Signalai yra informaciniai kodai, kuriuos žmonės naudoja pranešimams perduoti informacinė sistema. Signalą galima duoti, bet jo priimti nebūtina. Kadangi pranešimas gali būti laikomas tik signalu (arba signalų rinkiniu), kurį gavo ir iššifravo gavėjas (analoginis ir skaitmeninis signalas).

Vienas pirmųjų informacijos perdavimo būdų nedalyvaujant žmonėms ar kitoms gyvoms būtybėms buvo signaliniai gaisrai. Kilus pavojui, laužai buvo kūrenami nuosekliai nuo vieno posto iki kito. Toliau mes apsvarstysime informacijos perdavimo naudojant elektromagnetinius signalus metodą ir išsamiai aptarsime temą analoginis ir skaitmeninis signalas.

Bet koks signalas gali būti pavaizduotas kaip funkcija, apibūdinanti jo charakteristikų pokyčius. Šis vaizdas yra patogus studijuojant radijo inžinerinius prietaisus ir sistemas. Be radijo inžinerijos signalo, yra ir triukšmo, kuris yra jo alternatyva. Jokio triukšmo naudingos informacijos ir sąveikaudamas su juo iškraipo signalą.

Pati sąvoka leidžia abstrahuotis nuo konkrečių fizinių dydžių, kai kalbama apie reiškinius, susijusius su informacijos kodavimu ir dekodavimu. Matematinis signalo modelis tyrimuose leidžia remtis laiko funkcijos parametrais.

Signalų tipai

Signalai pagal fizinę informacijos nešėjo aplinką skirstomi į elektrinius, optinius, akustinius ir elektromagnetinius.

Pagal nustatymo metodą signalas gali būti reguliarus arba nereguliarus. Pateikiamas įprastas signalas deterministinė funkcija laiko. Netaisyklingas radijo inžinerijos signalas vaizduojamas chaotiška laiko funkcija ir analizuojamas naudojant tikimybinį metodą.

Signalai, priklausomai nuo funkcijos, apibūdinančios jų parametrus, gali būti analoginiai arba diskretūs. Diskretus signalas, kuris buvo kvantuotas, vadinamas skaitmeniniu signalu.

Signalų apdorojimas

Analoginiai ir skaitmeniniai signalai apdorojami ir nukreipiami perduoti ir priimti signale užkoduotą informaciją. Kai informacija išgaunama, ji gali būti naudojama įvairiems tikslams. Ypatingais atvejais informacija suformatuojama.

Analoginiai signalai stiprinami, filtruojami, moduliuojami ir demoduliuojami. Skaitmeniniai duomenys taip pat gali būti glaudinami, aptinkami ir pan.

Analoginis signalas

Mūsų pojūčiai visą informaciją, patenkančią į juos analogine forma, suvokia. Pavyzdžiui, jei matome pro šalį važiuojantį automobilį, matome jo judėjimą nuolat. Jei mūsų smegenys galėtų gauti informaciją apie savo padėtį kartą per 10 sekundžių, žmonės būtų nuolat pervaryti. Bet mes galime įvertinti atstumą daug greičiau ir šis atstumas yra aiškiai apibrėžtas kiekvienu laiko momentu.

Visiškai tas pats vyksta ir su kita informacija, bet kurią akimirką galime įvertinti garsumą, pajusti pirštų spaudimą objektams ir pan. Kitaip tariant, beveik visa informacija, kuri gali atsirasti gamtoje, yra analogiška. Lengviausias būdas tokią informaciją perduoti yra analoginiais signalais, kurie yra nuolatiniai ir apibrėžiami bet kuriuo metu.

Norėdami suprasti, kaip atrodo analoginis elektrinis signalas, galite įsivaizduoti grafiką, kuris rodo amplitudę vertikalioje ašyje ir laiką horizontalioje ašyje. Jei, pavyzdžiui, išmatuosime temperatūros pokytį, grafike atsiras ištisinė linija, rodanti jos reikšmę kiekvienu laiko momentu. Norint perduoti tokį signalą naudojant elektros srovė, turime palyginti temperatūros vertę su įtampos verte. Taigi, pavyzdžiui, 35,342 laipsniai Celsijaus gali būti užkoduoti kaip 3,5342 V įtampa.

Analoginiai signalai buvo naudojami visų tipų ryšiams. Norint išvengti trukdžių, toks signalas turi būti sustiprintas. Kuo didesnis triukšmo lygis, tai yra trukdžiai, tuo labiau signalas turi būti sustiprintas, kad jį būtų galima priimti be iškraipymų. Šis signalų apdorojimo būdas sunaudoja daug energijos gaminant šilumą. Tokiu atveju sustiprintas signalas pats gali sukelti trikdžius kitiems ryšio kanalams.

Dabar analoginiai signalai Jie taip pat naudojami televizijoje ir radijuje, norint konvertuoti įvesties signalą mikrofonuose. Tačiau apskritai tokio tipo signalai visur pakeičiami arba pakeičiami skaitmeniniais signalais.

