Vrste signalov, modulacija

Analogna vrednost — vrednost, katere vrednosti se nenehno spreminjajo v določenem intervalu. Njegova specifična vrednost je odvisna le od natančnosti merilne naprave. To je na primer temperatura.

Diskretna vrednost — količina, katere vrednosti se močno spreminjajo. Na primer število učencev v učilnici. Merilni signal — signal, ki vsebuje kvantitativne informacije o izmerjeni fizikalni količini. Na primer napetost na izhodu termoelektričnega pretvornika, ki meri temperaturo.

Podatkovno opozorilo — oblika predstavitve podatkovnega sporočila s fizikalno količino, sprememba enega ali več parametrov, ki odražajo njegovo spremembo.

V mikroprocesorski tehniki so signali električne veličine (tok, napetost). Reprezentativni parameter podatkovnega signala je parameter podatkovnega signala, katerega sprememba odraža spremembo podatkovnega sporočila (amplituda, frekvenca, faza, trajanje impulza, trajanje premora).

Analogni podatkovni signal — podatkovni signal, v katerem je vsak od predstavljenih parametrov opisan s funkcijo časa in zveznim nizom možnih vrednosti, tj.analogni signali so opisani z zvezno (ali delno zvezno) funkcijo xа(t), sama funkcija in argument t pa lahko sprejmeta poljubne vrednosti v nekaterih intervalih

Analogni signal f (t) imenujemo periodičen, če obstaja realno število T, tako da je f (t + T) = f (t) za vsak t, T pa imenujemo obdobje signala.

Diskretni podatkovni signal — se od analogov razlikuje po tem, da so njegove vrednosti znane le v diskretnih časih. Diskretne signale opisujejo mrežne funkcije — zaporedja — xd (nT), kjer je T = const interval (perioda) vzorčenja, n = 0, 1, 2,….

Sama funkcija xd (nT) lahko sprejme poljubne vrednosti v diskretnih trenutkih v določenem intervalu. Te vrednosti funkcij se imenujejo vzorci funkcij ali vzorci. Druga oznaka za mrežno funkcijo x(nT) je x(n) ali xn. Zaporedje x(n) je lahko končno ali neskončno, odvisno od intervala definicije funkcije.

Kvantiziran podatkovni signal — razlikuje se od analognega ali diskretnega z razdelitvijo obsega vrednosti zvezne ali diskretne vrednosti na končno število intervalov. Najenostavnejša oblika kvantizacije je deljenje celega števila z naravnim številom, imenovano kvantizacijski faktor.

Digitalni podatkovni signal — signal, v katerem je vsak od predstavljenih parametrov opisan z diskretno časovno funkcijo in končnim nizom možnih vrednosti. Digitalne signale opisujejo kvantizirane mrežne funkcije x° C(nT). Ko je digitalni signal pridobljen iz analognega signala, pride do vzorčenja in kvantizacije.

Binarni digitalni signal — podatkovni signal, ki uporablja metodo predstavljanja informacij o vrednosti parametra v obliki večbitne kombinacije dveh vrednosti - nič in ena - in se običajno imenuje binarna koda.

V binarni kodi se uporabljata samo dve števki: 1 in 0. Vsako število vsebuje določeno število števk, od katerih lahko vsaka vsebuje samo eno od teh števk. Ena številka ustreza enemu stanju elementa, na primer zaprt kontakt, druga pa drugemu stanju elementa - odprt kontakt.

V binarnem sistemu je enota vsakega bita dvakratnik sosednjega bita nižjega reda.Pri celih številih je enota prvega (najmanj pomembnega) bita 20=1, enota druge števke pa 2 • 20=21 = 2, tretji — 2 • 21=22= 4, četrti 2 • 22=23= 8 itd. Na primer, decimalno število 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100, v dvojiškem sistemu pa 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 in bo zapisano kot 11010110.

Modulacija - postopek spreminjanja enega ali več parametrov visokofrekvenčnega nosilnega nihanja po zakonu nizkofrekvenčnega informacijskega signala (sporočila).

Dandanes se binarni digitalni signali uporabljajo v digitalnih elektronskih napravah zaradi enostavnosti kodiranja in obdelave. Za prenos digitalnega signala prek komunikacijskih kanalov (na primer električnih ali radijskih kanalov) se uporabljajo različne vrste modulacije.

Oglejmo si primere predstavljanja parametrov podatkovnih signalov na primeru različnih vrst modulacije (glej sliko 1). Poleg obravnavanih vrst modulacije obstajajo še fazna (PM), časovni impulz (VIM), širina impulza (PWM) in druge modulacije.

riž. 1. Različne vrste modulacije signala — različni predstavitveni parametri podatkovnih signalov

Da bi razumeli bistvo digitalnega signala, razmislite o naslednji klasifikaciji. V digitalni tehnologiji ločimo signale (slika 2):

• poljubne velikosti in neprekinjene v času (analogne);

• naključna po velikosti in diskretna v času (diskretna);

• kvantiziran po velikosti in zvezen v času (kvantiziran);

• kvantizirani po velikosti in diskretni po času (digitalni).

riž. 2. Analogni, diskretni, kvantizirani in digitalni signali

Analogni signali se pogosto uporabljajo za predstavitev nenehno spreminjajočih se fizikalnih količin. Na primer analogni električni signal, ki ga zajame iz termoelementa, prenaša informacije o temperaturnih spremembah, signal iz mikrofona — o hitrih spremembah tlaka v zvočnem valu itd.

V digitalni in impulzni tehnologiji terminologija ni dobro uveljavljena. Torej, diskretni signal je signal, katerega reprezentativne vrednosti parametrov so znane le v določenih trenutkih časa, in je tudi signal, za razliko od analognega, katerega reprezentativni parameter lahko sprejme samo fiksne vrednosti (običajno dve: logični " nič" ali logična "enota").

V drugem primeru bi bilo pravilno, če bi signal imenovali kvantiziran, vendar se industrijski moduli imenujejo "moduli za diskretni vhodni signal". Poleg uporabe različnih fizikalnih veličin za prenos informacij se signali razlikujejo tudi po reprezentativnih parametrih.