Typer signaler, modulering

Analog verdi - en verdi hvis verdier endres kontinuerlig i et gitt intervall. Dens spesifikke verdi avhenger bare av nøyaktigheten til måleenheten. Dette er for eksempel temperaturen.

En diskret verdi - en mengde hvis verdier endres kraftig. For eksempel antall elever i klasserommet. Målesignal - et signal som inneholder kvantitativ informasjon om den målte fysiske mengden. For eksempel spenningen ved utgangen til en termoelektrisk transduser som måler temperatur.

Datavarsling – formen for representasjon av en datamelding med en fysisk størrelse, endringen av en eller flere parametere gjenspeiler endringen.

I mikroprosessorteknologi er signaler elektriske størrelser (strøm, spenning). En datasignalrepresentativ parameter er en datasignalparameter hvis endring reflekterer en endring i datameldingen (amplitude, frekvens, fase, pulsvarighet, pausevarighet).

Analogt datasignal – et datasignal der hver av de representerende parameterne er beskrevet av en funksjon av tid og et kontinuerlig sett med mulige verdier, dvs.analoge signaler er beskrevet av en kontinuerlig (eller stykkevis kontinuerlig) funksjon xа(t), og selve funksjonen og argumentet t kan ta alle verdier på noen intervaller

Et analogt signal f (t) kalles periodisk hvis det er et reelt tall T slik at f (t + T) = f (t) for hver t, og T kalles perioden for signalet.

Diskret datasignal - skiller seg fra analoger ved at verdiene bare er kjent på diskrete tidspunkter. Diskrete signaler er beskrevet av gitterfunksjoner — sekvenser — xd (nT), der T = const er samplingsintervallet (periode), n = 0, 1, 2,….

Funksjonen xd (nT) i seg selv kan ta vilkårlige verdier ved diskrete øyeblikk i et visst intervall. Disse funksjonsverdiene kalles funksjonsprøver eller prøver. En annen notasjon for gitterfunksjonen x(nT) er x(n) eller xn. Rekkefølgen x(n) kan være endelig eller uendelig, avhengig av definisjonsintervallet til funksjonen.

Kvantisert datasignal – skiller seg fra analog eller diskret ved å dele verdiområdet til en kontinuerlig eller diskret verdi i et begrenset antall intervaller. Den enkleste formen for kvantisering er delingen av et heltall med et naturlig tall, kalt kvantiseringsfaktoren.

Digitalt datasignal — et signal der hver av de representerende parameterne er beskrevet av en diskret tidsfunksjon og et begrenset sett med mulige verdier. Digitale signaler er beskrevet av kvantiserte gitterfunksjoner x° C(nT). Når et digitalt signal oppnås fra et analogt signal, skjer sampling og kvantisering.

Binært digitalt signal - et datasignal som bruker en metode for å representere informasjon om verdien av en parameter i form av en multi-bit kombinasjon av to verdier - null og en - og kalles vanligvis en binær kode.

I binær kode brukes kun to sifre: 1 og 0. Hvert tall inneholder et antall sifre, som hver kan inneholde kun ett av disse sifrene. Ett tall tilsvarer en tilstand av et element, for eksempel en lukket kontakt, og det andre til en annen tilstand av et element - en åpen kontakt.

I det binære systemet er enheten til hver bit to ganger nabobiten av lavere orden For heltall er enheten til den første (minst signifikante) biten 20=1, enheten til det andre sifferet er 2 • 20=21 = 2, tredje — 2 • 21=22= 4, fjerde 2 • 22=23= 8, osv. For eksempel, desimaltall 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100, og i det binære systemet 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 og vil bli skrevet som 11010110.

Modulering - prosessen med å endre en eller flere parametere for en høyfrekvent bærebølgeoscillasjon i henhold til loven om et lavfrekvent informasjonssignal (melding).

I dag brukes binære digitale signaler i digitale elektroniske enheter på grunn av enkelheten med koding og prosessering. Ulike typer modulasjon brukes til å overføre et digitalt signal over kommunikasjonskanaler (for eksempel elektriske eller radiokanaler).

La oss vurdere eksempler på å representere parametere for datasignaler ved å bruke eksemplet på forskjellige typer modulasjon (se fig. 1). I tillegg til de betraktede typene modulasjon, er det også fase (PM), tidspuls (VIM), pulsbredde (PWM) og andre modulasjoner.

Ris. 1. Ulike typer signalmodulasjon - forskjellige representerende parametere for datasignaler

For å forstå essensen av et digitalt signal, vurder følgende klassifisering. I digital teknologi skilles signaler ut (fig. 2):

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

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

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

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

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

Analoge signaler brukes ofte for å representere kontinuerlig skiftende fysiske størrelser. For eksempel et analogt elektrisk signal fanget opp av fra et termoelement, bærer informasjon om temperaturendringer, et signal fra en mikrofon — om raske trykkendringer i en lydbølge, etc.

Innen digital- og pulsteknologi er terminologien ikke godt etablert. Så et diskret signal er et signal hvis representative parameterverdier bare er kjent på bestemte tidspunkter, og det er også et signal, i motsetning til det analoge, hvis representative parameter bare kan ta faste verdier (vanligvis to: logisk " null" eller logisk "enhet").

I det andre tilfellet vil det være riktig å kalle signalet kvantisert, men industrielle moduler kalles "diskrete signalinngangsmoduler". I tillegg til å bruke forskjellige fysiske størrelser for å formidle informasjon, er signaler også forskjellige i sine representasjonsparametere.