Види сигналів: аналоговий, цифровий, дискретний. Типи сигналів. Зв'язок між сигналами різних типів Види сигналів та їх відмінність

Розрізняють чотири види сигналів s(t): безперервний безперервний час, безперервний дискретний час, дискретний безперервний час і дискретний дискретний час .

Безперервні сигналибезперервного часу називають скорочено безперервними (аналоговими) сигналами. Вони можуть змінюватися в довільні моменти, приймаючи будь-які з безперервної множини можливих значень (рис. 1.3). До таких сигналів відноситься і відома всім синусоїда.

Рис. 1.3 Безперервний сигнал

Рис. 1.4 Безперервний сигнал дискретного часу

Безперервні сигнали дискретного часу можуть набувати довільних значень, але змінюватися лише у певні, наперед задані (дискретні) моменти (рис. 1.4).

Дискретні сигнали безперервного часу відрізняються тим, що можуть змінюватися в довільні моменти, та їх величини приймають лише дозволені (дискретні) значення (рис. 1.5).

Дискретні сигнали дискретного часу (скорочено дискретні) (рис. 1.6) у днікретні моменти часу можуть набувати лише дозволених (днекретних) значень.

Сигнали, формовані на виході перетворювача дискретного повідомлення сигнал, як правило, є за інформаційним параметром дискретними, тобто описуються функцією дискретного часу і кінцевим безліччю можливих значень. У техніці передачі таких сигнали називають цифровими сигналами даних (ЦСД). Параметр сигналу даних, зміна якого відображає зміну повідомлення, називається представляючою (інформаційною) . На рис. 1.7 зображено ЦСД, що представляє параметром якого є амплітуда, а безліч можливих значень представляючого параметра дорівнює двом Частина цифрового сигналу даних, що відрізняється від інших частин значенням одного зі своїх представляючих. параметрів називається елементом ЦСД.

Фіксоване значення стану представляє параметр сигналу називається значущою позицією. Момент, який відбувається зміна значущої позиції сигналу, називається значним (ЗМ).

Рис. 1.5 Дискретний сигнал безперервного часу

Рис. 1.6 Дискретний сигнал

Рис. 1.7 Цифровий сигналданих

Інтервал часу між двома сусідніми моментами сигналу називається значним (ЗІ)

Мінімальний інтервал часу те, якому дорівнюють значні інтервали часу сигналу, називається одиничним ( інтервали а-б, б-в та інші на рис 1 7). Елемент сигналу, що має тривалість, що дорівнює одиничному інтервалу часу, називається одиничним (е е)

Термін одиничний елемент є одним із основних у техніці передачі даних. У телеграфії йому відповідає термін «елементарна посилка»

Розрізняють ізохронні та анізохронні сигнали даних Для ізохронного сигналу будь-який значний інтервал часу дорівнює одиничному інтервалу або їх цілого числа. Анізохронними називаються сигнали, елементи яких можуть мати будь-яку тривалість, але не менш ніж іншою особливістю анізохронних сигналів є те, що вони можуть відстояти один від одного в часі на довільній відстані

Поняття «інформація» (від лат. informatio- Роз'яснення, виклад) та «повідомлення» в даний час нерозривно пов'язані між собою.

Інформація – це відомості, які є об'єктом передачі, розподілу, перетворення, зберігання чи безпосереднього використання. Повідомлення є формою подання інформації. Відомо, що 80...90% інформації людина отримує через органи зору та 10...20% через органи слуху. Інші органи чуття дають у сумі 1...2 % інформації.

Інформацію передають у вигляді повідомлень. Повідомлення - форма вираження (подання) інформації, зручна передачі на відстань. Прикладами повідомлень є тексти телеграм, мова, музика, телевізійне зображення, дані на виході комп'ютера, команди в системі автоматичного управління об'єктами і т.п. Повідомлення надсилають за допомогою сигналів, які є носіями інформації. Основним видом сигналів є електричні сигнали. Останнім часом все більшого поширення набувають оптичні сигнали, н/р, у волоконно-оптичних лініях передачі інформації. Сигнал- фізичний процес, що відображає повідомлення, що передається. Відображення повідомлення забезпечується зміною к-л фізичноївеличини, що характеризує процес. Сигнал передає (розгортає) повідомлення у часі, тобто є функцією часу. Сигнали формуються шляхом зміни тих чи інших параметрів фізичного носія відповідно до повідомлення, що передається.

