Typer af signaler, modulering

Analog værdi - en værdi, hvis værdier ændres kontinuerligt i et givet interval. Dens specifikke værdi afhænger kun af måleapparatets nøjagtighed. Det er for eksempel temperaturen.

En diskret værdi - en mængde, hvis værdier ændres kraftigt. For eksempel antallet af elever i klasseværelset. Målesignal — et signal, der indeholder kvantitativ information om den målte fysiske størrelse. For eksempel spændingen ved udgangen af ​​en termoelektrisk transducer, der måler temperaturen.

Dataadvarsel — formen for repræsentation af en datameddelelse ved en fysisk størrelse, hvor ændringen af ​​en eller flere parametre afspejler dens ændring.

I mikroprocessorteknologi er signaler elektriske størrelser (strøm, spænding). En datasignalrepræsentativ parameter er en datasignalparameter, hvis ændring afspejler en ændring i datameddelelsen (amplitude, frekvens, fase, pulsvarighed, pausevarighed).

Analogt datasignal — et datasignal, hvor hver af de repræsenterende parametre er beskrevet af en funktion af tid og et kontinuerligt sæt af mulige værdier, dvs.analoge signaler er beskrevet af en kontinuerlig (eller stykkevis kontinuerlig) funktion xа(t), og selve funktionen og argumentet t kan tage alle værdier i nogle intervaller

Et analogt signal f (t) kaldes periodisk, hvis der er et reelt tal T, således at f (t + T) = f (t) for hver t, og T kaldes perioden for signalet.

Diskret datasignal - adskiller sig fra analoger ved, at dens værdier kun er kendt på diskrete tidspunkter. Diskrete signaler er beskrevet af gitterfunktioner — sekvenser — xd (nT), hvor T = const er samplingsintervallet (periode), n = 0, 1, 2,….

Selve funktionen xd (nT) kan tage vilkårlige værdier på diskrete tidspunkter i et bestemt interval. Disse funktionsværdier kaldes funktionseksempler eller samples. En anden notation for gitterfunktionen x(nT) er x(n) eller xn. Sekvensen x(n) kan være endelig eller uendelig, afhængigt af definitionsintervallet for funktionen.

Kvantiseret datasignal — adskiller sig fra analog eller diskret ved at opdele værdiintervallet for en kontinuerlig eller diskret værdi i et begrænset antal intervaller. Den enkleste form for kvantisering er divisionen af ​​et heltal med et naturligt tal, kaldet kvantiseringsfaktoren.

Digitalt datasignal — et signal, hvor hver af de repræsenterende parametre er beskrevet af en diskret tidsfunktion og et endeligt sæt af mulige værdier. Digitale signaler beskrives ved kvantiserede gitterfunktioner x°C(nT). Når et digitalt signal opnås fra et analogt signal, sker sampling og kvantisering.

Binært digitalt signal - et datasignal, der bruger en metode til at repræsentere information om værdien af ​​en parameter i form af en multi-bit kombination af to værdier - nul og en - og kaldes normalt en binær kode.

I binær kode bruges kun to cifre: 1 og 0. Hvert tal indeholder et antal cifre, som hver kun kan indeholde ét af disse cifre. Et tal svarer til en tilstand af et element, for eksempel en lukket kontakt, og det andet til en anden tilstand af et element - en åben kontakt.

I det binære system er enheden for hver bit to gange nabobitten af ​​lavere orden For heltal er enheden for den første (mindst signifikante) bit 20=1, enheden for det andet ciffer er 2 • 20=21 = 2, tredje — 2 • 21=22= 4, fjerde 2 • 22=23= 8 osv. For eksempel decimaltal 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100, og i det binære system 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 og vil blive skrevet som 11010110.

Modulation - processen med at ændre en eller flere parametre for en højfrekvent bærebølgeoscillation i henhold til loven om et lavfrekvent informationssignal (meddelelse).

I dag bruges binære digitale signaler i digitale elektroniske enheder på grund af enkelheden ved kodning og behandling. Forskellige typer af modulering bruges til at transmittere et digitalt signal over kommunikationskanaler (f.eks. elektriske eller radiokanaler).

Lad os overveje eksempler på at repræsentere parametre for datasignaler ved at bruge eksemplet på forskellige typer af modulering (se fig. 1). Ud over de overvejede typer af modulering er der også fase (PM), tidspuls (VIM), pulsbredde (PWM) og andre moduleringer.

Ris. 1. Forskellige typer signalmodulation — forskellige repræsenterende parametre for datasignaler

For at forstå essensen af ​​et digitalt signal skal du overveje følgende klassificering. I digital teknologi skelnes der mellem signaler (fig. 2):

• vilkårlig i størrelse og kontinuerlig i tid (analog);

• tilfældig i størrelse og diskret i tid (diskret);

• kvantiseret i størrelse og kontinuerlig i tid (kvantiseret);

• kvantificeret i størrelse og diskret i tid (digital).

Ris. 2. Analoge, diskrete, kvantiserede og digitale signaler

Analoge signaler bruges ofte til at repræsentere konstant skiftende fysiske størrelser. For eksempel et analogt elektrisk signal optaget af fra et termoelement, bærer information om temperaturændringer, et signal fra en mikrofon — om hurtige trykændringer i en lydbølge osv.

Inden for digital- og pulsteknologi er terminologien ikke veletableret. Så et diskret signal er et signal, hvis repræsentative parameterværdier kun er kendt på bestemte tidspunkter, og det er også et signal, i modsætning til det analoge, hvis repræsentative parameter kun kan tage faste værdier (normalt to: logisk " nul" eller logisk "enhed").

I det andet tilfælde ville det være korrekt at kalde signalet kvantiseret, men industrimoduler kaldes "diskrete signalindgangsmoduler". Ud over at bruge forskellige fysiske størrelser til at formidle information, adskiller signaler sig også i deres repræsentationsparametre.