Radionun məqsədi elektron cihazlar, məlum olduğu kimi, elektrik siqnalları şəklində təqdim olunan məlumatların qəbulu, çevrilməsi, ötürülməsi və saxlanmasıdır. Elektron cihazlarda işləyən siqnallar və müvafiq olaraq cihazların özləri iki böyük qrupa bölünür: analoq və rəqəmsal.

Analoq siqnal- səviyyə və vaxt baxımından davamlı siqnal, yəni belə bir siqnal istənilən vaxt mövcuddur və verilmiş diapazondan istənilən səviyyəni götürə bilər.

Kvantlaşdırılmış siqnal- yalnız kvantlaşdırma səviyyələrinə uyğun gələn müəyyən kvantlaşdırılmış dəyərləri qəbul edə bilən siqnal. İki qonşu səviyyə arasındakı məsafə kvantlaşdırma mərhələsidir.

Nümunələnmiş siqnal- dəyərləri yalnız zaman anlarında göstərilən siqnal, seçmə anları adlanır. Qonşu seçmə anları arasındakı məsafə seçmə mərhələsidir. Sabit üçün Kotelnikov teoremi tətbiq olunur: , yuxarı haradadır kəsilmə tezliyi siqnal spektri.

Rəqəmsal siqnal- səviyyəyə görə kvantlaşdırılmış və zamanla diskretləşdirilmiş siqnal. Rəqəmsal siqnalın kvantlaşdırılmış dəyərləri adətən hansısa kodla kodlanır, seçmə prosesi zamanı seçilmiş hər bir nümunə simvolları iki mənaya malik olan müvafiq kod sözü ilə əvəz olunur - 0 və 1 (Şəkil 2.1).

Analoq elektronika cihazlarının tipik nümayəndələri rabitə, radio yayımı və televiziya cihazlarıdır. Ümumi tələblər analoq cihazlar üçün tələblər - minimal təhrif. Bu tələblərə cavab vermək istəyi mürəkkəbliyin artmasına səbəb olur elektrik diaqramları və cihaz dizaynları. Analoq elektronikanın digər problemi lazımi səs-küy toxunulmazlığına nail olmaqdır, çünki analoq rabitə kanalında səs-küy əsaslı şəkildə azaldılmazdır.

Rəqəmsal siqnallar yaradılır elektron sxemlər, tranzistorlar ya qapalı (cərəyan sıfıra yaxındır) və ya tamamilə açıqdır (gərginlik sıfıra yaxındır), buna görə də onlara az enerji sərf olunur və rəqəmsal cihazların etibarlılığı analoqlardan daha yüksəkdir.

Rəqəmsal qurğular analoq cihazlardan daha çox səs-küyə davamlıdır, çünki kiçik kənar pozuntular cihazların səhv işləməsinə səbəb olmur. Səhvlər yalnız belə pozuntularla ortaya çıxır ki, aşağı siqnal səviyyəsi yüksək kimi qəbul edilir və ya əksinə. Rəqəmsal cihazlarda səhvləri düzəltmək üçün xüsusi kodlardan da istifadə edə bilərsiniz. Analoq cihazlarda bu seçim yoxdur.

Rəqəmsal qurğular tranzistorların və digər dövrə elementlərinin parametrlərinin və xüsusiyyətlərinin yayılmasına (məqbul hədlər daxilində) həssas deyildir. Səhvsiz rəqəmsal cihazlar heç bir konfiqurasiya tələb etmir və tam təkrarlana bilirlər. Bütün bunlar inteqrasiya olunmuş texnologiyadan istifadə edərək cihazların kütləvi istehsalında çox vacibdir. Rəqəmsal inteqral sxemlərin istehsalının və istismarının iqtisadi səmərəliliyi ona gətirib çıxarmışdır ki, müasir radioelektron cihazlarda təkcə rəqəmsal deyil, həm də analoq siqnallar rəqəmsal emala məruz qalır. Paylanmış rəqəmsal filtrlər, tənzimləyicilər, multiplikatorlar və s. Rəqəmsal emaldan əvvəl analoq siqnallar analoqdan rəqəmə çeviricilərdən (ADC) istifadə edərək rəqəmsal siqnala çevrilir. Ters çevrilmə- rəqəmsal olanlardan analoq siqnalların bərpası - rəqəmsal-analoq çeviricilərdən (DAC) istifadə etməklə həyata keçirilir.

Rəqəmsal elektronika cihazları tərəfindən həll edilən bütün müxtəlif problemlər ilə onların işləməsi yalnız iki rəqəmlə işləyən say sistemlərində baş verir: sıfır (0) və bir (1).

Rəqəmsal cihazların işləməsi adətən saatlı kifayət qədər yüksək tezlikli saat generatoru. Bir saat dövrü ərzində ən sadə mikroəməliyyat həyata keçirilir - oxuma, yerdəyişmə, məntiqi əmr və s. İnformasiya rəqəmsal söz şəklində təqdim olunur. Sözləri ötürmək üçün iki üsuldan istifadə olunur - paralel və ardıcıl. Serial kodlaşdırma rəqəmsal cihazlar arasında məlumat mübadiləsi zamanı istifadə olunur (məsələn, in kompüter şəbəkələri, modem bağlantısı). Rəqəmsal cihazlarda məlumatların işlənməsi maksimum performans təmin edən paralel məlumat kodlaşdırmasından istifadə etməklə həyata keçirilir.

Element bazası rəqəmsal cihazların qurulması üçün nəzərdə tutulub inteqral sxemlər(IC), hər biri müəyyən sayda məntiqi elementlərdən istifadə etməklə həyata keçirilir - elementar məntiqi əməliyyatları yerinə yetirən ən sadə rəqəmsal cihazlar.

Hekayənin məqsədi “siqnal” anlayışının nə olduğunu, hansı ümumi siqnalların mövcud olduğunu və hansı ümumi xüsusiyyətlərə malik olduğunu göstərməkdir.

Bir siqnal nədir? Bu suala, hətta kiçik bir uşaq belə deyəcək ki, bu, "bir şeylə ünsiyyət qura biləcəyiniz bir şeydir". Məsələn, bir güzgü və günəşdən istifadə edərək, siqnalları görmə xətti məsafəsinə ötürə bilərsiniz. Gəmilərdə siqnallar bir vaxtlar semafor bayraqları ilə ötürülürdü. Bunu xüsusi təlim keçmiş siqnalçılar edirdilər. Belə ki, bu cür bayraqlardan istifadə etməklə məlumatlar ötürülürdü. "Siqnal" sözünü necə çatdırmaq olar:

Təbiətdə çox sayda siqnal var. Bəli, əslində, hər şey bir siqnal ola bilər: masada qalan bir qeyd, bəzi səslər müəyyən bir hərəkətə başlamaq üçün bir siqnal kimi xidmət edə bilər.

Yaxşı, bu cür siqnallarla hər şey aydındır, ona görə də təbiətdə digərlərindən az olmayan elektrik siqnallarına keçəcəyəm. Ancaq onları ən azı təxminən qruplara bölmək olar: üçbucaqlı, sinusoidal, düzbucaqlı, mişar dişi, tək nəbz və s. Bütün bu siqnallar diaqramda qurulduqda necə göründüyünə görə adlandırılır.

Siqnallar saatları saymaq (vaxt siqnalı kimi), vaxtı saxlamaq, idarəetmə impulsları kimi, mühərrikləri idarə etmək və ya avadanlıqları yoxlamaq və məlumat ötürmək üçün metronom kimi istifadə edilə bilər.

Elektrik xüsusiyyətləri siqnallar

Müəyyən mənada elektrik siqnalı gərginliyin və ya cərəyanın zamanla dəyişməsini göstərən qrafikdir. Rus dilində o deməkdir ki, bir qələm götürsəniz və X oxu boyunca vaxtı, Y oxu boyunca gərginlik və ya cərəyanı qeyd etsəniz və müəyyən vaxtlarda müvafiq gərginlik dəyərlərini nöqtələrlə qeyd etsəniz, son görüntü dalğa formasını göstərəcəkdir:

Çox sayda elektrik siqnalı var, lakin onları iki böyük qrupa bölmək olar:

• Bir istiqamətli
• İki istiqamətli

Bunlar. bir istiqamətli olanlarda cərəyan bir istiqamətdə axır (və ya heç axmır), iki yönlü olanlarda isə cərəyan dəyişkəndir və ya “orada”, ya da “burada” axır.

