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 представлення 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 висловлювання (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. В Останнім часомвсе більшого поширення набувають оптичні сигнали, н/р, в волоконно-оптичних лініях передачі інформації. Сигнал- фізичний процес, що відображає повідомлення, що передається. Відображення повідомлення забезпечується зміною до л фізичної величини, що характеризує процес. Сигнал передає (розгортає) повідомлення у часі, тобто є функцією часу. Сигнали формуються шляхом зміни тих чи інших параметрів фізичного носіявідповідно 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, нерухомихзображень - коефіцієнт відображення, для рухомих -яскравість світіння 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 потрібно вживати спеціальні заходи, що перешкоджають втрат інформації та зниження якості передачі.

Надсилання повідомленьна відстань осущ-ся з допомогою до-л матеріального носія, н/р, паперу або магнітної стрічки або фізичного процесу, наприклад, звукових або електромагнітних хвиль, струму і т.д.

Передача та зберігання інформації здійснюється за допомогою різних знаків (символів), які дозволяють її у певній формі.

Повідомлення можуть бути функціями часу, наприклад, мова при передачі телефонних розмов, температура або 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 дискретний час. (рис.2.2, б), дискретний безперервний час. (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 сигнал безперервного 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 безперервного 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 сигналце 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-ся що міститься у ній корисної інформації тобто. та частина повідомлення яка зменшує існуючу до її отримання невизначеність чогось.

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 з перерахованих є якісними та надійними.

Цифрова передачапочала 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'язані з іншими з допомогою спеціальних ліній зв'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 ж сигнал є повідомленням, його «ловля» вважається необхідною.

Описуваний код задається математичною функцією. Вона характеризує всі можливі зміни параметрів. У радіотехнічній теорії ця 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 описаної теми.

Види сигналів

Існує кілька наявних сигналів. Розглянемо, які види.

1. По фізичному середовищі 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 використати 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, згортка, кореляція. Вони потрібні для відновлення сигналу, якщо він пошкоджений або має шум.

Створення та формування

Найчастіше для формування сигналів необхідний аналого-цифровий (АЦП) і Найчастіше вони 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 музичних треках, 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 наявність шуму, який 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 обробкасигналів набула великої популярності і поступово витісняє аналогову.

Цифровий сигнал

Цифровий сигналє особливим він описується з допомогою дискретних функций. 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 даних переносить інформацію без надмірного смислового навантаження. Через один фізичний канал може бути надіслано кілька кодів.

Види цифрового сигналу немає, оскільки він виділяється як окремий і самостійний спосіб 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'язокрізних форматів, при сильному спотворенні на цифровій лінії розмовляти практично неможливо, тому що не чути слова чи 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, у разі голосового потоку. Для перенесення безперервної хвилі необхідний канал, який би пропускну здатність вищого рівня. Саме тому було вирішено використовувати дискретний сигнал. Він створює не саму хвилю, а її цифровий вигляд. Чому ж? Тому що передача йде з техніки (наприклад, телефону або 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, повністю закодована спеціальними символами і 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. З його допомогою 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 ясно, 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 інформації, який має на увазі 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 про те, що аналоговий сигнал 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 сучасніший спосіб - тільки спеціальна техніка. Хоч і попит на застарілий метод вже давно впав, все ж такі види сигналів досі не здатні повністю залишити повсякденне життя.

Розглядаючи сигнали та види сигналів, необхідно сказати, що існує різна кількість даних зв'язків. Кожного дня будь-яка людина стикається із використанням електронного приладу. Без них сучасне життя вже нікому не уявляється. Йдеться про роботу телевізора, радіо, комп'ютер і так далі. Раніше ніхто не замислювався, який сигнал використовується в багатьох працездатних приладах. Зараз уже давно на слуху слова аналоговий, цифровий та дискретний.

Не всі, проте деякі з перерахованих вище сигналів вважаються досить якісними і надійними. Цифрова передача використовується нещодавно, як аналогова. Це з тим, що техніка стала підтримувати даний видНещодавно, відкритий був цей вид сигналу також порівняно недавно. З дискретністю будь-яка людина стикається постійно. Говорячи про види обробки сигналу, необхідно нагадати, що цей трохи уривчастий.

Якщо заглиблюватися в науку, слід сказати, що дискретною є передача інформації, яка дозволяє переносити дані і змінювати час середовища. Завдяки останній властивості дискретний сигнал може набувати будь-яке значення. На Наразіцей показник йде на другий план, після того, як більшість техніки почали виробляти на чіпах.

