Signaali saab iseloomustada erinevate parameetritega. Üldiselt on selliseid parameetreid palju, kuid probleemide jaoks, mida tuleb praktikas lahendada, on vaid väike osa neist hädavajalikud. Näiteks protsessijuhtimisinstrumendi valimisel võib olla vajalik teadmine signaali hajutusest; kui signaali kasutatakse juhtimiseks, on oluline selle võimsus jne. Mõelge kolmele põhilisele signaaliparameetrile, mis on kanali kaudu teabe edastamiseks olulised. Esimene oluline parameeter on signaali edastamise aeg. T s. Teine omadus, mida tuleb arvestada, on võimsus P koos teatud häiretasemega kanali kaudu edastatav signaal Pz. Mida suurem on väärtus P koos Võrreldes Pz, seda väiksem on eksliku vastuvõtu tõenäosus. Seega suhe P c / P z . Mugav on kasutada selle suhte logaritmi, mida nimetatakse signaali ületamiseks mürast:

Kolmas oluline parameeter on sagedusspekter F x. Need kolm parameetrit võimaldavad esitada koordinaatidega mis tahes signaali kolmemõõtmelises ruumis L, T, F mahuga rööptahuka kujul T x F x L x. Seda korrutist nimetatakse signaali helitugevuseks ja seda tähistatakse V x-ga

Teabekanalit saab iseloomustada ka kolme asjakohase parameetriga: kanali kasutusaeg T kuni, kanali edastatavate sageduste ribalaius Fk ja kanali dünaamiline ulatus Dk iseloomustab selle võimet edastada erinevaid signaalitasemeid.

Väärtus

nimetatakse kanali läbilaskevõimeks.

Moonutusteta signaali edastamine on võimalik ainult siis, kui signaali helitugevus "mahtub" kanali mahtuvusse.

Seetõttu määrab signaali infoedastuskanaliga sobitamise üldtingimuse seos

Kuid suhe väljendab vajalikku, kuid mitte piisavat tingimust signaali sobitamiseks kanaliga. Piisav tingimus on kokkulepe kõigis parameetrites:

Infokanali jaoks kasutatakse järgmisi mõisteid: teabe sisendkiirus, teabeedastuskiirus ja kanali läbilaskevõime.

Under sisendkiirus (infovoog) I(X) mõistan keskmist infohulka, mis sõnumiallikast infokanalisse sisestatakse ajaühikus. See sõnumiallika omadus on määratud ainult sõnumite statistiliste omadustega.

Teabe edastuskiirus I(Z,Y) on keskmine kanali kaudu edastatava teabe hulk ajaühikus. See sõltub edastatava signaali statistilistest omadustest ja kanali omadustest.

Ribalaius C on antud kanali suurim teoreetiliselt saavutatav teabeedastuskiirus. See on kanali karakteristik ja ei sõltu signaali statistikast.

Infokanali võimalikult efektiivseks kasutamiseks on vaja rakendada meetmeid, et infoedastuskiirus oleks võimalikult lähedane kanali läbilaskevõimele. Samal ajal ei tohiks teabe sisestamise kiirus ületada kanali mahtu, vastasel juhul ei edastata kogu teavet kanali kaudu.

See on sõnumiallika ja teabekanali dünaamilise sobitamise peamine tingimus.

Infoedastuse teooria üks põhiküsimusi on infoedastuskiiruse ja läbilaskevõime sõltuvuse määramine kanali parameetritest ning signaalide ja häirete omadustest. Neid küsimusi uuris kõigepealt põhjalikult K. Shannon.

Töö lõpp -

See teema kuulub:

Informaatika

Föderaaleelarveline osariigi haridus.. Tula linn..

Kui vajate sellel teemal lisamaterjali või te ei leidnud seda, mida otsisite, soovitame kasutada otsingut meie tööde andmebaasis:

Mida me teeme saadud materjaliga:

Kui see materjal osutus teile kasulikuks, saate selle sotsiaalvõrgustikes oma lehele salvestada:

säutsuma

Kõik selle jaotise teemad:

Erialane kõrgharidus
"Tula Riikliku Ülikooli" Polütehnilise Instituudi "Automatiseeritud tööpinkide süsteemide" osakond

Informaatika mõiste
Informaatika on tehnikateadus, mis süstematiseerib arvutitehnoloogia abil andmete loomise, salvestamise, taasesitamise, töötlemise ja edastamise meetodeid ning fu põhimõtteid.

Arvutiteaduse arengulugu
Arvuti ajalugu on tihedalt seotud inimeste katsetega hõlbustada suurte arvutusmahtude automatiseerimist. Isegi lihtsad aritmeetilised tehted suurte arvudega on keerulised.

Infotehnoloogia maailmavaatelised majanduslikud ja juriidilised aspektid
Venemaa informaatikaga seotud põhidokument on teabe, informatiseerimise ja teabekaitse seadus. Seadus käsitleb teabe õigusliku reguleerimise küsimusi

Teabe süntaktiline mõõt
Andmemaht Vd. mõõdetakse selles sõnumis olevate märkide (bittide) arvu järgi. Erinevates numbrisüsteemides on ühel numbril erinev kaal ja vastavalt

Informatsiooni semantiline mõõt
Tesaurus on kasutaja või süsteemi valduses oleva teabe kogum. Olenevalt info S semantilise sisu ja kasutajate tesauruse vahelisest suhtest

Algoritmiline teabe mõõtmine
Kõik nõustuvad, et sõna 0101….01 on raskem kui sõna 00….0, ja sõna, kus 0 ja 1 valitakse mündiviskamise katsest (kus 0 on vapp, 1 on sabad), on keerulisem kui mõlemad eelmised.

Teabe kogus ja kvaliteet
Tarbija kvaliteedinäitajad: esinduslikkus, sisu, piisavuse asjakohasus, õigeaegsus, täpsus, usaldusväärsus, kasutatavus

Teabeüksused
Kaasaegsetes arvutites saame sisestada nii tekstilist teavet, arvväärtusi kui ka graafilist ja helilist teavet. Arvutisse salvestatud teabe hulka mõõdetakse selle järgi

Informatsioon ja entroopia
Kas me saame kasutusele võtta mõistliku teabe? Selle küsimuse üle mõtles Ameerika matemaatik ja insener Claude Shannon. Mõtiskluste tulemuse avaldas ta 1948. aastal.

Sõnumid ja signaalid
Shannonil õnnestus välja mõelda üllatavalt lihtne ja sügav infoedastusmudel, ilma milleta ei saa praegu hakkama ükski õpik. Ta tutvustas mõisteid: sõnumiallikas, edastaja

Entroopia
Erinevad sõnumid kannavad erineval hulgal teavet. Proovime võrrelda kahte järgmist küsimust: 1. Millisel ülikooli viiest kursusest üliõpilane õpib? 2. Kuidas pakkida

Koondamine
Laske sõnumiallikal edastada tõelist keelt. Selgub, et iga järgnev tegelane ei ole täiesti juhuslik ja selle esinemise tõenäosus pole keskkonna poolt täielikult ette määratud.

Sensatsioon
Sõnumi entroopia (ennustamatus) ja liiasuse (ennustamatus) mõisted vastavad loomulikult intuitiivsetele ideedele teabe mõõtmise kohta. Mida ettearvamatum

Infotehnoloogia mõiste
Kreeka keelest tõlgitud tehnoloogia (techne) tähendab kunsti, oskusi, oskusi ja see pole midagi muud kui protsessid. Protsessi tuleks mõista kui teatud toimingute kogumit

Uus infotehnoloogia
Tänaseks on infotehnoloogia läbinud mitmeid evolutsioonietappe, mille muutumise määras peamiselt teaduse ja tehnika arengu areng,

Infotehnoloogia tööriistakomplekt
Infotehnoloogia tööriist - üks või mitu seotud tarkvaratoodet teatud tüüpi arvutile, mille tehnoloogia võimaldab teil saavutada

Infotehnoloogia komponendid
Informatsioonis saab kasutada ka tootmissfääris kasutatavaid tehnoloogilisi mõisteid, nagu norm, standard, tehnoloogiline protsess, tehnoloogiline operatsioon jne.

Infotehnoloogiate arendamine
Infotehnoloogia areng on kõige selgemini nähtav teabe salvestamise, transportimise ja töötlemise protsessides.

Esimese põlvkonna IT
Esimest põlvkonda (1900–1955) seostatakse perfokaartide tehnoloogiaga, mil nende kohta esitati andmekirje binaarstruktuuride kujul. IBMi õitseng perioodil 1915-1960. ühendus

Teise põlvkonna IT
Teine põlvkond (salvestuse töötlemise püsivara, 1955–1980) on seotud magnetlinditehnoloogia tulekuga, millest igaüks võib salvestada kümne tuhande teabe

Kolmanda põlvkonna IT
Kolmas põlvkond (operatiivsed andmebaasid, 1965-1980) on seotud andmetele interaktiivses režiimis sidusjuurdepääsu juurutamisega, mis põhineb andmebaasisüsteemide kasutamisel.

Neljanda põlvkonna IT
Neljas põlvkond (relatsiooniandmebaasid: klient-server arhitektuur, 1980–1995) oli alternatiiv madalatasemelisele liidesele. Relatsioonimudeli idee on

Viienda põlvkonna IT
Viies põlvkond (multimeediumiandmebaasid, alates 1995. aastast) on seotud üleminekuga traditsiooniliselt numbrite ja märkide salvestamiselt keeruka käitumisega andmeid sisaldavatele objektrelatsioonilistele andmetele.

Põhiline infotehnoloogia
Nagu juba märgitud, ei saa infotehnoloogia mõistet käsitleda eraldi tehnilisest (arvuti)keskkonnast, s.o. põhilisest infotehnoloogiast. Rakendus

Õppeaine Infotehnoloogia
Subjektitehnoloogia all mõeldakse tehnoloogiliste sammude jada, mille eesmärk on muundada esmane teave tulemusinformatsiooniks konkreetses ainevaldkonnas, sõltumata

Infotehnoloogia võimaldamine
Infotehnoloogia pakkumine on infotöötlustehnoloogia, mida saab kasutada vahenditena erinevates ainevaldkondades erinevate probleemide lahendamisel.

Funktsionaalne infotehnoloogia
Funktsionaalne infotehnoloogia moodustab valmis tarkvaratoote (või selle osa), mis on loodud konkreetse aine, valdkonna ja antud ülesannete automatiseerimiseks.

Infotehnoloogia omadused
Ühiskonna arengu seisukohalt strateegilise tähtsusega infotehnoloogia eripärade hulgast tundub kohane välja tuua järgmised seitse olulisemat

Signaalide kodeerimine ja kvantimine
Füüsilised signaalid on aja pidevad funktsioonid. Pideva, eriti analoogsignaali digitaalseks muutmiseks kasutatakse analoog-digitaalmuundureid.

