Signālu veidi, modulācija

Analogā vērtība — vērtība, kuras vērtības nepārtraukti mainās noteiktā intervālā. Tās īpašā vērtība ir atkarīga tikai no mērīšanas ierīces precizitātes. Tā ir, piemēram, temperatūra.

Diskrēta vērtība — lielums, kura vērtības krasi mainās. Piemēram, skolēnu skaits klasē. Mērīšanas signāls — signāls, kas satur kvantitatīvu informāciju par izmērīto fizisko lielumu. Piemēram, spriegums pie termoelektriskā devēja izejas, kas mēra temperatūru.

Datu brīdinājums — datu ziņojuma attēlojuma forma ar fizisko lielumu, viena vai vairāku parametru maiņa, kas atspoguļo tā izmaiņas.

Mikroprocesoru tehnoloģijā signāli ir elektriski lielumi (strāva, spriegums). Datu signāla reprezentatīvais parametrs ir datu signāla parametrs, kura izmaiņas atspoguļo izmaiņas datu ziņojumā (amplitūda, frekvence, fāze, impulsa ilgums, pauzes ilgums).

Analogo datu signāls — datu signāls, kurā katrs no attēlojošajiem parametriem ir aprakstīts ar laika funkciju un nepārtrauktu iespējamo vērtību kopu, t.i.analogos signālus apraksta ar nepārtrauktu (vai pa daļām nepārtrauktu) funkciju xа(t), un pati funkcija un arguments t dažos intervālos var iegūt jebkādas vērtības

Analogo signālu f (t) sauc par periodisku, ja ir tāds reāls skaitlis T, ka f (t + T) = f (t) katram t, un T sauc par signāla periodu.

Diskrēts datu signāls — atšķiras no analogiem ar to, ka tā vērtības ir zināmas tikai atsevišķos laikos. Diskrētos signālus apraksta ar režģa funkcijām — secībām — xd (nT), kur T = const ir izlases intervāls (periods), n = 0, 1, 2,….

Pati funkcija xd (nT) var iegūt patvaļīgas vērtības atsevišķos brīžos noteiktā intervālā. Šīs funkciju vērtības sauc par funkciju paraugiem vai paraugiem. Cits režģa funkcijas x(nT) apzīmējums ir x(n) vai xn. Secība x(n) var būt ierobežota vai bezgalīga atkarībā no funkcijas definīcijas intervāla.

Kvantizēts datu signāls — atšķiras no analogā vai diskrēta, sadalot nepārtrauktas vai diskrētas vērtības vērtību diapazonu ierobežotā skaitā intervālu. Vienkāršākā kvantēšanas forma ir vesela skaitļa dalīšana ar naturālu skaitli, ko sauc par kvantēšanas koeficientu.

Digitālais datu signāls — signāls, kurā katrs no attēlojošajiem parametriem ir aprakstīts ar diskrētu laika funkciju un ierobežotu iespējamo vērtību kopu. Ciparu signālus apraksta ar kvantētām režģa funkcijām x° C(nT). Kad digitālais signāls tiek iegūts no analogā signāla, notiek paraugu ņemšana un kvantēšana.

Binārais digitālais signāls - datu signāls, kas izmanto metodi informācijas attēlošanai par parametra vērtību divu vērtību - nulles un viena - vairāku bitu kombinācijas veidā, un to parasti sauc par bināro kodu.

Binārajā kodā tiek izmantoti tikai divi cipari: 1 un 0. Katrs cipars satur vairākus ciparus, no kuriem katrs var saturēt tikai vienu no šiem cipariem. Viens cipars atbilst vienam elementa stāvoklim, piemēram, slēgtam kontaktam, bet otrs citam elementa stāvoklim - atvērtam kontaktam.

Binārajā sistēmā katra bita vienība ir divreiz lielāka par blakus esošo zemākās kārtas bitu Veseliem skaitļiem pirmā (mazāk nozīmīgā) bita vienība ir 20=1, otrā cipara vienība ir 2 • 20=21 = 2, trešais — 2 • 21=22= 4, ceturtais 2 • 22=23= 8 utt. Piemēram, decimālskaitlis 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100 un binārajā sistēmā 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 un tiks rakstīts kā 11010110.

Modulācija - viena vai vairāku augstfrekvences nesēja svārstību parametru maiņas process saskaņā ar zemfrekvences informācijas signāla (ziņojuma) likumu.

Mūsdienās bināros ciparu signālus izmanto digitālajās elektroniskajās ierīcēs, jo kodēšana un apstrāde ir vienkārša. Lai pārraidītu ciparu signālu pa sakaru kanāliem (piemēram, elektriskajiem vai radio kanāliem), tiek izmantoti dažādi modulācijas veidi.

Apskatīsim datu signālu parametru attēlošanas piemērus, izmantojot dažādu modulācijas veidu piemēru (skat. 1. att.). Papildus aplūkotajiem modulācijas veidiem ir arī fāze (PM), laika impulss (VIM), impulsa platums (PWM) un citas modulācijas.

Rīsi. 1. Dažādi signālu modulācijas veidi — dažādi datu signālu reprezentācijas parametri

Lai saprastu digitālā signāla būtību, apsveriet šādu klasifikāciju. Digitālajā tehnoloģijā signālus izšķir (2. att.):

• patvaļīgs pēc izmēra un nepārtraukts laikā (analogs);

• nejauša izmēra un diskrēta laikā (diskrēts);

• kvantificēts pēc izmēra un nepārtraukts laikā (kvantēts);

• kvantificēts pēc lieluma un diskrēts laikā (digitāls).

Rīsi. 2. Analogie, diskrētie, kvantētie un digitālie signāli

Analogos signālus bieži izmanto, lai attēlotu nepārtraukti mainīgus fiziskos lielumus. Piemēram, analogais elektriskais signāls, ko uztver no termopāra, nes informāciju par temperatūras izmaiņām, signālu no mikrofona — par straujām spiediena izmaiņām skaņas vilnī utt.

Digitālajā un impulsu tehnoloģijā terminoloģija nav labi izveidota. Tātad diskrēts signāls ir signāls, kura reprezentatīvās parametru vērtības ir zināmas tikai noteiktos laika momentos, un tas ir arī signāls, atšķirībā no analoga, kura reprezentatīvajam parametram var būt tikai fiksētas vērtības (parasti divas: loģiskās " nulle" vai loģiskā "vienība").

Otrajā gadījumā būtu pareizi signālu saukt par kvantētu, bet industriālos moduļus sauc par "diskrētajiem signāla ievades moduļiem". Papildus dažādu fizisko daudzumu izmantošanai informācijas nodošanai, signāli atšķiras arī pēc to reprezentācijas parametriem.