuasiga ulangan.
Sayyoralararo kosmik stansiyalar uchun radar uskunalari ishlab chiqildi, Venera sayyorasining shaffof bo'lmagan atmosferasida xaritalash amalga oshirildi. Kotelnikov rahbarligida ishlab chiqilgan qurilmalar yordamida "Venera" va "Magellan" kosmik stansiyalari amalga oshirildi.oldindan belgilangan sektorlarda sayyoramizning radar hududlari. Natijada biz zich bulutlar ortida Venerada nima yashiringanini bilamiz. Mars, Yupiter, Merkuriy ham oʻrganildi.
Kotelnikov ishlanmalari orbital stansiyalarda va zamonaviy radioteleskoplarda qoʻllanildi.
1998 yilda V. A. Kotelnikovga fon Karman mukofoti berildi. Bu Xalqaro Astronavtika Akademiyasining mukofoti boʻlib, u kosmik tadqiqotlarga qoʻshgan katta hissasi uchun ijodiy fikrlaydigan odamlarga beriladi.
Yerdan tashqari tsivilizatsiyalarning radio signallarini qidiring
Eng yirik radioteleskoplar yordamida yerdan tashqari tsivilizatsiyalarning radio signallarini qidirish bo'yicha xalqaro dastur Seti 90-yillarda boshlangan. Kotelnikov bu maqsadda ko'p kanalli qabul qiluvchilardan foydalanish zarurligini oqladi. Zamonaviy priyomniklar bir vaqtning o‘zida millionlab radiokanallarni tinglaydi va butun mumkin bo‘lgan diapazonni qamrab oladi.
Shuningdek, uning rahbarligida umumiy shovqin va shovqinlarda oqilona tor polosali signal mezonlarini belgilovchi ish olib borildi.
Afsuski, hozircha bu qidiruv muvaffaqiyatli boʻlmadi. Ammo tarix miqyosida ular juda qisqa vaqt davomida olib boriladi.
Kotelnikov teoremasi fandagi fundamental kashfiyotlarga ishora qiladi. Uni Pifagor, Eyler, Gauss, Lorents va boshqalar teoremalari bilan xavfsiz tenglashtirish mumkin.
Har qanday elektromagnit signallarni uzatish yoki qabul qilish zarur bo'lgan har bir sohada biz ongli yoki ongsiz ravishda Kotelnikov teoremasidan foydalanamiz. Telefonda gaplashamiz, televizor ko'ramizradio tinglang, Internetdan foydalaning. Bularning barchasi asosan signallarni tanlash printsipini o'z ichiga oladi.