Kanali kaudu edastatavate signaalide omadused
Signaali saab iseloomustada erinevate parameetritega. Selliseid parameetreid on palju, kuid probleemide jaoks, mida tuleb praktikas lahendada, on vaid väike osa neist hädavajalikud. peal

Signaali modulatsioon
Signaalid on füüsilised protsessid, mille parameetrid sisaldavad teavet. Telefonisuhtluses edastatakse vestluse helid elektriliste signaalide abil, televisioonis -

Meedia liigid ja omadused
Kui nimetame kandja parameetriteks a1 , a2 , …, an , siis võib kandjat aja funktsioonina esitada järgmiselt: UN =g(a

Signaalide spektrid
Kogu infosüsteemides kasutatavate signaalide mitmekesisuse võib jagada kahte põhirühma: deterministlikud ja juhuslikud. Deterministlikku signaali iseloomustab

Perioodilised signaalid
Funktsiooni x(t) nimetatakse perioodiliseks, kui mingil konstandil Т on tõene järgmine võrdus: x(t)=x(t+nT), kus Т on funktsiooni periood, n on

trigonomeetriline vorm
Iga perioodiline signaal x(t), mis vastab Dirichlet' tingimusele (x(t) on piiratud, tükkhaaval pidev, sellel on perioodi jooksul piiratud arv äärmusi)

keeruline vorm
Matemaatiliselt on mugavam opereerida Fourier' seeria keerulise vormiga. See saadakse Euleri teisenduse rakendamisel

Vea definitsioon
Perioodiliste funktsioonide lammutamisel harmooniliste summaks piirdutakse praktikas sageli mõne esimese harmoonilisega ja ülejäänuid ei võeta arvesse. Funktsiooni ligikaudne esindamine

Mitteperioodilised signaalid
Perioodiliseks võib lugeda mis tahes mitteperioodilist signaali, mille muutumise periood on võrdne ¥-ga. Sellega seoses võib perioodiliste protsesside spektraalanalüüs olla

Moduleerimine ja kodeerimine
5.1. Koodid: otsene, pöördvõrdeline, täiendav, muudetud

Otsene numbrikood
Otsese n-bitise kahendkoodiga kodeerimisel reserveeritakse üks bitt (tavaliselt kõige olulisem) numbri märgi jaoks. Ülejäänud n-1 numbrit on tähistavad numbrid. Märgibiti väärtus on 0

Tagurpidi numbrikood
Vastupidine kood on loodud ainult negatiivse arvu jaoks. Kahendarvu pöördkood on arvu enda pöördkujutis, milles kõik algse arvu numbrid võtavad pöördväärtuse (tagurpidi

Täiendav numbrikood
Lisakood on loodud ainult negatiivse arvu jaoks. Otsekoodi kasutamine muudab arvuti struktuuri keerulisemaks. Sel juhul tuleb kahe erineva märgiga numbri liitmise toiming asendada

Muudetud numbrikood
Ühest väiksemate arvude liitmisel fikseeritud punktiga saate tulemuse absoluutväärtuses, mis on suurem kui üks, mis toob kaasa arvutustulemuste moonutamise. natuke ülevool

Süstemaatilised koodid
Nagu juba mainitud, saab juhtimisfunktsioone realiseerida teabe liiasusega. See võimalus ilmneb teabe kodeerimise erimeetodite kasutamisel. AT

Paaris-paaris kodeerimine
Lihtne näide ühe veatuvastusega koodist on paarsusbitiga kood. Selle kujundus on järgmine: algsele sõnale lisatakse paarsusbitt. Kui algsõna üheliste arv on paaris, siis

Hammingu koodid
Ameerika teadlase R. Hammingi pakutud koodidel (joonis 3.3) on võime mitte ainult tuvastada, vaid ka parandada üksikuid vigu. Need koodid on süstemaatilised.

Hajutatud andmetöötlus
Teabe paketttöötlusega arvutite tsentraliseeritud kasutamise ajastul eelistasid arvutikasutajad osta arvuteid, millega saaks probleeme lahendada.

Arvutivõrgu üldistatud struktuur
Arvutivõrgud on mitme masinaga ühenduste kõrgeim vorm. Peamised erinevused arvutivõrgu ja mitme arvutiga kompleksi vahel: Mõõtmed. Sos

Häireteta teabeedastuskanali omadused
Joonis 5.4 – häireteta teabe edastamise kanali struktuur

Häiretega teabeedastuskanalite omadused
Joonis 5.5 - Müraga teabe edastamise kanali struktuur

Meetodid edastamise ja vastuvõtu mürakindluse parandamiseks
Kõigi infosüsteemide mürakindluse parandamise meetodite aluseks on teatud erinevuste kasutamine kasuliku signaali ja häirete vahel. Seega, et tulla toime häiretega

Kaasaegsed andmevahetuse tehnilised vahendid ja kanalite moodustamise seadmed
Teadete edastamiseks arvutivõrkudes kasutatakse erinevat tüüpi sidekanaleid. Levinumad spetsiaalsed telefonikanalid ja spetsiaalsed kanalid digitaalse edastamiseks

Teabe esitus digitaalsetes automaatides (CA)
Koodid kui salajase kirjutamise vahendid ilmusid iidsetel aegadel. On teada, et isegi Vana-Kreeka ajaloolane Herodotos 5. saj. eKr. tõi näiteid ainult adressaadile arusaadavatest kirjadest. Saladus

Infobaasid digitaalsete automaatide töö juhtimiseks
Aritmeetiliste toimingute sooritamise algoritmid annavad õige tulemuse ainult siis, kui masin töötab häireteta. Normaalsuse häirete korral

Koodmürakindlus
Koodi minimaalne koodikaugus on määratletud kui minimaalne Hammingi kaugus selle koodi lubatud koodisõnade vahel. Mitteliigsel koodil on m

Pariteedi meetod
See on lihtne viis võimalike vigade tuvastamiseks. Kasutame pooled lubatud koodikombinatsioonid, nimelt neid, millel on paarisarv

Kontrollsumma meetod
Eespool vaadeldud paarsuskontrolli meetodit saab korduvalt rakendada edastatud koodisõnade bittide erinevate kombinatsioonide jaoks – ja see võimaldab mitte ainult tuvastada, vaid ka

Hammingu koodid
Ameerika teadlase R. Hammingu pakutud koodidel on võime mitte ainult tuvastada, vaid ka parandada üksikuid vigu. Need koodid on süstemaatilised. Hammi meetod

Modulojuhtimine
Võrdluste omadustel põhineva kontrollmeetodi abil saab lahendada mitmesuguseid probleeme. Selle alusel välja töötatud aritmeetiliste ja loogikatehete juhtimise meetodeid nimetatakse juhtimiseks

Arvjuhtimise meetod
Numbrilise juhtimismeetodi korral määratakse antud arvu kood väikseima positiivse jäägina arvu jagamisel valitud mooduliga p: rA = A-(A/p)p

Digitaalne juhtimismeetod
Digitaalse juhtimismeetodi korral moodustatakse numbri juhtkood numbri numbrite summa jagamisel valitud mooduliga:

Juhtitava mooduli valimine
Arvjuhtimismeetodi eelised seisnevad juhtkoodide võrdluste omaduste õigluses, mis hõlbustab aritmeetiliste toimingute juhtimist; digitaalse meetodi eelised

Modulo 2 lisamise toiming
Mooduli 2 liitmistehtet saab väljendada teiste aritmeetiliste tehtetega, nt. EL

Boole'i ​​korrutustehte
Kahe arvu loogilist korrutamist saab väljendada muude aritmeetiliste ja loogiliste toimingute abil:

Aritmeetiliste tehete juhtimine
Aritmeetilisi tehteid tehakse otse-, pöörd- ja lisakoodide liitjatega. Oletame, et arvude (operandide) kujutis on masinasse salvestatud mingis koodis, st umbes

Aritmeetilised koodid
Varem käsitletud mooduljuhtimine võimaldab tõhusalt tuvastada üksikuid vigu. Üks viga ühes bitis võib aga kaasa tuua vigade rühma mitmes bitis.

DAC ja ADC
Analoog- ja digitaalväärtuste teisendamine on arvutus- ja juhtimissüsteemide põhitoiming, kuna füüsikalisi parameetreid, nagu temperatuur, liigutatakse

Digiloogika tasemed
Valdav enamus ei ole digitaal-analoog- ega analoog-digitaalmuundureid peaaegu võimatu kasutada, teadmata kasutatava digitaalsisendi või -väljundi tüüpi.

Strobe juhtväljund
Enamikul digitaal-analoogmuunduritel, välja arvatud jadatüüpi muundurid (need, mis põhinevad mahtuvuslaadimisel), on põhiahel, mis reageerib

Analoogsignaalid
Tavaliselt antakse analoog-digitaalmuunduritele (ADC-d) signaale pinge kujul. Digitaal-analoogmuundurid (DAC) väljastavad sageli signaale pinge kujul

Digitaal-analoogmuundurid
Digitaalsete väärtuste teisendamine proportsionaalseteks analoogväärtusteks on vajalik selleks, et digitaalarvutuste tulemusi saaks kasutada ja hõlpsasti mõista analoogs

Teisendamine digitaalsest analoogiks
Joonisel 6.2 on näidatud DAC plokkskeem, mis võtab 3-bitise plussmärgiga digitaalsõna ja teisendab selle samaväärseks pingeks. Peamine

Peamised DAC-i tüübid
Nagu varem mainitud, on praegu suurem osa turul olevatest DAC-idest ehitatud kahe peamise skeemi järgi: kaalutud takistite ahela kujul ja R-2R tüüpi. Mõlemad nimelised

DAC kaalutud takistitega
Takistiga kaalutud muundurid (joonis 6.3) sisaldavad pinge etalonväärtust, lülitite komplekti, kahendkaaluga täppistakistite komplekti ja operatiivvõimendit.

DAC koos R-2R tüüpi takistite ahelaga
R-2R tüüpi takistite ahelaga DAC-id sisaldavad ka võrdluspinget, lülitite komplekti ja operatiivvõimendit. Kuid binaarkaaluga takistite komplekti asemel sisaldavad need

Muud tüüpi DAC
DAC-id on enamasti kas fikseeritud sisemise (või välise) või välise muutuva pinge referentsiga (kordisti muundurid). Fikseeritud allika DAC

Analoogmuundurid
Põhimõtteliselt muudavad analoog-digitaalmuundurid analoogsisendsignaali (pinge või voolu) sageduseks või impulssjadaks, mille kestust mõõdetakse

analoog-digitaal muundamine
Joonisel 6.5 on näidatud algeline analoog-digitaalmuundamismudel, mille DAC on teisendussüsteemis lihtne plokk. Initsialiseerimisimpulss on seatud

Push-Pull integreerivad ADC-d
Tõuke-tõmbe-integreeriv ADC, nagu on näidatud joonisel 6.6, sisaldab integraatorit, teatud juhtimisloogikat, kellageneraatorit, komparaatorit ja väljundloendurit.

järjestikuse lähenduse ADC
Peamised põhjused, miks järjestikuse lähendamise meetodit teabe teisendamisega arvutisüsteemides peaaegu üldiselt kasutatakse, on selle usaldusväärsus.

