Основные характеристики детерминированных сигналов

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

Основным режимом работы систем связи является режим негармонического воздействия. При этом электрическое воздействие на цепь обычно называют сигналом, имея в виду, что с этим электрическим процессом связана какая-то информация.

Основные характеристики сигналов и их классификация.

Для описания свойств сигналов в основном используются следующие виды функций:

I. временные функции (s(t), a(t), x(t), y(t)), которые показывают, как сигналы меняются во времени;

1. спектральные функции (A(nΩ), [pic 1]) –  характеристики сигнала в частотной области, которые показывают, колебания каких частот содержит сигнал, а также  каковы амплитуды и начальные фазы гармоник спектра;
2. энергетические характеристики, определяющие мощность либо энергию сигнала в предположении, что это процесс электрический:

а) p(t) – мгновенная мощность, которая рассчитывается по формуле  p(t)=s2(t), исходя из предположения, что мощность выделяется на резисторе сопротивлением в 1 Ом;

б) Э∆t – энергия сигнала за конечный интервал времени ∆t

     [pic 2], t2 - t1 = ∆t,

 в) Pср=ЭΔt /Δt– средняя мощность

Классификация сигналов.

Классификация сигналов проводится по различным признакам, и соответственно один сигнал может быть охарактеризован разными терминами.

Классификацию сигналов можно проводить по следующим признакам признакам.

1. По вероятности Р, с которой можно предсказать значения сигнала все сигналы делятся на

а) детерминированные, Р=1,

б) случайные, Р<1.

1. По связи значений сигнала с переносимой информацией все сигналы делятся на

а) управляющие (видеосигналы),

б) модулированные (радиосигналы).

У управляющего сигнала с информацией связано мгновенное значение, а у модулированного – только один из параметров. На рис. 1.1 x(t) – закон, по которому изменяется информация, s(t) – управляющий сигнал,

 a(t) –амплитудно-модулированный сигнал.

[pic 3]

3. По способу задания сигнала в области существования сигналы могут быть:

а) аналоговыми,

б) дискретными,

в) квантованными,

г) цифровыми.

Область существования по оси абсцисс характеризуется интервалом значений времени, при которых определен сигнал, а по оси ординат – диапазоном значений, которые может принимать временная функция сигнала.

Аналоговые сигналы задают для всех моментов времени и по уровню они могут принимать любое значение в области существования (рис. 1.2).

Дискретные сигналы задаются только для отдельных моментов времени, следующих с конечным шагом ∆t, а по уровню могут принимать любое значение (рис. 1.3).

 Квантованные сигналы задаются для всех моментов времени, но по уровню они могут принимать лишь отдельные разрешённые значения, отстоящие на конечную величину ∆S (рис. 1.4).[pic 4]

Цифровые сигналы дискретны по времени и квантованы по уровню (рис. 1.5). Цифровой сигнал обычно получают из аналогового, проводя сначала дискретизацию аналогового сигнала, а затем осуществляя квантование полученного на первом этапе дискретного сигнала.[pic 5]

Наиболее распространены аналоговые и цифровые сигналы.

Рассмотрим более подробно детерминированные сигналы. Они делятся на:

а) периодические, для которых должно выполняться условие s(t) = s(t ± nT), где Т- период повторения сигнала, n-любое целое число,

б) непериодические, для которых условие периодичности не выполняется.

Периодические сигналы теоретически должны существовать бесконечно долго (Tc → ∞), так как условие периодичности должно выполняться при любых n, в том числе и [pic 6]. В реальной жизни сигналы считают практически периодическими, если Tc >> T.

В заключение рассмотрим пример реального радиотехнического сигнала и проведем его классификацию.