Typer av signaler, modulering

Analogt värde - ett värde vars värden ändras kontinuerligt i ett givet intervall. Dess specifika värde beror endast på mätanordningens noggrannhet. Detta är till exempel temperaturen.

Ett diskret värde — en kvantitet vars värden förändras kraftigt. Till exempel antalet elever i klassrummet. Mätsignal — en signal som innehåller kvantitativ information om den uppmätta fysiska storheten. Till exempel spänningen vid utgången av en termoelektrisk givare som mäter temperatur.

Datavarning — Formen för representation av ett datameddelande med en fysisk storhet, varvid förändringen av en eller flera parametrar återspeglar dess förändring.

Inom mikroprocessorteknik är signaler elektriska storheter (ström, spänning). En datasignalrepresentativ parameter är en datasignalparameter vars förändring återspeglar en förändring i datameddelandet (amplitud, frekvens, fas, pulslängd, pausvaraktighet).

Analog datasignal — en datasignal i vilken var och en av de representerande parametrarna beskrivs av en funktion av tid och en kontinuerlig uppsättning möjliga värden, dvs.analoga signaler beskrivs av en kontinuerlig (eller styckvis kontinuerlig) funktion xа(t), och själva funktionen och argumentet t kan ta vilka värden som helst i vissa intervall

En analog signal f (t) kallas periodisk om det finns ett reellt tal T så att f (t + T) = f (t) för varje t, och T kallas perioden för signalen.

Diskret datasignal — skiljer sig från analoger genom att dess värden endast är kända vid diskreta tidpunkter. Diskreta signaler beskrivs av gitterfunktioner — sekvenser — xd (nT), där T = const är samplingsintervallet (period), n = 0, 1, 2,….

Funktionen xd (nT) i sig kan ta godtyckliga värden vid diskreta ögonblick i ett visst intervall. Dessa funktionsvärden kallas funktionsprov eller sampel. En annan notation för gitterfunktionen x(nT) är x(n) eller xn. Sekvensen x(n) kan vara finit eller oändlig, beroende på definitionsintervallet för funktionen.

Kvantiserad datasignal — skiljer sig från analog eller diskret genom att dela upp värdeintervallet för ett kontinuerligt eller diskret värde i ett ändligt antal intervall. Den enklaste formen av kvantisering är divisionen av ett heltal med ett naturligt tal, som kallas kvantiseringsfaktorn.

Digital datasignal — En signal i vilken var och en av de representerande parametrarna beskrivs av en diskret tidsfunktion och en ändlig uppsättning möjliga värden. Digitala signaler beskrivs av kvantiserade gitterfunktioner x°C(nT). När en digital signal erhålls från en analog signal sker sampling och kvantisering.

Binär digital signal — en datasignal som använder en metod för att representera information om värdet på en parameter i form av en flerbitskombination av två värden - noll och ett - och kallas vanligtvis en binär kod.

I binär kod används endast två siffror: 1 och 0. Varje nummer innehåller ett antal siffror, som var och en endast kan innehålla en av dessa siffror. Ett nummer motsvarar ett tillstånd för ett element, till exempel en sluten kontakt, och det andra till ett annat tillstånd för ett element - en öppen kontakt.

I det binära systemet är enheten för varje bit två gånger den närliggande biten av lägre ordning. För heltal är enheten för den första (minst signifikanta) biten 20=1, enheten för den andra siffran är 2 • 20=21 = 2, tredje — 2 • 21=22= 4, fjärde 2 • 22=23= 8, etc. Till exempel, decimaltal 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100, och i det binära systemet 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 och kommer att skrivas som 11010110.

Modulation - processen att ändra en eller flera parametrar för en högfrekvent bärvågsoscillation enligt lagen för en lågfrekvent informationssignal (meddelande).

Nuförtiden används binära digitala signaler i digitala elektroniska enheter på grund av enkelheten med kodning och bearbetning. Olika typer av modulering används för att sända en digital signal över kommunikationskanaler (till exempel elektriska eller radiokanaler).

Låt oss överväga exempel på att representera parametrar för datasignaler med hjälp av exemplet på olika typer av modulering (se fig. 1). Förutom de övervägda typerna av modulering finns det också fas (PM), tidspuls (VIM), pulsbredd (PWM) och andra moduleringar.

Ris. 1. Olika typer av signalmodulering — olika representerande parametrar för datasignaler

För att förstå essensen av en digital signal, överväg följande klassificering. I digital teknik särskiljs signaler (fig. 2):

• godtycklig i storlek och kontinuerlig i tid (analog);

• slumpmässig i storlek och diskret i tid (diskret);

• kvantiserad i storlek och kontinuerlig i tid (kvantiserad);

• kvantifierad i storlek och diskret i tid (digital).

Ris. 2. Analoga, diskreta, kvantiserade och digitala signaler

Analoga signaler används ofta för att representera kontinuerligt föränderliga fysiska storheter. Till exempel en analog elektrisk signal fångad av från ett termoelement, bär information om temperaturförändringar, en signal från en mikrofon — om snabba tryckförändringar i en ljudvåg, etc.

Inom digital- och pulsteknik är terminologin inte väl etablerad. Så en diskret signal är en signal vars representativa parametervärden endast är kända vid vissa tidpunkter, och det är också en signal, till skillnad från den analoga, vars representativa parameter bara kan ta fasta värden (vanligtvis två: logisk " noll" eller logisk "enhet").

I det andra fallet skulle det vara korrekt att kalla signalen kvantiserad, men industriella moduler kallas "diskreta signalingångsmoduler". Förutom att använda olika fysiska storheter för att förmedla information skiljer sig signaler också i sina representationsparametrar.