Signālu var raksturot ar dažādiem parametriem. Vispārīgi runājot, šādu parametru ir ļoti daudz, bet praksē risināmām problēmām ir būtiski tikai daži no tiem. Piemēram, izvēloties instrumentu procesa uzraudzībai, var būt nepieciešamas zināšanas par signāla dispersiju; ja signālu izmanto kontrolei, tā jauda ir būtiska utt. Tiek ņemti vērā trīs galvenie signāla parametri, kas ir būtiski informācijas pārraidei pa kanālu. Pirmais svarīgais parametrs ir signāla pārraides laiks. T ar... Otra īpašība, kas jāņem vērā, ir jauda P ar signāls, kas tiek pārraidīts pa kanālu ar noteiktu traucējumu līmeni P z... Jo lielāka vērtība P ar salīdzinot ar P z, jo mazāka iespēja saņemt kļūdainu saņemšanu. Tādējādi interese ir attiecība P c / P z. Ir ērti izmantot šīs attiecības logaritmu, ko sauc par signāla pārsniegumu pār troksni:
Trešais svarīgais parametrs ir frekvenču spektrs F x... Šie trīs parametri ļauj attēlot jebkuru signālu trīsdimensiju telpā ar koordinātām L, T, F paralēlskaldņa formā ar tilpumu T x F x L x... Šo produktu sauc par signāla skaļumu un apzīmē ar V x
Informācijas kanālu var raksturot arī ar trim atbilstošiem parametriem: kanāla lietošanas laiku T līdz, kanāla pārraidīto frekvenču joslas platums F k un kanāla dinamisko diapazonu D k raksturo tā spēju pārraidīt dažādus signāla līmeņus.
Lielums
sauc par kanāla kapacitāti.
Netraucēta signāla pārraide ir iespējama tikai ar nosacījumu, ka signāla skaļums "iekļaujas" kanāla kapacitātē.
Līdz ar to vispārējo nosacījumu signāla saskaņošanai ar informācijas pārraides kanālu nosaka attiecība
Tomēr attiecība izsaka nepieciešamo, bet nepietiekamo nosacījumu signāla saskaņošanai ar kanālu. Pietiekams nosacījums ir vienošanās par visiem parametriem:
Informācijas kanālam tiek lietoti šādi termini: informācijas ievades ātrums, informācijas pārraides ātrums un kanāla joslas platums.
Zem informācijas ievades ātrums (informācijas plūsma) Es (X) saprotu vidējo informācijas daudzumu, kas no ziņojumu avota tiek ievadīts informācijas kanālā laika vienībā. Šo ziņojuma avota raksturlielumu nosaka tikai ziņojumu statistiskās īpašības.
Informācijas pārsūtīšanas ātrums I (Z, Y) - vidējais informācijas apjoms, kas tiek pārraidīts pa kanālu laika vienībā. Tas ir atkarīgs no pārraidītā signāla statistiskajām īpašībām un kanāla īpašībām.
Joslas platums C - lielākais teorētiski sasniedzamais informācijas pārraides ātrums konkrētajam kanālam. Šī ir kanāla reakcija un nav atkarīga no signāla statistikas.
Lai pēc iespējas efektīvāk izmantotu informācijas kanālu, nepieciešams veikt pasākumus, lai informācijas pārraides ātrums būtu pēc iespējas tuvāks kanāla kapacitātei. Tajā pašā laikā informācijas ievades ātrums nedrīkst pārsniegt kanāla joslas platumu, pretējā gadījumā visa informācija netiks pārsūtīta pa kanālu.
Tas ir galvenais nosacījums ziņojuma avota un informācijas kanāla dinamiskai saskaņošanai.
Viens no galvenajiem jautājumiem informācijas pārraides teorijā ir noteikt informācijas pārraides ātruma un joslas platuma atkarību no kanālu parametriem un signālu un traucējumu raksturlielumiem. Šos jautājumus vispirms padziļināti izpētīja K. Šenons.
Darba beigas -
Šī tēma pieder sadaļai:
Informātika
Federālā budžeta valsts izglītības .. tūla g.
Ja jums ir nepieciešams papildu materiāls par šo tēmu vai jūs neatradāt to, ko meklējāt, mēs iesakām izmantot meklēšanu mūsu darbu bāzē:
Ko darīsim ar saņemto materiālu:
Ja šis materiāls jums izrādījās noderīgs, varat to saglabāt savā lapā sociālajos tīklos:
| Čivināt |
Visas tēmas šajā sadaļā:
Augstākā profesionālā izglītība
"Tula Valsts universitātes" Politehniskā institūta katedra "Automatizētās mašīnu sistēmas"
Informātikas jēdziens
Informātika ir tehniska zinātne, kas sistematizē datu radīšanas, uzglabāšanas, reproducēšanas, apstrādes un pārraidīšanas metodes ar datortehnoloģiju palīdzību, kā arī fu principus.
Informātikas attīstības vēsture
Datora vēsture ir cieši saistīta ar cilvēku mēģinājumiem atvieglot liela apjoma aprēķinu automatizāciju. Pat vienkāršas aritmētiskas darbības ar lieliem skaitļiem ir sarežģītas
Pasaules skatījuma informācijas tehnoloģiju ekonomiskie un juridiskie aspekti
Krievijas juridiskais pamatdokuments, kas saistīts ar informātiku, ir likums “Par informāciju, informatizāciju un informācijas aizsardzību”. Likums risina informācijas tiesiskā regulējuma jautājumus
Sintaktiskais informācijas mērs
Datu apjoms Vd. ziņojumā tiek mērīts pēc rakstzīmju (bitu) skaita šajā ziņojumā. Dažādās skaitļu sistēmās vienam ciparam ir atšķirīgs svars un attiecīgi
Informācijas semantiskais mērs
Tezaurs ir lietotāja vai sistēmas rīcībā esošās informācijas apkopojums. Atkarībā no sakarības starp informācijas S semantisko saturu un lietojumu tēzauru
Algoritmisks informācijas mērs
Visi piekritīs, ka vārds 0101… .01 ir grūtāks par vārdu 00… .0, un vārds, kur 0 un 1 ir izvēlēti no eksperimenta - monētas mešanas (kur 0 ir ģerbonis, 1 ir režģis), ir grūtāks nekā abas iepriekšējās.
Informācijas daudzums un kvalitāte
Patērētāju kvalitātes rādītāji: reprezentativitāte, jēgpilnība, pietiekamība; atbilstība, savlaicīgums, precizitāte; uzticamība,
Informācijas vienības
Mūsdienu datoros mēs varam ievadīt teksta informāciju, skaitliskas vērtības, kā arī grafisko un skaņas informāciju. Ar to mēra datorā glabātās informācijas daudzumu
Informācija un entropija
Vai mēs varam ieviest saprātīgu informācijas apjomu? Amerikāņu matemātiķis un inženieris Klods Šenons apdomāja šo jautājumu. Viņa pārdomu rezultāts bija statistika, ko viņš publicēja 1948. gadā
Ziņojumi un signāli
Šenonam izdevās izdomāt pārsteidzoši vienkāršu un dziļu informācijas nodošanas modeli, bez kura tagad nevar iztikt neviena mācību grāmata. Viņš iepazīstināja ar jēdzieniem: ziņojuma avots, raidītājs
Entropija
Dažādi ziņojumi satur dažādus informācijas apjomus. Mēģināsim salīdzināt šādus divus jautājumus: 1. Kurā no pieciem universitātes kursiem students studē? 2. Kā iepakot
Atlaišana
Ļaujiet ziņojuma avotam nodot teikumu reālā valodā. Izrādās, ka katrs nākamais varonis nav pilnīgi nejaušs, un tā rašanās iespējamība nav pilnībā iepriekš noteikta starp
Sensācija
Ziņojuma entropijas (neprognozējamības) un liekuma (paredzamības) jēdzieni dabiski atbilst intuitīvām idejām par informācijas mērauklu. Jo neparedzamāks ir ziņojums
Informācijas tehnoloģiju koncepcija
Tehnoloģija tulkojumā no grieķu valodas (techne) nozīmē mākslu, meistarību, prasmi, un tie nav nekas vairāk kā procesi. Process ir jāsaprot kā noteikts darbību kopums
Jaunas informācijas tehnoloģijas
Līdz šim informācijas tehnoloģijas ir izgājušas vairākus evolūcijas posmus, kuru izmaiņas galvenokārt noteica zinātnes un tehnoloģiju progresa attīstība,
Informācijas tehnoloģiju rīku komplekts
Informācijas tehnoloģiju rīku komplekts - viens vai vairāki savstarpēji saistīti programmatūras produkti noteikta veida datoram, kuru darba tehnoloģija ļauj sasniegt
Informācijas tehnoloģiju sastāvdaļas
Informācijā var pielietot arī ražošanas sfērā lietotos tehnoloģiskos jēdzienus, piemēram, norma, standarts, tehnoloģiskais process, tehnoloģiskā darbība u.c.