Skaitmeninis signalas

Skaitmeninis signalas vaizduojamas skaitmeninių reikšmių seka. Šiandien dažniausiai naudojami dvejetainiai skaitmeniniai signalai, nes jie naudojami dvejetainėje elektronikoje ir yra lengviau užkoduojami.

Skirtingai nuo ankstesnio signalo tipo, skaitmeninis signalas turi dvi reikšmes „1“ ir „0“. Jei prisiminsime mūsų pavyzdį su temperatūros matavimu, signalas bus generuojamas kitaip. Jei analoginio signalo tiekiama įtampa atitinka išmatuotos temperatūros reikšmę, tada skaitmeniniame signale kiekvienai temperatūros vertei bus tiekiamas tam tikras įtampos impulsų skaičius. Pats įtampos impulsas bus lygus „1“, o įtampos nebuvimas bus „0“. Priimanti įranga iššifruos impulsus ir atkurs pradinius duomenis.

Įsivaizdavę, kaip grafike atrodys skaitmeninis signalas, pamatysime, kad perėjimas nuo nulio prie maksimumo yra staigus. Būtent ši funkcija leidžia priimančiajai įrangai aiškiau „matyti“ signalą. Jei atsiranda kokių nors trukdžių, imtuvui lengviau iššifruoti signalą nei naudojant analoginį perdavimą.

Tačiau neįmanoma atkurti skaitmeninio signalo su labai dideliu triukšmo lygiu, tuo tarpu vis tiek galima „išgauti“ informaciją iš analoginio tipo su dideliu iškraipymu. Taip yra dėl uolos efekto. Efekto esmė ta, kad skaitmeniniai signalai gali būti perduodami tam tikrais atstumais, o tada tiesiog sustoti. Šis efektas atsiranda visur ir išsprendžiamas tiesiog atkuriant signalą. Kai signalas nutrūksta, reikia įdėti kartotuvą arba sumažinti ryšio linijos ilgį. Retransliatorius nestiprina signalo, bet atpažįsta jo pradinę formą ir sukuria tikslią jo kopiją ir gali būti bet kokiu būdu panaudotas grandinėje. Tokie signalo kartojimo metodai aktyviai naudojami tinklo technologijose.

Be kita ko, analoginiai ir skaitmeniniai signalai taip pat skiriasi gebėjimu koduoti ir šifruoti informaciją. Tai viena iš perėjimo priežasčių mobiliojo ryšioį „skaitmenį“.

Analoginis ir skaitmeninis signalas ir skaitmeninis analoginis konvertavimas

Turime šiek tiek plačiau pakalbėti apie tai, kaip analoginė informacija perduodama skaitmeniniais ryšio kanalais. Vėl panaudokime pavyzdžius. Kaip jau minėta, garsas yra analoginis signalas.

Kas vyksta viduje mobiliuosius telefonus kurie perduoda informaciją skaitmeniniais kanalais

Į mikrofoną patenkantis garsas yra konvertuojamas iš analoginio į skaitmeninį (ADC). Šis procesas susideda iš 3 žingsnių. Atskiros signalo reikšmės imamos vienodais laiko intervalais, procesas vadinamas mėginių ėmimu. Pagal Kotelnikovo teoremą apie pralaidumo kanalų, šių verčių paėmimo dažnis turėtų būti dvigubai didesnis už didžiausią signalo dažnį. Tai yra, jei mūsų kanalo dažnio riba yra 4 kHz, tada atrankos dažnis bus 8 kHz.

Tada visos pasirinktos signalo reikšmės yra suapvalinamos arba, kitaip tariant, kvantuojamos. Kuo daugiau lygių sukuriama, tuo didesnis atkurto signalo imtuve tikslumas. Tada visos reikšmės konvertuojamos į dvejetainis kodas, kuris perduodamas į bazinė stotis ir tada pasiekia kitą abonentą, kuris yra gavėjas. Imtuvo telefone vyksta konvertavimo iš skaitmeninio į analogą (DAC) procedūra. Tai atvirkštinė procedūra, kurios tikslas – gauti signalą išėjime, kuris būtų kuo identiškesnis pradiniam. Tada analoginis signalas išeina garso pavidalu iš telefono garsiakalbio.

Pasakojimo tikslas – parodyti, kas yra „signalo“ sąvoka, kokie bendri signalai egzistuoja ir kokias bendrąsias savybes jie turi.

Kas yra signalas? Į šį klausimą net mažas vaikas pasakys, kad tai „toks dalykas, su kuriuo galima ką nors bendrauti“. Pavyzdžiui, naudodami veidrodį ir saulę, galite perduoti signalus regėjimo linijos atstumu. Laivuose signalai buvo perduodami naudojant semaforines vėliavas. Tai darė specialiai apmokyti signalininkai. Taigi informacija buvo perduodama naudojant tokias vėliavėles. Štai kaip perteikti žodį „signalas“:

Gamtoje yra labai daug įvairių signalų. Taip, iš tikrųjų signalu gali būti bet kas: ant stalo palikta nata, koks nors garsas gali pasitarnauti kaip signalas pradėti tam tikrą veiksmą.