Pingemuundurid
Joonis 6.9 näitab tüüpilist pinge-sagedusmuundurit. Selles integreeritakse sisend-analoogsignaal ja suunatakse see komparaatorisse. Kui võrdlusseade muudab oma olekut,

Paralleelsed ADC-d
Jada-paralleel- ja lihtsalt paralleelmuundureid kasutatakse peamiselt seal, kus on vaja suurimat võimalikku kiirust. Järjestikune teisendamine

DAC-i spetsifikatsioonid
Tabeliandmete analüüsimisel tuleb väga hoolikalt välja selgitada, millistel tingimustel iga parameeter määratakse ja tõenäoliselt määratakse parameetrid erinevalt.

ADC spetsifikatsioonid
ADC omadused on sarnased DAC-i omadustega. Lisaks kehtib peaaegu kõik DAC-i omaduste kohta öeldud ADC omaduste kohta. Need on ka sagedamini tüüpilised kui mi

Süsteemi ühilduvus
Tootjate antud spetsifikatsioonide loetelu on vaid lähtepunkt õige ADC või DAC valikul. Mõned süsteeminõuded, mis teid mõjutavad

Konverteri ühilduvus (vahetatavus)
Enamik ADC-sid ja DAC-sid ei ole füüsiliselt universaalselt ühilduvad ja mõned ei ühildu elektriliselt. Füüsiliselt erinevad juhtumid suuruse poolest, kõige levinumad

Positsioonilised numbrisüsteemid
Numbrisüsteem on võtete ja reeglite kogum numbrite kirjutamiseks digimärkidesse. Tuntuim kümnendarvusüsteem, millesse kirjutada h

Numbrite tõlkimise meetodid
Erinevates numbrisüsteemides olevaid numbreid saab esitada järgmiselt:

Arvude tõlkimine jagamise teel uue süsteemi alusel
Täisarvude tõlkimine toimub uue arvusüsteemi baasiga q2 jagamisel, tavamurrud korrutades baasiga q2. Jagamise ja korrutamise tehted sooritatakse poolt

Tabelitõlke meetod
Lihtsamal kujul on tabelimeetod järgmine: seal on ühe süsteemi kõigi numbrite tabel koos vastavate ekvivalentidega teisest süsteemist; tõlkimise ülesanne on leida vastav

Reaalarvude esitamine arvutis
Reaalarvude esitamiseks kaasaegsetes arvutites kasutatakse ujukoma esitusmeetodit. See esitus põhineb normaliseeritud (eksponentsiaalsel)

Ujukomaarvude kujutamine
Ujukomaarvude esitamisel eraldatakse osa lahtri numbritest arvu järjekorra salvestamiseks, ülejäänud numbrid kasutatakse mantissi salvestamiseks. Igas rühmas on pildi jaoks reserveeritud üks number

Algoritm ujukomaarvu esitamiseks
teisendada arv P-arvarvusüsteemist kahendarvuks; esindavad kahendarvu normaliseeritud eksponentsiaalsel kujul; arvutada arvu nihutatud järjekord; ra

Algoritmi kontseptsioon ja omadused
Algoritmide teoorial on suur praktiline tähtsus. Algoritmiline tegevuse tüüp on oluline mitte ainult kui võimas inimtegevuse liik, vaid kui üks inimtöö tõhusamaid vorme.

Algoritmi määratlus
Sõna "algoritm" ise pärineb algorithmist - nime al-Khwarizmi ladinakeelsest vormist, mille all keskaegses Euroopas tundsid nad Khorezmi (nõukogude ajal linn) suurimat matemaatikut.

Algoritmi omadused
Eespool toodud algoritmi määratlust ei saa pidada rangeks - pole päris selge, mis on "täpne ettekirjutus" või "toimingute jada, mis tagab soovitud tulemuse saavutamise". Algoritm

Algoritmi koostamise reeglid ja nõuded
Esimene reegel on see, et algoritmi koostamisel on kõigepealt vaja määrata objektide komplekt, millega algoritm töötab. Formaaliseeritud

Algoritmiliste protsesside tüübid
Algoritmiliste protsesside tüübid. Algoritm arvutile rakendatuna on täpne ettekirjutus, st. operatsioonide ja nende vaheldumise reeglite kogum, mille abil alustades kindlast

John von Neumanni põhimõtted
Valdav enamiku arvutite ehitus põhineb järgmistel üldpõhimõtetel, mille sõnastas 1945. aastal Ameerika teadlane John von Neumann (joonis 8.5). Esiteks

Arvuti funktsionaalne ja struktuurne korraldus
Mõelge arvuti seadmele kõige tavalisema arvutisüsteemi - personaalarvuti - näitel. Personaalarvuti (PC) on suhteliselt odav arvuti

Aritmeetiliste toimingute sooritamine fikseeritud ja ujukomaarvudega
9.6.1 Koodid: otsene, pöördvõrdeline, komplementaarne Negatiivsete arvude masinesitamiseks kasutatakse koode otsene, komplementaarne, pöördvõrdeline.

Lisamise operatsioon
Otses-, pöörd- ja lisakoodides arvude liitmise toiming toimub vastava koodi binaarliitjatel. Binaarne otsekoodi lisaja (DS

korrutustehte
Fikseeritud punkti vormingus esitatud arvude korrutamine toimub otse-, pöörd- ja lisakoodide binaarsummaritega. Mind on mitu

divisjoni operatsioon
Fikseeritud punkti vormingus esitatud kahendarvude jagamine tähistab dividendi ja jagaja algebralise liitmise ja seejärel jäägi ja nihke järjestikuseid tehteid. jaotus

Andmefailid
Erinevates arvutiteadust ja arvutitehnoloogiat käsitlevates allikates võivad nii mõiste "fail" kui ka termini "operatsioonisüsteem" määratlused erineda. Enamik

Failistruktuurid
Failisüsteemi tarkvara osa, mille määrab selle eesmärk, peab sisaldama järgmisi komponente: Ø vahendid suhtlemiseks kasutaja protsessidega, mis

Infokandjad ja tehnilised vahendid andmete salvestamiseks
Teabesalvestusseadmeid nimetatakse draivideks. Nende töö põhineb erinevatel põhimõtetel (peamiselt magnet- või optilised seadmed), kuid neid kasutatakse ühe jaoks

Andmete korraldamine otsese ja järjestikuse juurdepääsuga seadmetes
Andmekorraldus viitab sellele, kuidas failikirjed on paigutatud välismälusse (salvestuskandjale). Kõige laialdasemalt kasutatakse kahte järgmist tüüpi failikorraldust.

Arvutitehnika
Tehniliste ja matemaatiliste vahendite (arvutid, seadmed, seadmed, programmid jne) kogum, mida kasutatakse arvutusprotsesside mehhaniseerimiseks ja automatiseerimiseks ning

Muistsed loendamisriistad
Vanim arvutusvahend, mille loodus ise inimese käsutusse andis, oli tema enda käsi. “Arvu ja kujundi mõiste,” kirjutas F. Engels, “ei ole kuskilt võetud

Aabitsa arendamine
Sõlmedega sildid ja köied ei suutnud rahuldada kaubanduse arenguga seoses kasvavat vajadust arvutusvahendite järele. Kirjaliku aruande väljatöötamist takistasid kaks asjaolu.

Logaritmid
Mõiste "logaritm" tekkis kreeka sõnade logos - suhe, suhe ja arithmos - arv kombinatsioonist. Logaritmi põhiomadused võimaldavad asendada korrutamist, jagamist, sisse

Blaise Pascali lisamismasin
Aastal 1640 tegi Blaise Pascal (1623-1662) katse luua mehaanilist arvutit. On arvamus, et "Blaise Pascal sai inspiratsiooni arvutusmasina ideest,

Charles Babbage ja tema leiutis
1812. aastal hakkab Charles Babbage mõtlema võimalikele viisidele tabelite masinaga arvutamiseks. Babbage Charles (26. detsember 1791, London – 18. oktoober 1871, ibid.)

Hollerithi tabulaator
19. sajandi Ameerika statistikud, kes olid relvastatud pliiatsi ja paberiga või parimal juhul summeerimismasinaga, vajasid hädasti automatiseerida pikki, tüütuid ja

Masin C3
Sõja eelõhtul olid arvutite loomisest huvitatud kõigi riikide sõjaväeosakonnad. Saksa lennundusuuringute instituudi Zuse rahalisel toel

Üldotstarbeline elektrooniline arvuti BESM-6
1. Ulatus: suurarvuti paljude teaduse ja tehnoloogia probleemide lahendamiseks (joonis 11.18 ja joonis 11.19). 2. Masina kirjeldus: BESM-6 struktuuris esmakordselt aastal

IBM 360
1964. aastal teatas IBM kuue IBM 360 (System 360) perekonna mudeli loomisest, millest said esimesed kolmanda põlvkonna arvutid. Mudelitel oli üks käsusüsteem

Altair 8800
1975. aasta jaanuaris ilmus ajakirja "Popular Electronics" viimane number, mille kaanel oli Joonis 11.22 Altair 8800, mille südameks oli uusim mikroprotsessor.

Apple'i arvutid
1976. aastal ilmus personaalarvuti Apple-1 (joonis 11.23). Selle töötas välja 70ndate keskel Steve Wozniak. Sel ajal töötas ta Hewlett-Packardis,

IBM 5150
12. augustil 1981 andis IBM välja personaalarvuti IBM 5150 (joonis 11.25). Arvuti maksis palju raha - 1565 dollarit ja sellel oli ainult 16 KB muutmälu ja

Projekti struktuuri kirjeldus
Delphi mis tahes programm koosneb projektifailist (dpr-laiendiga fail) ja ühest või mitmest moodulist (pas-laiendiga failid). Kõik need failid kirjeldavad tarkvara

Mooduli struktuuri kirjeldus
Mooduli struktuur Moodulid on programmiüksused, mis on ette nähtud programmifragmentide paigutamiseks. Neis sisalduva programmikoodi abil kõik

Programmi elementide kirjeldus
Programmielemendid Programmi elemendid on selle minimaalsed jagamatud osad, millel on siiski kompilaatori jaoks teatud tähendus. Elementide hulka kuuluvad:

Programmeerimiskeele elemendid – tähestik
Tähestik Objekt Pascali tähestik sisaldab tähti, numbreid, kuueteistkümnendsüsteemi numbreid, erimärke, tühikuid ja reserveeritud sõnu. Tähed on tähed

Programmeerimiskeele elemendid - identifikaatorid, konstandid, avaldised
Identifikaatorid Object Pascali identifikaatorid on konstantide, muutujate, siltide, tüüpide, objektide, klasside, omaduste, protseduuride, funktsioonide, moodulite, programmide ja väljade nimed.

Avaldised objekt Pascalis
Peamised elemendid, millest programmi käivitatav osa koostatakse, on konstandid, muutujad ja funktsioonikutsed. Kõiki neid elemente iseloomustab oma

Täis- ja reaalaritmeetika
Avaldis koosneb operandidest ja operaatoritest. Operaatorid asuvad operandide vahel ja tähistavad toiminguid, mida operandidega tehakse. Avaldise operandidena saate kasutada

Operatsiooni prioriteet
Avaldise väärtuste hindamisel pidage meeles, et operaatoritel on erinev prioriteetsus. Object Pascal defineerib järgmised operatsioonid: Ø unary not, @ ;

Sisseehitatud funktsioonid. Keeruliste väljendite loomine
Object Pascalis on põhiprogrammiüksus alamprogramm. Alamprogramme on kahte tüüpi: protseduurid ja funktsioonid. Nii protseduur kui ka funktsioon on

Andmetüübid
Matemaatikas liigitatakse muutujaid mõne olulise tunnuse järgi. Eristatakse rangelt reaalseid, keerulisi ja loogilisi muutujaid.