Informācijas tehnoloģiju attīstība
Informācijas tehnoloģiju evolūcija visspilgtāk izsekojama informācijas uzglabāšanas, transportēšanas un apstrādes procesos.
Pirmā IT paaudze
Pirmā paaudze (1900-1955) ir saistīta ar perfokaršu tehnoloģiju, kad datu ierakstīšana uz tām tika attēlota bināro struktūru veidā. IBM uzņēmuma uzplaukums laika posmā no 1915. līdz 1960. gadam svyat
Otrās paaudzes IT
Otrā paaudze (programmējamā ierakstu apstrādes iekārta, 1955-1980) bija saistīta ar magnētisko lentu tehnoloģiju parādīšanos, no kurām katra varēja uzglabāt informāciju par desmit tūkstošiem
Trešās paaudzes IT
Trešā paaudze (operatīvās datu bāzes, 1965-1980) ir saistīta ar tiešsaistes piekļuves ieviešanu datiem interaktīvā režīmā, pamatojoties uz datu bāzu sistēmu izmantošanu ar
Ceturtā IT paaudze
Ceturtā paaudze (relāciju datu bāzes: klienta-servera arhitektūra, 1980-1995) bija alternatīva zema līmeņa saskarnei. Relāciju modeļa ideja ir
IT piektā paaudze
Piektā paaudze (multivides datu bāzes, kopš 1995. gada) ir saistīta ar pāreju no tradicionālās skaitļu un simbolu glabāšanas uz objektu relāciju, kas satur datus ar sarežģītu uzvedību.
Pamatinformācijas tehnoloģijas
Kā jau minēts, informācijas tehnoloģiju jēdzienu nevar aplūkot atsevišķi no tehniskās (dator) vides, t.i. no pamata informācijas tehnoloģijām. App
Priekšmeta informācijas tehnoloģija
Priekšmeta tehnoloģija tiek saprasta kā tehnoloģisko posmu secība primārās informācijas pārvēršanai rezultējošā informācijā noteiktā priekšmeta jomā, neatkarīgi
Informācijas tehnoloģiju atbalsts
Informācijas tehnoloģiju nodrošināšana ir informācijas apstrādes tehnoloģijas, kuras var izmantot kā rīku komplektu dažādās mācību jomās, lai atrisinātu dažādas
Funkcionālās informācijas tehnoloģijas
Funkcionālās informācijas tehnoloģijas veido gatavu programmatūras produktu (vai tā daļu), kas paredzēts uzdevumu automatizēšanai noteiktā mācību priekšmeta jomā un noteiktā
Informācijas tehnoloģiju īpašības
No informācijas tehnoloģiju raksturīgajām īpašībām, kas ir stratēģiski svarīgas sabiedrības attīstībai, šķiet lietderīgi izdalīt šādas septiņas svarīgākās
Signālu kodēšana un kvantēšana
Fiziskie signāli ir nepārtrauktas laika funkcijas. Lai pārveidotu nepārtrauktu, jo īpaši analogo signālu ciparu formātā, tiek izmantoti analogo-ciparu pārveidotāji.
Pa kanālu pārraidīto signālu raksturojums
Signālu var raksturot ar dažādiem parametriem. Šādu parametru ir ļoti daudz, taču praksē risināmiem uzdevumiem ir būtiski tikai daži no tiem. Uz
Signāla modulācija
Signāli ir fiziski procesi, kuru parametri satur informāciju. Telefona sakaros sarunas skaņas tiek pārraidītas, izmantojot elektriskos signālus, televīzijā - no plkst
Mediju veidi un īpašības
Ja nesēja parametrus apzīmē caur a1, a2, ..., an, tad nesēju kā laika funkciju var attēlot šādi: UН = g (a
Signāla spektri
Visu informācijas sistēmās izmantoto signālu klāstu var iedalīt 2 galvenajās grupās: deterministiskajos un nejaušajos. Deterministisku signālu raksturo
Periodiski signāli
Funkciju x (t) sauc par periodisku, ja kādai konstantei T ir spēkā šāda vienādība: x (t) = x (t + nT), kur T ir funkcijas periods, n ir
Trigonometriskā forma
Jebkurš periodisks signāls x (t), kas apmierina Dirihlē nosacījumu (x (t) ir ierobežots, pa daļām nepārtraukts, perioda laikā ir ierobežots ekstrēmu skaits), mēs varam
Sarežģīta forma
Matemātiski ērtāk ir darboties ar Furjē sērijas sarežģīto formu. To iegūst, izmantojot Eilera transformāciju
Kļūdas noteikšana
Paplašinot periodiskās funkcijas harmoniku summā, praksē tās bieži aprobežojas ar dažām pirmajām harmonikām, bet pārējās netiek ņemtas vērā. Aptuveni attēlo funkciju
Neperiodiski signāli
Jebkuru neperiodisku signālu var uzskatīt par periodisku, kura periods ir vienāds ar ¥. Šajā sakarā periodisko procesu spektrālā analīze var būt
Modulācija un kodēšana
5.1. Kodi: uz priekšu, atpakaļ, papildu, modificēts Viens no veidiem, kā veikt atņemšanas darbību, ir aizstāt zīmi
Tiešais numura kods
Kodējot ar tiešo n-bitu bināro kodu, viens bits (parasti nozīmīgākais) tiek rezervēts skaitļa zīmei. Atlikušie n-1 cipari ir paredzēti zīmīgajiem cipariem. Parakstītā bita vērtība ir 0
Apgrieztā numura kods
Apgrieztais kods ir izveidots tikai negatīvam skaitlim. Bināra skaitļa apgrieztais kods ir paša skaitļa apgrieztais attēls, kurā visi sākotnējā skaitļa biti ir apgriezti (apgriezti
Papildu numura kods
Papildu kods ir izveidots tikai negatīviem skaitļiem. Tiešā koda izmantošana sarežģī datora struktūru. Šajā gadījumā ir jāaizstāj divu skaitļu ar atšķirīgām zīmēm pievienošanas darbība
Modificēts numura kods
Saskaitot skaitļus, kas ir mazāki par vienu ar fiksētu punktu, var iegūt rezultātu absolūtā vērtībā, kas ir lielāka par vienu, kas noved pie aprēķinu rezultātu izkropļojumiem. Mazliet pārplūde
Sistemātiski kodi
Kā jau norādīts, vadības funkcijas var īstenot ar informācijas dublēšanu. Šī iespēja parādās, izmantojot īpašas informācijas kodēšanas metodes. V
Pāra un nepāra kodēšana
Vienkāršs koda piemērs, kas nosaka vienu kļūdu, ir kods ar paritātes bitu. Tā konstrukcija ir šāda: oriģinālajam vārdam tiek pievienots paritātes bits. Ja vieninieku skaits sākotnējā vārdā ir pāra, tad s
Haminga kodi
Amerikāņu zinātnieka R. Haminga (R. Hamming) piedāvātajiem kodiem (3.3. attēls) ir iespēja ne tikai atklāt, bet arī izlabot atsevišķas kļūdas. Šie kodi ir sistemātiski.
Izkliedētā datu apstrāde
Centralizētas datoru izmantošanas laikmetā ar informācijas pakešapstrādi datoru lietotāji deva priekšroku datoru iegādei, lai atrisinātu problēmas.
Vispārināta datortīkla struktūra
Datortīkli ir augstākais vairāku mašīnu asociāciju veids. Galvenās atšķirības starp datortīklu un vairāku mašīnu skaitļošanas kompleksu: Izmērs. In sos
Sakaru kanāla raksturojums bez traucējumiem
5.4. attēls. Kanāla struktūra informācijas pārsūtīšanai bez traucējumiem
Trokšņaino informācijas pārraides kanālu raksturojums
5.5. attēls. Kanāla struktūra informācijas pārraidei ar traucējumiem
Metodes pārraides un uztveršanas trokšņu noturības palielināšanai
Visu informācijas sistēmu trokšņu imunitātes palielināšanas metožu pamatā ir noteiktu atšķirību izmantošana starp noderīgu signālu un traucējumiem. Tāpēc, lai cīnītos pret traucējumiem
Mūsdienīgi tehniskie datu apmaiņas līdzekļi un kanālu formēšanas iekārtas
Ziņojumu pārsūtīšanai datortīklos tiek izmantoti dažāda veida sakaru kanāli. Visizplatītākās ir speciālās telefona līnijas un īpaši kanāli digitālai pārraidei.
