Soorten signalen, modulatie

Analoge waarde — een waarde waarvan de waarden continu veranderen in een bepaald interval. De specifieke waarde hangt alleen af ​​van de nauwkeurigheid van het meetapparaat. Dit is bijvoorbeeld de temperatuur.

Een discrete waarde — een grootheid waarvan de waarden sterk veranderen. Bijvoorbeeld het aantal leerlingen in de klas. Meetsignaal — een signaal dat kwantitatieve informatie bevat over de gemeten fysieke grootheid. Bijvoorbeeld de spanning aan de uitgang van een thermo-elektrische transducer die de temperatuur meet.

Gegevens alarm — de vorm van weergave van een databericht door een fysieke grootheid, de verandering van een of meer parameters die de verandering weergeeft.

In microprocessortechnologie zijn signalen elektrische grootheden (stroom, spanning). Een datasignaalrepresentatieve parameter is een datasignaalparameter waarvan de verandering een verandering in het databericht weergeeft (amplitude, frequentie, fase, pulsduur, pauzeduur).

Analoog datasignaal — een gegevenssignaal waarin elk van de representatieve parameters wordt beschreven door een functie van de tijd en een continue reeks mogelijke waarden, d.w.z.analoge signalen worden beschreven door een continue (of stuksgewijze continue) functie xа(t), en de functie zelf en het argument t kunnen op bepaalde intervallen elke waarde aannemen

Een analoog signaal f (t) wordt periodiek genoemd als er een reëel getal T is zodat f (t + T) = f (t) voor elke t, en T wordt de periode van het signaal genoemd.

Discreet gegevenssignaal — verschilt van analogen doordat de waarden alleen op discrete tijdstippen bekend zijn. Discrete signalen worden beschreven door roosterfuncties — sequenties — xd (nT), waarbij T = const het bemonsteringsinterval (periode) is, n = 0, 1, 2,….

De functie xd (nT) zelf kan willekeurige waarden aannemen op discrete momenten in een bepaald interval. Deze functiewaarden worden functiemonsters of monsters genoemd. Een andere notatie voor de roosterfunctie x(nT) is x(n) of xn. De reeks x(n) kan eindig of oneindig zijn, afhankelijk van het definitie-interval van de functie.

Gekwantiseerd gegevenssignaal — verschilt van analoog of discreet door het waardenbereik van een continue of discrete waarde te verdelen in een eindig aantal intervallen. De eenvoudigste vorm van kwantisering is de deling van een geheel getal door een natuurlijk getal, de kwantiseringsfactor genoemd.

Digitaal gegevenssignaal — een signaal waarin elk van de representatieve parameters wordt beschreven door een discrete tijdfunctie en een eindige reeks mogelijke waarden. Digitale signalen worden beschreven door gekwantiseerde roosterfuncties x° C(nT). Wanneer een digitaal signaal wordt verkregen uit een analoog signaal, vindt er bemonstering en kwantisering plaats.

Binair digitaal signaal — een datasignaal dat een methode gebruikt om informatie over de waarde van een parameter weer te geven in de vorm van een multi-bit combinatie van twee waarden - nul en één - en wordt meestal een binaire code genoemd.

In binaire code worden slechts twee cijfers gebruikt: 1 en 0. Elk nummer bevat een aantal cijfers, die elk slechts één van deze cijfers kunnen bevatten. Het ene cijfer komt overeen met de ene status van een element, bijvoorbeeld een gesloten contact, en het andere met een andere status van een element - een open contact.

In het binaire systeem is de eenheid van elke bit tweemaal de aangrenzende bit van lagere orde.Voor gehele getallen is de eenheid van de eerste (minst significante) bit 20=1, de eenheid van het tweede cijfer is 2 • 20=21 = 2, derde — 2 • 21=22= 4, vierde 2 • 22=23= 8, enz. Bijvoorbeeld, decimaal getal 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100, en in het binaire systeem 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 en wordt geschreven als 11010110.

Modulatie - het proces van het veranderen van een of meer parameters van een hoogfrequente draaggolfoscillatie volgens de wet van een laagfrequent informatiesignaal (bericht).

Tegenwoordig worden binaire digitale signalen gebruikt in digitale elektronische apparaten vanwege de eenvoud van codering en verwerking. Er worden verschillende soorten modulatie gebruikt om een ​​digitaal signaal over communicatiekanalen te verzenden (bijvoorbeeld elektrische of radiokanalen).

Laten we eens kijken naar voorbeelden van het representeren van parameters van gegevenssignalen met behulp van het voorbeeld van verschillende soorten modulatie (zie figuur 1). Naast de beschouwde soorten modulatie zijn er ook fase (PM), tijdpuls (VIM), pulsbreedte (PWM) en andere modulaties.

Rijst. 1. Verschillende soorten signaalmodulatie — verschillende weergaveparameters van datasignalen

Overweeg de volgende classificatie om de essentie van een digitaal signaal te begrijpen. In digitale technologie worden signalen onderscheiden (Fig. 2):

• willekeurig in grootte en continu in de tijd (analoog);

• willekeurig in grootte en discreet in de tijd (discreet);

• gekwantiseerd in grootte en continu in de tijd (gekwantiseerd);

• gekwantiseerd in grootte en discreet in de tijd (digitaal).

Rijst. 2. Analoge, discrete, gekwantiseerde en digitale signalen

Analoge signalen worden vaak gebruikt om voortdurend veranderende fysieke grootheden weer te geven. Bijvoorbeeld een analoog elektrisch signaal opgevangen door van een thermokoppel, draagt ​​informatie over temperatuurveranderingen, een signaal van een microfoon - over snelle drukveranderingen in een geluidsgolf, enz.

In digitale en pulstechnologie is de terminologie niet goed ingeburgerd. Een discreet signaal is dus een signaal waarvan de representatieve parameterwaarden alleen op bepaalde momenten in de tijd bekend zijn, en het is ook een signaal, in tegenstelling tot het analoge, waarvan de representatieve parameter alleen vaste waarden kan aannemen (meestal twee: logisch " nul" of logische "eenheid").

In het tweede geval zou het correct zijn om het signaal gekwantiseerd te noemen, maar industriële modules worden "discrete signaalingangsmodules" genoemd. Naast het gebruik van verschillende fysieke grootheden om informatie over te brengen, verschillen signalen ook in hun representatieve parameters.