Gerai, su tokiais signalais viskas aišku, todėl pereisiu prie elektrinių signalų, kurių gamtoje yra ne mažiau nei bet kurių kitų. Bet juos galima bent jau apytiksliai suskirstyti į grupes: trikampius, sinusinius, stačiakampius, pjūklinius, vieno impulso ir kt. Visi šie signalai pavadinti pagal tai, kaip jie atrodo pavaizduoti diagramoje.

Signalai gali būti naudojami kaip metronomas laikrodžiams skaičiuoti (kaip laiko signalas), išlaikyti laiką, kaip valdymo impulsus, valdyti variklius arba tikrinti įrangą ir perduoti informaciją.

Elektrinės charakteristikos signalus

Tam tikra prasme elektrinis signalas yra grafikas, rodantis įtampos ar srovės pokytį laikui bėgant. Kas rusiškai reiškia: jei paimsite pieštuką ir pažymėsite laiką išilgai X ašies, o įtampą arba srovę - išilgai Y ašies, o atitinkamas įtampos vertes tam tikru laiku pažymėsite taškais, tada galutiniame vaizde bus rodoma bangos forma:

Elektrinių signalų yra daug, tačiau juos galima suskirstyti į dvi dideles grupes:

Vienakryptis
Dvikryptis

Tie. vienakryptėse srovė teka viena kryptimi (arba visai neteka), o dvikrypčiuose – kintamoji ir teka arba „ten“ arba „čia“.

Visi signalai, nepriklausomai nuo tipo, turi šias charakteristikas:

Laikotarpis -- laikotarpis, po kurio signalas pradeda kartotis. Dažniausiai žymimas T
Dažnis -- nurodo, kiek kartų signalas kartosis per 1 sekundę. Jis matuojamas hercais. Pavyzdžiui, 1 Hz = 1 pakartojimas per sekundę. Dažnis yra laikotarpio atvirkštinė vertė ( ƒ = 1/T )
Amplitudė -- matuojamas voltais arba amperais (priklausomai nuo to, ar signalas yra srovės ar įtampos). Amplitudė reiškia signalo „stiprumą“. Kiek signalo grafikas nukrypsta nuo X ašies?

Signalų tipai

Sinusinė banga

Manau, kad funkcijos, kurios grafikas aukščiau esančiame paveikslėlyje nėra prasmės, vaizdavimas jums gerai žinomas nuodėmė(x). Jo periodas yra 360 o arba 2pi radianai (2pi radianai = 360 o).

O jei 1 sekundę padalinsite iš periodo T, tuomet sužinosite, kiek periodų telpa į 1 sekundę arba, kitaip tariant, kaip dažnai periodas kartojasi. Tai yra, jūs nustatysite signalo dažnį! Beje, jis nurodytas Hertz. 1 Hz = 1 sek. / 1 pakartojimas per s

Dažnis ir periodas yra atvirkščiai vienas kitam. Kuo ilgesnis laikotarpis, tuo mažesnis dažnis ir atvirkščiai. Ryšys tarp dažnio ir periodo išreiškiamas paprastais ryšiais:

Signalai, kurie savo forma primena stačiakampius, vadinami „stačiakampiais signalais“. Juos galima suskirstyti į paprastus stačiakampius signalus ir meandrus. Kvadratinė banga yra stačiakampis signalas, kurio impulso ir pauzės trukmė yra vienoda. O jei susumuojame pauzės trukmę ir pulsą, gauname vingiuotą periodą.

Įprastas stačiakampis signalas skiriasi nuo meandro tuo, kad turi skirtingą impulsų ir pauzės trukmę (be impulso). Žiūrėkite paveikslėlį žemiau – jis pasako tūkstantį žodžių.

Beje, yra dar du kvadratinių bangų signalų terminai, kuriuos turėtumėte žinoti. Jie yra atvirkščiai vienas kitam (pavyzdžiui, periodas ir dažnis). Tai pasakojimas Ir užpildymo koeficientas. Santykis (S) yra lygus periodo ir impulso trukmės santykiui ir atvirkščiai koeficientui. užpildymas.

Taigi kvadratinė banga yra stačiakampis signalas, kurio darbo ciklas yra 2. Kadangi jo periodas yra dvigubai ilgesnis už impulso trukmę.

S – darbo ciklas, D – darbo ciklas, T – impulso periodas, – impulso trukmė.

Beje, aukščiau pateikti grafikai rodo idealius stačiakampius signalus. Gyvenime jie atrodo šiek tiek kitaip, nes jokiame įrenginyje signalas negali absoliučiai akimirksniu pasikeisti nuo 0 iki tam tikros reikšmės, o tada grįžti iki nulio.

Jei kopsime į kalną, o po to iškart nusileisime ir grafike įrašysime savo padėties aukščio pasikeitimą, gausime trikampį signalą. Griežtas palyginimas, bet tikras. Trikampiuose signaluose įtampa (srovė) pirmiausia didėja, o paskui iškart pradeda mažėti. O klasikinio trikampio signalo didėjimo laikas yra lygus mažėjimo laikui (ir pusei laikotarpio).