Ця величина є інформаційним параметром сигналуІнформаційний параметр повідомлення - параметр, у зміні якого "закладено" інформацію. Для звуковихповідомлень інформаційним параметром є миттєве значення звукового тиску, для нерухомихзображень - коефіцієнт відображення, для рухомих -яскравість свічення ділянок екрану.

При цьому важливе значення мають поняття якостіі швидкостіпередачі інформації.

Якість передачі тим вище, що менше спотворення інформації на приймальній стороне. Зі збільшенням швидкості передачі інформації потрібно вживати спеціальних заходів, що перешкоджають втрат інформації та зниження якості передачі.

Надсилання повідомленьна відстань осущ-ся з допомогою до-лматеріального носія, н/р, паперу чи магнітної стрічки чи фізичного процесу, наприклад, звукових чи електромагнітних хвиль, струму тощо.

Передача та зберігання інформації здійснюється за допомогою різних знаків (символів), які дозволяють уявити її в деякій формі.

Повідомлення можуть бути функціями часу, наприклад, мова при передачі телефонних розмов, температура чи тиск під час передачі телеметричних даних, спектакль під час передачі по телебаченню тощо. В інших випадках повідомлення не є функцією часу (наприклад, текст телеграми, нерухоме зображення тощо). Сигналпередає повідомлення у часі. Отже, він завжди є функцією часу, навіть якщо повідомлення (наприклад, нерухоме зображення) таким не є. Розрізняють 4 види сигналів: безперервний сигнал безперервного вр. (Рис.2.2, а), безперервний дискретного вр. (Мал.2.2, б), дискретний безперервного вр. (рис.2.2, в) та дискретний дискретний час (рис2.2, г).

Рисунок 2.2 – Безперервний сигнал безперервного часу (а), безперервний сигнал дискретного часу (б), дискретний сигналбезперервного часу (в) дискретний сигнал дискретного часу (г).

Безперервні сигнали безперервного вр.зв-т скорочено безперервними (аналог.) сигн-ми. Вони можуть змінюватися в довільні моменти, приймаючи будь-які значення безперервної безлічі можливих значень (синусоїда).

Безперервні сигнали дискретного вр.можуть набувати довільних значень, але змінюватися лише у певні, наперед задані (дискретні) моменти t 1 , t 2 , t 3 … .

Дискретні сигнали безперервного часувідрізняються тим, що можуть змінюватися в довільні моменти, та їх величини приймають лише дозволені (дискретні) значення.

Дискретні сигнали дискретного часу(скорочено дискретні) в дискретні моменти вр.можуть набувати лише разреш-е (дискретні) значення.

За характером зміни інформаційних параметрів розрізняють безперервніі дискретніповідомлення.

Аналоговийсигнал є безперервною чи частково безперервною функцією часу Х(t). Миттєві значення сигналу є аналогом фізичної величини процесу, що розглядається.

Дискретнийсигнал є дискретні імпульси, що йдуть один за одним з інтервалом часу Δt, ширина імпульсів однакова, а рівень (площа імпульсу) є аналогом миттєвого значення деякої фізичної величини, яку представляє дискретний сигнал.

Цифровийсигнал є дискретний ряд цифр, наступних один за одним з інтервалом часу Δt, у вигляді двійкових розрядів і що представляють миттєве значення деякої фізичної величини.

Безперервний або аналоговий сигнал це сигнал, який може приймати будь-які рівні значень деякому інтервалі величин. Безперервний за часом сигнал це сигнал, заданий по всій осі часу.

Наприклад, мова є безперервним повідомленням як за рівнем, так і за часом, а датчик температури, що видає її значення через кожні 5 хв, служить джерелом повідомлень, безперервних за величиною, але дискретних за часом.