Цифровий та інші сигнали цілісні, компоненти взаємодіють один з одним на всі 100%. У дискретності все навпаки. Справа в тому, що тут кожна деталь працює самостійно та відповідає за свої функції окремо.

Сигнал

Розглянемо види сигналів зв'язку трохи пізніше, зараз же слід познайомитися з тим, що ж є в принципі сам сигнал. Це звичайний код, який передається повітрям системами. Це формулювання загального типу.

У сфері інформації та деяких інших технологій є спеціальний носій, який дозволяє надсилати повідомлення. Його можна створити, але прийняти неможливо. У принципі, у деяких системах його можуть прийняти, але це не обов'язково. Якщо сигнал вважатиметься повідомленням, то «зловити» його потрібно обов'язково.

Подібний код передачі можна назвати звичайною математичної функцією. Він визначає будь-яку зміну доступних параметрів. Якщо розглядати радіотехнічну теорію, слід сказати, що такі опції вважаються базовими. Слід зазначити, що поняття "шум" є аналогічним сигналу.

Він спотворює його, може накладатися на вже переданий код, а також сам є функцією часу. У статті будуть нижче охарактеризовані сигнали та види сигналів, йдеться про дискретне, аналогове та цифрове. Коротко розглянемо всю теорію на тему.

Види сигналів

Є кілька видів, і навіть класифікації вже наявних сигналів. Розглянемо їх.

Перший тип – це електричний сигнал, є також оптичний, електромагнітний та акустичний. Є ще кілька подібних типів, але вони не є популярними. Така класифікація відбувається за фізичним середовищем.

За способом завдання сигналу вони поділяються на регулярні та нерегулярні. Перший вид має аналітичну функцію, і навіть детермінований вид передачі. Випадкові сигнали можуть формуватися за допомогою деяких теорій з вищої математики, більше того, вони здатні набувати багато значень у різні проміжки часу.

Види передачі сигналів досить різні, слід зазначити, що сигнали цієї класифікації поділяються на аналогові, дискретні і цифрові. Нерідко для забезпечення роботи електричних приладів використовуються такі сигнали. Щоб розібратися з кожним з варіантів, необхідно згадати шкільний курс фізики і трохи почитати теорії.

Навіщо обробляється сигнал?

Сигнал слід обробляти для отримання інформації, яка в ньому зашифрована. Якщо розглядати види модуляції сигналу, слід зазначити, що з амплітудної і частотної маніпуляції це досить складний процес, який необхідно повністю розуміти. Як тільки інформація буде отримана, її можна використовувати різними способами. У деяких ситуаціях її форматують та відправляють далі.

Також слід зазначити інші причини, з яких відбувається обробка сигналів. Вона полягає в тому, щоб стиснути частоти, що передаються, проте не пошкодивши всю інформацію. Далі її форматують ще раз і передають. При цьому робиться це на повільних швидкостях. Якщо говорити про сигнали аналогового та цифрового вигляду, то тут застосовуються особливі методи. Є фільтрація, згортка та деякі інші функції. Вони потрібні для того, щоб відновити інформацію, якщо сигнал пошкоджено.

Створення та форматування

Багато видів інформаційних сигналів, про які ми поговоримо у статті, необхідно створити і після форматування. Для цього слід мати цифро-аналоговий перетворювач, а також аналого-цифровий. Як правило, використовуються вони в одній ситуації: тільки у разі використання такої техніки як DSP.

В інших випадках підійде лише перший прилад. Щоб створити фізичні аналогові коди і потім їх переформатувати в цифрові методи, необхідно використовувати спеціальні прилади. Це дозволить максимально запобігти пошкодженню інформації.

Динамічний діапазон

Діапазон будь-якого виду аналогового сигналу вирахувати нескладно. Необхідно використовувати різницю більшого та меншого рівня гучності, що відображається в децибелах.

Слід зазначити, що інформація повністю залежить від особливостей її виконання. Причому йдеться як про музику, так і про розмови простої людини. Якщо брати диктора, який читатиме новини, то його динамічний діапазон становитиме не більше 30 децибелів. А якщо читати будь-який твір у фарбах, цей показник зросте до 50.

Аналоговий сигнал

Види подання сигналу задоволені різні. При цьому слід зазначити, що аналоговий сигнал є безперервним. Якщо говорити про недоліки, то багато хто відзначає наявність шуму, який може, на жаль, призводити до втрати інформації.

Досить часто виникає така ситуація, що незрозуміло, де в коді є справді важлива інформація, А де просто спотворення. Саме через це аналоговий сигнал став менш популярним, і на даний момент його витісняє цифрова технологія.