Jei tokio signalo didėjimo laikas yra mažesnis arba didesnis nei mažėjimo laikas, tai tokie signalai jau vadinami pjūkliniais. Ir apie juos žemiau.

Rampos signalas

Kaip rašiau aukščiau, asimetrinis trikampis signalas vadinamas pjūklo signalu. Visi šie pavadinimai yra sąlyginiai ir reikalingi tik dėl patogumo.

Savo gerą darbą pateikti žinių bazei lengva. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Paskelbta http://www.allbest.ru/

1. Analoginiai ir diskretieji signalai

1. Signalas, kuris laikui bėgant nuolat kinta taip, kad jo vertę būtų galima išmatuoti bet kuriuo metu, vadinamas analoginiu.

2. Signalas, kuris diskretiškai kinta laike taip, kad jo reikšmės nustatomos tik skaičiuojamais (su tam tikru žingsniu) laiko momentais, paprastai vadinamas diskrečiu.

3. Diskretaus laiko grandinėse (su diskrečiais signalais) įėjimas ir išėjimas visada turi bendrą laidą, prijungtą prie žemės. Štai kodėl jie to nerodo.

4. Konvertavimas: analoginis signalas į atskirą signalą yra atliekamas naudojant mėginių ėmimo raktą ir žemųjų dažnių filtrą.

5. Diskretiesiems signalams būdingas diskrečiųjų reikšmių perdavimo greitis.

Pavyzdžių pavidalo signalas vadinamas amplitudės impulsiniu moduliuotu.

Atrankos dažnis yra toks pat kaip ir atrankos dažnis.

2. Diskretūs ir skaitmeniniai signalai

1. Skaitmeniniai (dvejetainiai) signalai yra ypatingas diskrečiųjų atvejis, kai bet kurio impulso amplitudei leidžiamos tik dvi reikšmės: „0“ arba „1“, atitinkamai, srovės ir nesrovių signalų.

2. Perėjimai iš atskirojo signalo į skaitmeninį signalą atliekami naudojant skaitmeninį-analoginį keitiklį (DAC) ir analoginį-skaitmeninį keitiklį (ADC).

3. ADC konvertuojamas dviem etapais:

kiekviena atskira signalo reikšmė konvertuojama iš dešimtainės į dvejetainę skaičių sistemą;

Dvejetainis skaičius yra susietas su dvejetainiu signalu, turinčiu dvi pozicijas „0“ ir „1“.

5 = 12 2 + 02 1 + 12 0 101

4. Skaitmeniniai signalai apibūdinami jų perdavimo greičiu bitais/sek.

Bitas yra minimalus pranešimas, nurodantis vienos iš dviejų reikšmių pasirinkimą: „0“ ir „1“.

1 baitas yra lygus 8 bitams.

5. Perdavimui per LEC 1 bit/s paprastai reikia 1 Hz dažnių juostos pločio.

3. Kanalų laiko padalijimo samprata

1. Grandinė, turinti kelis įėjimus ir išėjimus ir pasižyminti funkcine paskirtimi (stiprintuvas, filtras ir kt.), vadinama sistema.

2. Kanalų laiko padalijimo sistema pagrįsta kiekvienam abonentui individualaus veikimo laiko suteikimu.

3. A. Individualus veikimo laikas – tai atskirų mėginių ėmimo raktų buvimas.

B. Skaitmeniniai signalai perduodami linija.

CU yra raktų valdymo įrenginys.

B. Perjungimui prie PBX prijungiamos įeinančios ir išeinančios abonentų linijos.

Naudojant erdvinį perjungimą, įeinančių ir išeinančių linijų skaičiai yra vienodi, o perjungiant laiką jie skiriasi.

Atmintis yra vėluojantis (keli intervalai) įrenginys.

4. Skaitmeninis filtras ir jo elementai

1. Diskrečiuose signaluose informacija perduodama impulso gaubtu x(n), kuris priklauso nuo imties skaičiaus n.

2. Impulso apvalkalo operacijos atliekamos naudojant įrenginį, vadinamą skaitmeniniu filtru.

3. Skaitmeninis filtras įgyvendinamas priemonėmis kompiuterinės technologijos ir susideda iš trijų elementų:

signalo filtras analoginis diskretinis

4. Skaitmeninio filtro sintezė susideda iš trijų etapų:

A. Surandamas analoginis įrenginys, kuris atlieka norimą signalo apvalkalo operaciją.

B. Analoginio įrenginio impulsų atsakas atrenkamas kaip impulsų seka, kurios apvalkalas g(n).

B. Skaitmeninis filtras įgyvendintas kaip modelis.

Paskelbta Allbest.ru

...