Növündən asılı olmayaraq bütün siqnallar aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir:

• Dövr -- siqnalın təkrarlanmağa başladığı müddət. Ən çox təyin olunan T
• Tezlik -- siqnalın 1 saniyə ərzində neçə dəfə təkrarlanacağını göstərir. Hertz ilə ölçülür. Məsələn, 1Hz = saniyədə 1 təkrar. Tezlik dövrün əksidir ( ƒ = 1/T )
• Amplituda -- volt və ya amperlə ölçülür (siqnalın cərəyan və ya gərginliyindən asılı olaraq). Amplituda siqnalın "gücünə" aiddir. Siqnal qrafiki X oxundan nə qədər uzaqlaşır?

Siqnalların növləri

Sinus dalğası

Düşünürəm ki, yuxarıdakı şəkildəki qrafiki heç bir mənası olmayan funksiyanı təmsil etmək sizə yaxşı məlumdur günah(x). Onun dövrü 360 o və ya 2pi radyandır (2pi radyan = 360 o).

Və 1 saniyəni T dövrünə bölsəniz, o zaman 1 saniyəyə neçə dövrün uyğun gəldiyini və ya başqa sözlə, dövrün nə qədər təkrarlandığını öyrənəcəksiniz. Yəni siqnalın tezliyini siz təyin edəcəksiniz! Yeri gəlmişkən, Hertzdə göstərilir. 1 Hz = 1 saniyə / saniyədə 1 təkrar

Tezlik və dövr bir-birinin tərsidir. Dövr nə qədər uzun olsa, tezlik bir o qədər aşağı olar və əksinə. Tezlik və dövr arasındakı əlaqə sadə əlaqələrlə ifadə edilir:

Formasına görə düzbucaqlılara bənzəyən siqnallara “düzbucaqlı siqnallar” deyilir. Onları sadə düzbucaqlı siqnallara və meanderlərə bölmək olar. Kvadrat dalğa nəbz və fasilə müddətlərinin bərabər olduğu düzbucaqlı siqnaldır. Pauza və nəbzin müddətini toplasaq, menderer dövrünü alırıq.

Müntəzəm düzbucaqlı siqnal, müxtəlif nəbz və pauza müddətinə malik olması (nəbz yoxdur) ilə meanderdən fərqlənir. Aşağıdakı şəkilə baxın - min söz deyir.

Yeri gəlmişkən, kvadrat dalğa siqnalları üçün bilməli olduğunuz daha iki şərt var. Onlar bir-birinə tərsdir (dövr və tezlik kimi). Bu rəvayət Və doldurma faktoru. Nisbət (S) dövrün nəbz müddətinə nisbətinə və əmsal üçün əksinədir. doldurulması.

Beləliklə, kvadrat dalğa 2 vəzifə dövrü olan düzbucaqlı bir siqnaldır. Çünki onun dövrü nəbz müddətindən iki dəfə çoxdur.

S — iş dövrü, D — iş dövrü, T — nəbz dövrü, — nəbz müddəti.

Yeri gəlmişkən, yuxarıdakı qrafiklər ideal düzbucaqlı siqnalları göstərir. Həyatda onlar bir qədər fərqli görünürlər, çünki heç bir cihazda siqnal dərhal 0-dan müəyyən bir dəyərə dəyişə bilməz və sonra yenidən sıfıra enə bilməz.

Dağa qalxıb dərhal enib qrafikdə mövqeyimizin hündürlüyünün dəyişməsini qeyd etsək, üçbucaq siqnalı alacağıq. Sərt müqayisə, amma doğrudur. Üçbucaqlı siqnallarda gərginlik (cari) əvvəlcə artır və sonra dərhal azalmağa başlayır. Və klassik üçbucaqlı siqnal üçün artan vaxt azalan vaxta bərabərdir (və dövrün yarısına bərabərdir).

Əgər belə bir siqnalın artan vaxtı azalan vaxtdan az və ya çox olarsa, bu cür siqnallar artıq mişar dişi adlanır. Və aşağıda onlar haqqında.

Ramp siqnalı

Yuxarıda yazdığım kimi, asimmetrik üçbucaqlı siqnal mişar dişi siqnalı adlanır. Bütün bu adlar şərtlidir və sadəcə rahatlıq üçün lazımdır.

Demək olar ki, yarandığı ilk andan bəşər tayfaları təkcə məlumat toplamaq deyil, həm də onu bir-biri ilə mübadilə etmək zərurəti ilə üzləşmişlər. Ancaq bunu sizə yaxın olanlarla (dil və yazı) etmək o qədər də çətin deyildisə, uzaq məsafədə olanlarla, bu proses bəzi problemlərə səbəb oldu.

Zamanla bunlar siqnalın ixtirası ilə həll edildi. əvvəlcə onlar kifayət qədər primitiv idi (tüstü, səs və s.), lakin tədricən bəşəriyyət yeni təbiət qanunlarını kəşf etdi, bu da məlumat ötürmək üçün yeni yolların ixtirasına kömək etdi. Hansı növ siqnalların olduğunu öyrənək və müasir cəmiyyətdə onlardan hansının ən çox istifadə edildiyini nəzərdən keçirək.

Bir siqnal nədir?

Bu söz bir sistem tərəfindən kodlaşdırılmış, xüsusi kanal vasitəsilə ötürülən və başqa bir sistem tərəfindən deşifrə edilə bilən informasiyaya aiddir.

Bir çox elm adamı hesab edir ki, bioloji orqanizmlərin, hətta ayrı-ayrı hüceyrələrin bir-biri ilə əlaqə qurma qabiliyyəti (qidalı maddələrin və ya təhlükənin mövcudluğundan xəbər verir) təkamülün əsas hərəkətverici qüvvəsinə çevrilmişdir.

Parametrləri ötürülən məlumatların növünə uyğunlaşdırılmış istənilən fiziki proses siqnal kimi çıxış edə bilər. Məsələn, sistemdə telefon rabitəsiötürücü danışan abonentin sözlərini elektrik gərginlikli siqnala çevirir, bu siqnal naqillər vasitəsilə dinləyən şəxsin yaxınlığında yerləşən qəbuledici qurğuya ötürülür.

Siqnal və mesaj

Bu iki anlayış mənaca çox yaxındır - onlar göndəricidən alıcıya ötürülən müəyyən məlumatları ehtiva edir. Bununla belə, onların arasında nəzərəçarpacaq fərq var.

Bu məqsədə çatmaq üçün mesaj ünvan sahibi tərəfindən qəbul edilməlidir. Yəni onun həyat dövrüüç mərhələdən ibarətdir: informasiyanın kodlaşdırılması - ötürülməsi - mesajın dekodlanması.

Siqnal vəziyyətində onun qəbulu onun mövcudluğu üçün zəruri şərt deyil. Yəni, orada şifrələnmiş məlumatın şifrəsi açıla bilər, lakin bunun kimsə tərəfindən edilib-edilməyəcəyi məlum deyil.

Siqnalların müxtəlif meyarlarına görə təsnifatı: əsas növləri

Təbiətdə müxtəlif xüsusiyyətlərə malik bir çox növ siqnal var. Bu baxımdan, bu hadisələrin təsnifatı üçün müxtəlif meyarlardan istifadə olunur. Beləliklə, üç kateqoriya var:

• Çatdırılma üsulu ilə (müntəzəm/müntəzəm).
• Fiziki təbiətin növünə görə.
• Parametrləri təsvir edən funksiya növünə görə.

Fiziki təbiətin növünə görə siqnallar

Yaranma üsulundan asılı olaraq siqnalların növləri aşağıdakılardır.

• Elektrik (məlumat daşıyıcısı - elektrik dövrəsində zamanla dəyişən cərəyan və ya gərginlik).
• Maqnit.
• Elektromaqnit.
• Termal.
• İonlaşdırıcı şüalanma siqnalları.
• Optik/işıq.
• Akustik (səs).

Son iki növ siqnal həm də rabitə texniki əməliyyatlarının ən sadə nümunələridir, onların məqsədi mövcud vəziyyətin xüsusiyyətləri haqqında məlumat verməkdir.

Çox vaxt onlar təhlükə və ya sistem nasazlığı barədə xəbərdarlıq etmək üçün istifadə olunur.