Sisseehitatud andmetüübid
Iga reaalse elu andmetüüp, ükskõik kui keeruline see esmapilgul ka ei tunduks, on lihtne komponent (põhitüübid), mis reeglina on programmeerimiskeeles alati olemas.

Täisarvude tüübid
Täisarvu tüüpide võimalike väärtuste vahemik sõltub nende sisemisest esitusest, mis võib olla üks, kaks, neli või kaheksa baiti. Tabelis 15.1 on toodud täisarvu t karakteristikud

Numbrimärgi esitus
Paljud numbriväljad on allkirjastamata, näiteks abonendi number, mäluaadress. Mõned numbriväljad on alati positiivsed, näiteks väljamakse määr, nädalapäev, PI väärtus. sõber

Aritmeetiline ületäitumine
Aritmeetiline ületäitumine – oluliste numbrite kadumine avaldise väärtuse arvutamisel. Kui muutujasse saab salvestada ainult mittenegatiivseid väärtusi (tüübid BYTE ja WORD)

Päris tüübid. kaasprotsessor
Erinevalt järgutüüpidest, mille väärtused on alati vastendatud täisarvude seeriale ja on seetõttu arvutis täpselt esitatud, on reaalsete tüüpide väärtused

Tekstitüübid
Teksti (tähemärgi) tüübid on andmetüübid, mis koosnevad ühest märgist. Windows kasutab ANSI-koodi (selle koodi välja töötanud instituudi nime järgi - American National Standa

boolean tüüpi
Loogiline andmetüüp, mis sai nime 19. sajandi inglise matemaatiku J. Boole’i järgi, tundub väga lihtne. Kuid sellega on seotud mitmeid huvitavaid asju. Esiteks selle andmete juurde

Väljundseadmed
Väljundseadmete hulka kuuluvad peamiselt monitorid ja printerid. Monitor - seade teabe visuaalseks kuvamiseks (teksti, tabelite, jooniste, jooniste jne kujul). &

Komponentide loend tekstilise teabe sisestamiseks ja kuvamiseks
Delphi visuaalsete komponentide teegis on palju komponente, mis võimaldavad kuvada, sisestada ja redigeerida tekstiteavet. Tabelis 16.1 on need loetletud.

Teksti kuvamine sildi, staatilise teksti ja paneeli komponentide siltidel
Erinevate siltide kuvamiseks vormil kasutatakse peamiselt komponente Label, StaticText (ilmus ainult Delphi 3-s) ja Panel.

Redigeerimise ja maski muutmise aknad
Tekstiteabe kuvamiseks ja isegi pikkade tekstide kerimise lisavõimalusega saate kasutada ka redigeerimisaknaid Redigeerimine ja Ma.

Mitmerealine memo ja RichEdit Editing Windows
Memo ja RichEdit komponendid on mitmerealised teksti redigeerimise aknad. Need, nagu ka redigeerimisaken, on varustatud paljude funktsioonidega

Täisarvude sisestamine ja kuvamine – UpDown ja SpinEdit komponendid
Delphil on täisarvude sisestamiseks spetsiaalsed komponendid – UpDown ja SpinEdit. UpDown komponent pöördub

Loetlege komponendid - loendikast, märkeruut, kontrollloendikast ja liitkast
Komponendid ListBox ja ComboBox kuvavad stringide loendeid. Need erinevad üksteisest eelkõige selle poolest, et ListBox kuvab ainult

Sisendkasti funktsioon
Sisestuskast on standardne dialoogiboks, mis ilmub ekraanile funktsiooni InputBox kutsumise tulemusena. Funktsiooni InputBox väärtus on string

ShowMessage'i protseduur
Saate kuvada teatekasti, kasutades protseduuri ShowMessage või funktsiooni MessageDlg. ShowMessage protseduur

Faili deklaratsioon
Fail on nimega andmestruktuur, mis kujutab endast sama tüüpi andmeelementide jada ja jada elementide arv on praktiliselt piiramatu.

Faili eesmärk
Failimuutuja deklaratsioon määrab ainult faili komponentide tüübi. Selleks, et programm saaks andmeid faili väljastada või andmeid failist lugeda, tuleb määrata konkreetne

Väljund faili
Otsene väljund tekstifaili toimub kirjutamis- või kirjutamisjuhiste abil. Üldiselt on need juhised kirjutatud järgmiselt:

Faili avamine väljundiks
Enne faili väljastamist tuleb see avada. Kui väljundfaili genereeriv programm on juba kasutatud, siis on võimalik, et programmi töö tulemustega fail on juba kettal.

Faili avamise vead
Faili avamise katse võib ebaõnnestuda ja põhjustada programmi käitusaja tõrke. Failide avamise ebaõnnestumisel võib olla mitu põhjust. Näiteks programm proovib

Sisendseadmed
Sisestusseadmete hulka kuuluvad järgmised: klaviatuur, skanner, tahvelarvuti. Arvuti klaviatuur - seade arvutisse teabe sisestamiseks ja juhtsignaalide edastamiseks.

Faili avamine
Faili avamine sisestamiseks (lugemiseks) toimub lähtestamisprotseduuri kutsumisega, millel on üks parameeter - failimuutuja. Enne lähtestamisprotseduuri käivitamist

Numbrite lugemine
Tuleb mõista, et tekstifail ei sisalda numbreid, vaid nende pilte. Lugemis- või lugemisjuhiste sooritatud toiming on tegelikult

Ridade lugemine
Programmis saab stringimuutuja deklareerida pikkusega või ilma. Näiteks: string1:string; stroka2

Faili lõpp
Olgu kettale mõni tekstifail. Peate kuvama selle faili sisu dialoogiboksis. Probleemi lahendus on üsna ilmne: peate faili avama, lugema esimest rida,

Silmusfunktsioonid programmis. Eel- ja järeltingimustega silmused
Paljude probleemide lahendamise algoritmid on tsüklilised, st tulemuse saavutamiseks tuleb teatud toimingute jada läbi viia mitu korda. Näiteks programm

FOR silmus
Operaatorit for kasutatakse juhul, kui teatud toimingute jada on vaja sooritada mitu korda ja korduste arv on ette teada. Näiteks funktsiooni väärtuste arvutamiseks

BREAK ja CONTINUE käsud
Praeguse tsükli lause koheseks lõpetamiseks võite kasutada alamprogrammi Break ilma parameetriteta (see on alamprogramm, mis täidab operaatori rolli). Näiteks kui massiivis teadaoleva r-ga

Pesastatud silmused
Kui tsükkel sisaldab ühte või mitut tsüklit, nimetatakse teisi tsükleid sisaldavat tsüklit välimiseks ja teises tsüklis sisalduvat tsüklit.

Massiivi deklaratsioon
Massiiv, nagu iga programmimuutuja, tuleb enne kasutamist deklareerida muutuja deklaratsiooni jaotises. Üldiselt näeb massiivi deklaratsiooni avaldus välja selline:

Massiivi väljund
Massiivi väljundina mõistetakse massiivi elementide väärtuste väljundit monitori ekraanile (dialoogiboksi). Kui programm peab kuvama massiivi kõigi elementide väärtused,

Massiivi sisend
Massiivi sisend on protsess, mille käigus saadakse kasutajalt (või failist) massiivi elementide väärtused programmi töötamise ajal. Sisendülesande "eesmine" lahendus

StringGridi komponendi kasutamine
Massiivi sisestamiseks on mugav kasutada StringGrid komponenti. StringGridi komponendi ikoon asub vahekaardil Lisa (joonis 19.1).

Memokomponendi kasutamine
Mõnel juhul saate massiivi sisestamiseks kasutada komponenti Memo. Komponent Memo võimaldab sisestada teksti, mis koosneb piisavalt suurest arvust ridadest, seega on see mugav

Massiivi minimaalse (maksimaalse) elemendi leidmine
Vaatleme massiivi minimaalse elemendi leidmise probleemi täisarvude massiivi näitel. Massiivi minimaalse (maksimaalse) elemendi leidmise algoritm on üsna ilmne: esiteks

Antud elemendi massiivi otsimine
Paljude probleemide lahendamisel on vaja kindlaks teha, kas massiiv sisaldab teatud teavet või mitte. Näiteks kontrollige, kas õpilaste nimekirjas on perekonnanimi Petrov. Zada

Vead massiivide kasutamisel
Massiivide kasutamisel on levinuim viga see, et indeksi avaldise väärtus ületab massiivi deklareerimisel määratud lubatud piire. Kui ka

Bibliograafiline loetelu
1. Arvutiteaduse alused: Proc. toetus ülikoolidele / A.N. Morozevitš, N.N. Govyadinova, V.G. Levashenko ja teised; Ed. A.N. Morozevitš. - Minsk: Uued teadmised, 2001. - 544 lk, ill.

Õppeaine register
"abacus", 167 massiivi, 276 pausi, 272 CD-ROM, 161 pidev, 298 jätka, 273

Lk 24

ROSTOV TEHNOLOOGIAINSTITUUT

TEENINDUS JA TURISM

________________________________________________________________

Radioelektroonika osakond

Lazarenko S.V.

LOENG nr 1

distsipliin "Raadioahelad ja signaalid"

Rostov Doni ääres

2010

LOENG 1

SISSEJUHATUS SIGNAALIDE PÕHIOMADUSED

Distsipliini järgi RAADIOTEHNIKA skeemid JA SIGNAALID

Aeg: 2 tundi

Uuritavad küsimused: 1. Kursuse teema, eesmärk ja eesmärgid

2. Kursuse ülevaade, lingid teistele erialadele

3. Distsipliini arengu lühilugu

4. Kursusel töötamise üldmetoodika, tundide liigid,

aruandlusvormid, õppekirjandus

5 Signaali energiaomadused

6 Deterministlike signaalide korrelatsioonikarakteristikud

7 Geomeetrilised meetodid signaaliteoorias

8 Ortogonaalsete signaalide teooria. Üldistatud Fourier' seeria

Selles loengus rakendatakse järgmisi kvalifikatsioonikarakteristiku elemente:

Õpilane peab teadma elektriahela analüüsi põhiseadusi, põhimõtteid ja meetodeid, samuti elektriahelate, ahelate ja seadmete modelleerimise meetodeid.

Õpilane peab valdama ahelaarvutuste tegemise meetodeid püsiseisundis ja siirderežiimis.

1. KURSUSE ÕPPEAINE JA EESMÄRGID

Distsipliini RAADIOSÜHENDID JA SIGNAALID õppeaineks on elektromagnetilised protsessid lineaarsetes ja mittelineaarsetes raadioahelates, püsi- ja siirderežiimide ahelate arvutamise meetodid, pidevad ja diskreetsed signaalid ning nende omadused.