Panašūs dokumentai

Diskrečių pranešimų perdavimo sistemų pagrindinės sąvokos ir apibrėžimai. Signalų žvaigždynai, skirti AFM ir kvadratiniam AM. Spektrinės charakteristikos signalai iš AFM. Signalų moduliatorius ir demoduliatorius, koherentinio signalų priėmimo su AFM atsparumas triukšmui.

baigiamasis darbas, pridėtas 2013-07-09

Signalų filtravimas prieš foninį triukšmą šiuolaikinėje radijo inžinerijoje. Elektrinio filtro samprata kaip grandinė, kuri selektyviai reaguoja į išorinius poveikius. Filtrų klasifikavimas pagal dažninių charakteristikų tipą. Filtrų projektavimo etapai.

kursinis darbas, pridėtas 2010-01-23

Elektrinio filtro ir įtampos stiprintuvo projektavimo principai. Sudėtingo periodinio signalo spektro analizė. Įvesties signalo praėjimo per radijo įrenginius įvertinimas. Elektrinių filtrų ir įtampos stiprintuvų grandinių kūrimas.

kursinis darbas, pridėtas 2015-03-28

Koncepcija ir funkcinės savybės aktyvus filtras, jo vidinė struktūra ir elementai, reikalavimai, dažninės charakteristikos. Prototipo filtro parametrų ir eilės nustatymas, jo perdavimo funkcija. Polių dažnio nustatymas.

kursinis darbas, pridėtas 2013-12-29

pristatymas, pridėtas 2013-08-19

ARC filtro operatoriaus funkcijos apibrėžimas. Amplitudės ir fazės atsako spektrų skaičiavimas. Nubraižykite grandinės reakcijos laiko funkciją. Perėjimo apibrėžimas ir impulsinė funkcija filtras. Grandinės atsakas į neperiodinį stačiakampį impulsą.

kursinis darbas, pridėtas 2012-08-30

Pažeidimų kabelių linijose pobūdis ir pagrindinės priežastys, jų nustatymo tvarka ir metodai: nuotoliniai, trumpalaikiai lankiniai, banginiai, dalinio iškrovimo matavimai. Zondavimo signalų tipai. Pulso reflektometrijos trikdžiai ir kaip su jais kovoti.

testas, pridėtas 2011-03-20

Filtro grandinių paskirtis mikrobangų diapazone. Pralaidumo filtras pagamintas iš pusiau bangos atvirų rezonatorių. Galimi variantai filtrų grandinių prototipas. Koaksialinės linijos struktūra. Juostinio pralaidumo filtro be gedimų tikimybės grafikas, leistinų nuokrypių skaičiavimas.

kursinis darbas, pridėtas 2014-02-24

Signalo su harmonine moduliacija formulė. Nešiklio vibracijos amplitudė ir dažnis. Kompiuterinis FM signalų modeliavimas naudojant Electronics Workbench programinės įrangos paketą. Dažniu moduliuoto signalo spektras. Moduliuojantis virpesių dažnis.

laboratorinis darbas, pridėtas 2015-04-06

Bendrosios linijinių grandinių savybės su pastovūs parametrai. Signalo konvertavimo svarstymas tiesinės grandinės dažnio ir laiko srityje. Paprasčiausios grandinės ir jų charakteristikos: integruojantys, diferencijuojantys ir dažnio atrankos filtrai.

Signalas – tai materialus informacijos (duomenų) nešiklis, kuris iš šaltinio perduodamas vartotojui. Gali atstovauti fiziniai signalai arba matematinius modelius.

Signalai gali būti analoginiai arba atskiri.

Analoginis (nepertraukiamas) signalas atsispindi tam tikru fiziniu dydžiu, kuris keičiasi tam tikru laiko intervalu, pavyzdžiui, tembru ar garso intensyvumu.

Pateiksime nuolatinio pranešimo pavyzdį. Moduliuota garso banga perduodama žmogaus kalba; signalo parametras šiuo atveju yra šios bangos sukuriamas slėgis imtuvo vietoje – žmogaus ausyje.

Diskretus (skaitmeninis) signalas susideda iš skaičiuojamo informacijos elementų rinkinio.

Signalo parametras įgauna ribotą skaičių verčių, einančių laiku.

Mažiausių diskretiškojo signalo elementų rinkinys vadinamas abėcėle, o pats diskretinis signalas dar vadinamas pranešimu.

Tokiais signalais perduodamas pranešimas yra diskretus.

Šaltinio perduodama informacija yra diskreti.

Diskretaus pranešimo pavyzdys galėtų būti knygos skaitymo procesas, kuriame informacija pateikiama tekstu, t.y. atskira atskirų piktogramų (raidžių) seka.

Analoginis signalas gali būti konvertuojamas į atskirą. Šis procesas vadinamas diskretizavimu.

Tęstinis pranešimas gali būti pavaizduotas tam tikrame segmente [a, b] apibrėžta tęstine funkcija (2.1 pav.). Ištisinis pranešimas gali būti paverstas atskiru pranešimu (ši procedūra vadinama atranka).