Informācijas prezentēšana digitālajās iekārtās (CA)
Kodi kā slepenas rakstīšanas līdzeklis parādījās senos laikos. Ir zināms, ka pat sengrieķu vēsturnieks Hērodots līdz 5. gs. BC. sniedza vēstuļu piemērus, ko varēja saprast tikai adresāts. Noslēpums
Informācijas bāzes digitālo mašīnu darbības uzraudzībai
Aritmētisko darbību veikšanas algoritmi sniegs pareizus rezultātus tikai tad, ja iekārta darbosies nevainojami. Ja rodas kāda novirze,
Koda imunitāte
Noteikta koda minimālais koda attālums ir definēts kā minimālais Heminga attālums starp jebkuriem atļautajiem šī koda koda vārdiem. Liekais kods m
Paritātes pārbaudes metode
Tas ir vienkāršs veids, kā atklāt dažas iespējamās kļūdas. Mēs izmantosim pusi no iespējamām kodu kombinācijām, kas ir atļautas, proti, tās, kurām ir pāra skaits
Kontrolsummas metode
Iepriekš minēto paritātes pārbaudes metodi var izmantot vairākas reizes dažādām pārraidīto koda vārdu bitu kombinācijām - un tas ļaus ne tikai noteikt, bet arī
Haminga kodi
Amerikāņu zinātnieka R. Haminga piedāvātajiem kodiem piemīt spēja ne tikai atklāt, bet arī izlabot atsevišķas kļūdas. Šie kodi ir sistemātiski. Saskaņā ar Hamma metodi
Modulo vadība
Izmantojot kontroles metodi, kuras pamatā ir salīdzināšanas īpašības, var atrisināt dažādas problēmas. Uz šī pamata izstrādātās aritmētisko un loģisko darbību kontroles metodes sauc par kontroli n
Skaitliskās vadības metode
Izmantojot ciparu vadības metodi, dotā skaitļa kods tiek definēts kā mazākais pozitīvais atlikums pēc skaitļa dalīšanas ar izvēlēto moduli p: rA = A- (A / p) p
Digitālās vadības metode
Izmantojot digitālās vadības metodi, numura vadības kodu veido, dalot skaitļa ciparu summu ar izvēlēto moduli:
Moduļa izvēle uzraudzībai
Skaitliskās vadības metodes priekšrocības ir kontroles kodu salīdzinājumu īpašību godīgums, kas atvieglo aritmētisko darbību vadību; digitālās metodes priekšrocības
Pievienojiet darbības modulo 2
Saskaitīšanas modulo 2 darbību var izteikt, piemēram, ar citām aritmētiskām operācijām. ES
Loģiskā reizināšanas operācija
Divu skaitļu loģiskās reizināšanas darbību var izteikt, izmantojot citas aritmētiskās un loģiskās darbības:
Aritmētisko darbību kontrole
Aritmētiskās darbības tiek veiktas ar summētājiem priekšējiem, reversajiem un papildu kodiem. Pieņemsim, ka skaitļu (operandu) attēls mašīnā tiek saglabāts kādā kodā, tas ir, apmēram
Aritmētiskie kodi
Modulo pārbaude, par ko tika runāts iepriekš, var efektīvi atklāt atsevišķas kļūdas. Tomēr viena kļūda vienā bitā var izraisīt kļūdu grupu vairākos bitos.
DAC un ADC
Pārveidošana starp analogajām un digitālajām vērtībām ir pamatdarbība skaitļošanas un vadības sistēmās, jo tiek pārvietoti fiziskie parametri, piemēram, temperatūra.
Digitālās loģikas līmeņi
Vairumā gadījumu ne ciparu-analogo, ne analogo-digitālo pārveidotājus nav gandrīz neiespējami izmantot, nezinot izmantotās digitālās ievades vai izvades veidu.
Vārtu impulsa kontroles izeja
Lielākajai daļai ciparu-analogu pārveidotāju, izņemot sērijveida pārveidotājus (piemēram, tos, kuru pamatā ir uzlādes kondensatori), ir pamata shēma, kas reaģē uz
Analogie signāli
Parasti analogo-digitālo pārveidotājus (ADC) apgādā ar signāliem sprieguma veidā. Digitālā-analogā pārveidotāji (DAC) bieži izvada signālus sprieguma formā pie
D / A pārveidotāji
Digitālo vērtību konvertēšana proporcionālās analogās vērtībās ir nepieciešama, lai digitālo aprēķinu rezultātus varētu izmantot un viegli saprast analogā
Digitālā analogā konvertēšana
6.2. attēlā ir parādīta DAC blokshēma, kas ņem ar 3 bitu parakstu ciparu vārdu un pārvērš to līdzvērtīgā spriegumā. Galvenais
DAC pamatveidi
Kā minēts iepriekš, lielākā daļa DAC, kas pašlaik tiek pārdoti, ir iebūvēti divās galvenajās shēmās: svērtā rezistoru ķēdē un R-2R tipa. Abi nosaukti
DAC ar svērtajiem rezistoriem
Svērto rezistoru pārveidotāji (6.3. attēls) satur sprieguma atsauci, slēdžu komplektu, bināro svērto precizitātes rezistoru komplektu un darbības pastiprinātāju.
DAC ar R-2R rezistoru ķēdi
DAC ar R-2R rezistoru ķēdi satur arī sprieguma atsauci, slēdžu komplektu un darbības pastiprinātāju. Tomēr bināro svērto rezistoru komplekta vietā tie satur
Cita veida DAC
DAC parasti ir aprīkoti ar fiksētu iekšējo (vai ārējo) vai ārējo mainīgo sprieguma atsauci (reizināšanas pārveidotāji). DAC ar fiksētu avotu
Analogie pārveidotāji
Būtībā analogo-ciparu pārveidotāji vai nu pārveido analogo ievades signālu (spriegumu vai strāvu) frekvences vai impulsa ķēdē, kuras ilgums tiek mērīts.
Pārveidošana no analogās uz digitālo
6.5. attēlā parādīts rudimentārs analogās-digitālās pārveides modelis ar DAC, kas veido vienkāršu bloku konvertēšanas sistēmā. Ir iestatīts atiestatīšanas impulss
Push-pull integrējošie ADC
Push-pull integrējošais ADC, kā parādīts 6.6. attēlā, satur integratoru, dažas vadības loģikas, pulksteņa ģeneratoru, komparatoru un izvades skaitītāju.
Secīgā aproksimācija ADC
Galvenie iemesli, kāpēc secīgās aproksimācijas metode gandrīz plaši tiek izmantota skaitļošanas sistēmās ar informācijas transformāciju, ir šīs metodes uzticamība.
Spriegums uz frekvences pārveidotājiem
6.9. attēlā parādīts tipisks sprieguma-frekvences pārveidotājs. Tas integrē analogo ievades signālu un padod to salīdzinājumam. Kad salīdzinātājs maina savu stāvokli,
Paralēli ADC
Sērijas-paralēlie un vienkārši-paralēlie pārveidotāji galvenokārt tiek izmantoti tur, kur nepieciešams lielākais iespējamais ātrums. Secīgā konversija
DAC īpašības
Analizējot tabulas datus, ļoti rūpīgi jānoskaidro, kādos apstākļos katrs parametrs tiek noteikts, un parametri, visticamāk, tiek noteikti atšķirīgi.
ADC īpašības
ADC īpašības ir līdzīgas DAC īpašībām. Turklāt gandrīz viss, kas ir teikts par DAC īpašībām, attiecas arī uz ADC īpašībām. Tie ir arī tipiskāki par mi.
