Tipos de sinais, modulação

valor analógico — um valor cujos valores mudam continuamente em um determinado intervalo. Seu valor específico depende apenas da precisão do dispositivo de medição. Esta é, por exemplo, a temperatura.

Um valor discreto — uma quantidade cujos valores mudam bruscamente. Por exemplo, o número de alunos na sala de aula. Sinal de medição — um sinal contendo informações quantitativas sobre a grandeza física medida. Por exemplo, a tensão na saída de um transdutor termoelétrico que mede a temperatura.

Alerta de dados — a forma de representação de uma mensagem de dados por uma quantidade física, a alteração de um ou vários parâmetros refletindo sua alteração.

Na tecnologia de microprocessador, os sinais são grandezas elétricas (corrente, tensão). Um parâmetro representativo do sinal de dados é um parâmetro do sinal de dados cuja alteração reflete uma alteração na mensagem de dados (amplitude, frequência, fase, duração do pulso, duração da pausa).

sinal de dados analógico — um sinal de dados no qual cada um dos parâmetros representativos é descrito por uma função de tempo e um conjunto contínuo de valores possíveis, ou seja,sinais analógicos são descritos por uma função contínua (ou contínua por partes) xа(t), e a própria função e o argumento t podem assumir qualquer valor em alguns intervalos

Um sinal analógico f(t) é chamado de periódico se existe um número real T tal que f(t + T) = f(t) para cada t, e T é chamado de período do sinal.

Sinal de dados discreto — difere dos análogos porque seus valores são conhecidos apenas em momentos discretos. Sinais discretos são descritos por funções de rede — sequências — xd (nT), onde T = const é o intervalo de amostragem (período), n = 0, 1, 2,….

A própria função xd (nT) pode assumir valores arbitrários em momentos discretos em um determinado intervalo. Esses valores de função são chamados de amostras de função ou amostras. Outra notação para a função de rede x(nT) é x(n) ou xn. A sequência x(n) pode ser finita ou infinita, dependendo do intervalo de definição da função.

sinal de dados quantizado — difere de analógico ou discreto por dividir a faixa de valores de um valor contínuo ou discreto em um número finito de intervalos. A forma mais simples de quantização é a divisão de um número inteiro por um número natural, chamado de fator de quantização.

Sinal de dados digitais — um sinal no qual cada um dos parâmetros representativos é descrito por uma função de tempo discreta e um conjunto finito de valores possíveis. Os sinais digitais são descritos por funções de rede quantizadas x° C(nT). Quando um sinal digital é obtido de um sinal analógico, ocorre amostragem e quantização.

Sinal digital binário — um sinal de dados que usa um método de representação de informações sobre o valor de um parâmetro na forma de uma combinação multibit de dois valores - zero e um - e geralmente é chamado de código binário.

No código binário, apenas dois dígitos são usados: 1 e 0. Cada número contém um número de dígitos, cada um dos quais pode conter apenas um desses dígitos. Um número corresponde a um estado de um elemento, por exemplo, um contato fechado, e o outro a outro estado de um elemento - um contato aberto.

No sistema binário, a unidade de cada bit é o dobro do bit vizinho de ordem inferior. Para números inteiros, a unidade do primeiro bit (menos significativo) é 20=1, a unidade do segundo dígito é 2 • 20=21 = 2, terceiro — 2 • 21=22= 4, quarto 2 • 22=23= 8, etc. Por exemplo, o número decimal 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100, e no sistema binário 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 e será escrito como 11010110.

Modulação - o processo de alteração de um ou mais parâmetros de uma oscilação de portadora de alta frequência de acordo com a lei de um sinal de informação de baixa frequência (mensagem).

Hoje em dia, sinais digitais binários são usados ​​em dispositivos eletrônicos digitais devido à simplicidade de codificação e processamento. Vários tipos de modulação são usados ​​para transmitir um sinal digital através de canais de comunicação (por exemplo, canais elétricos ou de rádio).

Vamos considerar exemplos de representação de parâmetros de sinais de dados usando o exemplo de diferentes tipos de modulação (ver Fig. 1). Além dos tipos de modulação considerados, há também fase (PM), pulso de tempo (VIM), largura de pulso (PWM) e outras modulações.

Arroz. 1. Diferentes tipos de modulação de sinal - diferentes parâmetros de representação de sinais de dados

Para entender a essência de um sinal digital, considere a seguinte classificação. Na tecnologia digital, os sinais são diferenciados (Fig. 2):

• arbitrário em tamanho e contínuo no tempo (analógico);

• aleatório em tamanho e discreto no tempo (discreto);

• quantizado em tamanho e contínuo no tempo (quantizado);

• quantizado em magnitude e discreto no tempo (digital).

Arroz. 2. Sinais analógicos, discretos, quantizados e digitais

Sinais analógicos são freqüentemente usados ​​para representar quantidades físicas que mudam continuamente. Por exemplo, um sinal elétrico analógico capturado por de um termopar, carrega informações sobre mudanças de temperatura, um sinal de um microfone - sobre mudanças rápidas de pressão em uma onda sonora, etc.

Na tecnologia digital e de pulso, a terminologia não está bem estabelecida. Assim, um sinal discreto é um sinal cujos valores de parâmetros representativos são conhecidos apenas em determinados momentos no tempo, e também é um sinal, ao contrário do analógico, cujo parâmetro representativo pode assumir apenas valores fixos (geralmente dois: lógico " zero" ou "unidade" lógica).

No segundo caso, seria correto chamar o sinal de quantizado, mas os módulos industriais são chamados de "módulos de entrada de sinal discreto". Além de usar diferentes quantidades físicas para transmitir informações, os sinais também diferem em seus parâmetros de representação.