Тема № 2. Классификация сигналов

Тема № 1

Классификация сигналов

Для передачи информации необходимо преобразовать информацию представляющую собой не электрическую величину в электрический сигнал. В случае использования телефонных линий связи сигнал может быть усилен и передан без дополнительных преобразований. В случае передачи сигнала на большие расстояния с использованием воздушных линий связи сигнал с выхода датчика без дополнительного преобразования не может быть передан на большие расстояния. Это связано с тем что сигналы полученный с выхода датчика имеют спектр (состоят) из большого количества гармонических составляющих, частоты которых лежат в пределах f_н= (10 -15) Гц до (15-20) КГц.

Для видео сигнала от 0 Гц до 6.5 МГц.

При распространение сигнала по поверхности земли происходит поглощение сигнала, при этом сигналы с меньшей частотой поглощаются сильнее, а чем выше частота тем поглощение сигнала меньше, следовательно при распространение сложного сигнала спектральная составляющая будут поглощаться с разными коэффициентами – низкочастотные спектральные составляющие будут поглощаться с большим коэффициентом, высокочастотные с меньшим коэффициентом. В результате на приемном конце соотношение между амплитудами гармонических составляющих изменится что приведет к искажению, а возможно и потери информации.

U(t)=UmCos(ω₀t+φ₀)

ω₀ [рад/с]

ω₀=2 π/Т₀ [рад/с]

Гц à1/c – количество колебаний в одну секунду

f₀₌ ω₀/2π

f₀=(2 π/Т₀)/2π=2π/T₀ 2π=1/T₀=1/c=Гц

для передачи информации на большое расстояние с использованием воздушных линий связи необходимо сформировать радио сигнал.

Радио сигнал – это такой сигнал у которого один или несколько параметров высокочастотного колебания изменяется по закону передаваемого сообщения.

Для формирования радио сигнала используют высокочастотное гармоническое колебание с несущей частотой ω₀, амплитудой Um и начальной фазой колебания f_0.

Для формирования радио сигнала изменяют амплитуду Um или несущую частоту ω₀ или начальную фазу f₀. Если изменяется амплитуда по закону передаваемого сообщения то имеет место амплитудная модуляция.

Графически это можно показать так:

Для простоты будем считать что сообщение описывается гармонической кривой.

В результате модуляции мы получим радио сигнал а(t).

Г

Модул.

Дат.

При частотной модуляции изменяется

При формирование радио сигнала возникает необходимость формировать ряд дополнительных сигналов как не прерывных так и дискретных. В Процессе формирования сигналов и передачи на сигналы воздействуют помехи.

Помехи могут быть внутренними которые возникают внутри самой аппаратуры так и внешние. При этом внешние в свою очередь можно подразделить на промышленные, атмосферные и помехи от различных планет.

В результате воздействия шумов на полезный сигнал, сигнал становится случайным. Кроме того если в сигнале заложена информация то уже в силу этого сигнал является случайным даже если на него не воздействуют помехи.

В свою очередь случайные сигналы подразделяются на стационарные и не стационарные.

Стационарным называют такой сигнал статистические характеристики которого (M(x), R(x), D(x)) можно определить или найти путем усреднения по времени.

M(x)=

Не стационарным случайным сигналом называют такой сигнал статистические характеристики которого можно найти только путем усреднения по ансамблю реализаций.

Таким образом все сигналы которые используются при формирование и передаче на большие расстояния можно классифицировать следующим образом:

1) Управляющие сигналы это такие сигналы которые получены в результате преобразования не электрических величин в электрические. Эти сигналы еще называют модулирующими и низко частотными.

2) Радио сигналы это такие сигналы которые получены в результате модуляции. Их еще называют модулированными сигналами.

3) Сигналы могут быть периодическими и не периодическими.

Периодическими называют такой сигнал который существует на бесконечной оси времени от – бесконечности до + бесконечности и повторяются с каким-то периодом T.

S(t) = S(t ± T)

Не периодическим называют периодические сигналы ограниченные по времени и сигналы время существования которых соизмеримо с периодом повторения T.

В зависимости от вида модуляции радио сигналы можно подразделить на радио сигналы с амплитудной модуляцией (АМ), радио сигналы с частотной модуляцией (ЧМ), радиосигналы с фазовой модуляцией (ФМ), амлетудно-частотные модуляции (АЧМ), амплетудно-фазовые модуляции (АФМ), кодоимпульсная модуляция (КИМ), Широтно-импульсная модуляция (ШИМ).

Если сигнал может принимать только дискретное значение 0 или 1 то такие сигналы называют дискретными по состояниям.

Если функция сигнала S(t) может принимать любые значения то такие сигналы называют непрерывными по состояниям или аналоговыми сигналами.

Если сигнал задается не на всей временной оси а только в определенные моменты времени, то такие сигналы называют дискретными во времени.

Сигналы дискретные во времени и по состояниям называют цифровыми сигналами.

Дата добавления: 2014-01-06