Sistēmas saderība
Ražotāju sniegtais specifikāciju saraksts ir tikai sākumpunkts, izvēloties atbilstošo ADC vai DAC. Dažas sistēmas prasības, kas jūs ietekmē
Raidītāja saderība (savstarpēja aizvietojamība)
Lielākā daļa ADC un DAC nav fiziski savietojami un daži nav elektriski saderīgi. Fiziski korpusi atšķiras pēc izmēra, un visizplatītākie
Pozīciju skaitļu sistēmas
Ciparu sistēma ir paņēmienu un noteikumu kopums ciparu rakstīšanai ciparu zīmēs. Visslavenākā ir decimālo skaitļu sistēma, kurā jāraksta h
Skaitļu tulkošanas metodes
Skaitļus dažādās skaitļu sistēmās var attēlot šādi:
Skaitļu tulkošana, dalot ar jaunās sistēmas bāzi
Veseli skaitļi tiek tulkoti, dalot jauno skaitļu sistēmu ar bāzi q2, bet parastās daļskaitļus reizinot ar bāzi q2. Dalīšanas un reizināšanas darbības veic n
Tabulārās tulkošanas metode
Vienkāršākajā veidā tabulas metode ir šāda: ir tabula ar visiem skaitļiem no vienas sistēmas ar atbilstošajiem ekvivalentiem no citas sistēmas; tulkošanas uzdevums tiek samazināts līdz atbilstošā atrašanai
Reālu skaitļu attēlošana datorā
Lai attēlotu reālos skaitļus mūsdienu datoros, tiek izmantota peldošā komata attēlošanas metode. Šis attēlojums ir balstīts uz normalizēto (eksponenciālo
Peldošā komata attēlojums
Atveidojot peldošā komata skaitļus, daļa šūnu ciparu ir rezervēta skaitļa secības ierakstīšanai, pārējie cipari mantisas ierakstīšanai. Attēlam tiek atvēlēts viens cipars katrā grupā
Peldošā komata attēlojuma algoritms
pārvērst skaitli no P-ary skaitļu sistēmas uz bināro; attēlo bināru skaitli normalizētā eksponenciālā formā; aprēķināt skaitļa nobīdīto secību; ra
Algoritma jēdziens un īpašības
Algoritmu teorijai ir liela praktiska nozīme. Algoritmiskais darbības veids ir svarīgs ne tikai kā spēcīgs cilvēka darbības veids, bet arī kā viena no efektīvajām viņa darba formām.
Algoritma definīcija
Pats vārds "algoritms" cēlies no algoritmi - vārda al-Khorezmi latīņu valodas pareizrakstības forma, ar kuru viduslaiku Eiropā (pilsēta no Horezmas) bija pazīstams lielākais matemātiķis no Horezmas.
Algoritma īpašības
Iepriekš minēto algoritma definīciju nevar uzskatīt par stingru - nav līdz galam skaidrs, kas ir “precīza recepte” vai “darbību secība, kas nodrošina vēlamā rezultāta iegūšanu”. Algoritms
Algoritma uzbūves noteikumi un prasības
Pirmais noteikums ir tāds, ka konstruējot algoritmu, pirmkārt, ir jānorāda objektu kopa, ar kuru algoritms darbosies. Formalizēts (zak
Algoritmisko procesu veidi
Algoritmisko procesu veidi. Datoram pielietots algoritms ir precīzs priekšraksts, t.i. darbību kopums un to maiņas noteikumi, ar kuru palīdzību, sākot ar dažiem
Jāņa fon Neimaņa principi
Pārsvarā lielākā daļa datoru ir balstīti uz šādiem vispārīgiem principiem, ko 1945. gadā formulēja amerikāņu zinātnieks Džons fon Neimans (8.5. attēls). Pirmo reizi
Datora funkcionālā un strukturālā organizācija
Apskatīsim datora ierīci, izmantojot visizplatītākās datorsistēmas piemēru - personālo datoru. Personālo datoru (PC) sauc par salīdzinoši lētu uni
Aritmētisko darbību veikšana ar fiksēta un peldošā komata skaitļiem
9.6.1 Kodi: uz priekšu, atpakaļ, komplementāri.. Negatīvu skaitļu mašīnveida attēlošanai tiek izmantoti uz priekšu, papildu un atpakaļejoši kodi.
Papildināšanas darbība
Ciparu saskaitīšanas operācija uz priekšu, atpakaļ un divu komplementa kodiem tiek veikta uz atbilstošā koda binārajiem summētājiem. Tiešā koda binārais papildinātājs (DS
Reizināšanas operācija
Fiksēta punkta formātā uzrādīto skaitļu reizināšana tiek veikta ar tiešo, apgriezto un papildu kodu binārajiem summētājiem. Ir vairākas metodes
Divīzijas darbība
Bināro skaitļu dalījums, kas attēlots fiksētā punkta formātā, attēlo dividendes un dalītāja algebriskās saskaitīšanas secīgās darbības, pēc tam atlikumu un nobīdi. Dalīšana ir veikta
Datu faili
Termina "datne", kā arī termina "operētājsistēma" definīcijas var atšķirties dažādos datorzinātnes un datortehnikas avotos. Naibole
Failu struktūras
Failu sistēmas programmatūras daļai, ko nosaka tās mērķis, jāsatur šādi komponenti: Ø līdzekļi mijiedarbībai ar lietotāja procesiem, kas
Informācijas nesēji un tehniskie līdzekļi datu glabāšanai
Uzglabāšanas ierīces sauc par diskdziņiem. Viņu darbs ir balstīts uz dažādiem principiem (galvenokārt magnētiskām vai optiskām ierīcēm), taču tās tiek izmantotas vienam
Datu organizēšana ierīcēs ar tiešu un secīgu piekļuvi
Datu organizācija attiecas uz veidu, kādā faila ieraksti tiek sakārtoti ārējā atmiņā (uz ierakstīšanas datu nesēja). Visizplatītākie ir šādi divi failu organizēšanas veidi
Datortehnika
Tehnisko un matemātisko rīku komplekts (datori, ierīces, instrumenti, programmas utt.), ko izmanto skaitļošanas procesu mehanizācijai un automatizācijai un
Vecākie aprēķina instrumenti
Senākais aprēķina instruments, ko pati daba ir nodevusi cilvēka rīcībā, bija viņa paša roka. "Cipara un skaitļa jēdziens," rakstīja F. Engels, "nav ņemts no
Abacus attīstība
Birkas un virves ar mezgliem nevarēja apmierināt pieaugošo vajadzību pēc aprēķinu līdzekļiem tirdzniecības attīstības dēļ. Rakstiska pārskata izstrādi kavēja divi apstākļi.
Logaritmi
Termins "logaritms" cēlies no grieķu vārdu logos - attiecība, attiecība un arithmos - skaitlis kombinācijas. Galvenās logaritma īpašības ļauj aizstāt reizināšanu, dalīšanu, iekšā
Blēza Paskāla papildinātājs
1640. gadā Blēzs Paskāls (1623-1662) mēģināja izveidot mehānisku skaitļošanas mašīnu. Pastāv viedoklis, ka “Blēzu Paskālu pamudināja doma par skaitļošanas mašīnu,
Čārlzs Beidžs un viņa izgudrojums
1812. gadā Čārlzs Beidžs sāk apdomāt iespējamos tabulu aprēķināšanas veidus mašīnās. Babbage Charles (1791. gada 26. decembris, Londona - 1871. gada 18. oktobris, tur f)
Hollerita tabulatore
Bruņotiem ar zīmuli un papīru vai labākajā gadījumā ar summēšanas mašīnu, 19. gadsimta amerikāņu statistiķiem bija ļoti nepieciešams automatizēt laikietilpīgo, nogurdinošo un
Ts3 automašīna
Kara priekšvakarā visu valstu militārie departamenti bija ieinteresēti datoru radīšanā. Ar Vācijas Aviācijas pētniecības institūta Zuse finansiālu atbalstu
Universāla elektroniskā skaitļošanas iekārta BESM-6
1. Darbības joma: universāls dators plašas zinātnes un tehnikas problēmu klases risināšanai (11.18. un 11.19. attēls). 2. Mašīnas apraksts: BESM-6 struktūrā pirmo reizi in
IBM 360
1964. gadā IBM paziņoja par sešu IBM 360 saimes modeļu izveidi (System 360), kas kļuva par pirmajiem trešās paaudzes datoriem. Modeļiem bija viena komandu sistēma
Altair 8800
1975. gada janvārī tika izdots jaunākais žurnāla Popular Electronics numurs, uz kura vāka bija 11.22. attēls Altair 8800, kura pamatā bija jaunākais mikroprocess.