Praktikast võtab distsipliin õppeobjekte - tüüpilised ahelad ja signaalid füüsikast - selle elektromagnetvälja seadused matemaatikast - uurimisaparaat.

Distsipliini õppimise eesmärk on sisendada õpilastesse lihtsaimate raadioahelate arvutamise oskust ja tutvustada neid kaasaegsete algoritmidega optimaalseks signaalitöötluseks.

Distsipliini õppimise tulemusena peab iga õpilane

OMA ESINDUST:

Kaasaegsetest algoritmidest optimaalseks signaalitöötluseks;

Raadioahelate ja signaalide teooria arengusuundadest,

TEADA:

Raadiosignaalide klassifikatsioon;

Deterministlike signaalide ajalised ja spektraalsed omadused;

Juhuslikud signaalid, nende omadused, juhuslike signaalide korrelatsioon ja spektraalanalüüs;

Diskreetsed signaalid ja nende omadused;

Digitaalse signaali töötlemise algoritmid,

OSA KASUTADA:

Meetodid lineaarsete ja mittelineaarsete ahelate kaudu signaali läbimise probleemide analüütiliseks ja numbriliseks lahendamiseks;

Deterministlike ja juhuslike signaalide spektraal- ja korrelatsioonianalüüsi meetodid,

OMA:

Raadioahelate ja signaalide peamiste parameetrite ja karakteristikute mõõtmise meetodid;

Meetodid signaalide läbimise analüüsimiseks läbi vooluahelate,

ON KOGEMUS:

Deterministlike signaalide läbimise uuringud läbi lineaarsete statsionaarsete ahelate, mittelineaarsete ja parameetriliste ahelate;

Lihtsaimate raadioahelate arvutamine.

Distsipliini koolituse operatiivne orientatsioon tagatakse laboratoorse töötoa läbiviimisega, mille käigus sisendatakse igale õpilasele praktilisi oskusi:

Töö elektri- ja raadiomõõteriistadega;

Raadioahelate fragmentide töös hädaolukordade kiiranalüüsi läbiviimine mõõtmistulemuste põhjal.

2 KURSUSE ÜLEVAADE, LINGID TEISTELE DISTSIPliinidele

Teadmistel põhineb distsipliin "Raadioahelad ja signaalid". ja jah "matemaatika", "füüsika", "informaatika" ja tagab kunsti assimilatsiooni juures üldteaduslike ja eridistsipliinide mõlgid, "Metroloogia ja radioism e reenium", "Seadmed raadiosignaalide genereerimiseks ja moodustamiseks", "Seadmed signaalide vastuvõtmiseks ja töötlemiseks", "Televisiooni ja video alused umbes tehnoloogia", "Raadiotehniliste süsteemide statistiline teooria", "Raadio ja cal süsteemid", kursuse ja diplomitöö sidumisele.

Distsipliini „Raadioahelad ja signaalid“ õpe arendab õpilaste insenertehnilist mõtlemist, valmistab ette eridistsipliinide arendamiseks.

Distsipliini õpetamine on suunatud:

Õpilaste põhjalikuks uurimiseks elektriahelate analüüsimise põhiseaduste, põhimõtete ja meetodite, elektromagnetiliste protsesside füüsikalise olemuse kohta raadioelektroonikaseadmetes;

Sisendada tugevaid oskusi vooluahelate püsi- ja siirdeprotsesside analüüsimisel, samuti katsete läbiviimisel elektriahelate omaduste ja parameetrite määramiseks.

Distsipliin koosneb 5 sektsioonist:

1 signaalid;

2 Signaalide läbimine läbi lineaarahelate;

3 Mittelineaarsed ja parameetrilised ahelad;

4 Tagasisideahelad ja isevõnkuvad ahelad

5 Digitaalse signaali filtreerimise põhimõtted

3. DISTSIPLIINI ARENGU LÜHIAJALUGU

Elektri- ja raadioahelate teooria tekkimine on lahutamatult seotud praktikaga: elektrotehnika, raadiotehnika ja raadioelektroonika arenguga. Nende valdkondade ja nende teooriate väljatöötamisse on kaasa aidanud paljud kodu- ja välismaised teadlased.

Elektri ja magnetismi nähtused on inimestele teada olnud juba ammu. 18. sajandi teisel poolel hakati neid aga tõsiselt uurima ning salapära ja üleloomulikkuse halod hakkasid neist murduma.

Juba Mihhail Vassiljevitš Lomonosov (1711 - 1765) eeldas, et looduses on üks elekter ning elektri- ja magnetnähtused on omavahel orgaaniliselt seotud. Suure panuse elektriteadusesse andis vene akadeemik Frans Aepinus (1724 - 1802).

aastal toimus elektromagnetnähtuste õpetuse kiire areng XIX sajandil, mille põhjustas masinatootmise intensiivne areng. Praegusel ajal leiutab inimkond oma praktiliste vajaduste rahuldamiseks TELEGRAAFI, TELEFONI, ELEKTRIVALGUSTID, METALLIDE KEEVITAMISE, ELEKTRIMASINATE GENERAATORID ja ELEKTRIMOOTORID.

Nimetagem kronoloogilises järjekorras elektromagnetismi teooria arengu kõige silmatorkavamad etapid.

Aastal 1785 Prantsuse füüsik Coulomb Charles Vastus (1736 - 1806) kehtestas elektrilaengute mehaanilise vastasmõju seaduse (Coulombi seadus).

Aastal 1819 Taanlane Oersted Hans Christian (1777 - 1851) avastas elektrivoolu mõju magnetnõelale ja aastal 1820 Prantsuse füüsik Ampère André Marie (1775 - 1836) kehtestas juhi lõigule magnetvälja küljelt mõjuva kvantitatiivse mõõdu (jõu) (Ampère'i seadus).

Aastal 1827 Saksa füüsik Ohm Georg Simon (1787 - 1854) sai eksperimentaalselt metallijuhi lõigu tooni ja pinge seose (Omi seadus).

Aastal 1831 Inglise füüsik Michael Faraday (1791 - 1867) kehtestas elektromagnetilise induktsiooni seaduse ja in 1832 Vene füüsik Lenz Emil Khristianovitš (1804 - 1865) sõnastas elektriliste ja magnetiliste nähtuste üldisuse ja pöörduvuse põhimõtte.

Aastal 1873 1994. aastal esitas inglise teadlane J.K.Maxwell, tuginedes elektri ja magnetismi eksperimentaalsete andmete üldistusele, hüpoteesi elektromagnetlainete olemasolust ja töötas välja teooria nende kirjeldamiseks.

Aastal 1888 Saksa füüsik Heinrich Rudolf Hertz (1857 - 1894) eksperimentaalselt tõestas elektromagnetlainete kiirguse olemasolu.

Raadiolainete praktilise kasutamise viis esmakordselt läbi vene teadlane Aleksandr Stepanovitš Popov.(1859 - 1905), kes 7. mail 1895. a demonstreeriti Venemaa Füüsiku koosolekul - keemiaühiskonna saatja (sädeseade) ja elektromagnetlainete vastuvõtja (äikesedetektor) .

XIX lõpus sajandi kuulsad insenerid ja teadlased Lodygin Aleksander Nikolajevitš töötasid Venemaal (1847 - 1923), lõi maailma esimese hõõglambi (1873); Yablochkov Pavel Nikolajevitš (1847 - 1894), kes töötas välja elektriküünla (1876); Dolivo-Dobrovolski Mihhail Osipovitš (1861 - 1919), lõi kolmefaasilise voolude süsteemi (1889) ja rajas kaasaegse energia.

Aastal XIX sajandil oli elektriahelate analüüs üks elektrotehnika ülesandeid. Elektriahelaid uuriti ja arvutati puhtfüüsikaliste seaduste järgi, mis kirjeldavad nende käitumist elektrilaengute, pingete ja voolude mõjul. Need füüsikalised seadused moodustasid aluse elektri- ja raadioahelate teooriale.

Aastatel 1893-1894 Aastatel arendati C. Steinmetzi ja A. Kennelly töödega välja nn sümboolne meetod, mida esmalt rakendati mehaaniliste võnkumiste puhul füüsikas ja seejärel kandus üle elektrotehnikasse, kus hakati kasutama keerulisi suurusi a. püsiva sinusoidaalse võnkumise amplituudi-faasimustri üldistatud esitus.

Põhineb Hertzi töödel(1888) ja seejärel Pupin (1892) resonants ja häälestamine RLC ahelad ja sellega seotud võnkesüsteemidega tekkisid probleemid ahelate ülekandekarakteristikute määramisel.

Aastal 1889 A. Kennelly arenes formaalselt - elektriahelate ekvivalentteisenduste matemaatiline meetod.

Teisel poolajal XIX sajandil töötasid Maxwell ja Helmholtz välja silmusvoolude ja sõlmepingete (potentsiaalide) meetodid, mis moodustasid aluse hilisema aja maatriks- ja topoloogilistele analüüsimeetoditele. Väga oluline oli Helmholtzi definitsioon SUPERPOSITSIOONI printsiibist, st. Mitme lihtsa protsessi eraldi käsitlemine samas vooluringis koos järgneva algebralise liitmisega samas ahelas keerukamaks elektrinähtuseks. Superpositsioonimeetod võimaldas teoreetiliselt lahendada paljusid probleeme, mida varem peeti lahendamatuks ja mida saab käsitleda ainult empiiriliselt.

Järgmine oluline samm elektri- ja raadioahelate teooria arendamisel oli sissejuhatus 1899 aasta elektriahela komplekstakistuse kontseptsiooni vahelduvvoolule.

Elektri- ja raadioahelate teooria kujunemise oluliseks etapiks oli vooluahelate sageduskarakteristikute uurimine. Esimesed ideed selles suunas on seotud ka Helmholtzi nimega, kes kasutas analüüsiks superpositsiooni printsiipi ja harmoonilise analüüsi meetodit, s.o. rakendas funktsiooni laiendamist Fourier' seerias.

XIX lõpus sajandil võeti kasutusele T- ja U-kujuliste vooluahelate mõiste (neid hakati nimetama kvadripoolideks). Peaaegu samaaegselt tekkis elektrifiltrite kontseptsioon.

Kaasaegsele raadioskeemide ja raadiotehnika teooriale panid aluse meie kaasmaalased M.B.Shuleikin, B.A.Vedensky, A.I.Berg, A.L.Mints, V.A.Kotelnikov, A.N.Papalexy ja paljud teised.

4 KURSUSEL TÖÖTAMISE ÜLDMETOODIKA, TUNNIDE LIIGID, ARUANDLUSVORMID, ÕPPEKIRJANDUS

Distsipliini õpe toimub loengutes, laboratoorsetes ja praktilistes tundides.

Loengud on üks olulisemaid treeningute liike ja umbes moodustavad teoreetilise hariduse aluse. Need loovad süstemaatilise aluse teaduslikele teadmistele selles distsipliinis, keskenduvad õpetamisele e kõige keerulisemates ja võtmeküsimustes stimuleerida nende aktiivset kognitiivset tegevust, kujundada loovat mõtlemist.