Ryžiai. 2.1. Mėginių ėmimo procesas

Norėdami tai padaryti, iš begalinio šios funkcijos (signalo parametro) reikšmių rinkinio pasirenkamas tam tikras skaičius, kuris gali apytiksliai apibūdinti likusias reikšmes. Gauta funkcijų reikšmių seka y 1, y 2, ... y n. yra atskiras tolydžios funkcijos vaizdas, kurio tikslumą galima neribotą laiką pagerinti sumažinant segmentų, dalijančių argumento reikšmių diapazoną, ilgį.

Taigi bet koks pranešimas gali būti pavaizduotas kaip atskiras, kitaip tariant, tam tikros abėcėlės simbolių seka.

Informatikos požiūriu iš esmės svarbi galimybė atrinkti nenutrūkstamą signalą bet kokiu norimu tikslumu (norint padidinti tikslumą, pakanka sumažinti žingsnį). Kompiuteris yra skaitmeninė mašina, tai yra, vidinis informacijos atvaizdavimas jame yra diskretiškas. Įvesties informacijos diskretizacija (jei ji yra nuolatinė) leidžia ją apdoroti kompiuteriu.

Signalo kodavimas

Norėdami automatizuoti darbą su duomenimis, susijusiais su įvairių tipų, labai svarbu suvienodinti jų vaizdavimo formą – tam dažniausiai naudojama kodavimo technika, tai yra vieno tipo duomenų išreiškimas kito tipo duomenimis.

Signalo kodavimas reiškia:

· jo pateikimas tam tikra forma, patogi arba tinkama vėlesniam signalo naudojimui;

· taisyklė, apibūdinanti susiejimą iš vieno simbolių rinkinio į kitą simbolių rinkinį.

Tiek atskiri originalios abėcėlės simboliai, tiek jų deriniai yra koduojami.

Pateikime pavyzdį.

Pateikta trijų skaičių sistemų natūraliųjų skaičių atitikmenų lentelė.

Šią lentelę galima laikyti tam tikra taisykle, apibūdinančia dešimtainių skaičių sistemos simbolių rinkinio susiejimą su dvejetainiu ir šešioliktainiu. Tada pradinė abėcėlė yra dešimtainiai skaitmenys nuo 0 iki 9, o kodo abėcėlė yra 0 ir 1 dvejetainei sistemai; skaičiai nuo 0 iki 9 ir simboliai (A, B, C, D, E, F) – šešioliktainei.

Kodavimo tipai priklausomai nuo kodavimo tikslų.

1. Šablono kodavimas naudojamas kiekvieną kartą, kai informacija įvedama į kompiuterį jos vidiniam atvaizdavimui.

Šio tipo kodavimas naudojamas atskiram signalui tam tikroje mašinos laikmenoje pavaizduoti.

Dauguma kompiuterių moksle naudojamų kodų modeliams yra vienodo ilgio ir naudoja dvejetainį kodą (ir galbūt šešioliktainį kaip tarpinį atvaizdavimą).

Šio tipo kodavimas naudoja:

a) tiesioginiai kodai.

Jie naudojami skaitmeniniams duomenims pateikti kompiuteryje ir naudoti dvejetainę skaičių sistemą. Galima naudoti neskaitiniams duomenims koduoti.

b) ASCII kodai.

Labiausiai paplitęs yra ASCII kodas (American Standard Code for Information Interchange), kuris naudojamas vidiniam simbolinės informacijos atvaizdavimui MS DOS operacinėje sistemoje, Notepad. operacinė sistema Windows'xx, taip pat kodavimui tekstinius failus prie interneto.

c) kodai, kuriuose atsižvelgiama į simbolių dažnumą.

Kai kuriose kodavimo sistemose kodo reikšmė nustatoma pagal koduojamo simbolio dažnį. Paprastai tokie dažniai yra žinomi natūralių kalbų, pavyzdžiui, anglų ar rusų, abėcėlių raidėms ir jau seniai naudojami dedant klaviatūros klavišus: dažniausiai naudojamos raidės yra ant klaviatūros klavišų. klaviatūros viduryje, rečiausiai naudojamos yra periferijoje, o tai palengvina valdymą.

2. Kriptografinis kodavimas, arba šifravimas, naudojamas tada, kai būtina apsaugoti informaciją nuo neteisėtos prieigos.

3. Informacijos pertekliaus pašalinimui naudojamas efektyvus arba optimalus kodavimas, t.y. mažinant jo apimtį, pavyzdžiui, archyvuose.

Originalios abėcėlės simboliams koduoti naudojami kintamo ilgio dvejetainiai kodai: kuo didesnis simbolio dažnis, tuo trumpesnis jo kodas.
Kodo efektyvumą lemia vidutinis dvejetainių skaitmenų skaičius vienam simboliui užkoduoti.

4. Apsauginis nuo triukšmo, arba atsparus triukšmui, kodavimas naudojamas tam tikram patikimumui užtikrinti tuo atveju, kai signalui daromi trukdžiai, pavyzdžiui, perduodant informaciją ryšio kanalais.