Apple datori
1976. gadā parādījās personālais dators Apple-1 (11.23. Attēls). To 70. gadu vidū izstrādāja Stīvs Vozņaks. Tajā laikā viņš strādāja Hewlett-Packard, in
IBM 5150
1981. gada 12. augustā IBM izlaida personālo datoru IBM 5150 (11.25. attēls). Dators maksāja daudz naudas - 1565 USD, un tajā bija tikai 16 KB RAM un
Projekta struktūras apraksts
Jebkura Delphi programma sastāv no projekta faila (faila ar paplašinājumu dpr) un viena vai vairākiem moduļiem (failiem ar paplašinājumiem pas). Katrs no šiem failiem apraksta programmatūru
Moduļa struktūras apraksts
Moduļu struktūra Moduļi ir programmas vienības, kas paredzētas programmu fragmentu izvietošanai. Ar tajos esošā programmas koda palīdzību viss
Programmas elementu apraksts
Programmas elementi Programmas elementi ir tās minimālās nedalāmās daļas, kurām joprojām ir noteikta nozīme kompilatoram. Elementi ietver:
Programmēšanas valodas alfabēta elementi
Alfabēts Object Pascal alfabēts ietver burtus, ciparus, heksadecimālos ciparus, speciālās rakstzīmes, atstarpes un rezervētos vārdus. Burti ir burti
Programmēšanas valodas elementi - identifikatori, konstantes, izteiksmes
Identifikatori Objekta Pascal identifikatori ir konstantu, mainīgo, etiķešu, veidu, objektu, klašu, rekvizītu, procedūru, funkciju, moduļu, programmu un lauka nosaukumi.
Objekta Paskāla izteiksmes
Galvenie elementi, no kuriem tiek veidota programmas izpildāmā daļa, ir konstantes, mainīgie un funkciju izsaukumi. Katru no šiem elementiem raksturo savas zināšanas.
Vesela un reālā aritmētika
Izteiksme sastāv no operandiem un operatoriem. Operatori atrodas starp operandiem un apzīmē darbības, kas tiek veiktas ar operandiem. Kā izteiksmes operandus varat izmantot
Operāciju prioritāte
Novērtējot izteiksmju vērtības, ņemiet vērā, ka operatoriem ir atšķirīga prioritāte. Object Pascal definē šādas darbības: Ø unary not, @;
Iebūvētās funkcijas. Sarežģītu izteiksmju veidošana
Objektā Pascal pamata programmēšanas vienība ir apakšprogramma. Ir divu veidu apakšprogrammas: procedūras un funkcijas. Gan procedūra, gan funkcija ir pēdējā
Datu veidi
Matemātikā mainīgos lielumus klasificē pēc dažām svarīgām pazīmēm. Stingri nošķir reālu, sarežģītu un loģisku per
Iebūvētie datu veidi
Jebkurš patiešām pastāvošs datu tips, lai cik sarežģīts tas pirmajā acu uzmetienā šķistu, tiek attēlots ar vienkāršiem komponentiem (pamata tipiem), kas parasti vienmēr ir atrodami pro valodā.
Veselu skaitļu veidi
Veselo skaitļu veidu iespējamo vērtību diapazons ir atkarīgs no to iekšējā attēlojuma, kas var būt viens, divi, četri vai astoņi baiti. 15.1. tabulā parādīti vesela skaitļa t raksturlielumi
Ciparu zīmes attēlojums
Daudziem ciparu laukiem nav zīmes, piemēram, abonenta numurs, atmiņas adrese. Daži skaitļu lauki vienmēr tiek piedāvāti pozitīvi, piemēram, izmaksas likme, nedēļas diena, PI vērtība. Draugs
Aritmētiskā pārpilde
Aritmētiskā pārpilde - nozīmīgo ciparu zudums, novērtējot izteiksmes vērtību. Ja mainīgajā var saglabāt tikai nenegatīvas vērtības (BYTE un WORD tipi)
Īsti tipi. Kopprocesors
Atšķirībā no kārtas tipiem, kuru vērtības vienmēr tiek salīdzinātas ar vairākiem veseliem skaitļiem un tāpēc personālajā datorā ir attēlotas absolūti precīzi, reālo tipu vērtības
Teksta veidi
Teksta (rakstzīmju) veidi ir datu tipi, kas sastāv no vienas rakstzīmes. Windows izmanto ANSI kodu (nosaukts institūta vārdā, kas izstrādāja šo kodu - American National Standa
Būla tips
19. gadsimta angļu matemātiķa Dž. Būla vārdā nosauktais Būla datu tips šķiet ļoti vienkāršs. Bet ar to ir saistīti vairāki interesanti punkti. Pirmkārt, uz datiem par šo
Izvades ierīces
Izvadierīces galvenokārt ietver monitorus un printerus. Monitors ir ierīce informācijas vizuālai attēlošanai (teksta, tabulu, attēlu, zīmējumu uc veidā). &
Teksta informācijas ievades un parādīšanas komponentu saraksts
Delphi vizuālo komponentu bibliotēkā ir daudz komponentu, kas ļauj parādīt, ievadīt un rediģēt teksta informāciju. 16.1. tabulā ir sniegts to saraksts.
Teksta parādīšana etiķešu, statiskā teksta un paneļa komponentu etiķetēs
Lai veidlapā parādītu dažādas etiķetes, galvenokārt tiek izmantoti komponenti Label, StaticText (kas parādījās tikai Delphi 3) un Panel.
Rediģēt un maskēt Rediģēt logus
Lai parādītu teksta informāciju un pat ar papildu iespēju ritināt garus tekstus, varat izmantot arī rediģēšanas logus Rediģēt un Ma
Daudzrindu Memo un RichEdit rediģēšanas logi
Komponenti Memo un RichEdit ir vairāku rindiņu teksta rediģēšanas logi. Tie, tāpat kā rediģēšanas logs, ir aprīkoti ar daudzām funkcijām.
Veselu skaitļu ievade un displejs — UpDown un SpinEdit komponenti
Delphi ir specializēti komponenti veselu skaitļu ievadīšanai - UpDown un SpinEdit. UpDown komponents tiek pārveidots
Saraksta atlasītāji — saraksta lodziņš, izvēles rūtiņa, kontrollodziņš un kombinētais lodziņš
Komponenti ListBox un ComboBox parāda virkņu sarakstus. Tie atšķiras viens no otra galvenokārt ar to, ka tiek rādīts tikai ListBox
InputBox funkcija
Ievades lodziņš ir standarta dialoglodziņš, kas parādās ekrānā, izsaucot funkciju InputBox. InputBox funkcijas vērtība - virkne
ShowMessage procedūra
Ziņojuma logu var parādīt, izmantojot ShowMessage procedūru vai funkciju MessageDlg. ShowMessage procedūra
Failu deklarācija
Fails ir nosaukta datu struktūra, kas ir viena veida datu elementu secība, un secības elementu skaits ir praktiski neierobežots.
Faila mērķis
Faila mainīgā deklarācija norāda tikai faila komponentu veidu. Lai programma varētu izvadīt datus failā vai nolasīt datus no faila, ir jānorāda konkrēti
Izvade failā
Tieša izvade teksta failā tiek veikta, izmantojot rakstīšanas vai rakstīšanas instrukciju. Kopumā šīs instrukcijas ir uzrakstītas šādi.
Faila atvēršana izvadīšanai
Pirms izvadīšanas failā tas ir jāatver. Ja programma, kas ģenerē izvades failu, jau ir izmantota, tad iespējams, ka fails ar programmas darba rezultātiem jau atrodas diskā.
Faila atvēršanas kļūdas
Mēģinājums atvērt failu var neizdoties un izraisīt izpildlaika kļūdu. Failu neizdošanai var būt vairāki iemesli. Piemēram, programma mēģinās
Ievades ierīces
Ievades ierīcēs ietilpst: tastatūra, skeneris, planšetdators. Datora tastatūra ir ierīce informācijas ievadīšanai datorā un vadības signālu piegādei.