Поняття про кількість інформації та можливості її виміру є основою теорії інформації. Теорія інформації сформувалася у 20 столітті. Піонерами теорію інформації вважають Клод Шеннонна (США), О.М. Колмогорова (СРСР) Р. Хартлі (США) та ін. Згідно з Клодом Шенноном, інформація - знята невизначеність. Тобто. інформативність повідомлення х-ї, що міститься в ній корисної інформаціїтобто. та частина повідомлення, яка зменшує існуючу до її отримання невизначеність чогось.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

1. Аналогові та дискретні сигнали

1. Сигнал, що безперервно змінюється в часі так, що у будь-який момент часу можна виміряти його значення, називається аналоговим.

2. Сигнал, що дискретно змінюється в часі так, що його значення визначено лише в рахункові (з певним кроком) моменти часу, прийнято називати дискретним.

3. У ланцюгах дискретного часу (з дискретними сигналами) вхід та вихід завжди має спільний провід, з'єднаний із землею. Тож його не показують.

4. Перетворення: аналоговий сигнал дискретний сигнал здійснюють за допомогою ключа дискретизатора та ФНЧ.

5. Дискретні сигнали характеризують швидкість передачі дискретних значень.

Сигнал у вигляді вибірок називають амплітудно імпульсним модульованим.

Швидкість передачі дискретних значень збігається із частотою дискретизації.

2. Дискретні та цифрові сигнали

1. Цифрові (двійкові) сигнали є окремим випадком дискретних, коли для амплітуди будь-якого імпульсу допустимі лише два значення: «0» або «1», відповідно струмової та безструмової посилки.

2. Переходи дискретного сигналу цифровий сигнал здійснюються за допомогою цифро-аналогового перетворювача (ЦАП) та аналогово-цифрового перетворювача (АЦП).

3. АЦП здійснює перетворення на два прийоми:

кожне дискретне значення сигналу перекладається з десяткового в двійкову системуобчислення;

двійковому числу ставиться у відповідність двійковий сигнал, що має два положення "0" і "1".

5 = 12 2 + 02 1 + 12 0 101

4. Цифрові сигнали характеризуються швидкістю передачі біт/с.

Біт - мінімальне повідомлення, що означає вибір одного з двох значень: "0" і "1".

1 байт дорівнює 8 біт.

5. На передачу через ЛЕЦ 1 біт/с зазвичай потрібно 1 Гц смуги частот.

3. Поняття тимчасового поділу каналів

1. Ланцюг, що має кілька входів і виходів і характеризується функціональним призначенням (підсилювач, фільтр тощо), називається системою.

2. Система тимчасового поділу каналів ґрунтується на наданні кожному абоненту свого індивідуального часу роботи.

3. A. Індивідуальний час роботи означає наявність індивідуальних ключів-дискретизаторів.

Б. Через лінію передаються цифрові сигнали.

УУ - керуючий ключами пристрій.

В. Для комутації до АТС підводять вхідні та вихідні лінії абонентів.

При просторовій комутації номери вхідної та вихідної ліній однакові, за часової - різні.

ЗУ - пристрій, що затримує (на кілька інтервалів).

4. Цифровий фільтр та його елементи

1. У дискретних сигналах інформацію несе огинаюча імпульсів x(n), що залежить від номера відліку n.

2. Операції над огинаючою імпульсів здійснюються за допомогою пристрою, званого цифровим фільтром.

3. Цифровий фільтр реалізується засобами обчислювальної технікиі складається із трьох елементів:

сигнал фільтр аналоговий дискретний

4. Синтез цифрового фільтра складається із трьох етапів:

А. Знаходиться аналоговий пристрій, що здійснює необхідну операцію над огинаючої сигналу.

Б. Імпульсна характеристика аналогового пристроюдискретизується - у вигляді послідовності імпульсів з огинаючої g(n).

Цифровий фільтр реалізується у вигляді моделі.

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Основні поняття та визначення систем передачі дискретних повідомлень. Сигнальні сузір'я при АФМ та квадратурна АМ. Спектральні характеристики сигналів із АФМ. Модулятор і демодулятор сигналів, стійкість до перешкод когерентного прийому сигналів з АФМ.

дипломна робота , доданий 09.07.2013


Фільтрування сигналів на фоні перешкод у сучасній радіотехніці. Поняття електричного фільтра як ланцюга, що має вибірковість реакції на зовнішній вплив. Класифікація фільтрів на кшталт частотних характеристик. Етапи проектування фільтру.

