Видове сигнали, модулация

Аналогова стойност — стойност, чиито стойности се променят непрекъснато в даден интервал. Неговата специфична стойност зависи само от точността на измервателното устройство. Това е например температурата.

Дискретна стойност — количество, чиито стойности се променят рязко. Например броят на учениците в класната стая. Измервателен сигнал — сигнал, съдържащ количествена информация за измерената физическа величина. Например напрежението на изхода на термоелектрически преобразувател, който измерва температурата.

Сигнал за данни — формата на представяне на съобщение с данни чрез физическо количество, промяната на един или няколко параметъра, отразяваща неговото изменение.

В микропроцесорната технология сигналите са електрически величини (ток, напрежение). Представящият параметър на сигнала за данни е параметър на сигнала за данни, чиято промяна отразява промяната в съобщението с данни (амплитуда, честота, фаза, продължителност на импулса, продължителност на паузата).

Аналогов сигнал за данни — сигнал за данни, в който всеки от представящите параметри е описан чрез функция на времето и непрекъснат набор от възможни стойности, т.е. аналоговите сигнали се описват с непрекъсната (или на парчета непрекъсната) функция xа(t), а самата функция и аргументът t могат да приемат всякакви стойности на някои интервали

Аналогов сигнал f (t) се нарича периодичен, ако има реално число T такова, че f (t + T) = f (t) за всяко t, а T се нарича период на сигнала.

Дискретен сигнал за данни — се различава от аналоговите по това, че стойностите му са известни само в дискретни моменти. Дискретни сигнали се описват чрез решетъчни функции — последователности — xд (nT), където T = const е интервалът на вземане на проби (период), n = 0, 1, 2,….

Самата функция xд (nT) може да приема произволни стойности в дискретни моменти на определен интервал. Тези функционални стойности се наричат ​​функционални проби или проби. Друга нотация за решетъчната функция x (nT) е x (n) или xn. Последователността x (n) може да бъде крайна или безкрайна, в зависимост от интервала на дефиниране на функцията.

Квантован сигнал за данни — се различава от аналоговите или дискретни, като разделя диапазона от стойности на непрекъсната или дискретна стойност на краен брой интервали. Най -простата форма на квантоване е разделянето на цяло число на естествено число, наречено коефициент на квантуване.

Цифров сигнал за данни — сигнал, в който всеки от представящите параметри е описан с дискретна времева функция и краен набор от възможни стойности. Цифровите сигнали се описват чрез квантовани решетъчни функции x° С(nT). Когато се получава цифров сигнал от аналогов сигнал, се получава вземане на проби и квантоване.

Двоичен цифров сигнал — сигнал за данни, който използва метод за представяне на информация за стойността на параметър под формата на многобитова комбинация от две стойности- нула и една- и обикновено се нарича двоичен код.

В двоичен код се използват само две цифри: 1 и 0. Всяко число съдържа редица цифри, всяка от които може да съдържа само една от тези цифри. Една цифра съответства на едно състояние на елемент, например затворен контакт, а другото — на друго състояние на елемент — отворен контакт.

В двоичната система единицата на всеки бит е два пъти по-голяма от съседния бит от по-нисък ред.За цели числа единицата на първия (най -малко значителен) бит е 20= 1, единицата на втората цифра е 2 • 20=21= 2, трето — 2 • 21=22= 4, четвърти 2 • 22=23= 8 и т.н. Например десетично число 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100, а в двоичната система 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23+1•22+1•21+0•20 и ще бъде написан като 11010110.

Модулация -процесът на промяна на един или повече параметри на високочестотно носещо трептене съгласно закона за нискочестотен информационен сигнал (съобщение).

В наши дни бинарните цифрови сигнали се използват в цифрови електронни устройства поради простотата на кодиране и обработка. За предаване на цифров сигнал по комуникационни канали (например електрически или радиоканали) се използват различни видове модулация.

Нека разгледаме примери за представяне на параметри на сигнали от данни, използвайки примера на различни видове модулация (виж фиг. 1). В допълнение към разглежданите видове модулация, съществуват още фаза (PM), времеви импулс (VIM), ширина на импулса (ШИМ) и други модулации.

 Ориз. 1. Различни видове модулация на сигнала — различни представляващи параметри на сигнали за данни

За да разберете същността на цифровия сигнал, помислете за следната класификация. В цифровата технология се разграничават сигналите (фиг. 2):

• произволни по размер и непрекъснати във времето (аналогови);

• произволни по размер и дискретни във времето (дискретни);

• квантован по размер и непрекъснат във времето (квантован);

• квантовани по величина и дискретни във времето (цифрови).

 Ориз. 2. Аналогови, дискретни, квантовани и цифрови сигнали

Аналоговите сигнали често се използват за представяне на непрекъснато променящи се физически величини. Например аналогов електрически сигнал, уловен от от термодвойка, носи информация за температурни промени, сигнал от микрофон — за бързи промени в налягането в звукова вълна и др.

В цифровата и импулсната технология терминологията не е добре установена. И така, дискретен сигнал е сигнал, чиито стойности на представящия параметър са известни само в определени моменти от времето, а също така е сигнал, за разлика от аналога, чийто представителен параметър може да приема само фиксирани стойности (обикновено две: логическа „нула“ или логическа „единица“).

Във втория случай би било правилно сигналът да се нарича квантован, но индустриалните модули се наричат ​​„модули за дискретен вход на сигнал“. В допълнение към използването на различни физически величини за предаване на информация, сигналите се различават и по своите представителни параметри.