Dvejetainis pastovaus ilgio kodas naudojamas kaip pagrindinis kodas, kuriam taikomas antitriukšmo kodavimas. Toks šaltinio (bazinis) kodas vadinamas pirminiu, nes yra modifikuojamas.

Duomenys

Sąvoka "duomenys"

Duomenys reiškia:

1) informacijos pateikimas įforminta (užkoduota) forma, leidžianti ją saugoti, perduoti ar apdoroti naudojant techninėmis priemonėmis;

2) registruoti signalai.

Duomenų laikmenos gali būti:

· popierius yra labiausiai paplitusi laikmena. Duomenys registruojami keičiant jo paviršiaus optines charakteristikas;

· CD-ROM. Optinių savybių pokyčiai naudojami įrenginiuose, kurie įrašo lazerio spinduliu ant plastikinės laikmenos su atspindinčia danga;

· magnetinės juostos ir diskai – naudokite magnetinių savybių pokyčius.

Duomenų operacijos

Su duomenimis galite atlikti įvairias operacijas:

· duomenų rinkimas – duomenų kaupimas, siekiant užtikrinti pakankamą informacijos išsamumą sprendimams priimti;

· duomenų formalizavimas – iš skirtingų šaltinių gaunamų duomenų suvedimas į tą pačią formą, kad būtų galima juos palyginti, ty padidinti jų prieinamumo lygį;

· duomenų filtravimas – sprendimų priėmimui nereikalingų „papildomų“ duomenų išfiltravimas; tuo pačiu turėtų mažėti „triukšmo“ lygis, padidėti duomenų patikimumas ir adekvatumas;

· duomenų rūšiavimas – duomenų rūšiavimas pagal nurodytą kriterijų, kad būtų patogu naudotis; padidina informacijos prieinamumą;

· duomenų grupavimas – duomenų sujungimas pagal duotą požymį, kad būtų lengviau naudotis; padidina informacijos prieinamumą;

· duomenų archyvavimas – duomenų saugojimo organizavimas patogia ir lengvai prieinama forma; padeda sumažinti ekonomines duomenų saugojimo išlaidas ir padidina bendrą viso informacijos proceso patikimumą;

· duomenų apsauga – priemonių visuma, skirta užkirsti kelią duomenų praradimui, atkūrimui ir pakeitimui;

· duomenų transportavimas – duomenų priėmimas ir perdavimas (pristatymas ir tiekimas) tarp nuotolinių informacinio proceso dalyvių; šiuo atveju kompiuterių mokslo duomenų šaltinis dažniausiai vadinamas serveriu, o vartotojas – klientu;

· duomenų transformavimas – duomenų perkėlimas iš vienos formos į kitą arba iš vienos struktūros į kitą.

1. Pagrindinės sąvokos ir apibrėžimai. Radioelektronikos apibrėžimas. Radijo inžinerijos apibrėžimas. Signalo samprata. Signalų klasifikacinė analizė. Radijo inžinerinių grandinių klasifikacinė analizė. Radioelektroninių sistemų klasifikacinė analizė.

Šiuolaikinė radijo elektronika yra apibendrintas daugelio mokslo ir technologijų sričių, susijusių su informacijos perdavimu ir transformavimu, remiantis elektromagnetinių virpesių ir radijo dažnių bangų naudojimu ir transformavimu, pavadinimas; Pagrindinės iš šių sričių yra šios:

radijo inžinerija, radijo fizika ir elektronika.

Pagrindinė radijo inžinerijos užduotis yra perduoti informaciją per atstumą naudojant elektromagnetines bangas. Plačiąja prasme šiuolaikinė radijo inžinerija yra mokslo ir technologijų sritis, susijusi su radijo dažnių diapazono elektromagnetinių virpesių generavimu, stiprinimu, konvertavimu, apdorojimu, saugojimu, perdavimu ir priėmimu, naudojama informacijai perduoti per atstumą. Iš to matyti, kad radijo inžinerija ir radijo elektronika yra glaudžiai susijusios ir dažnai šie terminai pakeičia vienas kitą.

Mokslas, tiriantis fizinius radijo inžinerijos pagrindus, vadinamas radiofizika.

1. Signalo samprata.

Signalas (iš lotyniško signum – ženklas) yra fizinis procesas ar reiškinys, nešantis pranešimą apie įvykį, objekto būseną arba perduodantis valdymo komandas, perspėjimus ir pan. Taigi signalas yra materialus pranešimo nešėjas. Tokiu nešikliu gali pasitarnauti bet koks fizinis procesas (šviesa, elektrinis laukas, garso virpesiai ir kt.). Radijo elektronikoje daugiausia tiriami ir naudojami elektriniai signalai. Signalai kaip fiziniai procesai stebimi naudojant įvairius prietaisus ir prietaisus (osciloskopą, voltmetrus, imtuvus). Bet kuris modelis atspindi ribotą skaičių svarbiausių tikrojo fizinio signalo savybių. Nesvarbios signalo savybės yra ignoruojamos, kad būtų supaprastintas matematinis signalų aprašymas. Bendras reikalavimas matematinis modelis yra maksimalus aproksimavimas realiam procesui su minimaliu modelio sudėtingumu. Funkcijos, apibūdinančios signalus, gali turėti realias ir sudėtingas reikšmes, todėl dažnai kalbame apie tikrus ir sudėtingus signalų modelius.