курсова робота , доданий 23.01.2010


Принципи проектування електричного фільтра та підсилювача напруги. Аналіз спектру складного періодичного сигналу. Оцінка проходження вхідного сигналу через радіотехнічні пристрої. Розробка схем електричного фільтра та підсилювача напруги.

курсова робота , доданий 28.03.2015


Поняття та функціональні особливості активного фільтра, його внутрішня структура та елементи, що висуваються вимоги, частотні характеристики. Визначення параметрів та порядку фільтра-прототипу, його передавальної функції. Настроювання частоти полюса.

курсова робота , доданий 29.12.2013


презентація , додано 19.08.2013


Визначення операторної функції ARC-фільтра. Розрахунок амплітудного та фазного спектрів реакції. Побудова графіка функції часу реакції ланцюга. Визначення перехідної та імпульсної функції фільтра. Реакція кола на неперіодичний прямокутний імпульс.

курсова робота , доданий 30.08.2012


Характер та основні причини ушкоджень у кабельних лініях, порядок та методи їх визначення: дистанційні, короткочасні дуги, хвильові, вимірювання часткових розрядів. Види зондувальних сигналів. Перешкоди імпульсної рефлектометрії та боротьба з ними.

контрольна робота , доданий 20.03.2011


Призначення фільтруючих ланцюгів у діапазоні НВЧ. Смужний фільтр із напівхвильових розімкнених резонаторів. Можливі варіантисхем фільтра-прототипу Структура коаксіальної лінії. Графік ймовірності безвідмовної роботи смугового фільтра, розрахунок допусків.

курсова робота , доданий 24.02.2014


Формула для сигналу за гармонійної модуляції. Амплітуда і частота коливання. Комп'ютерне моделювання ЧС-сигналів за допомогою програмного пакету Electronics Workbench. Спектр частотно-модульованого сигналу. Частота модулюючого коливання.

лабораторна робота , доданий 04.06.2015


Загальні властивості лінійних ланцюгів із постійними параметрами. Розгляд перетворення сигналів лінійними ланцюгами в частотній та часовій області. Найпростіші ланцюги та їх характеристики: фільтри інтегруючого, диференціюючого та частотно-виборчого типу.

Щодня люди стикаються із використанням електронних приладів. Без них неможливе сучасне життя. Адже йдеться про телевізор, радіо, комп'ютер, телефон, мультиварку та інше. Раніше ще кілька років тому ніхто не замислювався про те, який сигнал використовується в кожному працездатному приладі. Зараз слова «аналоговий», «цифровий», «дискретний» вже давно на слуху. Деякі види сигналів із перерахованих є якісними та надійними.

Цифрова передача почала використовуватися набагато пізніше, ніж аналогова. Це пов'язано з тим, що такий сигнал набагато простіше обслуговувати та й техніка на той момент не була настільки вдосконалена.

З поняттям «дискретність» стикається кожна людина постійно. Якщо перекладати це слово з латинської мови, то означатиме «переривчастість». Заглиблюючись далеко в науку, можна сказати, що дискретний сигнал є методом передачі інформації, який передбачає зміну в часі середовища-переносника. Остання набуває будь-якого значення з усіх можливих. Зараз дискретність йде на другий план, після того, як було ухвалено рішення виробляти системи на чіпі. Вони є цілісними, проте компоненти тісно взаємодіють друг з одним. У дискретності все з точністю навпаки - кожна деталь завершена і пов'язана з іншими за рахунок спеціальних лінійзв'язку.

Сигнал

Сигнал є спеціальним кодом, який передається в простір однією або декількома системами. Це формулювання є загальним.

У сфері інформації та зв'язку сигналом названо спеціальний носій будь-яких даних, який використовується для передачі повідомлень. Він може бути створений, але не прийнятий, остання умова не є обов'язковою. Якщо сигнал є повідомленням, його «ловля» вважається необхідною.

Описуваний код визначається математичною функцією. Вона характеризує всі можливі зміни параметрів. У радіотехнічної теоріїця модель вважається базовою. У ній аналогом сигналу був названий шум. Він є функцією часу, яка вільно взаємодіє з переданим кодом і спотворює його.

У статті охарактеризовано види сигналів: дискретний, аналоговий та цифровий. Також коротко дана основна теорія з описуваної теми.

