Typy signálů, modulace

Analogová hodnota — hodnota, jejíž hodnoty se v daném intervalu plynule mění. Jeho konkrétní hodnota závisí pouze na přesnosti měřicího zařízení. Jedná se například o teplotu.

Samostatná hodnota — veličina, jejíž hodnoty se prudce mění. Například počet studentů ve třídě. Signál měření — signál obsahující kvantitativní informaci o měřené fyzikální veličině. Například napětí na výstupu termoelektrického převodníku, který měří teplotu.

Upozornění na data — forma vyjádření datové zprávy fyzikální veličinou, změna jednoho nebo více parametrů odrážející její změnu.

V mikroprocesorové technice jsou signály elektrické veličiny (proud, napětí). Reprezentativní parametr datového signálu je parametr datového signálu, jehož změna odráží změnu datové zprávy (amplituda, frekvence, fáze, trvání pulsu, trvání pauzy).

Analogový datový signál — datový signál, ve kterém je každý z reprezentujících parametrů popsán funkcí času a souvislou sadou možných hodnot, tzn.analogové signály jsou popsány spojitou (nebo po částech spojitou) funkcí xа(t) a samotná funkce a argument t mohou nabývat libovolné hodnoty v určitých intervalech

Analogový signál f (t) se nazývá periodický, pokud existuje reálné číslo T takové, že f (t + T) = f (t) pro každé t, a T se nazývá perioda signálu.

Diskrétní datový signál — liší se od analogů tím, že jeho hodnoty jsou známy pouze v diskrétních časech. Diskrétní signály jsou popsány mřížkovými funkcemi — sekvencemi — xd (nT), kde T = const je vzorkovací interval (perioda), n = 0, 1, 2,….

Samotná funkce xd (nT) může nabývat libovolných hodnot v diskrétních okamžicích v určitém intervalu. Tyto funkční hodnoty se nazývají funkční vzorky nebo vzorky. Další zápis pro mřížkovou funkci x(nT) je x(n) nebo xn. Posloupnost x(n) může být konečná nebo nekonečná v závislosti na intervalu definice funkce.

Kvantovaný datový signál — liší se od analogového nebo diskrétního rozdělením rozsahu hodnot spojité nebo diskrétní hodnoty do konečného počtu intervalů. Nejjednodušší formou kvantování je dělení celého čísla přirozeným číslem, které se nazývá kvantizační faktor.

Digitální datový signál — signál, ve kterém je každý z reprezentujících parametrů popsán funkcí diskrétního času a konečnou množinou možných hodnot. Digitální signály jsou popsány pomocí kvantovaných mřížkových funkcí x° C(nT). Když je digitální signál získán z analogového signálu, dochází k vzorkování a kvantování.

Binární digitální signál — datový signál, který používá způsob reprezentace informace o hodnotě parametru ve formě vícebitové kombinace dvou hodnot - nula a jedna - a obvykle se nazývá binární kód.

V binárním kódu se používají pouze dvě číslice: 1 a 0. Každé číslo obsahuje určitý počet číslic, z nichž každá může obsahovat pouze jednu z těchto číslic. Jedno číslo odpovídá jednomu stavu prvku, například sepnutý kontakt, a druhé jinému stavu prvku – rozepnutému kontaktu.

V binárním systému je jednotka každého bitu dvojnásobkem sousedního bitu nižšího řádu. Pro celá čísla je jednotkou prvního (nejméně významného) bitu 20=1, jednotkou druhé číslice je 2 • 20=21 = 2, třetí — 2 • 21=22= 4, čtvrtý 2 • 22=23= 8 atd. Například desetinné číslo 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100 a ve dvojkové soustavě 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 a zapíše se jako 11010110.

Modulace - proces změny jednoho nebo více parametrů kmitání vysokofrekvenční nosné podle zákona nízkofrekvenčního informačního signálu (zprávy).

V současné době se binární digitální signály používají v digitálních elektronických zařízeních kvůli jednoduchosti kódování a zpracování. Pro přenos digitálního signálu přes komunikační kanály (například elektrické nebo rádiové kanály) se používají různé typy modulace.

Uvažujme příklady reprezentace parametrů datových signálů na příkladu různých typů modulace (viz obr. 1). Kromě uvažovaných typů modulace existují také fáze (PM), časový impuls (VIM), šířka pulzu (PWM) a další modulace.

Rýže. 1. Různé typy modulace signálu — různé reprezentující parametry datových signálů

Abyste pochopili podstatu digitálního signálu, zvažte následující klasifikaci. V digitální technice se rozlišují signály (obr. 2):

• libovolné velikosti a spojité v čase (analogové);

• náhodné ve velikosti a diskrétní v čase (diskrétní);

• kvantovaný ve velikosti a spojitý v čase (kvantovaný);

• kvantované ve velikosti a diskrétní v čase (digitální).

Rýže. 2. Analogové, diskrétní, kvantované a digitální signály

Analogové signály se často používají k reprezentaci neustále se měnících fyzikálních veličin. Například analogový elektrický signál zachycený pomocí z termočlánku, nese informace o změnách teploty, signál z mikrofonu — o rychlých změnách tlaku ve zvukové vlně atd.

V digitální a pulzní technice není terminologie dobře zavedená. Diskrétní signál je tedy signál, jehož reprezentativní hodnoty parametrů jsou známy pouze v určitých okamžicích, a je to také signál, na rozdíl od analogového, jehož reprezentativní parametr může nabývat pouze pevných hodnot (obvykle dvě: logické " nula" nebo logická "jednotka").

V druhém případě by bylo správné nazývat signál kvantovaný, ale průmyslové moduly se nazývají „moduly diskrétních signálů“. Kromě použití různých fyzikálních veličin k přenosu informace se signály liší také svými reprezentativními parametry.