Faila atvēršana
Faila atvēršana ievadei (lasīšanai) tiek veikta, izsaucot Reset procedūru, kurai ir viens parametrs - faila mainīgais. Pirms izsaucat Atiestatīšanas procedūru ar
Skaitļu lasīšana
Jāsaprot, ka teksta failā ir nevis skaitļi, bet gan to attēli. Darbība, ko veic lasīšanas vai readln paziņojums, faktiski ir
Līniju lasīšana
Programmā virknes mainīgo var deklarēt ar noteiktu garumu vai bez tā. Piemēram: stroka1: virkne; stroka2
Faila beigas
Pieņemsim, ka diskā ir kāds teksta fails. Dialoglodziņā ir jāparāda šī faila saturs. Problēmas risinājums ir diezgan acīmredzams: jums ir jāatver fails, jāizlasa pirmā rindiņa,
Cikla funkcijas programmā. Cilpas ar priekš- un pēcnosacījumiem
Daudzu problēmu risināšanas algoritmi ir cikliski, tas ir, lai sasniegtu rezultātu, noteikta darbību secība ir jāveic vairākas reizes. Piemēram, programma
FOR cilpa
Operators for tiek izmantots, ja noteikta darbību secība ir jāveic vairākas reizes, un atkārtojumu skaits ir iepriekš zināms Piemēram, lai aprēķinātu funkcijas vērtības
komandas BREAK un CONTINUE
Lai nekavējoties pārtrauktu pašreizējās cilpas paziņojumu, varat izmantot apakšprogrammu Break bez parametriem (šī ir apakšprogramma, kas pilda priekšraksta lomu). Piemēram, ja atrodas masīvā ar zināmu r
Ligzdotas cilpas
Ja ciklā ir viens vai vairāki cikli, tad to, kas satur citus ciklus, sauc par ārējo, un ciklu, kas ietverts citā ciklā
Masīva deklarācija
Masīvs, tāpat kā jebkurš programmas mainīgais, pirms lietošanas ir jādeklarē mainīgā deklarācijas sadaļā. Kopumā norādījumi par masīva deklarēšanu izskatās šādi
Masīva izvade
Ar masīva izvadi saprot masīva elementu vērtību izvadi uz monitora ekrānu (dialoglodziņā). Ja programmai ir jāparāda visu masīva elementu vērtības,
Masīva ievade
Ar masīva ievadi saprot masīva elementu vērtību saņemšanas procesu no lietotāja (vai no faila) programmas darbības laikā. Ievades problēmas "priekšējais" risinājums
StringGrid komponenta izmantošana
Masīva ievadīšanai ir ērti izmantot StringGrid komponentu. StringGrid komponenta ikona atrodas cilnē Papildu (19.1. attēls).
Komponenta Memo izmantošana
Dažos gadījumos varat izmantot komponentu Memo, lai ievadītu masīvu. Komponents Memo ļauj ievadīt tekstu, kas sastāv no pietiekami liela rindu skaita, tāpēc tas ir ērti
Masīva minimālā (maksimālā) elementa atrašana
Apskatīsim masīva minimālā elementa atrašanas problēmu, izmantojot veselu skaitļu masīva piemēru. Masīva minimālā (maksimālā) elementa atrašanas algoritms ir diezgan acīmredzams: pirmkārt
Dotā elementa meklēšana masīvā
Risinot daudzas problēmas, kļūst nepieciešams noteikt, vai masīvs satur noteiktu informāciju vai nē. Piemēram, pārbaudiet, vai vārds Petrovs ir skolēnu sarakstā. Ass
Kļūdas, izmantojot masīvus
Izmantojot masīvus, visbiežāk sastopamā kļūda ir tāda, ka apakšindeksa izteiksmes vērtība pārsniedz atļautās robežas, kas norādītas, deklarējot masīvu. Ja in ka
Bibliogrāfiskais saraksts
1. Informātikas pamati: mācību grāmata. rokasgrāmata universitātēm / A.N. Morozevičs, N.N. Govjadinova, V.G. Ļevašenko un citi; Ed. A.N. Morozevičs. - Minska: Jaunas zināšanas, 2001. - 544 lpp., Ill.
Priekšmeta rādītājs
"Abacus", 167 masīvs, 276 pārtraukums, 272 CD-ROM, 161 konst., 298 turpināt, 273
24. LAPA
ROSTOVAS TEHNOLOĢISKAIS INSTITŪTS
SERVISS UN TŪRISMS
________________________________________________________________
Radioelektronikas katedra
Lazarenko S.V.
LEKCIJA Nr.1
disciplīnā "Radio shēmas un signāli"
Rostova pie Donas
2010
1. LEKCIJA
IEVADS SIGNĀLU GALVENĀS RAKSTUROJUMS
Pēc disciplīnas RADIO ĶĒDES UN SIGNĀLI
Laiks: 2 stundas
Izpētāmās problēmas: 1. Kursa priekšmets, mērķis un uzdevumi
2. Kursu apskats, saites uz citām disciplīnām
3. Īsa disciplīnas attīstības vēsture
4. Vispārīgā metodika darbam pie kursa, nodarbību veidi,
atskaites veidlapas, mācību literatūra
5 Signāla enerģijas raksturlielumi
6 Deterministisko signālu korelācijas raksturlielumi
7 Ģeometriskās metodes signālu teorijā
8 Ortogonālo signālu teorija. Ģeneralizēta Furjē sērija
Šajā lekcijā tiek realizēti šādi kvalifikācijas raksturlieluma elementi:
Studentam jāzina elektrisko ķēžu analīzes pamatlikumi, principi un metodes, kā arī elektrisko ķēžu, ķēžu un ierīču modelēšanas metodes.
Studentam jāapgūst paņēmieni ķēžu aprēķinu veikšanai līdzsvara stāvoklī un pārejas režīmā.
1. KURSA PRIEKŠMETS UN MĒRĶI
Disciplīnas RADIOINženierijas ķēdes UN SIGNĀLI priekšmets ir elektromagnētiskie procesi lineārās un nelineārās radioinženierijas shēmās, ķēžu aprēķināšanas metodes līdzsvara un pārejas režīmā, nepārtraukti un diskrēti signāli un to raksturlielumi.
Disciplīna ņem pētījumu objektus no prakses - tipiskas shēmas un signāli no fizikas - viņas elektromagnētiskā lauka likumi no matemātikas - pētniecības aparāti.
Disciplīnas apguves mērķis ir ieaudzināt studentos prasmi aprēķināt vienkāršākās radiotehnikas shēmas un iepazīstināt viņus ar mūsdienīgiem algoritmiem optimālai signālu apstrādei.
Disciplīnas apguves rezultātā katram studentam ir
IR PĀRSTĀVĪBA:
Par mūsdienīgiem algoritmiem optimālai signālu apstrādei;
Radio ķēžu un signālu teorijas attīstības tendences,
ZINĀT:
Radiotehnikas signālu klasifikācija;
Deterministisko signālu laika un spektra raksturlielumi;
Nejauši signāli, to raksturojums, nejaušo signālu korelācija un spektrālā analīze;
Diskrētie signāli un to raksturlielumi;
digitālo signālu apstrādes algoritmi,
VAR IZMANTOT:
Signāla pārraides problēmu analītiskā un skaitliskā risinājuma metodes lineārās un nelineārās shēmās;
Deterministisko un nejaušo signālu spektrālās un korelācijas analīzes metodes,
PAŠU:
Radioķēžu un signālu galveno parametru un raksturlielumu mērīšanas metodes;
Metodes, lai analizētu signālu pāreju caur ķēdēm,
IR PIEREDZE:
Deterministisko signālu pārejas pētījumi pa lineārām stacionārām shēmām, nelineārām un parametriskām shēmām;
Vienkāršāko radiotehnikas ķēžu aprēķins.
Apmācību operatīvā orientācija disciplīnā tiek nodrošināta, vadot laboratorijas darbnīcu, kuras laikā katram studentam tiek apgūtas praktiskās iemaņas:
Darbs ar elektriskām un radio mērierīcēm;
Ārkārtas situāciju ekspress analīzes veikšana radioinženierijas ķēžu fragmentu darbībā, pamatojoties uz mērījumu rezultātiem.
2 ĪSS KURSA PĀRSKATS, ATTIECĪBAS AR CITĀM DISCIPLINĒM
Disciplīna "Radio shēmas un signāli" ir balstīta uz zināšanām un jah "matemātika", "fizika", "informātika" un nodrošina mākslas asimilāciju plkst vispārējo zinātnisko un speciālo disciplīnu iespiedumi, "Metroloģija un radioisms e rēnijs "," Ierīces radio signālu ģenerēšanai un veidošanai "," Ierīces signālu uztveršanai un apstrādei "," Televīzijas un video pamati O tehnoloģija "," Radiotehnikas sistēmu statistikas teorija "," Radiotehnika un sistēmas ", kursu un diplomprojektu tirovanie.
Apgūstot disciplīnu "Radio shēmas un signāli" attīsta studentos inženierzinātņu domāšanu, sagatavo speciālo disciplīnu apguvei.
Disciplīnas mācīšana ir vērsta uz:
Studentu padziļinātai elektrisko ķēžu analīzes pamatlikumu, principu un metožu izpētei, elektromagnētisko procesu fizikālās būtības elektroniskajās ierīcēs;
Ieaudzināt iemaņas līdzsvara un pārejas procesu analīzē ķēdēs, kā arī eksperimentu veikšanā, lai noteiktu elektrisko ķēžu raksturlielumus un parametrus.