Види сигналів

Існує кілька наявних сигналів. Розглянемо які бувають види.

1. За фізичним середовищем носія даних поділяють електричний сигнал, оптичний, акустичний та електромагнітний. Є ще кілька видів, але вони маловідомі.
2. За способом завдання сигнали поділяються на регулярні та нерегулярні. Перші є детерміновані методи передачі даних, які задаються аналітичною функцією. Випадкові формулюються за рахунок теорії ймовірності, а також вони приймають будь-які значення в різні проміжки часу.
3. Залежно від функцій, які описують всі параметри сигналу, методи передачі можуть бути аналоговими, дискретними, цифровими (спосіб, який є квантованим за рівнем). Вони використовуються для роботи багатьох електричних приладів.

Тепер читачеві відомі усі види передачі сигналів. Розібратися в них не важко будь-якій людині, головне - трохи подумати і згадати шкільний курс фізики.

Навіщо обробляється сигнал?

Сигнал обробляється з метою передачі та отримання інформації, яка в ньому зашифрована. Як тільки вона буде вилучена, її можна використовувати у різний спосіб. В окремих ситуаціях її переформатують.

Існує й інша причина обробки всіх сигналів. Вона полягає у невеликому стисканні частот (щоб не пошкодити інформацію). Після цього її форматують та передають на повільних швидкостях.

В аналоговому та цифровому сигналах використовуються особливі методи. Зокрема, фільтрація, пакунок, кореляція. Вони необхідні відновлення сигналу, якщо він пошкоджений чи має шум.

Створення та формування

Найчастіше для формування сигналів необхідний аналого-цифровий (АЦП) і найчастіше вони обидва використовуються лише в ситуації із застосуванням DSP-технологій. В інших випадках підійде лише використання ЦАП.

При створенні фізичних аналогових кодів з подальшим застосуванням цифрових методів покладаються отриману інформацію, яка передається зі спеціальних приладів.

Динамічний діапазон

Обчислюється різницею більшого та меншого рівня гучності, що виражені в децибелах. Він повністю залежить від твору та особливостей виконання. Йдеться як про музичні треки, так і про звичайні діалоги між людьми. Якщо брати, наприклад, диктора, який читає новини, його динамічний діапазон коливається в районі 25-30 дБ. А під час читання якогось твору він може зростати до 50 дБ.

Аналоговий сигнал

Аналоговий сигнал є безперервним у часі способом передачі. Недоліком його можна назвати присутність шуму, що іноді призводить до повної втрати інформації. Дуже часто виникають такі ситуації, що неможливо визначити де в коді важливі дані, а де звичайні спотворення.

Саме через це цифрова обробка сигналів набула великої популярності і поступово витісняє аналогову.

Цифровий сигнал

Цифровий сигнал є особливим, він описується за рахунок дискретних функцій. Його амплітуда може прийняти певне значення вже з заданих. Якщо аналоговий сигнал здатний надходити з великою кількістю шумів, то цифровий відфільтровує більшу частину отриманих перешкод.

Крім цього, такий вид передачі переносить інформацію без зайвого смислового навантаження. Через одного фізичний каналможе бути відправлено відразу кілька кодів.

Види цифрового сигналу немає, оскільки він виділяється як окремий і самостійний метод передачі. Він є двійковим потоком. У наш час такий сигнал вважається найпопулярнішим. Це з простотою використання.

Застосування цифрового сигналу

Чим відрізняється цифровий електричний сигнал від інших? Тим, що він здатний здійснювати в ретранслятор повну регенерацію. Коли обладнання зв'язку надходить сигнал, що має найменші перешкоди, він відразу ж змінює свою форму на цифрову. Це дозволяє, наприклад, телевежі знову сформувати сигнал, але без шумового ефекту.

Якщо код надходить вже з великими спотвореннями, то, на жаль, відновленню він не підлягає. Якщо брати в порівнянні аналоговий зв'язок, то в аналогічній ситуації ретранслятор може отримати частину даних, витрачаючи багато енергії.

Обговорюючи стільниковий зв'язок різних форматівПри сильному спотворенні на цифровій лінії розмовляти практично неможливо, тому що не чути слова або цілі фрази. Аналоговий зв'язок у такому разі дієвіший, адже можна продовжувати вести діалог.

