Signaalide liigid, modulatsioon

Analoogväärtus — väärtus, mille väärtused muutuvad antud intervalli jooksul pidevalt. Selle konkreetne väärtus sõltub ainult mõõteseadme täpsusest. See on näiteks temperatuur.

Diskreetne väärtus — suurus, mille väärtused muutuvad järsult. Näiteks õpilaste arv klassiruumis. Mõõtesignaal – signaal, mis sisaldab kvantitatiivset teavet mõõdetud füüsikalise suuruse kohta. Näiteks temperatuuri mõõtva termoelektrilise anduri väljundis olev pinge.

Andmete hoiatus — andmesõnumi esitamise vorm füüsilise suuruse järgi, ühe või mitme parameetri muutumine, mis peegeldab selle muutumist.

Mikroprotsessortehnoloogias on signaalid elektrilised suurused (vool, pinge). Andmesignaali esindusparameeter on andmesignaali parameeter, mille muutus peegeldab andmesõnumi muutust (amplituud, sagedus, faas, impulsi kestus, pausi kestus).

Analoogandmesignaal — andmesignaal, milles igat esitavat parameetrit kirjeldatakse aja funktsiooni ja võimalike väärtuste pideva hulgaga, s.o.analoogsignaale kirjeldatakse pideva (või osade kaupa pideva) funktsiooniga xа(t) ning funktsioon ise ja argument t võivad teatud intervallidel võtta mis tahes väärtused

Analoogsignaali f (t) nimetatakse perioodiliseks, kui on olemas reaalarv T, nii et f (t + T) = f (t) iga t kohta, ja T nimetatakse signaali perioodiks.

Diskreetne andmesignaal — erineb analoogidest selle poolest, et selle väärtused on teada ainult diskreetsetel aegadel. Diskreetseid signaale kirjeldavad võrefunktsioonid — jadad — xd (nT), kus T = const on diskreetimisvahemik (periood), n = 0, 1, 2,….

Funktsioon xd (nT) ise võib teatud intervalli diskreetsetel hetkedel võtta suvalisi väärtusi. Neid funktsiooni väärtusi nimetatakse funktsiooni näidisteks või näidisteks. Teine võrefunktsiooni x(nT) tähistus on x(n) või xn. Jada x(n) võib olla lõplik või lõpmatu, olenevalt funktsiooni määratlusvahemikust.

Kvantiseeritud andmesignaal — erineb analoog- või diskreetsest, jagades pideva või diskreetse väärtuse väärtuste vahemiku lõplikuks arvuks intervallideks. Kvantimise lihtsaim vorm on täisarvu jagamine naturaalarvuga, mida nimetatakse kvantimisteguriks.

Digitaalne andmesignaal — signaal, milles iga esindusparameetrit kirjeldatakse diskreetse ajafunktsiooni ja võimalike väärtuste lõpliku hulgaga. Digitaalsignaale kirjeldatakse kvantiseeritud võrefunktsioonidega x° C(nT). Kui analoogsignaalist saadakse digitaalsignaal, toimub diskreetimine ja kvantimine.

Binaarne digitaalne signaal - andmesignaal, mis kasutab parameetri väärtuse teabe esitamise meetodit kahe väärtuse - nulli ja ühe - mitmebitise kombinatsioonina ja mida tavaliselt nimetatakse kahendkoodiks.

Kahendkoodis kasutatakse ainult kahte numbrit: 1 ja 0. Iga number sisaldab mitmeid numbreid, millest igaüks võib sisaldada ainult ühte neist numbritest. Üks number vastab elemendi ühele olekule, näiteks suletud kontaktile, ja teine ​​elemendi teisele olekule - avatud kontaktile.

Kahendsüsteemis on iga biti ühik kaks korda suurem madalamat järku naaberbitist.Täisarvude puhul on esimese (kõige vähem olulise) biti ühik 20=1, teise numbri ühik 2 • 20=21 = 2, kolmas — 2 • 21=22= 4, neljas 2 • 22=23= 8 jne. Näiteks kümnendarv 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100 ja kahendsüsteemis 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 ja kirjutatakse kui 11010110.

Modulatsioon - kõrgsagedusliku kandja võnkumise ühe või mitme parameetri muutmise protsess vastavalt madalsagedusliku infosignaali (teate) seadusele.

Tänapäeval kasutatakse digitaalsetes elektroonikaseadmetes binaarseid digitaalsignaale kodeerimise ja töötlemise lihtsuse tõttu. Digitaalse signaali edastamiseks sidekanalite kaudu (näiteks elektri- või raadiokanalid) kasutatakse erinevat tüüpi modulatsiooni.

Vaatleme näiteid andmesignaalide parameetrite esitamisest, kasutades erinevat tüüpi modulatsiooni näidet (vt joonis 1). Lisaks vaadeldavatele modulatsioonitüüpidele on olemas ka faas (PM), ajaimpulss (VIM), impulsi laius (PWM) ja muud modulatsioonid.

Riis. 1. Erinevad signaalimodulatsiooni tüübid — andmesignaalide erinevad esitusparameetrid

Digisignaali olemuse mõistmiseks kaaluge järgmist klassifikatsiooni. Digitehnoloogias eristatakse signaale (joonis 2):

• suuruselt suvaline ja ajas pidev (analoog);

• suuruselt juhuslik ja ajaliselt diskreetne (diskreetne);

• suuruselt kvantiseeritud ja ajas pidev (kvanteeritud);

• suurusjärgus kvantiseeritud ja ajas diskreetne (digitaalne).

Riis. 2. Analoog-, diskreet-, kvant- ja digitaalsignaalid

Analoogsignaale kasutatakse sageli pidevalt muutuvate füüsikaliste suuruste esitamiseks. Näiteks analoog elektriline signaal, mille on püüdnud termopaarist, kannab infot temperatuurimuutuste kohta, signaali mikrofonist — helilaine kiiretest rõhumuutustest jne.

Digi- ja impulsstehnoloogias pole terminoloogia hästi välja kujunenud. Seega on diskreetne signaal signaal, mille tüüpilised parameetrite väärtused on teada ainult teatud ajahetkedel, ja erinevalt analoogist on see ka signaal, mille tüüpiline parameeter võib võtta ainult fikseeritud väärtusi (tavaliselt kaks: loogiline " null" või loogiline "ühik").

Teisel juhul oleks õige kutsuda signaal kvantiseeritud, kuid tööstuslikke mooduleid nimetatakse "diskreetse signaali sisendmooduliteks". Lisaks erinevate füüsikaliste suuruste kasutamisele teabe edastamiseks, erinevad signaalid ka oma esitusparameetrite poolest.