Disciplīna sastāv no 5 sekcijām:
1 Signāli;
2 Signālu nodošana caur lineārām shēmām;
3 Nelineāras un parametriskas shēmas;
4 Atgriezeniskās saites un pašoscilējošās shēmas
5 Digitālo signālu filtrēšanas principi
3. ĪSA DISCIPLĪNAS ATTĪSTĪBAS VĒSTURE
Elektrotehnikas un radiotehnikas ķēžu teorijas rašanās ir nesaraujami saistīta ar praksi: ar elektrotehnikas, radiotehnikas un radioelektronikas veidošanos. Daudzi pašmāju un ārvalstu zinātnieki ir devuši ieguldījumu šo jomu un to teorijas attīstībā.
Elektrības un magnētisma parādības cilvēkiem ir zināmas jau ilgu laiku. Tomēr astoņpadsmitā gadsimta otrajā pusē tos sāka nopietni pētīt, no tiem sāka izlauzties noslēpumu un pārdabiskuma oreoli.
Jau Mihails Vasiļjevičs Lomonosovs (1711 - 1765) pieņemts, ka dabā ir viena elektrība un ka elektriskās un magnētiskās parādības ir organiski saistītas. Krievu akadēmiķis Franss Epinuss sniedza lielu ieguldījumu elektrības zinātnē (1724 - 1802).
gadā notika elektromagnētisko parādību doktrīnas strauja attīstība XIX gadsimtā, ko izraisīja intensīva mašīnu ražošanas attīstība. Šobrīd cilvēce savām praktiskajām vajadzībām izgudro TELEGRĀfu, TELEFONU, ELEKTROAPGAISMOJUMU, METĀLU METINĀŠANU, ELEKTROĢENERATORUS un ELEKTROMOTORUS.
Norādīsim hronoloģiskā secībā spilgtākos elektromagnētisma teorijas attīstības posmus.
1785. gadā gads franču fiziķis Čārlzs Pendants Atbilde (1736 - 1806) izveidoja elektrisko lādiņu mehāniskās mijiedarbības likumu (Kūlona likumu).
1819. gadā gads dānis Oersteds Hanss Kristians (1777 - 1851) atklāja elektriskās strāvas iedarbību uz magnētisko adatu, un in 1820 gadā franču fiziķis Ampērs Andrē Marī (1775 - 1836) noteica kvantitatīvu mēru (spēku), kas iedarbojas no magnētiskā lauka puses uz vadītāja sekciju (Ampēra likums).
1827. gadā gadā vācu fiziķis Om Georgs Simons (1787 - 1854) eksperimentāli iegūta sakarība starp toni un spriegumu metāla vadītāja posmam (Oma likums).
1831. gadā Angļu fiziķis Maikls Faradejs (1791 - 1867) izveidoja elektromagnētiskās indukcijas likumu, un in 1832 Krievu fiziķis Emīlijs Krištianovičs Lencs (1804 - 1865) formulēja elektrisko un magnētisko parādību vispārīguma un atgriezeniskuma principu.
1873. gadā gadā, pamatojoties uz eksperimentālo datu vispārinājumu par elektrību un magnētismu, angļu zinātnieks J.C.Maxwell izvirzīja hipotēzi par elektromagnētisko viļņu esamību un izstrādāja teoriju to aprakstīšanai.
1888. gadā gadā vācu fiziķis Hercs Heinrihs Rūdolfs (1857 - 1894) eksperimentāli pierādīja elektromagnētisko viļņu starojuma esamību.
Radioviļņu praktisko izmantošanu vispirms veica krievu zinātnieks Aleksandrs Stepanovičs Popovs(1859 - 1905), kas 1895. gada 7. maijā demonstrēja krievu fiziķa sanāksmē - ķīmiskās sabiedrības raidītājs (dzirksteļierīce) un elektromagnētisko viļņu uztvērējs (zibens detektors) .
XIX beigas gadsimtiem Krievijā, slaveni inženieri un zinātnieki strādāja Lodygin Aleksandrs Nikolajevičs (1847 - 1923), kurš radīja pasaulē pirmo kvēlspuldzi (1873); Jabločkovs Pāvels Nikolajevičs (1847 - 1894), izstrādāja elektrisko sveci (1876); Dolivo-Dobrovolskis Mihails Osipovičs (1861 - 1919), izveidoja trīsfāzu strāvu sistēmu (1889) un mūsdienu enerģijas pamatlicējs.
XIX gadsimtā gadsimtā elektrisko ķēžu analīze bija viens no elektrotehnikas uzdevumiem. Elektriskās ķēdes tika pētītas un aprēķinātas saskaņā ar tīri fizikāliem likumiem, kas raksturo to uzvedību elektrisko lādiņu, sprieguma un strāvu ietekmē. Šie fizikālie likumi veidoja elektrisko un radioinženieru ķēžu teorijas pamatu.
1893. - 1894. gadā gados C. Steinmetz un A. Kennelly darbos tika izstrādāta tā sauktā simboliskā metode, kas vispirms tika pielietota mehāniskajām vibrācijām fizikā, bet pēc tam tika pārnesta uz elektrotehniku, kur kompleksus lielumus sāka izmantot vispārinātam prezentācijas veidam. vienmērīgu sinusoidālu svārstību amplitūdas fāzes attēls.
Balstīts uz Hertz darbu(1888), pēc tam Pupiņa (1892) ar rezonansi un skaņošanu RLC shēmas un savienotās svārstību sistēmas, ir radušās problēmas, nosakot ķēžu pārneses raksturlielumus.
1889. gadā gadā A. Kennelijs attīstījās formāli - matemātiska metode elektrisko ķēžu ekvivalentai transformācijai.
Otrajā puslaikā XIX gadsimtā Maksvels un Helmholcs izstrādāja cilpas strāvu un mezglu spriegumu (potenciālu) metodes, kas vēlāk veidoja matricas un topoloģisko analīzes metožu pamatu. Ļoti svarīga bija Helmholca SUPERPOZĪCIJAS principa definīcija, t.i. vairāku vienkāršu procesu atsevišķa izskatīšana vienā ķēdē ar sekojošu šo procesu algebrisko summēšanu, veidojot sarežģītāku elektrisku parādību tajā pašā ķēdē. Superpozīcijas metode ļāva teorētiski atrisināt plašu problēmu loku, kuras iepriekš tika uzskatītas par neatrisināmām un pakļautas tikai empīriskai izskatīšanai.
Nākamais nozīmīgais solis elektrotehnikas un radiotehnikas ķēžu teorijas veidošanā bija ievads 1899 gads jēdzienam par elektriskās ķēdes komplekso pretestību maiņstrāvai.
Svarīgs posms elektrisko un radioinženieru ķēžu teorijas veidošanā bija ķēžu frekvences raksturlielumu izpēte. Pirmās idejas šajā virzienā saistās arī ar Helmholca vārdu, kurš analīzei izmantoja superpozīcijas principu un harmonikas analīzes metodi, t.i. pielietoja funkcijas paplašināšanu Furjē sērijā.
XIX beigas gadsimtā tika ieviesti T un U veida ķēžu jēdzieni (tās sāka saukt par četrpolu). Gandrīz tajā pašā laikā radās elektrisko filtru koncepcija.
Mūsdienu radiotehnikas ķēžu un radiotehnikas teorijas pamatus kopumā lika mūsu tautieši M.B.Šuleikins, B.A.Vedenskis, A.I.Bergs, A.L.Mints, V.A.Koteļņikovs, A.N.Mandelštams, N.D.Papaleksi un daudzi citi.
4 VISPĀRĪGĀS DARBĪBAS METODES PĒC KURSA, NODARBĪBU VEIDI, ATSKAITES FORMAS, IZGLĪTĪBAS LITERATŪRA
Disciplīnas apguve notiek lekcijās, laboratorijas un praktiskajās nodarbībās.
Lekcijas ir viens no svarīgākajiem apmācības veidiem un ar O nodrošināt pamatu teorētiskajām mācībām. Tie nodrošina sistemātisku zinātnisko zināšanu pamatu disciplīnā, koncentrējas uz mācīšanu e par vissarežģītākajiem un svarīgākajiem jautājumiem, stimulē viņu aktīvo izziņas darbību, veido radošo domāšanu.
Lekcijās līdzās fundamentalitātei nepieciešamais un Maija praktiskās apmācības orientācijas pakāpe. Materiāla izklāsts ir saistīts ar militāro praksi, specifiskiem speciālās tehnikas objektiem, kuros tiek izmantotas elektriskās ķēdes.