Loengutes koos fundamentaalse olemusega vajalik ja Mai koolituse praktilise orientatsiooni aste. Materjali esitlus on seotud sõjalise praktikaga, spetsiifiliste eriseadmete objektidega, milles kasutatakse elektriahelaid.

Laboratoorsete tundide eesmärk on õpetada õpilastele ec Koos eksperimentaal- ja teadusuuringud, sisendada teadusliku analüüsi ja saadud tulemuste üldistamise oskusi, laboratooriumiga töötamise oskusi umbes kaevandamine, mõõteriistad ja andmetöötlus x mitte ühtegi.

Laboratoorseteks tundideks valmistudes õpivad õpilased iseseisvalt või (vajadusel) sihtkonsultatsioonidel vastavat Yu üldteoreetiline materjal, uuringute läbiviimise üldine kord, koostada aruannete vormid (joonistada labori seadistusskeem, vajalikud tabelid).

Katse on laboritöö põhiosa ja reaalne ja zuyutsya iga õpilane iseseisvalt vastavalt laboritööde juhendile. Enne katse läbiviimist n trollide küsitlus flaieri vormis, mille eesmärk on kontrollida koolituse kvaliteeti umbes õpilaste koolitamine laboritöödeks. Samas tuleb tähelepanu pöörata teoreetilise materjali tundmisele, töö järjekorda, oodatavate tulemuste iseloomule. Aruannete saamisel arvestage a juurde registreerimise õigsus, õpilaste vastavus ESKD nõuetele, sularaha ja chie ja vajalike järelduste õigsus.

Lahendusoskuste arendamiseks viiakse läbi praktilisi tunde e uurimisülesanded, arvutuste koostamine. Nende peamine sisu on juurde iga õpilase tööd. Perse võetakse praktiliste harjutuste jaoks välja a chi, millel on rakenduslik iseloom. Arvutitarkvara taseme tõstmine d kokkamine toimub praktilistes tundides arvestust sooritades e kaupu programmeeritavate kalkulaatorite või personaalarvutite abil. Iga tunni alguses viiakse läbi kontrollküsitlus, mille eesmärgiks on umbes rogo - õpilaste tunniks valmisoleku kontrollimine, samuti - aktiveerimine a nende kognitiivse tegevuse

Distsipliini sisu valdamise käigus süstematiseerivad õpilased ja kujunevad metoodilised oskused ja iseseisva töö oskused. Õpilastele õpetatakse oskust õigesti küsimusi esitada umbes lihtsaim ülesanne, tehtud töö olemusest aru anda, kasutada Koos kole ja visuaalsed abivahendid.

Esmaste koolituste ettevalmistamise ja läbiviimise oskuste sisendamiseks on plaanis kaasata õpilasi laboriklasside juhataja abideks.

Kognitiivse de aktiveerimise olulisemate valdkondade hulgas ma probleemõpe kuulub õpilastele. Selle rakendamiseks koos umbes probleemsituatsioonid on antud nii kursuse kui terviku, üksikute teemade ja sisse umbes taotlused, mida rakendatakse:

Tuues sisse uusi probleemseid mõisteid, näidates, kuidas need ajalooliselt tekkisid ja kuidas neid rakendatakse;

Pannes õpilase vastamisi uute nähtuste vaheliste vastuoludega e niyami ja vanad mõisted;

Vajaliku teabe valimise vajadusega;

Kasutades vastuolusid olemasolevate teadmiste vahel lk e otsuse tulemused ja praktika nõuded;

Esmapilgul seletamatute faktide ja nähtuste esitamine

teadaolevate seaduste järgi;

Tuvastades interdistsiplinaarseid seoseid ja seoseid nähtuste vahel.

Distsipliini õppimise käigus on kõigis praktilistes tundides ette nähtud materjali omastamise kontroll briifingu vormis ning teemadel 1 ja 2 kahetunnise kontrolltööna.

Hariduse üldise kvaliteedi määramiseks distsipliinis, käitumises t Xia eksam. Vastu said õpilased, kes on täitnud kõik õppekava nõuded, andnud aru kõigist laboritöödest sisse shi positiivsed hinded kursusetööle. Eksamid toimuvad t vorm koos vajalike kirjalike selgitustega tahvlile (valemid, graafikud jne). Igale õpilasele antakse ettevalmistuseks mitte rohkem kui 30 minutit. Vastuse ettevalmistamiseks saavad õpilased kasutada umbes kasutada osakonnajuhataja poolt lubatud metoodilisi ja teatmematerjale e riaalid. Vastuse ettevalmistamine võib toimuda kirjalikult. Osakonnajuhataja võib vabastada eksami sooritamisest üliõpilased, kes on näidanud umbes t isiklikud teadmised jooksva kontrolli tulemuste põhjal koos nende hinnanguga n ki "suurepärane".

Seega on distsipliin "Raadioahelad ja signaalid". ma on süsteem kontsentreeritud ja samas üsna terviklik ja a täiuslikud teadmised, mis võimaldavad raadioinseneril vabalt orienteeruda spetsiaalsete raadioseadmete ja -süsteemide töötamise olulisemates küsimustes.

HARIDUSALANE KIRJANDUS:

1. Baskakov S.I. Raadiotehnika ahelad ja signaalid. 3. väljaanne. Moskva: Kõrgkool, 2000 .

LISAKIRJANDUS

2. Baskakov S.I. Raadiotehnika ahelad ja signaalid. Probleemide lahendamise juhend: Proc. raadiotehnika toetus. spetsialist. ülikoolid. - 2. väljaanne. M.: Kõrgkool oh oh, 2002.

3. POPOV V.P. Vooluahelate teooria alused. Proc. ülikoolidele.-3. tr. M.: Kõrgkool oh, 2000.

5 SIGNAALI ENERGIAKARAKTERISTIKUD

Reaalse signaali peamised energiaomadused on järgmised:

1) hetkvõimsus, defineeritud kui signaali hetkväärtuse ruut

Kui - pinge või vool, siis - takistusel vabanev hetkevõimsus ja 1 oomi

Hetkeline võimsus ei ole aditiivne, st signaalide summa hetkevõimsus ei ole võrdne nende hetkevõimsuste summaga:

2) ajaintervalli energiat väljendatakse hetkevõimsuse integraalina

3) intervalli keskmine võimsus määratakse selle intervalli signaalienergia väärtuse järgi, mis on seotud ajaühikuga

kus.

Kui signaal antakse lõpmatu aja jooksul, määratakse keskmine võimsus järgmiselt:

Infoedastussüsteemid on konstrueeritud nii, et info edastatakse minimaalse signaalienergia ja võimsuse juures ettenähtust väiksemate moonutustega.

Suvalisel ajaintervallil määratud signaalide energia ja võimsus võivad olla aditiivsed, kui sellel ajavahemikul olevad signaalid on ortogonaalsed. Mõelge kahele signaalile ja mis antakse ajaintervallile. Nende signaalide summa energiat ja võimsust väljendatakse järgmiselt:

, (1)

. (2)

Siin ja - esimese ja teise signaali energia ja võimsus, — nende signaalide vastastikune energia ja võimsus (või nende vastasmõju energia ja võimsus). Kui tingimused on täidetud

siis signaale ja ajaintervalli kohta nimetatakse ortogonaalseteks ja avaldisiks(1) ja (2) on sellisel kujul

Signaalide ortogonaalsuse mõiste on tingimata seotud nende määramise intervalliga.

Keeruliste signaalide puhul kasutatakse ka hetkvõimsuse, energia ja keskmise võimsuse mõisteid. Need väärtused sisestatakse nii, et komplekssignaali energiaomadused on tegelikud väärtused.

1. Hetkelise võimsuse määrab komplekssignaali korrutiskompleksse konjugaadi signaalile

2. Signaali energiaajavahemikul on definitsiooni järgi võrdne

3. Signaali tugevusintervallil on määratletud kui

Kaks keerukat signaali, mis on antud ajaintervallil, on ortogonaalsed, kui nende vastastikune võimsus (või energia) on null.

6 DETERMINISTLISTE SIGNAALIDE KORRELAATSIOONIKARAKTERISTIKUD

Signaali üks olulisemaid ajalisi omadusi on autokorrelatsioonifunktsioon (ACF), mis võimaldab hinnata signaali ja selle ajaliselt nihutatud koopia vahelise seose (korrelatsiooni) astet.

Ajaintervallil antud reaalse signaali jaoksja piiratud energiaga, määratakse korrelatsioonifunktsioon järgmise avaldise abil:

, (3)

kus - signaali aja nihke suurus.

Iga väärtuse puhul väljendatakse autokorrelatsiooni funktsiooni mingi arvväärtusega.

Alates (3) sellest järeldub, et ACF on aja nihke ühtlane funktsioon. Tõepoolest, asendamine (3) muutuja sisse, saame

Kell , on signaali sarnasus selle nihutamata koopiaga suurim ja funktsioonsaavutab maksimaalse väärtuse, mis on võrdne signaali koguenergiaga

Suurenedes kõigi signaalide, välja arvatud perioodiliste, funktsioon väheneb (mitte tingimata monotoonselt) ning signaalide suhtelise nihkega ja signaali kestust ületava summa võrra kaob.

Perioodilise signaali autokorrelatsioonifunktsioon on ise sama perioodiga perioodiline funktsioon.

Kahe signaali sarnasuse astme hindamiseks kasutatakse ristkorrelatsiooni funktsiooni (CCF), mis määratakse avaldisega

Siin ja - signaalid, mis antakse lõpmatu aja jooksulja piiratud energiaga.

Väärtus ei muutu, kui signaali edasilükkamise asemel arvestame esimese signaali edasiliikumist.

Autokorrelatsiooni funktsioon on VKF erijuhtum, kui signaalid ja on samad.

Seevastu funktsioon ei ole üldiselt ühtlane ja võib ulatuda maksimaalselt kolmeni.

Väärtus määrab signaalide vastastikuse energia ja

7 GEOMEETRILISED MEETODID SIGNAALITEORIAS

Paljude raadiotehnika teoreetiliste ja rakenduslike probleemide lahendamisel tekivad järgmised küsimused: 1) mis mõttes saab rääkida signaali suurusest, väites näiteks, et üks signaal on teisest oluliselt parem; 2) Kas on võimalik objektiivselt hinnata, kuidas kaks erinevat signaali on üksteisega “sarnased”?

Aastal XX sisse. loodi funktsionaalne analüüs — matemaatika haru, mis üldistab meie intuitiivseid ideid ruumi geomeetrilise struktuuri kohta. Selgus, et funktsionaalanalüüsi ideed võimaldavad luua koherentse signaaliteooria, mis lähtub signaali kui vektori kontseptsioonist spetsiaalselt konstrueeritud lõpmatumõõtmelises ruumis.

Signaalide lineaarne ruum. Lase -palju signaale. Nende objektide liitmise põhjus — komplekti kõikidele elementidele ühiste omaduste olemasolu.

