Tipuri de semnale, modulație

Valoare analogică — o valoare ale cărei valori se modifică continuu într-un interval dat. Valoarea sa specifică depinde numai de precizia dispozitivului de măsurare. Aceasta este, de exemplu, temperatura.

O valoare discretă - o cantitate ale cărei valori se schimbă brusc. De exemplu, numărul de elevi din clasă. Semnal de măsurare — un semnal care conține informații cantitative despre mărimea fizică măsurată. De exemplu, tensiunea la ieșirea unui traductor termoelectric care măsoară temperatura.

Alertă de date — forma de reprezentare a unui mesaj de date printr-o mărime fizică, modificarea unuia sau mai multor parametri reflectând modificarea acestuia.

În tehnologia microprocesoarelor, semnalele sunt mărimi electrice (curent, tensiune). Un parametru reprezentativ de semnal de date este un parametru de semnal de date a cărui modificare reflectă o modificare a mesajului de date (amplitudine, frecvență, fază, durata impulsului, durata pauzei).

Semnal de date analogic — un semnal de date în care fiecare dintre parametrii reprezentativi este descris printr-o funcție de timp și un set continuu de valori posibile, de ex.semnalele analogice sunt descrise de o funcție continuă (sau continuă pe bucăți) xа(t), iar funcția în sine și argumentul t pot lua orice valoare pe anumite intervale

Un semnal analogic f (t) se numește periodic dacă există un număr real T astfel încât f (t + T) = f (t) pentru fiecare t, iar T se numește perioada semnalului.

Semnal de date discrete - diferă de analogi prin faptul că valorile sale sunt cunoscute numai la momente discrete. Semnalele discrete sunt descrise prin funcții de rețea — secvențe — xd (nT), unde T = const este intervalul de eșantionare (perioada), n = 0, 1, 2,….

Funcția xd (nT) în sine poate lua valori arbitrare la momente discrete într-un anumit interval. Aceste valori ale funcției se numesc eșantioane de funcție sau eșantioane. O altă notație pentru funcția de rețea x(nT) este x(n) sau xn. Sirul x(n) poate fi finit sau infinit, in functie de intervalul de definitie al functiei.

Semnal de date cuantificate — diferă de analog sau discret prin împărțirea intervalului de valori a unei valori continue sau discrete într-un număr finit de intervale. Cea mai simplă formă de cuantizare este împărțirea unui număr întreg la un număr natural, numit factor de cuantizare.

Semnal digital de date — un semnal în care fiecare dintre parametrii reprezentativi este descris printr-o funcție de timp discretă și un set finit de valori posibile. Semnalele digitale sunt descrise prin funcții de rețea cuantificate x° C(nT). Când un semnal digital este obținut dintr-un semnal analogic, are loc eșantionarea și cuantizarea.

Semnal digital binar — un semnal de date care utilizează o metodă de reprezentare a informațiilor despre valoarea unui parametru sub forma unei combinații pe mai mulți biți de două valori - zero și unu - și este de obicei numit cod binar.

În codul binar sunt folosite doar două cifre: 1 și 0. Fiecare număr conține un număr de cifre, fiecare dintre acestea putând conține doar una dintre aceste cifre. Un număr corespunde unei stări a unui element, de exemplu un contact închis, iar celălalt unei alte stări a unui element - un contact deschis.

În sistemul binar, unitatea fiecărui bit este de două ori față de bitul vecin de ordin inferior.Pentru numere întregi, unitatea primului bit (cel mai puțin semnificativ) este 20=1, unitatea celei de-a doua cifre este 2 • 20=21 = 2, al treilea — 2 • 21=22= 4, al patrulea 2 • 22=23= 8 etc. De exemplu, numărul zecimal 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100, iar în sistemul binar 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 și va fi scris ca 11010110.

Modulare - procesul de modificare a unuia sau mai multor parametri ai unei oscilații purtătoare de înaltă frecvență conform legii unui semnal informațional de joasă frecvență (mesaj).

În zilele noastre, semnalele digitale binare sunt utilizate în dispozitivele electronice digitale datorită simplității codificării și procesării. Sunt utilizate diferite tipuri de modulație pentru a transmite un semnal digital prin canale de comunicație (de exemplu, canale electrice sau radio).

Să luăm în considerare exemple de reprezentare a parametrilor semnalelor de date folosind exemplul diferitelor tipuri de modulație (vezi Fig. 1). Pe lângă tipurile de modulație luate în considerare, există și fază (PM), impuls de timp (VIM), lățimea impulsului (PWM) și alte modulații.

Orez. 1. Diferite tipuri de modulație a semnalului — diferiți parametri reprezentativi ai semnalelor de date

Pentru a înțelege esența unui semnal digital, luați în considerare următoarea clasificare. În tehnologia digitală, semnalele se disting (Fig. 2):

• arbitrar ca dimensiune și continuu în timp (analogic);

• aleatoriu ca dimensiune și discret în timp (discret);

• cuantizat în mărime și continuu în timp (cuantizat);

• cuantificat în mărime și discret în timp (digital).

Orez. 2. Semnale analogice, discrete, cuantizate și digitale

Semnalele analogice sunt adesea folosite pentru a reprezenta mărimi fizice în continuă schimbare. De exemplu, un semnal electric analog capturat de dintr-un termocuplu, transportă informații despre schimbările de temperatură, un semnal de la un microfon — despre schimbările rapide de presiune într-o undă sonoră etc.

În tehnologia digitală și a impulsurilor, terminologia nu este bine stabilită. Deci, un semnal discret este un semnal ale cărui valori reprezentative ale parametrilor sunt cunoscute doar în anumite momente în timp și este, de asemenea, un semnal, spre deosebire de analogul, al cărui parametru reprezentativ poate lua doar valori fixe (de obicei două: logic " zero” sau „unitate” logică).

În al doilea caz, ar fi corect să se apeleze semnalul cuantizat, dar modulele industriale sunt numite „module de intrare cu semnal discret”. Pe lângă utilizarea diferitelor mărimi fizice pentru a transmite informații, semnalele diferă și în parametrii lor reprezentativi.