Çox vaxt səs və optik növlər avtomatlaşdırılmış avadanlıqların düzgün işləməsi üçün əlaqələndirici olaraq istifadə olunur. Beləliklə, bəzi növ idarəetmə siqnalları (əmrlər) sistemin fəaliyyətə başlaması üçün stimullaşdırır.

Məsələn, yanğın siqnallarında sensorlar tüstü izlərini aşkar etdikdə yüksək səs çıxarırlar. Bu da öz növbəsində sistem tərəfindən yanğını söndürmək üçün idarəetmə siqnalı kimi qəbul edilir.

Siqnalın (fiziki təbiətin növünə görə siqnal növləri yuxarıda verilmişdir) təhlükə halında sistemi necə aktivləşdirdiyinin başqa bir nümunəsi insan bədəninin termorequlyasiyasıdır. Belə ki, müxtəlif amillərə görə bədən istiliyi yüksəlirsə, hüceyrələr bu barədə beynə “məlumat verir” və o, hamının daha çox tərləmə kimi tanıdığı “bədənin soyutma sistemini” işə salır.

Funksiya növünə görə

Bu parametr üçün müxtəlif kateqoriyalar var.

• Analoq (davamlı).
• Kvant.
• Diskret (nəbz).
• Rəqəmsal siqnal.

Bütün bu tip siqnallar elektrikdir. Bu, onların emalını asanlaşdırmaqla yanaşı, uzun məsafələrə də asanlıqla ötürülməsi ilə bağlıdır.

Analoq siqnal nədir və onun növləri

Bu ad, zamanla (fasiləsiz) davamlı olaraq dəyişən və müəyyən bir intervalda müxtəlif dəyərləri qəbul edə bilən təbii mənşəli siqnallara verilir.

Xüsusiyyətlərinə görə, onlar telefon rabitəsi, radio yayımı və televiziyada məlumatların ötürülməsi üçün idealdır.

Əslində, bütün digər siqnal növləri (rəqəmsal, kvant və diskret) təbiətinə görə analoqa çevrilir.

Davamlı boşluqlardan və müvafiq fiziki kəmiyyətlərdən asılı olaraq, müxtəlif növlər analoq siqnallar.

• Düz.
• Seqment.
• Dairə.
• Çoxölçülülük ilə xarakterizə olunan fəzalar.

Kvantlaşdırılmış siqnal

Əvvəlki paraqrafda qeyd edildiyi kimi, bu, hələ də eyni analoq tipdir, lakin onun fərqi onun kvantlaşdırılmış olmasıdır. Eyni zamanda, onun bütün dəyər diapazonu səviyyələrə bölünə bilər. Onların miqdarı verilmiş bit dərinliyindəki ədədlərlə təmsil olunur.

Tipik olaraq, bu proses audio və ya optik siqnalları sıxışdırarkən praktikada istifadə olunur. Kvantlaşdırma səviyyələri nə qədər çox olarsa, analoqdan kvantaya çevrilmə bir o qədər dəqiq olur.

Sözügedən müxtəliflik süni şəkildə yarananlara da aiddir.

Siqnal növlərinin bir çox təsnifatında bu siqnal fərqləndirilmir. Bununla belə, mövcuddur.

Diskret görünüş

Bu siqnal da sünidir və məhdud sayda səviyyələrə (dəyərlərə) malikdir. Bir qayda olaraq, onlardan iki və ya üçü var.

Praktikada diskret və analoq siqnal ötürmə üsulları arasındakı fərqi vinil plastinada və kompakt diskdə səs yazısını müqayisə etməklə göstərmək olar. Birincisi, məlumat davamlı şəklində təqdim olunur audio trek. Ancaq ikincisində - fərqli əks etdiriciliyə malik lazerlə yandırılmış nöqtələr şəklində.

Bu tip məlumat ötürülməsi davamlı transformasiya ilə baş verir analoq siqnal ikili kodlar şəklində diskret dəyərlər dəstinə.

Bu proses diskretləşmə adlanır. Kod kombinasiyalarındakı simvolların sayından (vahid/qeyri-bərabər) asılı olaraq iki növə bölünür.

Rəqəmsal siqnallar

Bu gün bu məlumat ötürmə üsulu davamlı olaraq analoqu əvəz edir. Əvvəlki ikisi kimi, bu da sünidir. Praktikada rəqəmsal dəyərlərin ardıcıllığı kimi təqdim olunur.

Analoqdan fərqli olaraq, bu, məlumatları daha sürətli və daha keyfiyyətli ötürməklə yanaşı, eyni zamanda onu səs-küy müdaxiləsindən təmizləyir. Eyni zamanda, bu rəqəmsal siqnalın zəifliyidir (digər növ siqnallar əvvəlki üç paraqrafdadır). Fakt budur ki, bu şəkildə süzülmüş məlumat "səs-küylü" məlumat hissəciklərini itirir.

Praktikada bu, ötürülən təsvirdən bütün parçaların yox olması deməkdir. Və səsdən danışırıqsa - sözlər və ya hətta bütöv cümlələr.

Əslində, istənilən analoq siqnal rəqəmsal olaraq modulyasiya edilə bilər. Bunun üçün o, eyni vaxtda iki prosesdən keçir: seçmə və kvantlaşdırma. Məlumat ötürmənin ayrıca üsulu olaraq rəqəmsal siqnal növlərə bölünmür.

Onun populyarlığı ona kömək etdi ki, son illərdə yeni nəsil televizorlar şəkillərin və səsin analoq ötürülməsi üçün deyil, rəqəmsal olaraq xüsusi olaraq yaradıldı. Lakin, onlar müntəzəm qoşula bilər televiziya kabelləri adapterlərdən istifadə etməklə.

Siqnal modulyasiyası

Yuxarıda göstərilən məlumatların ötürülməsi üsullarının hamısı modulyasiya adlanan bir fenomenlə əlaqələndirilir (rəqəmsal siqnallar üçün - manipulyasiya). Niyə lazımdır?

Məlum olduğu kimi, elektromaqnit dalğaları (onun köməyi ilə müxtəlif növ siqnalların ötürüldüyü) zəifləməyə meyllidir və bu, onların ötürülmə diapazonunu əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Bunun baş verməsinin qarşısını almaq üçün aşağı tezlikli vibrasiyalar uzun, yüksək tezlikli dalğalar bölgəsinə ötürülür. Bu fenomen modulyasiya (manipulyasiya) adlanır.

Məlumat ötürmə məsafəsini artırmaqla yanaşı, siqnalların səs-küy toxunulmazlığını artırır. Məlumat ötürmək üçün eyni vaxtda bir neçə müstəqil kanal təşkil etmək də mümkün olur.

Prosesin özü belə görünür. Modulyator adlanan cihaz eyni vaxtda iki siqnal qəbul edir: aşağı tezlikli (müəyyən məlumat daşıyır) və yüksək tezlikli (məlumatsız, lakin uzun məsafələrə ötürülə bilən). Bu cihazda onlar eyni vaxtda hər ikisinin üstünlüklərini birləşdirən birinə çevrilir.

Çıxış siqnallarının növləri giriş daşıyıcısının yüksək tezlikli salınımının dəyişdirilmiş parametrindən asılıdır.

Harmonikdirsə, bu modulyasiya prosesi analoq adlanır.

Dövri varsa - impuls.

Daşıyıcı siqnal sadəcə olaraq birbaşa cərəyandırsa, bu tip səs-küy kimi deyilir.

Siqnal modulyasiyasının ilk iki növü, öz növbəsində, alt növlərə bölünür.

Analoq modulyasiya belə işləyir.

• Amplituda (AM) - daşıyıcı siqnalın amplitüdünün dəyişməsi.
• Faza (PM) - faza dəyişir.
• Tezlik - yalnız tezlik təsirlənir.

Pulse (diskret) siqnalların modulyasiya növləri.

• Amplituda-nəbz (AIM).
• Nəbz tezliyi (PFM).
• Pulse eni (PWM).
• Faza impuls (PPM).

Məlumatların ötürülməsinin hansı üsullarının mövcud olduğunu nəzərə alaraq belə nəticəyə gələ bilərik ki, növündən asılı olmayaraq, onların hamısı insanın həyatında mühüm rol oynayır, onun hərtərəfli inkişafına kömək edir və onu mümkün təhlükələrdən qoruyur.