Selliseid hulki moodustavate signaalide omaduste uurimine muutub eriti viljakaks siis, kui hulga elemente on võimalik väljendada teiste elementide kaudu. On tavaks öelda, et signaalide komplekt on varustatud teatud struktuuriga. Ühe või teise konstruktsiooni valiku peaks määrama füüsilised kaalutlused. Seega on elektriliste võnkumiste puhul teada, et need võivad summeerida ja olla korrutatud suvalise mastaabiteguriga. See võimaldab lineaarse ruumi struktuuri tutvustada signaalide komplektides.

Signaalide hulk moodustab reaalse lineaarruumi, kui on tõesed järgmised aksioomid:

1. Iga signaal võtab ainult tegelikke väärtusi.

2. Mis tahes ja seal on nende summa olemas ja see sisaldub ka. Summeerimistehe on kommutatiivne: ja assotsiatiivne: .

3. Iga signaali ja reaalarvu jaoks on signaal defineeritud=.

4. Hulk M sisaldab spetsiaalset nullelementi , nii et  on kõigile.

Kui signaalide matemaatilised mudelid võtavad keerulisi väärtusi, siis eeldusel, et aksioomis 3 kompleksarvuga korrutamisel jõuame kompleksse lineaarruumi mõisteni.

Lineaarse ruumistruktuuri kasutuselevõtt on esimene samm signaalide geomeetrilise tõlgendamise suunas. Lineaarruumide elemente nimetatakse sageli vektoriteks, rõhutades nende objektide omaduste ja tavaliste kolmemõõtmeliste vektorite vahelist analoogiat.

Lineaarruumi aksioomide seatud piirangud on väga karmid. Mitte iga signaalikomplekt ei osutu lineaarseks ruumiks.

Koordinaadibaasi mõiste. Nagu tavalises kolmemõõtmelises ruumis, saab ka signaalide lineaarruumis eristada erilist alamhulka, mis täidab koordinaattelgede rolli.

Öeldakse, et vektorite hulk (}, kuuluvus on lineaarselt sõltumatu, kui võrdsus

on võimalik ainult kõigi arvuliste koefitsientide samaaegse kadumise korral.

Lineaarselt sõltumatute vektorite süsteem moodustab lineaarses ruumis koordinaataluse. Kui mingi signaali lagunemine on antud kujul

siis numbrid () on signaali projektsioonid valitud aluse suhtes.

Signaaliteooria ülesannetes on baasvektorite arv reeglina lõpmatult suur. Selliseid lineaarseid ruume nimetatakse lõpmatumõõtmelisteks. Loomulikult ei saa nende ruumide teooriat põimida lineaaralgebra formaalsesse skeemi, kus alusvektorite arv on alati lõplik.

Normeeritud lineaarruum. Signaali energia. Signaaliteooria geomeetrilise tõlgendamise jätkamiseks ja süvendamiseks on vaja kasutusele võtta uus mõiste, mis oma tähenduses vastab vektori pikkusele. See võimaldab mitte ainult anda täpset tähendust sellisele väitele nagu "esimene signaal on suurem kui teine", vaid ka näidata, kui palju see on.

Vektori pikkust matemaatikas nimetatakse selle normiks. Signaalide lineaarruum normaliseeritakse, kui iga vektor on numbriga unikaalselt seotud — selle vektori norm ja järgmised normitud ruumi aksioomid kehtivad:

1. Norm on mittenegatiivne, s.t.. Normaalne siis ja ainult siis .

2. Mis tahes arvu puhul kehtib võrdsus.

3. Kui ja on kaks vektorit alates , siis on kolmnurga võrratus rahuldatud: .

Signaalide normi sisseviimiseks on võimalik välja pakkuda erinevaid viise. Raadiotehnikas eeldatakse kõige sagedamini, et tõelistel analoogsignaalidel on norm

(4)

(juure kahest võimalikust väärtusest valitakse positiivne). Keeruliste signaalide puhul norm

kus * - kompleksse konjugaadi suuruse sümbol. Normi ​​ruutu nimetatakse signaalienergiaks

Just see energia vabaneb takistusega takistis 1 Ohm, kui selle klemmidel on pinge.

Määrake signaali kiirus valemi abil (4) asjakohane järgmistel põhjustel:

1. Raadiotehnikas hinnatakse signaali suurust sageli kogu energiaefekti, näiteks takistis vabaneva soojushulga järgi.

2. Energianorm osutub "tundetuks" signaali kuju muutuste suhtes, võib-olla oluliste, kuid lühikese aja jooksul toimuvate muutuste suhtes.

Lineaarne normruum vormi normi lõpliku väärtusega (1.15) nimetatakse integreeritava ruuduga funktsioonide ruumiks ja on lühidalt tähistatud.

8 ORTOGOONALLISTE SIGNAALIDE TEOORIA. ÜLDINE FOURIER SERIA

Olles tutvustanud signaalide hulka lineaarruumi struktuuri, määranud normi ja meetrika, ei suuda me sellegipoolest arvutada sellist tunnust nagu kahe vektori vaheline nurk. Seda saab teha lineaarruumi elementide skalaarkorrutise olulise kontseptsiooni sõnastamisega.

Signaalide skalaarkorrutis. Tuletame meelde, et kui tavalises kolmemõõtmelises ruumis on teada kaks vektorit ja, siis nende summa mooduli ruut

kus on nende vektorite skalaarkorrutis, olenevalt nendevahelisest nurgast.

Analoogiliselt toimides arvutame kahe signaali summa energia ja:

. (5)

Erinevalt signaalidest endist on nende energiad mitteliituvad – kogu signaali energia sisaldab nn vastastikust energiat

. (6)

Valemite võrdlemine(5) ja (6), defineerige reaalsete signaalide skalaarkorrutis ja:

Skalaarkorrutisel on järgmised omadused:

1. , kus on reaalarv;

Sellise sisekorrutise lineaarset ruumi, mis on täielik selles mõttes, et see sisaldab kõiki sellest ruumist pärit koonduvate vektorjadade piirpunkte, nimetatakse tõeliseks Hilberti ruumiks.

Põhiline Cauchy ebavõrdsus on tõsi— Bunjakovski

Kui signaalid omandavad kompleksväärtused, saab kompleksse Hilberti ruumi määratleda, sisestades sellesse valemiga skalaarkorrutise

selline, et.

Ortogonaalsed signaalid ja üldistatud Fourier' jada. Kahte signaali ja nimetatakse ortogonaalseteks, kui nende skalaarkorrutis ja seega ka vastastikune energia on võrdne nulliga:

Lase - Lõpliku energiaväärtusega signaalide Hilberti ruum. Need signaalid on määratletud ajavahemiku jooksul, kas piiratud või lõpmatu. Oletame, et samal lõigul on antud lõpmatu funktsioonide süsteem, üksteise suhtes risti ja ühiknormidega:

Öeldakse, et sel juhul antakse signaalide ruumis ortonormaalne alus.

Laiendame suvalise signaali jadaks:

(7)

Jõudlus (7) nimetatakse valitud alusel signaali üldistatud Fourier' jadaks.

Selle seeria koefitsiendid leitakse järgmiselt. Võtke baasfunktsioon suvalise arvuga, korrutage sellega võrdsuse mõlemad pooled (7) ja seejärel integreerige tulemused aja jooksul:

. (8)

Pidades silmas võrdsuse paremal poolel oleva aluse ortonormaalsust (8) järele jääb ainult summa nummerdatud liige, nii et

Võimalus esitada signaale üldistatud Fourier-ridade abil on väga olulise tähtsusega fakt. Selle asemel, et uurida funktsionaalset sõltuvust loendamatus punktide hulgas, saame võimaluse iseloomustada neid signaale loendatava (kuid üldiselt öeldes lõpmatu) üldistatud Fourier' rea koefitsientide süsteemiga.

Signaali energia, mis on esitatud üldistatud Fourier' jadana. Mõelge mõnele järjestikku laiendatud signaalile ortonormaalse baassüsteemina:

ja arvutage selle energia, asendades selle jada otse vastava integraaliga:

(9)

Kuna funktsioonide baassüsteem on ortonormaalne, siis summa (9) ainult numbritega terminid erinevad nullist. Siit saame suurepärase tulemuse:

Selle valemi tähendus on järgmine: signaali energia on kõigi üldistatud Fourier' jada moodustavate komponentide energiate summa.

Raadioelektroonika osakonna vanemõppejõud S. Lazarenko

Signaalide üldistatud teooria uurimisel vaadeldakse järgmisi küsimusi.

1. Raadiotehnikas teabeedastuseks kasutatavate signaalide peamised omadused ja analüüsimeetodid.

2. Peamised signaaliteisenduste tüübid kanalite ehitamise protsessis.

3. Raadioskeemide ehitusviisid ja analüüsimeetodid, mille kaudu sooritatakse toiminguid signaaliga.

Raadiotehnika signaale võib määratleda kui signaale, mida kasutatakse raadiotehnikas. Vastavalt otstarbele jagatakse raadiosignaalid signaalideks:

ringhääling,

televiisor,

telegraaf,

radar,

raadionavigatsioon,

telemeetria jne.

Kõik raadiosignaalid on moduleeritud. Moduleeritud signaalide genereerimisel kasutatakse esmaseid madalsageduslikke signaale (analoog, diskreetne, digitaalne).

analoogsignaal kordab edastatava sõnumi muutumise seadust.

diskreetne signaal – sõnumiallikas edastab infot kindlate ajavahemike järel (näiteks ilma kohta), lisaks on võimalik saada diskreetne allikas analoogsignaali ajalise diskreetsuse tulemusena.

digitaalne signaal on sõnumi kuvamine digitaalsel kujul. Näide: kodeerime tekstisõnumi digitaalseks signaaliks.

Kõik sõnumi märgid võivad olla kodeeritud binaar-, kuueteistkümnend- ja muude koodidena. Kodeerija teostab kodeerimise automaatselt. Seega teisendatakse koodisümbolid standardsignaalideks.

Digitaalse andmeedastuse eeliseks on kõrge mürakindlus. Vastupidine teisendamine toimub digitaal-analoogmuunduri abil.

Signaalide matemaatilised mudelid

Signaalide üldisi omadusi uurides kalduvad need tavaliselt kõrvale oma füüsilisest olemusest ja eesmärgist, asendades need matemaatilise mudeliga.

Matemaatiline mudel – valitud signaali matemaatilise kirjeldamise meetod, mis kajastab signaali olulisimaid omadusi. Matemaatilise mudeli alusel on võimalik signaale klassifitseerida, et teha kindlaks nende ühised omadused ja põhimõttelised erinevused.

Raadiosignaalid jagunevad tavaliselt kahte klassi:

deterministlikud signaalid,

juhuslikud signaalid.

Deterministlik signaal on signaal, mille väärtus igal ajahetkel on teadaolev väärtus või seda saab eelnevalt välja arvutada.

juhuslik signaal on signaal, mille hetkeväärtus on juhuslik suurus (näiteks helisignaal).

Deterministlike signaalide matemaatilised mudelid

Deterministlikud signaalid jagunevad kahte klassi:

perioodiline,

mitteperioodiline.