Саме через подібні неполадки цифровий сигнал ретранслятори формують дуже часто для того, щоб скоротити розрив лінії зв'язку.

Дискретний сигнал

Зараз кожна людина користується мобільним телефономабо якоюсь «дзвонилкою» на своєму комп'ютері. Одне із завдань приладів або програмного забезпечення- це передача сигналу, даному випадкуголосовий поток. Для перенесення безперервної хвилі потрібен канал, який мав би пропускну спроможністьнайвищого рівня. Саме тому було вирішено використовувати дискретний сигнал. Він створює не саму хвилю, а її цифровий вигляд. Чому ж? Тому що передача йде від техніки (наприклад, телефону чи комп'ютера). У чому переваги такого виду перенесення інформації? З його допомогою зменшується загальна кількість даних, що передаються, а також легше організується пакетна відправка.

Поняття «дискретизація» вже давно стабільно використовується у роботі обчислювальної техніки. Завдяки такому сигналу передається не безперервна інформація, яка повністю закодована спеціальними символамита літерами, а дані, зібрані в особливі блоки. Вони є окремими та закінченими частинками. Такий метод кодування вже давно відсунувся на другий план, проте не зник повністю. За допомогою нього можна легко передавати невеликі шматки інформації.

Порівняння цифрового та аналогового сигналів

Купуючи техніку, навряд чи хтось думає про те, які види сигналів використані в тому чи іншому приладі, а про їхнє середовище та природу тим більше. Але іноді все ж таки доводиться розбиратися з поняттями.

Вже давно стало зрозуміло, що аналогові технології втрачають попит, адже їхнє використання нераціональне. Натомість приходить цифровий зв'язок. Потрібно розуміти, про що йдеться і від чого відмовляється людство.

Якщо говорити коротко, то аналоговий сигнал - спосіб передачі, який передбачає опис даних безперервними функціями часу. По суті, кажучи конкретно, амплітуда коливань може дорівнювати будь-якому значенню, що знаходиться в певних межах.

Цифрова обробка сигналів описується дискретними функціями часу. Інакше висловлюючись, амплітуда коливань цього дорівнює строго заданим значенням.

Переходячи від теорії до практики, треба сказати, що аналоговому сигналу характерні перешкоди. З цифровим таких проблем немає, тому що він успішно їх «згладжує». За рахунок нових технологій такий метод передачі даних здатний самотужки без втручання вченого відновити всю вихідну інформацію.

Говорячи про телебачення, можна вже впевнено сказати: аналогова передача давно зжила себе. Більшість споживачів переходять на цифровий сигнал. Мінус останнього полягає в тому, що якщо аналогову передачу здатний приймати будь-який прилад, то більше сучасний спосіб- лише спеціальна техніка. Хоч і попит на застарілий метод вже давно впав, все ж такі види сигналів досі не здатні повністю піти з повсякденного життя.

за видам (типам) сигналіввиділяються такі:

1. аналоговий
2. цифровий
3. дискретний

Аналоговий сигнал

Аналоговий сигналє природним. Його можна зафіксувати за допомогою різних видів датчиків. Наприклад, датчиками середовища (тиск, вологість) або механічними датчиками (прискорення, швидкість). Аналогові сигналиу математиці описуються безперервними функціями. Електрична напругаописується з допомогою прямий, тобто. є аналоговим.

Цифровий сигнал

Цифровісигнали є штучними, тобто. їх можна отримати лише шляхом перетворення аналогового електричного сигналу.

Процес послідовного перетворення безперервного аналогового сигналу називається дискретизацією. Дискретизація буває двох видів:

1. по часу
2. з амплітуди

Дискретизація за часом зазвичай називається операцією вибірки. А дискретизація за амплітудою сигналу – квантуванням за рівнем.

В основному цифрові сигналиє світловими чи електричними імпульсами. Цифровий сигнал використовують усю дану частоту (смугу пропускання). Цей сигнал все одно залишається аналоговим, лише після перетворення наділяється чисельними властивостями. І до нього можна застосовувати чисельні методи та властивості.

Дискретний сигнал

Дискретний сигнал– це той самий перетворений аналоговий сигнал, тільки він необов'язково квантований за рівнем.

Це основні відомості про видах (типах) сигналів.