Analoq və rəqəmsal siqnallara gəldikdə (onun köməyi ilə məlumat ötürülür müasir dünya) onda, çox güman ki, yaxın iyirmi ildə inkişaf etmiş ölkələrdə birinci demək olar ki, tamamilə ikincisi ilə əvəz olunacaq.

Siqnalları və siqnal növlərini nəzərə alaraq demək lazımdır ki, bu əlaqələrin müxtəlif miqdarları var. Hər gün hər bir insan elektron cihazın istifadəsi ilə qarşılaşır. Heç kim müasir həyatı onlarsız təsəvvür edə bilməz. Söhbət televizorun, radionun, kompüterin və s.-nin işləməsindən gedir. Əvvəllər heç kim bir çox əməliyyat cihazlarında hansı siqnalın istifadə olunduğunu düşünmürdü. İndi analoq, rəqəmsal və diskret sözləri çoxdan eşidilir.

Hamısı deyil, lakin yuxarıda göstərilən siqnalların bəziləri kifayət qədər yüksək keyfiyyətli və etibarlı hesab olunur. Rəqəmsal ötürülmə Analoq kimi uzun müddət istifadə edilməmişdir. Bu, texnologiyanın dəstəklənməyə başlaması ilə əlaqədardır bu tip yalnız bu yaxınlarda, bu tip siqnal nisbətən çox keçməmiş aşkar edilmişdir. Hər bir insan hər zaman diskretliklə qarşılaşır. Siqnal emalının növlərindən danışarkən, bunun bir az fasiləli olduğunu xatırlamaq lazımdır.

Elmin dərinliyinə getsək, deməliyik ki, diskret məlumatların ötürülməsidir ki, bu da məlumatların ötürülməsinə və ətraf mühitin vaxtının dəyişdirilməsinə imkan verir. Son xassə sayəsində diskret siqnal istənilən dəyəri ala bilər. Aktiv hal-hazırdaəksər avadanlıqlar çiplərdə istehsal olunmağa başladıqdan sonra bu göstərici arxa plana keçir.

Rəqəmsal və digər siqnallar ayrılmazdır, komponentlər bir-biri ilə 100% qarşılıqlı əlaqədədir. Diskretlikdə isə bunun əksi doğrudur. Fakt budur ki, burada hər bir hissə müstəqil işləyir və öz funksiyalarına görə ayrıca cavabdehdir.

Siqnal

Rabitə siqnallarının növlərinə bir az sonra baxaq, amma indi prinsipcə siqnalın özünün nə olduğu ilə tanış olmalısınız. Bu sistemlər tərəfindən hava ilə ötürülən ümumi koddur. Bu ümumi formalaşdırma növüdür.

İnformasiya və bəzi digər texnologiyalar sahəsində mesajların ötürülməsinə imkan verən xüsusi vasitə mövcuddur. Onu yaratmaq olar, amma qəbul etmək olmaz. Prinsipcə, bəzi sistemlər bunu qəbul edə bilər, lakin bu tələb olunmur. Siqnal mesaj sayılırsa, onu "tutmaq" lazımdır.

Belə bir məlumat ötürmə kodunu müntəzəm riyazi funksiya adlandırmaq olar. Mövcud parametrlərə edilən hər hansı dəyişikliyi təsvir edir. nəzərə alsaq radiotexnika nəzəriyyəsi, onda belə variantların əsas hesab edildiyini söyləmək lazımdır. Qeyd etmək lazımdır ki, "səs-küy" anlayışı siqnala bənzəyir.

Onu təhrif edir, artıq ötürülən kodla üst-üstə düşə bilər və həmçinin zamanın özünün funksiyasını təmsil edir. Məqalədə diskret, analoq və rəqəmsal haqqında danışdığımız siqnallar və siqnal növləri təsvir olunacaq; Mövzu ilə bağlı bütün nəzəriyyəni qısaca nəzərdən keçirək.

Siqnalların növləri

Bir neçə növ, eləcə də mövcud siqnalların təsnifatı var. Gəlin onlara baxaq.

Birinci növ elektrik siqnalıdır, optik, elektromaqnit və akustik də var. Daha bir neçə oxşar növ var, lakin onlar populyar deyil. Bu təsnifat fiziki mühitə görə baş verir.

Siqnalın təyin edilməsi üsuluna görə, onlar nizamlı və nizamsız bölünür. Birinci növ analitik funksiyaya malikdir, həmçinin məlumat ötürülməsinin deterministik növüdür. Təsadüfi siqnallar bəzi nəzəriyyələrdən istifadə etməklə yaradıla bilər ali riyaziyyat, üstəlik, onlar tamamilə fərqli zaman dövrlərində bir çox dəyərləri qəbul edə bilirlər.

Siqnalın ötürülməsi növləri olduqca fərqlidir, qeyd etmək lazımdır ki, bu təsnifata görə siqnallar analoq, diskret və rəqəmsal bölünür. Çox vaxt bu siqnallar elektrik cihazlarının işini təmin etmək üçün istifadə olunur. Variantların hər birini başa düşmək üçün məktəb fizikası kursunu xatırlamalı və bir az nəzəriyyə oxumalısınız.

Siqnal niyə işlənir?

Siqnalda şifrələnmiş məlumatı əldə etmək üçün onu emal etmək lazımdır. Siqnal modulyasiyasının növlərini nəzərdən keçirsək, qeyd etmək lazımdır ki, amplituda və tezliklərin dəyişdirilməsi baxımından bu, tam başa düşülməli olan kifayət qədər mürəkkəb bir prosesdir. Məlumat alındıqdan sonra ondan tam istifadə oluna bilər müxtəlif yollarla. Bəzi hallarda formatlaşdırılır və daha da göndərilir.

Siqnal emalının baş verməsinin digər səbəblərini də qeyd etmək lazımdır. Bu, ötürülən tezliklərin sıxılmasından ibarətdir, lakin bütün məlumatlara zərər vermədən. Sonra yenidən formatlanır və ötürülür. Bu, yavaş sürətlə edilir. Analoq və haqqında danışsaq rəqəmsal forma, sonra burada xüsusi üsullardan istifadə olunur. Filtrləmə, bükülmə və bəzi başqa funksiyalar var. Siqnal zədələndikdə məlumatı bərpa etmək üçün onlar lazımdır.

Yaradılması və formatlaşdırılması

Bir çox növ məlumat siqnalları, məqalədə haqqında danışacağımız, yaradılmalı və sonra formatlaşdırılmalıdır. Bunun üçün sizdə rəqəmsal-analoq çeviricisi, həmçinin analoqdan rəqəmsal çevirici olmalıdır. Bir qayda olaraq, hər ikisi eyni vəziyyətdə istifadə olunur: yalnız DSP kimi bir texnikadan istifadə edildikdə.

Digər hallarda, yalnız ilk cihaz edəcək. Fiziki analoq kodları yaratmaq və sonra onları yenidən formatlaşdırmaq üçün rəqəmsal üsullar, xüsusi cihazlardan istifadə etmək lazımdır. Bu, mümkün qədər məlumatın zədələnməsinin qarşısını alacaq.

Dinamik diapazon

İstənilən növ analoq siqnalın diapazonunu hesablamaq asandır. Desibellərdə göstərilən daha yüksək və aşağı səs səviyyələri arasındakı fərqdən istifadə etmək lazımdır.

Qeyd etmək lazımdır ki, məlumat tamamilə onun icrasının xüsusiyyətlərindən asılıdır. Üstəlik, söhbət həm musiqidən, həm də sadə insanların söhbətlərindən gedir. Xəbəri oxuyacaq diktor götürsək, onun dinamik diapazonu 30 desibeldən çox olmayacaq. Və hər hansı bir əsəri rəngli oxuyursan, onda bu rəqəm 50-yə yüksələcək.

Analoq siqnal

Razı olan siqnalın təqdimat növləri müxtəlifdir. Qeyd etmək lazımdır ki, analoq siqnal davamlıdır. Dezavantajlar haqqında danışsaq, bir çoxları səs-küyün mövcudluğunu qeyd edirlər ki, bu da təəssüf ki, məlumat itkisinə səbəb ola bilər.

Çox vaxt kodun harada olduğu aydın olmayan bir vəziyyət yaranır mühüm məlumat, və sadəcə təhriflərin olduğu yerlərdə. Məhz buna görədir ki, analoq siqnal daha az populyarlaşıb və hazırda onu rəqəmsal texnologiya əvəz edir.