Цифровий сигнал

Потрібно помітити, що такий сигнал, як і інші види сигналів, є потоком даних, який описується за рахунок дискретних характеристик.

Слід зазначити, що його амплітуда може повторюватися. Якщо вищеописаний аналоговий варіант здатний надходити в кінцеву точку з величезною кількістю шумів, то подібного цифрового не допускає. Він здатний самостійно ліквідувати більшу частину перешкод, щоб уникнути пошкодження інформації. Також слід зазначити, що цей вид переносить інформацію без будь-яких смислових навантажень.

Таким чином, через один фізичний канал користувач може легко відправити кілька повідомлень. Потрібно зауважити, що, на відміну від видів звукового сигналу, які є найбільш поширеними на даний момент, а також аналогового, цифровий не ділиться на кілька типів. Він є єдиним та самостійним. Являє собою двійковий потік. Зараз досить популярним, його просто використовувати, про що свідчать відгуки.

Застосування цифрового сигналу

Розглядаючи види передачі сигналів, необхідно сказати про те, де застосовується цифровий варіант. Чим відрізняється від багатьох інших при передачі і при використанні? Справа в тому, що надходячи в ретранслятор, він повністю регенерується.

Коли обладнання надходить сигнал, який у процесі передачі отримав шуми і перешкоди, він відразу ж форматується. Завдяки цьому телевежі можуть сформувати сигнал наново, уникаючи використання шумового ефекту.

Аналоговий зв'язок у цьому випадку буде набагато кращим, оскільки при отриманні інформації з великою кількістю спотворень, її можна отримати хоча б частково. Якщо говорити про цифровий варіант, це неможливо. Якщо понад 50 % сигналу матиме шум, можна вважати, що інформація повністю втрачена.

Багато людей, обговорюючи стільниковий зв'язок, причому різних форматів і способів передачі, говорили, що іноді практично неможливо розмовляти. Люди можуть не чути слова або фрази. Це може відбуватися тільки на цифровій лінії, якщо є шум.

Якщо говорити про аналоговий зв'язок, то в цьому випадку розмова можна продовжувати далі. Через такі неполадки ретранслятори формують сигнал завжди по новій, щоб скоротити розриви.

Дискретний сигнал

В даний момент людина користується різними дзвонилками або іншими електронними приладами, які приймають сигнали. Види сигнали досить різноманітні, і одним із них є дискретний. Потрібно зауважити, що для того, щоб такі пристрої працювали, необхідно передавати звуковий сигнал. Саме тому необхідний канал, який має пропускну здатність набагато більшого рівня, ніж описано раніше.

З чим це пов'язано? Справа в тому, що для того, щоб якісно передати звук, необхідно використовувати дискретний сигнал. Він створює не хвилю звуку, яке цифрову копію. Відповідно, передача йде від самої техніки. Плюси такого перенесення в тому, що пакетне відправлення буде здійснюватися пакетами, а кількість даних, що передаються, зменшиться.

Тонкощі

У роботі обчислювальної техніки вже є таке поняття, як дискретизація. За рахунок такого сигналу можна використати інформацію, яка повністю закодована. Вона не є безперервною, а дані всі зібрані в блоки. При цьому останні є окремими частинками, які повністю завершені та не залежать один від одного.

Види модуляції

Описуючи види сигналів та сигнали в цілому, необхідно також поговорити і про модуляцію. Що це таке? Це процес зміни відразу кількох параметрів коливань, що здійснюються за певним законом. Потрібно помітити, що ділиться модуляція на цифрову та імпульсну, а також деякі інші.

У свою чергу, багато хто з них поділяється окремо на кілька видів, причому їх досить багато. Слід сказати про основні характеристики такого поняття. Наприклад, за рахунок видів модуляції сигналу можна домогтися стійкої передачі, мінімальної втрати, проте слід зауважити, що для кожного з них потрібний особливий підсилювач лінійності.

Мета розповіді показати у чому суть поняття "сигнал", які поширені сигнали існують і які вони загальні характеристики.

Що таке сигнал? На це питання навіть маленька дитинаскаже, що це "така штука, за допомогою якої можна щось повідомити". Наприклад, за допомогою дзеркала та сонця можна передавати сигнали на відстань прямої видимості. На кораблях сигнали колись передавали за допомогою прапорців-семафорів. Займалися цим спеціально навчені сигнальники. Таким чином, за допомогою таких прапорців передавалася інформація. Ось як можна передати слово "сигнал":

У природі існує безліч сигналів. Так насправді будь-що може бути сигналом: залишена на столі записка, який-небудь звук -- можуть бути сигналом до початку певного впливу.