Signalų klasifikacija. Galbūt momentinės prognozės. signalo reikšmės bet kuriuo metu skiriasi:

Deterministiniai signalai, t.y. tokie signalai, kurių momentinės reikšmės bet kuriuo momentu yra žinomos ir nuspėjamos su tikimybe, lygia vienetui;

Atsitiktiniai signalai, t.y. tokius signalus, kurių reikšmė bet kuriuo metu negali būti nuspėjama su vieneto tikimybe.

Visi signalai, pernešantys informaciją, yra atsitiktiniai, nes visiškai deterministiniame signale (žinomame) informacijos nėra.

Paprasčiausi deterministinių ir atsitiktinių signalų pavyzdžiai yra atitinkamai tinklo įtampa ir triukšmo įtampa (žr. 2.1 pav.).

Savo ruožtu atsitiktinius ir deterministinius signalus galima suskirstyti į nuolatinius arba analoginius signalus ir diskrečius signalus, kurie turi keletą atmainų. Jei signalą galima išmatuoti (stebėti) bet kuriuo metu, tai jis vadinamas analoginiu. Toks signalas egzistuoja bet kuriuo laiko momentu. Diskretūs signalai gali būti stebimi ir matuojami atskirais (atskirais) laikotarpiais, kurių trukmė yra ribota įvykio metu. Atskirieji signalai apima impulsinius signalus.

Paveikslėlyje pavaizduoti dviejų tipų impulsai. Vaizdo impulsas ir radijo impulsas. Generuojant radijo impulsus, vaizdo impulsas naudojamas kaip valdymo (moduliavimo) signalas ir šiuo atveju tarp jų yra analitinis ryšys:

Šiuo atveju jis vadinamas radijo impulso apvalkalu, o funkcija – jo užpildymu.

Impulsai paprastai apibūdinami amplitude A, trukme, priekinio ir ribinio impulso trukme ir, jei reikia, dažniu arba pasikartojimo periodu.

Impulsiniai signalai gali būti įvairių tipų. Visų pirma, yra impulsiniai signalai, vadinami diskretiniais (žr. 2.3 pav.).

Šio tipo signalas gali būti pavaizduotas matematiniu modeliu skaičiuojamo funkcijų reikšmių rinkinio pavidalu - kur i = 1, 2, 3, ...., k, skaičiuojamas atskirais laiko momentais. Signalo atrankos žingsnis laike ir amplitudėje paprastai yra pastovi vertė šio tipo signalas, t.y. minimalus signalo prieaugis

Kiekviena baigtinės aibės S reikšmė dvejetainėje sistemoje gali būti pavaizduota skaičiumi: - 10101 - 11001. Tokie signalai vadinami skaitmeniniais.

Radijo sistemų klasifikacija ir jų sprendžiami uždaviniai

Pagal atliekamas funkcijas informacinės radijo sistemos gali būti suskirstytos į šias klases:

informacijos perdavimas (radijo ryšys, radijo transliavimas, televizija);

informacijos paieška (radaras, radijo navigacija, radijo astronomija, radijo matavimai ir kt.);

informacijos naikinimas (radijo atsakomosios priemonės);

įvairių procesų ir objektų (bepilotių orlaivių ir kt.) valdymas;

sujungti.

Informacijos perdavimo sistemoje yra informacijos šaltinis ir jos gavėjas. Radijo informacijos išgavimo sistemoje informacija pati savaime nėra perduodama, o išgaunama arba iš savo signalų, skleidžiamų tiriamo objekto kryptimi ir atsispindinčių nuo jo, arba iš kitų radijo sistemų signalų, arba iš savo radijo spinduliuotės. įvairių objektų.

Informacijos naikinimo radijo sistemos trukdo normaliam konkuruojančios radijo sistemos darbui, skleidžiant trikdantį signalą arba priimant, sąmoningai iškraipant ir pakartotinai skleidžiant signalą.

Radijo valdymo sistemose sprendžiama objekto, vykdančio tam tikrą komandą, siunčiamą iš valdymo pulto, užduotis. Komandų signalai yra informaciją sekimo įrenginiui, vykdančiam komandą.

Pagrindinės užduotys, kurias sprendžia radijo sistema priimdama informaciją:

Signalo aptikimas trukdžių fone.

Signalų atskyrimas nuo foninio triukšmo.

Signalo parametrų įvertinimas.

Leisti pranešimą.

Pirmoji problema išspręsta paprasčiausiai, kai, esant nurodytoms teisingo aptikimo ir klaidingo aliarmo tikimybėms, turi būti priimtas sprendimas dėl žinomo signalo buvimo gautame pranešime. Kuo aukštesnis užduoties lygis, tuo sudėtingesnė tampa priimančiojo įrenginio grandinė.