Rəqəmsal siqnal

Qeyd etmək lazımdır ki, belə bir siqnal, digər növ siqnallar kimi, diskret xüsusiyyətləri ilə təsvir olunan məlumat axınıdır.

Qeyd etmək lazımdır ki, onun amplitudası təkrarlana bilər. Yuxarıda təsvir edilən analoq versiya son nöqtəyə çox miqdarda səs-küylə çata bilirsə, rəqəmsal versiya buna imkan vermir. Məlumata zərər verməmək üçün müdaxilənin çoxunu müstəqil şəkildə aradan qaldırmağa qadirdir. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, bu tip heç bir semantik yük olmadan məlumat ötürür.

Beləliklə, istifadəçi bir fiziki kanal vasitəsilə çoxlu mesaj göndərə bilər. Qeyd etmək lazımdır ki, hazırda ən çox yayılmış səs siqnalı növlərindən, eləcə də analoqdan fərqli olaraq, rəqəmsal bir neçə növə bölünmür. O, unikal və müstəqildir. İkili axını təmsil edir. İndi olduqca populyardır, istifadəsi asandır, rəylər sübut edir.

Rəqəmsal siqnalın tətbiqi

Siqnalın ötürülməsi növlərini nəzərə alaraq, rəqəmsal seçimin harada istifadə edildiyini söyləmək lazımdır. O, ötürmə və istifadə baxımından bir çox digərlərindən nə ilə fərqlənir? Fakt budur ki, təkrarlayıcıya daxil olduqda, o, tamamilə bərpa olunur.

Avadanlıq ötürmə zamanı səs-küy və müdaxilə almış bir siqnal aldıqda dərhal formatlanır. Bunun sayəsində televiziya qüllələri səs-küy effektindən istifadə etmədən siqnalı bərpa edə bilir.

Bu vəziyyətdə, analoq rabitə daha yaxşı olacaq, çünki böyük miqdarda təhrif ilə məlumat alarkən, ən azı qismən çıxarıla bilər. Rəqəmsal versiya haqqında danışırıqsa, bu mümkün deyil. Siqnalın 50%-dən çoxunda səs-küy varsa, o zaman məlumatın tamamilə itdiyini güman edə bilərik.

Çox adam müzakirə edir mobil rabitə, və tamamilə fərqli formatlarda və ötürmə üsullarında bəzən danışmaq demək olar ki, mümkün olmadığını söylədilər. İnsanlar sözləri və ya ifadələri eşitməyə bilər. Bu yalnız baş verə bilər rəqəmsal xətt səs-küy varsa.

Analoq rabitələrdən danışırıqsa, bu halda söhbət daha da davam etdirilə bilər. Belə problemlərə görə təkrarlayıcılar boşluqları azaltmaq üçün həmişə yeni siqnal yaradırlar.

Diskret siqnal

Hal-hazırda bir insan müxtəlif nömrə yığanlardan və ya siqnalları qəbul edən digər elektron cihazlardan istifadə edir. Siqnalların növləri olduqca müxtəlifdir və onlardan biri diskretdir. Qeyd etmək lazımdır ki, bu cür cihazların işləməsi üçün audio siqnalın ötürülməsi lazımdır. Ona görə də kanala ehtiyac var ötürmə qabiliyyətiəvvəllər təsvir ediləndən xeyli yüksək səviyyədədir.

Bu nə ilə bağlıdır? Fakt budur ki, keyfiyyətli səs ötürmək üçün diskret siqnaldan istifadə etmək lazımdır. O, səs dalğasını deyil, onun rəqəmsal surətini yaradır. Müvafiq olaraq, ötürülmə texnologiyanın özündən gəlir. Belə bir köçürmənin üstünlükləri ondan ibarətdir ki, toplu göndəriş partiyalarla aparılacaq və ötürülən məlumatların miqdarı azalacaq.

İncəliklər

Kompüter texnologiyasında diskretləşmə kimi bir anlayış çoxdan mövcuddur. Belə bir siqnal sayəsində tamamilə kodlaşdırılmış məlumatlardan istifadə etmək mümkündür. Davamlı deyil, lakin bütün məlumatlar bloklarda toplanır. Üstəlik, sonuncular bir-birindən tamamilə tam və müstəqil olan ayrı hissəciklərdir.

Modulyasiya növləri

Siqnalların növlərini və ümumiyyətlə siqnalları təsvir edərkən modulyasiya haqqında da danışmaq lazımdır. Bu nədir? Bu, müəyyən bir qanuna uyğun olaraq həyata keçirilən bir neçə vibrasiya parametrinin bir anda dəyişdirilməsi prosesidir. Qeyd etmək lazımdır ki, modulyasiya rəqəmsal və nəbzlərə, eləcə də bəzilərinə bölünür.

Öz növbəsində, onların bir çoxu ayrı-ayrılıqda bir neçə növə bölünür və onların kifayət qədər çoxu var. Bu konsepsiyanın əsas xüsusiyyətləri haqqında danışmaq lazımdır. Məsələn, siqnal modulyasiyasının növlərinə görə sabit ötürülmə və minimal itkiyə nail olmaq mümkündür, lakin qeyd etmək lazımdır ki, onların hər biri xüsusi xətti gücləndirici tələb edir.

Test

Siqnal növləri

Giriş

siqnal elektron sensoru

Elektronika elektronların və ya digər yüklü hissəciklərin elektromaqnit sahələri ilə qarşılıqlı təsirinin öyrənilməsi və bu qarşılıqlı əlaqədən məlumat ötürmək, saxlamaq və ötürmək üçün istifadə edən elektron cihazların və cihazların yaradılması üsullarının işlənib hazırlanması ilə məşğul olan bir elmdir.

Elektron proseslərin və hadisələrin öyrənilməsinin nəticələri, həmçinin elektron alət və cihazların yaradılması üsullarının tədqiqi və işlənməsi elektron texnologiyanın iki istiqamətdə inkişafını müəyyən edir. Bunlardan birincisi istehsal texnologiyalarının yaradılması və müxtəlif təyinatlı elektron cihazların sənaye istehsalı ilə bağlıdır. İkinci istiqamət bu qurğular əsasında informasiya elmləri, kompüter texnologiyaları, proseslərin avtomatlaşdırılması sistemləri və s. sahəsində məlumatların ötürülməsi, qəbulu və çevrilməsi ilə bağlı müxtəlif növ problemlərin həlli üçün avadanlıqların yaradılması ilə bağlıdır.

Elektronikanın qısa, lakin hadisələrlə dolu bir tarixi var. Onun ilk dövrü onların siqnallarını qavramağa qadir olan ən sadə ötürücü və qəbuledicilərlə əlaqələndirilir. Sonra vakuum boruları dövrü gəldi. 50-ci illərin ortalarından etibarən elektronikanın inkişafında yarımkeçirici elementlərin, daha sonra isə kiçik və böyük inteqral sxemlərin yaranması ilə bağlı yeni dövr başladı.

Elektronikanın müasir inkişafı mərhələsi yüksək texniki-iqtisadi göstəricilərdə siqnalın emalı məsələlərini həll etməyə imkan verən mikroprosessorlu ultra irimiqyaslı inteqral sxemlərin, rəqəmsal siqnal prosessorlarının, proqramlaşdırıla bilən məntiqli inteqral sxemlərin meydana çıxması ilə xarakterizə olunur. İnformasiyanın toplanması, emalı və ötürülməsi sistemlərini dəyişdirən rəqəmsal elektronikanı analoq texnologiyalarsız təsəvvür etmək mümkün deyil. Bu sistemlərin xüsusiyyətlərini böyük ölçüdə təyin edən analoq cihazlardır.

Elektronika elektromaqnit hadisələri əsasında məlumatın ötürülməsi, qəbulu və çevrilməsi məsələlərini öyrənir. Elektronika ilə əlaqədar olaraq, mesajların insandan insana ötürülməsi ilə yanaşı, insanla maşın arasında və maşınlar arasında məlumat mübadiləsini də nəzərdən keçirmək məqsədəuyğundur.

İnformasiya anlayışının ən ümumi fəlsəfidən (informasiya real dünyanın əksidir) praktiki (informasiya saxlanma, ötürmə, çevrilmə obyekti olan bütün məlumatlardır) qədər bir çox tərifləri mövcuddur.