Гаразд, з такими сигналами все зрозуміло, тому перейду до електричних сигналів, яких у природі не менше ніж будь-яких інших. Але їх хоча б можна якось умовно розбити на групи: трикутний, синусоїдальний, прямокутний, пилкоподібний, одиночний імпульс тощо. Всі ці сигнали названі так за те, як вони виглядають, якщо їх зобразити на графіку.

Сигнали можуть бути використані як метроном для відліку тактів (як тактуючий сигнал), для відліку часу, як керуючих імпульсів, для управління двигунами або для тестування обладнання та передачі інформації.

Характеристики ел. сигналів

У певному сенсі електричний сигнал - це графік, що відображає зміну напруги або струму з часом. Що означає: якщо взяти олівець і по осі Х відзначити час, а по Y напругу або струм, і відзначити точками відповідні значення напруги в конкретні моменти часу, то підсумкове зображення буде показувати форму сигналу:

Електричних сигналів дуже багато, але їх можна розбити на великі групи:

• Односпрямовані
• Двонаправлені

Тобто. в однонаправлений струм тече в один бік (або не тече взагалі), а в двонаправлений струм є змінним і протікає то "туди", то "сюди".

Всі сигнали, незалежно від типу, мають такі характеристики:

• Період - Проміжок часу, через який сигнал починає повторювати себе. Позначається найчастіше T
• Частота -- Позначає, скільки разів сигнал повториться за 1 секунду. Вимірюється у герцах. Наприклад 1Гц = 1 повторення на секунду. Частота є зворотним значенням періоду ( ƒ = 1/T )
• Амплітуда - Вимірюється в вольтах або амперах (залежно від того який сигнал: струм або напруга). Амплітуда означає "силу" сигналу. Як сильно відхиляється графік сигналу від осі Х?

Види сигналів

Синусоїда

Думаю, що представляти функцію, чий графік на картинці вище немає сенсу – це добре тобі відома sin(x).Її період дорівнює 360 o або 2pi радіан (2pi радіан = 360 o).

А якщо розділити поділити 1 сек на період T, то ти дізнаєшся скільки періодів уколдується в 1 сек або, іншими словами, як часто період повторюється. Тобто, ти визначиш частоту сигналу! До речі, вона вказується у герцах. 1 Гц = 1 сек / 1 повтор у сек

Частота і період обернені один до одного. Чим довший період, тим менша частота і навпаки. Зв'язок між частотою та періодом виражається простими співвідношеннями:

Сигнали, які формою нагадують прямокутники, і називають " прямокутні сигнали " . Їх умовно можна розділити на просто прямокутні сигнали та меандри. Меандр – це прямокутний сигнал, у якого тривалість імпульсу та паузи рівні. А якщо скласти тривалість паузи та імпульсу, то отримаємо період меандру.

Звичайний прямокутний сигнал відрізняється від меандру тим, що має різну тривалість імпульсу та паузи (відсутність імпульсу). Дивись картинку нижче - вона скаже краще за тисячу слів.

До речі, для прямокутних сигналів є ще два терміни, які слід знати. Вони обернені один до одного (як період і частота). Це сміливістьі коефіцієнт заповнення.Скажність (S) дорівнює відношенню періоду до тривалості імпульсу і навпаки для коефіцієнта. заповнення.

Таким чином меандр - це прямокутний сигнал зі шпаруватістю рівною 2. Так як у нього період вдвічі більший за тривалість імпульсу.

S – шпаруватість, D – коефіцієнт заповнення, T – період імпульсів, – тривалість імпульсу.

До речі, на графіках вище показано ідеальні прямокутні сигнали. У житті вони виглядають трохи інакше, тому що в жодному пристрої сигнал не може змінитися абсолютно миттєво від 0 до якогось значення і назад спуститися до нуля.

Якщо піднятися на гору, а потім одразу спуститися і записати зміну висоти нашого становища на графіку, то матимемо трикутний сигнал. Груе порівняння, але правдиве. У трикутних сигналах напруга (струм) спочатку зростає, а потім відразу починає зменшуватися. І для класичного трикутного сигналу час зростання дорівнює часу спадання (і дорівнює половині періоду).

Якщо ж у такого сигналу час зростання менше або більше часу спадання, такі сигнали вже називають пилкоподібними. І про них нижче.

Пилоподібний сигнал

Як я вже писав вище, несиметричний трикутний сигнал називається пилкоподібним. Всі ці назви умовні та потрібні просто для зручності.

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. по амплітуді

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

Здебільшого цифрові сигналиє світловими або електричними імпульсами. Цифровий сигнал використовують всю цю 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.

Роутери