Vrste signala, modulacija

Analogna vrijednost — vrijednost čije se vrijednosti kontinuirano mijenjaju u određenom intervalu. Njegova specifična vrijednost ovisi samo o točnosti mjernog uređaja. To je, na primjer, temperatura.

Diskretna vrijednost — veličina čije se vrijednosti naglo mijenjaju. Na primjer, broj učenika u razredu. Mjerni signal — signal koji sadrži kvantitativnu informaciju o mjerenoj fizičkoj veličini. Na primjer, napon na izlazu termoelektričnog pretvarača koji mjeri temperaturu.

Podatkovno upozorenje — oblik predstavljanja podatkovne poruke fizičkom veličinom, promjena jednog ili više parametara koji odražavaju njezinu promjenu.

U mikroprocesorskoj tehnici signali su električne veličine (struja, napon). Reprezentativni parametar podatkovnog signala je parametar podatkovnog signala čija promjena odražava promjenu podatkovne poruke (amplituda, frekvencija, faza, trajanje impulsa, trajanje pauze).

Analogni podatkovni signal — podatkovni signal u kojem je svaki od reprezentativnih parametara opisan funkcijom vremena i kontinuiranim skupom mogućih vrijednosti, tj.analogni signali su opisani kontinuiranom (ili komadno kontinuiranom) funkcijom xa(t), a sama funkcija i argument t mogu poprimiti bilo koje vrijednosti u nekim intervalima

Analogni signal f (t) naziva se periodičnim ako postoji realan broj T takav da je f (t + T) = f (t) za svaki t, a T se naziva periodom signala.

Diskretni podatkovni signal — razlikuje se od analoga po tome što su njegove vrijednosti poznate samo u diskretnim vremenima. Diskretni signali opisuju se rešetkastim funkcijama — sekvencama — xd (nT), gdje je T = const interval uzorkovanja (period), n = 0, 1, 2,….

Sama funkcija xd (nT) može uzeti proizvoljne vrijednosti u diskretnim trenucima u određenom intervalu. Ove vrijednosti funkcije nazivaju se uzorci funkcije ili uzorci. Druga oznaka za rešetkastu funkciju x(nT) je x(n) ili xn. Niz x(n) može biti konačan ili beskonačan, ovisno o intervalu definiranosti funkcije.

Kvantizirani podatkovni signal — razlikuje se od analognog ili diskretnog dijeljenjem raspona vrijednosti kontinuirane ili diskretne vrijednosti u konačan broj intervala. Najjednostavniji oblik kvantizacije je dijeljenje cijelog broja prirodnim brojem, što se naziva faktor kvantizacije.

Digitalni podatkovni signal — signal u kojem je svaki od reprezentativnih parametara opisan diskretnom vremenskom funkcijom i konačnim skupom mogućih vrijednosti. Digitalni signali opisuju se kvantiziranim rešetkastim funkcijama x° C(nT). Kada se digitalni signal dobije iz analognog signala, dolazi do uzorkovanja i kvantizacije.

Binarni digitalni signal — podatkovni signal koji koristi metodu predstavljanja informacija o vrijednosti parametra u obliku višebitne kombinacije dviju vrijednosti - nula i jedan - i obično se naziva binarni kod.

U binarnom kodu koriste se samo dvije znamenke: 1 i 0. Svaki broj sadrži određeni broj znamenki od kojih svaka može sadržavati samo jednu od tih znamenki. Jedan broj odgovara jednom stanju elementa, na primjer zatvoreni kontakt, a drugi drugom stanju elementa - otvoreni kontakt.

U binarnom sustavu jedinica svakog bita je dvostruki susjedni bit nižeg reda. Za cijele brojeve jedinica prvog (najmanje značajnog) bita je 20=1, jedinica druge znamenke je 2 • 20=21 = 2, treći — 2 • 21=22= 4, četvrti 2 • 22=23= 8 itd. Na primjer, decimalni broj 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100, au binarnom sustavu 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 i bit će zapisano kao 11010110.

Modulacija - proces promjene jednog ili više parametara visokofrekventnog nosivog titranja prema zakonu niskofrekventnog informacijskog signala (poruke).

Danas se binarni digitalni signali koriste u digitalnim elektroničkim uređajima zbog jednostavnosti kodiranja i obrade. Za prijenos digitalnog signala preko komunikacijskih kanala (na primjer, električnih ili radijskih kanala) koriste se različite vrste modulacije.

Razmotrimo primjere predstavljanja parametara podatkovnih signala na primjeru različitih vrsta modulacije (vidi sliku 1). Osim razmatranih vrsta modulacije, postoje i fazna (PM), vremenska impulsna (VIM), širina impulsa (PWM) i druge modulacije.

Riža. 1. Različite vrste modulacije signala — različiti reprezentativni parametri podatkovnih signala

Da biste razumjeli bit digitalnog signala, razmotrite sljedeću klasifikaciju. U digitalnoj tehnici razlikuju se signali (slika 2):

• proizvoljne veličine i kontinuirani u vremenu (analogni);

• slučajna po veličini i diskretna po vremenu (diskretna);

• kvantiziran po veličini i kontinuiran u vremenu (kvantiziran);

• kvantizirani u veličini i diskretni u vremenu (digitalni).

Riža. 2. Analogni, diskretni, kvantizirani i digitalni signali

Analogni signali se često koriste za predstavljanje fizičkih veličina koje se stalno mijenjaju. Na primjer, analogni električni signal snimljen od strane od termoelementa, prenosi informacije o promjenama temperature, signal iz mikrofona — o brzim promjenama tlaka u zvučnom valu itd.

U digitalnoj i pulsnoj tehnologiji terminologija nije dobro uspostavljena. Dakle, diskretni signal je signal čije su reprezentativne vrijednosti parametara poznate samo u određenim trenucima vremena, a također je signal, za razliku od analognog, čiji reprezentativni parametar može poprimiti samo fiksne vrijednosti (obično dvije: logičke " nula" ili logička "jedinica").

U drugom slučaju, bilo bi ispravno nazvati signal kvantiziranim, ali industrijski moduli nazivaju se "ulazni diskretni signalni moduli". Osim što koriste različite fizičke veličine za prijenos informacija, signali se razlikuju i po reprezentativnim parametrima.