Məlumat siqnallar şəklində ötürülür. Siqnal informasiya daşıyan fiziki prosesdir. Siqnal səsli, işıqlı, formada ola bilər poçt göndərişi və s. Ən çox yayılmış siqnal U(t) zamana qarşı gərginlik şəklində elektrik formasındadır.

Demək olar ki, hər hansı bir elektron sistem bu və ya digər şəkildə enerjini çevirmək və ya məlumatı çevirmək məqsədi daşıyır. Hər hansı bir elektron idarəetmə sisteminin vəzifəsi ən ümumi mənada idarə olunan obyektin cari iş rejimi haqqında məlumatı emal etmək və bunun əsasında obyektin cari iş rejimini göstərilən rejimə yaxınlaşdırmaq üçün idarəetmə siqnallarını yaratmaqdır. . Bu zaman informasiyanın emalı dedikdə sistemin vəziyyəti tənliklərinin bu və ya digər şəkildə həlli nəzərdə tutulur.

Şəkil 1.1-də təqdim olunan obyekt çoxsaylı xassələri müxtəlif fiziki kəmiyyətlər (PV) ilə xarakterizə olunan həqiqi fiziki obyektdir. Digər obyektlərlə çoxtərəfli və mürəkkəb əlaqədədir. Şəkildəki bu əlaqələrin bütün müxtəlifliyindən. Şəkil 1.1-də obyektin vəziyyətini xarakterizə edən ölçüləcək giriş PV X və çıxış PV Y göstərilir. Sensorlar (əsas çeviricilər) əksər hallarda qeyri-elektrik xarakterli olan PV X və Y-nin elektrik siqnallarına çevrilməsini təmin edir. zəruri məlumatlar narahatedici təsirlər və obyektin vəziyyəti haqqında.

Siqnalın ilkin emal cihazı (PDU) sistemin ayrılmaz hissəsidir. O, ölçülmüş fiziki kəmiyyətlərin ilkin işlənməsini həyata keçirən sonrakı elektron cihazlarla sensorların interfeysini təmin edir. Bir qayda olaraq, ona aşağıdakı funksiyalar verilir:

· çıxış gücləndirilməsi əsas çeviricilər;

· analoq siqnalların normallaşdırılması, yəni. ilkin fasiləsiz siqnalın miqyasının sərhədlərini ölçmə kanalının analoq-rəqəmsal çeviricisinin giriş siqnalının standart diapazonlarından birinə gətirmək (ən çox yayılmış diapazonlar 0 ilə 5 V, -5 V ilə 5 V arasındadır. və 0-dan 10 V-a qədər;

· ilkin aşağı ötürücü filtrləmə, yəni. müxtəlif mənşəli müdaxilənin ölçmə nəticəsinə təsirini azaltmaq üçün ilkin davamlı siqnalın tezlik diapazonunun məhdudlaşdırılması;

· analoq və ya diskret siqnal mənbəyi ilə sistemin ölçmə və/və ya vəziyyət kanalları arasında qalvanik izolyasiyanın təmin edilməsi. Bu, sistemin diskret çıxış kanalları ilə idarə olunan güc avadanlığı arasındakı izolyasiyaya eyni dərəcədə aiddir. Çıxış və giriş sxemlərinin faktiki mühafizəsi ilə yanaşı, qalvanik izolyasiya kompüter sisteminin zəmininin və idarə olunan avadanlığın zəmininin tam ayrılması hesabına torpaqlama sxemləri vasitəsilə sistemə müdaxilənin təsirini azaltmağa imkan verir. Galvanik izolyasiyanın olmamasına yalnız texniki cəhətdən əsaslandırılmış hallarda icazə verilir.

İlkin emal qurğusunun çıxış siqnalları analoqdan rəqəmsal çevirici (ADC) adlanan cihaz vasitəsilə rəqəmsal formaya çevrilir. ADC çıxışı analoq siqnalın ikili təsvirini yaradır, sonra isə rəqəmsal siqnal prosessoru tərəfindən işlənir. Emal edildikdən sonra siqnalda olan məlumat rəqəmsal-analoq çeviricidən (DAC) istifadə edərək yenidən analoq formaya çevrilə bilər.

Prosessor narahatedici təsirləri və obyektin vəziyyətini xarakterizə edən ilkin məlumatları emal edir. Emal alqoritmi ölçmə obyekti, seçilmiş (ölçülmüş) fiziki kəmiyyətlərin (PV) qiymətlərinin verilmiş şərtlərdə tələb olunan dəqiqliklə və ölçmələrin əsas xüsusiyyətlərinin müəyyən edilməsindən ibarət ölçmə tapşırığı ilə müəyyən edilir.

1. Siqnallar

siqnal elektron sensoru

Siqnal anlayışı elektronikanın əsas anlayışlarından biridir. Siqnal bir sistemdə mövcud olan, bu sistemə xarici təsirlərə uyğun olaraq qəbul etdiyi bir çox vəziyyətə malik olan fiziki bir prosesdir. Siqnalın əsas xüsusiyyəti onun bu sistemə təsiri haqqında məlumat daşımasıdır.

Real fiziki proseslər zamanla baş verdiyi üçün, o zaman kimi riyazi model bu prosesləri təmsil edən siqnal fiziki proseslərdə dəyişiklikləri əks etdirən zaman funksiyalarından istifadə edir.

Siqnal səsli, işıqlı, poçt şəklində və s. ola bilər. Ən çox yayılmış siqnal U(t) zamana qarşı gərginlik şəklində elektrik formasıdır.

. Siqnal təsnifatı

Xüsusi məlumatların ötürülməsindəki roluna əsasən siqnallar faydalı və müdaxilə edən (müdaxilə) bölünə bilər. Faydalı siqnallar müəyyən məlumat daşıyır və müdaxilə onu təhrif edir, baxmayaraq ki, onlar başqa məlumatları da daşıya bilərlər.

Gözlənilən siqnal qiymətlərinin əminlik dərəcəsinə görə bütün siqnalları deterministik siqnallara və təsadüfi siqnallara bölmək olar. Deterministik, istənilən vaxt dəyərini dəqiq müəyyən etmək mümkün olan bir siqnaldır. Deterministik siqnallar dövri və ya dövri olmayan ola bilər.

Siqnal şərtin ödənildiyi dövri adlanır
s(t) = s (t + kT), burada k istənilən tam ədəddir, T sonlu zaman dövrü olan dövrdür. Dövri siqnala misal olaraq harmonik rəqsi göstərmək olar. .

Burada Ü m, T, f 0, w 0, Və j 0- müvafiq olaraq amplituda, dövr, tezlik, bucaq tezliyi və rəqsin başlanğıc mərhələsi.

Mürəkkəb dövri siqnallara müxtəlif formalı nəbz siqnalları (elektrik impulsları) daxildir.

Elektrik impulsu elektrik gərginliyində və ya cərəyanında qısamüddətli kəskin dəyişiklikdir.

Yüksək tezlikli rəqsləri ehtiva etməyən elektrik cərəyanı və ya gərginlik impulsları (birqütblü) video impulslar adlanır (şək. 2.2). Zamanla məhdudlaşan yüksək tezlikli və ya ultra yüksək tezlikli elektromaqnit rəqsləri olan, zərfi video impuls formasına malik olan elektrik impulsları radio impulsları adlanır.

Zamanla dəyişikliyin xarakterinə görə elektrik impulsları düzbucaqlı, mişar dişli, eksponensial, zəngvari və digər formalara bölünür. Həqiqi bir video impuls amplituda A, nəbz müddəti ilə xarakterizə olunan olduqca mürəkkəb bir formaya sahib ola bilər. t Və , ön müddəti t f və azalma müddəti t ilə , üst çipin ölçüsü D A.

İstənilən mürəkkəb dövri siqnal, əsas tezliyin qatları olan tezliklərlə harmonik rəqslərin cəmi kimi təqdim edilə bilər.

Qeyri-dövri siqnal adətən vaxtla məhdudlaşır.

Təsadüfi siqnal, dəyərləri əvvəlcədən bilinməyən və yalnız müəyyən ehtimalla proqnozlaşdırıla bilən zaman funksiyasıdır. Əsas xüsusiyyətlər kimi təsadüfi siqnallar qəbul edin:

a) ehtimalın paylanması qanunu (siqnalın böyüklüyünün müəyyən intervalda qalmasının nisbi vaxtı);

b) siqnal gücünün spektral paylanması.