Lase s ( t ) on deterministlik signaal. Perioodilisi signaale kirjeldatakse aja perioodilise funktsiooniga:

ja korrake pärast perioodi T . Umbes t >> T . Ülejäänud signaalid on mitteperioodilised.

Impulss on signaal, mille väärtus erineb nullist piiratud aja jooksul (impulsi kestus ).

Matemaatilise mudeli kirjeldamisel kasutatakse aga funktsioone, mis on antud lõpmatul ajaintervallil. Tutvustatakse efektiivse (praktilise) impulsi kestuse kontseptsiooni:

.

eksponentsiaalne impulss.

Näiteks: eksponentsiaalse impulsi efektiivse kestuse määratlemine ajavahemikuna, mille jooksul signaali väärtus väheneb 10 korda. Määrake mustri efektiivne impulsi kestus:

Signaali energiaomadused . Hetkeline võimsus on signaali võimsus 1-oomilisel takistil:

.

Mitteperioodilise signaali puhul tutvustame energia mõistet takistusel 1 Ω:

.

Perioodilise signaali jaoks võetakse kasutusele keskmise võimsuse mõiste:

Signaali dünaamiline ulatus on defineeritud kui maksimumi suhe P ( t ) selle miinimumini P ( t ) , mis võimaldab teil pakkuda teatud edastuskvaliteeti (tavaliselt väljendatakse dB-des):

.

Diktori rahuliku kõne dünaamiline ulatus on ligikaudu 25 ... 30 dB, sümfooniaorkestri puhul kuni 90 dB. Väärtuse valik P min Seotud häirete tasemega:
.

Signaali saab iseloomustada erinevate parameetritega. Üldiselt on selliseid parameetreid palju, kuid probleemide jaoks, mida tuleb praktikas lahendada, on vaid väike osa neist hädavajalikud. Näiteks protsessijuhtimisinstrumendi valimisel võib olla vajalik teadmine signaali hajutusest; kui signaali kasutatakse juhtimiseks, on oluline selle võimsus jne. Mõelge kolmele põhilisele signaaliparameetrile, mis on kanali kaudu teabe edastamiseks olulised. Esimene oluline parameeter on signaali edastamise aeg. T s. Teine omadus, mida tuleb arvestada, on võimsus P koos teatud häiretasemega kanali kaudu edastatav signaal Pz. Mida suurem on väärtus P koos Võrreldes Pz, seda väiksem on eksliku vastuvõtu tõenäosus. Seega suhe P c / P z . Mugav on kasutada selle suhte logaritmi, mida nimetatakse signaali ületamiseks mürast:

Kolmas oluline parameeter on sagedusspekter F x. Need kolm parameetrit võimaldavad esitada koordinaatidega mis tahes signaali kolmemõõtmelises ruumis L, T, F mahuga rööptahuka kujul T x F x L x. Seda korrutist nimetatakse signaali helitugevuseks ja seda tähistatakse V x-ga

Teabekanalit saab iseloomustada ka kolme asjakohase parameetriga: kanali kasutusaeg T kuni, kanali edastatavate sageduste ribalaius Fk ja kanali dünaamiline ulatus Dk iseloomustab selle võimet edastada erinevaid signaalitasemeid.

Väärtus

nimetatakse kanali läbilaskevõimeks.

Moonutusteta signaali edastamine on võimalik ainult siis, kui signaali helitugevus "mahtub" kanali mahtuvusse.

Seetõttu määrab signaali infoedastuskanaliga sobitamise üldtingimuse seos

Kuid suhe väljendab vajalikku, kuid mitte piisavat tingimust signaali sobitamiseks kanaliga. Piisav tingimus on kokkulepe kõigis parameetrites:

Infokanali jaoks kasutatakse järgmisi mõisteid: teabe sisendkiirus, teabeedastuskiirus ja kanali läbilaskevõime.

Under sisendkiirus (infovoog) I(X) mõistan keskmist infohulka, mis sõnumiallikast infokanalisse sisestatakse ajaühikus. See sõnumiallika omadus on määratud ainult sõnumite statistiliste omadustega.

Teabe edastuskiirus I(Z,Y) on keskmine kanali kaudu edastatava teabe hulk ajaühikus. See sõltub edastatava signaali statistilistest omadustest ja kanali omadustest.

Ribalaius C on antud kanali suurim teoreetiliselt saavutatav teabeedastuskiirus. See on kanali karakteristik ja ei sõltu signaali statistikast.

Infokanali võimalikult efektiivseks kasutamiseks on vaja rakendada meetmeid, et infoedastuskiirus oleks võimalikult lähedane kanali läbilaskevõimele. Samal ajal ei tohiks teabe sisestamise kiirus ületada kanali mahtu, vastasel juhul ei edastata kogu teavet kanali kaudu.

See on sõnumiallika ja teabekanali dünaamilise sobitamise peamine tingimus.

Infoedastuse teooria üks põhiküsimusi on infoedastuskiiruse ja läbilaskevõime sõltuvuse määramine kanali parameetritest ning signaalide ja häirete omadustest. Neid küsimusi uuris kõigepealt põhjalikult K. Shannon.

Nagu eespool märgitud, on edastatud signaalid edastatud sõnumitega ainulaadselt seotud. Signaali matemaatiline kirjeldus on mingi aja funktsioon s(t). Sidesignaale saab klassifitseerida mitme kriteeriumi järgi.

Sõnumiteoorias jagunevad signaalid eelkõige deterministlikeks (regulaarseteks) ja juhuslikeks. Signaali kutsutakse deterministlik kui seda saab kirjeldada teadaoleva ajafunktsiooniga. Seetõttu mõistetakse deterministliku signaali all sellist signaali, mis vastab teadaolevale edastatud sõnumile ja mida on võimalik täpselt ette ennustada suvaliselt pika aja jooksul. Deterministlikud signaalid jagunevad tavaliselt perioodilisteks, peaaegu perioodilisteks ja mitteperioodilisteks.

Reaalsetes tingimustes ei ole signaal vastuvõtukohas ette teada ja seda ei saa kirjeldada kindla ajafunktsiooniga. Vastuvõetud signaalid on mitmel põhjusel ettearvamatud, juhuslikud. Esiteks sellepärast, et tavaline signaal ei saa teavet edastada. Tõepoolest, kui edastatava signaali kohta oleks kõik teada, poleks vaja seda edastada. Tavaliselt ainult vastuvõtja poolel mõned parameetrid signaal. Teiseks on signaalid oma olemuselt juhuslikud erinevate häirete tõttu, nii väliste (kosmiline, atmosfääriline, tööstuslik jne) kui ka sisemiste (lampide müra, takistused jne). Vastuvõetud signaali moonutab ka sideliini läbimine, mille parameetrid on sageli aja juhuslikud funktsioonid.

Sidesignaali mudel ei ole aja üksikfunktsioon s(t) , vaid teatud funktsioonide kogum, mis esindab juhuslikku protsessi. Iga konkreetne signaal on üks teostused juhuslik protsess, mida saab kirjeldada aja deterministliku funktsiooniga. Sageli on võimalike teadete (signaalide) kogum vastuvõtjale teada. Ülesanne on määrata, milline sõnum antud ansamblist edastati signaali ja müra segamise aktsepteeritud teostusest.

Seega tuleb edastatavat signaali käsitleda kui funktsioonide kogumit, mis on juhusliku protsessi teostused. Selle protsessi statistilised omadused kirjeldavad täielikult signaali omadusi. Paljude spetsiifiliste probleemide lahendamine muutub sel juhul aga keeruliseks. Seetõttu on signaalide ja nende läbimise läbi erinevate vooluahelate uurimist soovitav alustada üksikutest teostustest kui deterministlikest funktsioonidest.

Signaali täielik kirjeldus ei ole alati vajalik. Mõnikord piisab analüüsiks mitmest üldistatud karakteristikust, mis peegeldavad kõige paremini signaali omadusi. Signaali üks olulisemaid omadusi on selle kestusT, mis määrab kanali vajaliku aja ja on lihtsalt seotud selle signaaliga edastatava informatsiooni hulgaga. Teine omadus on spektri laius signaal F, mis iseloomustab signaali käitumist selle kestuse jooksul, selle muutumise kiirust. Kolmanda tunnusena võiks sisse tuua sellise, mis määraks signaali amplituudi kogu selle olemasolu vältel, näiteks võimsuse. Küll aga signaali tugevus RKoos ei määra iseenesest tingimusi selle edastamiseks häiretega reaalsete sidekanalite kaudu. Seetõttu iseloomustab signaali tavaliselt signaali ja müra võimsuste suhe:

mida nimetatakse signaali-müra suhteks või signaali-müra suhteks.

Sageli kasutatakse ka signaali karakteristikut, nn dünaamiline ulatus,

mis määrab signaalitasemete muutmise intervalli (näiteks helitugevuse telefoniteadete edastamisel) ja seab vastavad nõuded tee lineaarsusele. Sellest küljest saab signaali iseloomustada nn tipptegur

mis on signaali maksimaalse väärtuse suhe praegusesse. Mida kõrgem on signaali tipptegur, seda halvem on raadioseadme energiatõhusus.

Sõnumitel sooritatavate teisenduste seisukohalt jagatakse signaalid tavaliselt videosignaalideks (moduleerimata) ja raadiosignaalideks (moduleeritud). Tavaliselt on videosignaali spekter koondunud madala sagedusega piirkonda. Modulatsiooni kasutamisel nimetatakse videosignaali moduleerimiseks. Raadiosignaali spekter on koondunud mõne keskmise sageduse ümber kõrgsageduspiirkonnas. Raadiosignaale saab edastada elektromagnetlainete kujul.

Peatüki lõpetuseks iseloomustame lühidalt erinevates suhtlusliikides kasutatavaid signaale. Joonisel fig. 1.2 näitab videosignaali pideva impulssjärjestusena. Selline signaal genereeritakse telegraafi tüüpi tööde jaoks, kasutades viiekohalist kahendkoodi. Selliste signaalide edastamiseks kasutatav ribalaius sõltub telegraafi kiirusest ja on näiteks 150-200 Hz telegraafimasinat ST-35 kasutades ja 50 tähemärki sekundis edastades. Telefonisõnumite edastamisel on signaal pidev f
ajafunktsioon, nagu on näidatud joonisel fig. 1.2 b.

AT
kommertstelefonisignaali edastatakse tavaliselt sagedusalas 300 Hz kuni 3400 Hz. Ringhäälingu puhul nõuab kõne ja muusika kvaliteetne edastamine sagedusriba ligikaudu 40 Hz kuni 10 kHz. Fototelegraafi abil liikumatute piltide edastamisel on signaal joonisel fig. 1.Z a.

See on astmeline funktsioon. Võimalike tasemete arv on võrdne ülekantud helitugevuste ja pooltoonide arvuga. Edastamise jaoks kasutatakse üht või mitut standardset telefonikanalit. Liikuvate piltide edastamisel televisioonis, kasutades 625 lagunemisjoont, on vajalik ribalaius 50 Hz kuni 6 MHz. Sel juhul on signaalil keeruline diskreetne-pidev struktuur. Moduleeritud signaalid on joonisel 1.3 b näidatud kujul (amplituudmodulatsiooniga).