Sensorların çıxış siqnalları müəyyən fiziki proseslərin əksidir. Onlar davamlı olmağa meyllidirlər, çünki əksər fiziki proseslər təbiətdə davamlıdır. Belə siqnallara analoq deyilir.

Analoq siqnal davamlı (və ya hissə-hissə davamlı) x funksiyası ilə təsvir olunur A (t) və funksiyanın özü, arqumenti kimi, müəyyən edilmiş həddlər daxilində istənilən qiymətləri qəbul edə bilər. Analoq siqnalları yaratmaq və emal etmək kifayət qədər sadədir, lakin onlar nisbətən sadə texniki problemləri həll edə bilirlər. Müasir iş elektron sistemlər diskret və rəqəmsal siqnalların istifadəsinə əsaslanır.

Diskret vaxt siqnalı fasiləsiz funksiyanın diskret vaxtlarda ani dəyərləri ilə əvəzlənməsini təmsil edən fasiləsiz funksiyanın diskretləşdirilməsi nəticəsində əldə edilir. Belə siqnal qəfəs funksiyası (ardıcıl zaman seriyası) S(n?t) ilə təsvir olunur. Müəyyən bir intervalda istənilən dəyərləri qəbul edə bilər, müstəqil dəyişən n isə diskret dəyərlər alır n = 0, ±1, ±2,... və t seçmə intervalıdır.

Kvantlaşdırma əməliyyatı nəticəsində səviyyə ilə kvantlaşdırılmış siqnal alınır. Səviyyənin kvantlaşdırma əməliyyatının mahiyyəti ondan ibarətdir ki, analoq siqnalın fasiləsiz dinamik diapazonunda kvantlaşdırma səviyyələri adlanan bir sıra diskret səviyyələr sabitləşir. Analoq siqnalın cari dəyərləri ən yaxın kvantlaşdırma səviyyələri ilə müəyyən edilir.

Diskret zaman siqnalının səviyyəsi ilə kvantlaşdırma diskret kvantlaşdırılmış siqnal əldə etməyə imkan verir. Rəqəmsal siqnal, diskret kvantlaşdırılmış siqnalın kvantlaşdırma səviyyələrini ikili ədədlərlə (ikilik say sistemindəki ədədlər) nömrələməklə əldə edilir və buna görə də diskret kvantlaşdırılmış siqnalın nümunə dəyərlərini ədədlər şəklində təmsil edir.

arasında deterministik siqnallar Mövcudluğuna ehtiyac işlənmiş elektron cihazların xüsusiyyətlərini sınaqdan keçirmək ehtiyacları ilə müəyyən edilən sınaq siqnalları xüsusi bir yer tutur.

Harmonik salınım. Ən çox yayılmış sınaq siqnalı müxtəlif məqsədlər üçün cihazların tezlik xüsusiyyətlərini qiymətləndirmək üçün ölçmə praktikasında istifadə olunan harmonik salınımdır.

Vahid atlama ölçüsüz kəmiyyətdir, ona görə də s(t) siqnalını vahid atlama funksiyasına vurmaq t=0 zamanında bu siqnalı işə salmağa bərabərdir:

s (t) t ³-də 0;(t) 1 (t) =

t-də<t 0.

Delta funksiyası. Tərifinə görə ?-funksiya aşağıdakı şərtlərə cavab verir:

0-da t¹ t 0;

d(t - t 0) =

t = t0-da ;

Beləliklə, ?-funksiya arqumentin bütün sıfır olmayan qiymətləri üçün sıfıra bərabərdir və t = 0 nöqtəsində sonsuz böyük bir dəyər alır. Əyri altındakı sahə məhdudlaşır ?-funksiyası birinə bərabərdir.

3. Deterministik siqnalların təmsil formaları

Zaman funksiyası kimi siqnal modelləri ilk növbədə dalğa formasının təhlili üçün nəzərdə tutulub. Mürəkkəb formalı siqnalların hər hansı bir cihaz vasitəsilə ötürülməsi problemlərini həll edərkən, belə bir siqnal modeli çox vaxt tamamilə rahat deyil və cihazlarda baş verən fiziki proseslərin mahiyyətini anlamağa imkan vermir.

Buna görə də siqnallar elementar (əsas) funksiyalar dəsti ilə təmsil olunur, onlar üçün ortoqonal harmonik (sinus və kosinus) funksiyalar ən çox istifadə olunur. Məhz belə funksiyaların seçilməsi onunla bağlıdır ki, onlar riyazi nöqteyi-nəzərdən zamanla dəyişməyən xətti sistemlərin (parametrləri zamandan asılı olmayan sistemlər) öz funksiyalarıdır, yəni. bu sistemlərdən keçdikdən sonra onların formasını dəyişməyin. Nəticədə siqnal müxtəlif amplitüdlər, fazalar və harmonik funksiyaların tezlikləri ilə təmsil oluna bilər ki, onların məcmusuna siqnal spektri deyilir.

Beləliklə, ixtiyari deterministik siqnalın təsvirinin iki forması var: müvəqqəti və tezlik (spektral).

Təqdimatın birinci forması t vaxtının funksiyası kimi siqnalın riyazi modelinə əsaslanır:

ikincisi - f tezliyi funksiyası şəklində siqnalın riyazi modelində və çox vacib olan bu model yalnız mürəkkəb funksiyalar sahəsində mövcuddur:

S = (f) = S (jf).

Siqnal təmsilinin hər iki forması bir cüt Furye çevrilməsi ilə bir-birinə bağlıdır:

Bucaq (dövrlü) tezliyi w = 2pf istifadə edərkən Furye çevrilmələri aşağıdakı formaya malikdir:

Harmonik salınımın zaman təsviri aşağıdakı formaya malikdir:

burada Um, T, f0, w0 və j0 müvafiq olaraq rəqsin amplitudası, dövrü, tezliyi, bucaq tezliyi və başlanğıc mərhələsidir.

Tezlik sahəsində belə bir rəqsi təmsil etmək üçün w0 tezliyində siqnalın amplitudasının Um-ə, ilkin fazanın isə j0-a bərabər olduğunu göstərən iki tezlik funksiyasını təyin etmək kifayətdir:

Harmonik salınımların vaxt və tezlik təsvirlərinin qrafikləri Şəkildə göstərilmişdir. 2.7, burada amplituda U m və faza j 0düz seqmentlər şəklində düzülmüşdür.

U dəyərləri m =U( w 0) Və j 0 =j (w 0) uyğun olaraq harmonik rəqsin amplitudası və faza spektri adlanır və onların cəmi sadəcə olaraq spektrdir.

Tezlik sahəsində iki real funksiyadan istifadə etmək əvəzinə, tək, lakin mürəkkəb funksiyadan istifadə edə bilərsiniz. Bunun üçün harmonik rəqsin zaman təsvirini mürəkkəb formada yazırıq:

Mənfi tezliklər bölgəsini nəzərdən keçirsək (onların fiziki mənası yoxdur), onda yaza bilərik:

Harmonik rəqsin kompleks amplitudası haradadır, modulu Um-ə bərabərdir və arqumenti j0-dır.

4. Fiziki siqnalın işlənməsinin məqsədləri

Fiziki siqnalların işlənməsinin əsas məqsədi onlarda olan məlumatları əldə etmək ehtiyacıdır. Bu məlumat adətən siqnal amplitudasında (mütləq və ya nisbi), tezlik və ya spektral məzmunda, fazada və ya çoxsaylı siqnalların nisbi vaxtında mövcuddur. İstənilən məlumat siqnaldan çıxarıldıqdan sonra ondan müxtəlif üsullarla istifadə etmək olar.

Bəzi hallarda siqnalda olan məlumatın yenidən formatlanması arzu edilir. Xüsusilə, format dəyişikliyi tezlik bölgüsü çoxlu giriş (FDMA) telefon sistemində audio siqnalın ötürülməsi zamanı baş verir. Bu halda, mikrodalğalı radio rele, koaksial kabel və ya fiber optik kabel vasitəsilə ötürülmək üçün tezlik spektrində çoxlu səs kanallarını yerləşdirmək üçün analoq üsullardan istifadə olunur. Rəqəmsal rabitədə analoq audio məlumat əvvəlcə A/D çeviricisi ilə rəqəmsal hala çevrilir. Ayrı-ayrı audio kanalları təmsil edən rəqəmsal məlumat zamanla çoxaldılır (zaman bölgüsü çoxlu giriş, TDMA) və ardıcıl rəqəmsal keçid vasitəsilə ötürülür.

Siqnalın işlənməsinin başqa bir səbəbi siqnal ötürmə qabiliyyətinin sıxılmasıdır (məlumatların əhəmiyyətli dərəcədə itkisi olmadan), ardınca məlumatın formatlaşdırılması və aşağı sürətlə ötürülməsi, lazımi kanal genişliyini daraltmağa imkan verir. Yüksəksürətli modemlərdə və adaptiv impuls kodu modulyasiya sistemlərində verilənlərin artıqlığının (sıxılmasının) aradan qaldırılması üçün alqoritmlərdən, həmçinin rəqəmsal mobil rabitə sistemlərində, səsyazma sistemlərində və yüksək dəqiqlikli televiziyada geniş istifadə olunur.

Ölçmələrin avtomatlaşdırılması üçün aparat və proqram sistemləri bir çox hallarda sensorlardan alınan məlumatlardan müvafiq əks əlaqə siqnallarını yaratmaq üçün istifadə edir ki, bu da öz növbəsində ölçmə prosesinə birbaşa nəzarət edir. Bu sistemlər həm ADC, həm də DAC, həmçinin sensorlar, siqnal kondisionerləri və rəqəmsal prosessorlar tələb edir

Bəzi hallarda, məlumatı ehtiva edən siqnalda səs-küy var və əsas məqsəd siqnalın yenidən qurulmasıdır. Həm analoq, həm də rəqəmsal domenlərdə bu tapşırığı yerinə yetirmək üçün filtrləmə, sinxron aşkarlama və s. kimi üsullardan tez-tez istifadə olunur.

Beləliklə, siqnalın çevrilməsinin məqsədləri:

· siqnal haqqında məlumatın çıxarılması (amplituda, faza, tezlik, spektral komponentlər, zaman əlaqələri);

· siqnal formatının çevrilməsi;

·məlumatların sıxılması;

· əks əlaqə siqnallarının yaradılması;

· analoqdan rəqəmə çevirmə;

· rəqəmsaldan analoqa çevrilmə;

· siqnalı səs-küydən ayırmaq.

. Fiziki siqnal emal üsulları

Siqnallar emal edilə bilər:

· analoq üsullar (analoq siqnalın işlənməsi);

· rəqəmsal üsullar (rəqəmsal siqnalın işlənməsi);

· və ya analoq və rəqəmsal metodların kombinasiyası (birləşdirilmiş siqnal emalı).

Analoq siqnalları (analoq emal) emal edən qurğular analoq (analoq prosessorlar) adlanır.

Rəqəmsal siqnalları (rəqəmsal emal) emal edən qurğular rəqəmsal (rəqəmsal prosessorlar) adlanır.

Bəzi hallarda emal üsulunun seçimi aydın olur, digər hallarda seçimdə aydınlıq yoxdur və buna görə də yekun qərar müəyyən edilmiş metodların üstünlükləri və mənfi cəhətləri əsasında müəyyən mülahizələrə əsaslanır.

Rəqəmsal siqnal emal üsullarının əsas üstünlüklərinə aşağıdakılar daxildir:

· analoq texnologiyadan istifadə etməklə həyata keçirmək çətin və çox vaxt qeyri-mümkün olan mürəkkəb siqnal emalı alqoritmlərini həyata keçirmək bacarığı;

· "uyğunlaşma" və ya özünü tənzimləmə prinsipini həyata keçirmək qabiliyyəti, yəni cihazı fiziki olaraq yenidən qurmadan siqnalın işlənməsi alqoritmini dəyişdirmək imkanı (məsələn, filtr girişinə daxil olan siqnalın növündən asılı olaraq);

· bir neçə siqnalın eyni vaxtda işlənməsi imkanı;

· siqnalın işlənməsinin əsaslı şəkildə əldə edilə bilən yüksək dəqiqliyi;

· rəqəmsal prosessorların parametrlərinin qeyri-sabitliyinin temperaturun dəyişməsi, qocalması, sıfır sürüşməsi, təchizatı gərginliyindəki dəyişikliklər və digər səbəblərdən siqnalın işlənməsinin “keyfiyyətinə” əhəmiyyətli təsirinin olmaması;

· rəqəmsal cihazların daha yüksək səs-küy toxunulmazlığı və rəqəmsal siqnalların ötürülməsi üçün daha az enerji, vaxt və tezlik "xərcləri" (analoq siqnalların ötürülməsi ilə müqayisədə);

· rəqəmsal cihazların daha yüksək inkişaf səviyyəsi.

Rəqəmsal prosessorların çatışmazlıqlarına aşağıdakılar daxildir:

· analoq cihazlarla müqayisədə daha böyük mürəkkəblik və daha yüksək qiymət;

· performans bizim istədiyimiz qədər yüksək deyil;

· hesablama prosesi zamanı seçmə, siqnalın kvantlaşdırılması və yuvarlaqlaşdırılması nəticəsində yaranan xüsusi xətaların aradan qaldırılmasının mümkünsüzlüyü.

Bu günün mütəxəssisi siqnalın işlənməsi problemini həll etmək üçün analoq və rəqəmsal metodların uyğun birləşməsini seçməklə üzləşir. Bütün sensorlar (mikrofonlar, termocütlər, gərginlikölçənlər, piezoelektrik kristallar, disk ötürücü başlıqlar və s.) analoq qurğular olduğundan fiziki analoq siqnalları yalnız rəqəmsal üsullardan istifadə etməklə emal etmək mümkün deyil. Buna görə də, bəzi növ siqnallar analoq və ya rəqəmsal üsullarla siqnalın sonrakı işlənməsi üçün normallaşdırma sxemlərini tələb edir. Əslində, siqnal kondisioner sxemləri aşağıdakıları yerinə yetirən analoq prosessorlardır:

· ölçmə və ilkin (bufer) gücləndiricilərdə siqnalların gücləndirilməsi);

· yüksək dəqiqlikli ümumi rejimli siqnal gücləndiricilərindən istifadə edərək səs-küy fonunda siqnalın aşkarlanması;

· dinamik diapazonda sıxılma (loqarifmik gücləndiricilər, loqarifmik DAC-lar və proqramlaşdırıla bilən qazanc gücləndiriciləri);

· filtrasiya (passiv və aktiv).

Ədəbiyyat

1.Volınski V.A. və başqaları elektrik mühəndisliyi / B.A. Volınski, E.N. Zane, V.E. Şaternikov: Proc. universitetlər üçün dərslik. - M.: Energoatomizdat, 2011. - 528 s., ill.

2.Kasatkin A.S., Nemtsov M.V. Elektrik mühəndisliyi: Dərslik. universitetlər üçün dərslik. - 4-cü nəşr, yenidən işlənmiş. - M.: Energoatomizdat, 2003. - 440 s., ill.

.Sənaye elektronikasının əsasları: Qeyri-elektrik mühəndisliyi üçün dərslik. mütəxəssis. universitetlər /V.G. Gerasimov, O M. Knyazkov, A E. Krasnopolski, V.V. Suxorukov; red. V.G. Gerasimova. - 3-cü nəşr, yenidən işlənmiş. və əlavə - M.: Daha yüksək. məktəb, 2006. - 336 s., xəstə.

.Elektrik mühəndisliyi və elektronika 3 kitabda. Ed. V.G. Gerasimova 1 kitab. Elektrik və maqnit dövrələri. - M.: Ali məktəb. - 2006

.Elektrik mühəndisliyi və elektronika 3 kitabda. Ed. V.G. Gerasimova 2 kitab. Elektromaqnit cihazları və elektrik maşınları. - M.: Ali məktəb. - 2007

Repetitorluq

Mövzunu öyrənmək üçün kömək lazımdır?

Mütəxəssislərimiz sizi maraqlandıran mövzularda məsləhətlər verəcək və ya repetitorluq xidmətləri göstərəcək.
Ərizənizi təqdim edin konsultasiya əldə etmək imkanını öyrənmək üçün mövzunu indi göstərərək.

Bluetooth