Laboratorijas vingrinājumi ir vērsti uz to, lai mācītu studentiem metodes ec Ar eksperimentālie un zinātniskie pētījumi, ieaudzināt zinātniskās analīzes un iegūto rezultātu vispārināšanas prasmes, prasmes strādāt ar laboratoriju O ieguve, instrumenti un skaitļošana x neviens.
Gatavojoties laboratorijas nodarbībām, studenti patstāvīgi vai (ja nepieciešams) mērķkonsultācijās apgūst atbilstošo Yu teorētiskais materiāls, vispārīgā pētījuma veikšanas kārtība, sastādīt atskaites veidlapas (uzzīmēt laboratorijas iekārtojuma shēmu, nepieciešamās tabulas).
Eksperiments ir galvenā laboratorijas darba daļa un reāla un veic katrs students patstāvīgi saskaņā ar laboratorijas darbu rokasgrāmatu. Pirms eksperimenta veikšanas a n aptauja skrejlapas veidā, kuras mērķis ir pārbaudīt kvalitāti O studentu apmācība laboratorijas darbiem. Vienlaikus jāpievērš uzmanība teorētiskā materiāla zināšanām, darba veikšanas kārtībai, sagaidāmo rezultātu būtībai. Pieņemot atskaites, jāņem vērā a Uz reģistrācijas precizitāte, studentu atbilstība ESKD prasībām, skaidra nauda un nepieciešamo secinājumu precizitāte un pareizība.
Praktiski vingrinājumi tiek veikti ar mērķi attīstīt risināšanas prasmes e nii uzdevumi, aprēķinu izgatavošana. To galvenais saturs ir pareizs Uz katra studenta tehniskais darbs. Mugurpuse tiek izņemta praktiskajai apmācībai a chi, kam ir lietišķs raksturs. Datoru programmatūras līmeņa paaugstināšana d kulinārija tiek veikta praktiskajā apmācībā, veicot aprēķinus e ar programmējamu mikrokalkulatoru vai personālo datoru palīdzību. Katras nodarbības sākumā tiek veikta viktorīna, kaķa mērķis O rogo - pārbauda skolēnu gatavību stundai, kā arī - aktivizē a viņu kognitīvās aktivitātes.
Disciplīnas satura apguves procesā studentu vidū sistēma un veidojas metodiskās prasmes un patstāvīgā darba iemaņas. Skolēniem māca spēju pareizi uzdot jautājumu, likt a O svarīgākais uzdevums, ziņot par padarītā darba būtību, izmantot pirms Ar Uzmanības līdzekļi un uzskates līdzekļi.
Lai ieaudzinātu primārās prasmes apmācību sagatavošanā un vadīšanā, paredzēts piesaistīt studentus par laboratorijas nodarbību vadītāja asistentiem.
Viena no svarīgākajām jomām kognitīvās de ES esmu Problēmmācība ir saistīta ar studentu grupu. Lai to īstenotu ar O problēmsituācijas kursam kopumā, atsevišķām tēmām un priekš O pieprasījumi, kas tiek īstenoti:
Ieviešot jaunus problemātiskus jēdzienus, parādot, kā vēsturiski tie radušies un kā tie tiek piemēroti;
Saduroties studentam ar pretrunām starp jaunām parādībām e niyas un vecie jēdzieni;
Ar nepieciešamību izvēlēties pareizo informāciju;
Izmantojot pretrunas starp pieejamajām zināšanām uz lpp e risinājuma rezultāti un prakses prasības;
No pirmā acu uzmetiena neizskaidrojamu faktu un parādību izklāsts ar
izmantojot labi zināmus likumus;
Nosakot starpsubjektu sakarības un sakarības starp parādībām.
Disciplīnas apguves procesā materiāla asimilācijas kontrole tiek nodrošināta visu veidu praktiskajos nodarbību veidos instruktāžu veidā, bet par 1. un 2. tēmu – divu stundu kontroldarba veidā.
Noteikt izglītības kvalitāti kopumā disciplīnai, vadīšanai T Xia eksāmens. Uz eksāmenu tiek pielaisti studenti, kuri ir izpildījuši visas mācību programmas prasības, atskaitījušies par visiem laboratorijas darbiem. v shih pozitīvas atzīmes kursa darbā. Eksāmenus kārto ūsās T veidlapa ar nepieciešamajiem rakstiskajiem paskaidrojumiem uz tāfeles (formulas, grafiki utt.). Katram skolēnam sagatavošanās laiks ir ne vairāk kā 30 minūtes. Lai sagatavotos atbildei, skolēni var izmantot O dot katedras vadītāja atļautos metodiskos un izziņas materiālus e riāli. Sagatavošanos atbildei var veikt rakstiski. Katedras vadītājs var atbrīvot no eksāmena kārtošanas studentus, kuri uzrādījuši T personīgās zināšanas, pamatojoties uz pašreizējās kontroles rezultātiem, ar novērtējumu n ki "izcili".
Tādējādi disciplīna "Radio shēmas un signāli" ir ES esmu ir sistēma koncentrēta un tajā pašā laikā diezgan pilnīga un a perfektas zināšanas, kas ļauj radioinženierim brīvi orientēties svarīgākajos speciālo radioierīču un sistēmu darbības jautājumos.
IZGLĪTĪBAS PAMATLITERATŪRA:
1. S. I. Baskakovs Radiotehnikas shēmas un signāli. 3. izdevums. M .: Augstskola, 2000.
PAPILDU LITERATŪRA
2. S. I. BASKAKOVS Radiotehnikas shēmas un signāli. Rokasgrāmata problēmu risināšanā: Mācību grāmata. radiotehnikas rokasgrāmata. speciālists. universitātes. - 2. izdevums. M .: Augstskola o la, 2002. gads.
3. Popovs V.P. Ķēžu teorijas pamati. Mācību grāmata. augstskolām.-3. izd. M .: Augstskola apmēram la, 2000.
5 SIGNĀLA ENERĢIJAS RAKSTUROJUMS
Reāla signāla galvenie enerģijas raksturlielumi ir:
1) momentānā jauda, kas definēta kā signāla momentānās vērtības kvadrāts
Ja - spriegums vai strāva, tad ir momentānā jauda, kas atbrīvota uz pretestības un 1 omi.
Momentānā jauda nav aditīva, t.i., signālu summas momentānā jauda nav vienāda ar to momentāno jaudu summu:
2) enerģiju laika intervālā izsaka kā momentānās jaudas integrāli
3) vidējo jaudu intervālā nosaka signāla enerģijas vērtība šajā intervālā, kas attiecas uz laika vienību
kur.
Ja signāls tiek dots uz bezgalīgu laika intervālu, tad vidējo jaudu nosaka šādi:
Informācijas pārraides sistēmas ir konstruētas tā, lai informācija tiktu pārraidīta ar mazākiem kropļojumiem, nekā noteikts ar minimālu enerģijas un signāla jaudu.
Signālu enerģija un jauda, kas noteikta patvaļīgā laika intervālā, var būt aditīva, ja signāli šajā laika intervālā ir ortogonāli. Apsveriet divus signālus un, kas ir iestatīti laika intervālā. Šo signālu summas enerģija un jauda tiek izteikta šādi:
, (1)
. (2)
Šeit un, - pirmā un otrā signāla enerģija un jauda, šo signālu savstarpējā enerģija un savstarpējais spēks (vai to mijiedarbības enerģija un spēks). Ja nosacījumi ir izpildīti
tad signālus un laika intervālā sauc par ortogonāliem, un izteiksmes(1) un (2) ir šāda forma
Signālu ortogonalitātes jēdziens noteikti ir saistīts ar to noteikšanas intervālu.
Saistībā ar sarežģītiem signāliem tiek izmantoti arī momentānās jaudas, enerģijas un vidējās jaudas jēdzieni. Šīs vērtības tiek ievadītas tā, lai kompleksā signāla enerģijas raksturlielumi būtu reālas vērtības.
1. Momentāno jaudu nosaka kompleksā signāla reizinājumsuz sarežģītu konjugētu signālu
2. Signāla enerģijalaika intervālā pēc definīcijas ir vienāds ar
3. Signāla stiprumspar intervālu ir definēts kā
Divi kompleksi signāli, kas norādīti laika intervālā, ir ortogonāli, ja to savstarpējā jauda (vai enerģija) ir nulle.
6 NOTEIKTO SIGNĀLU KORELĀCIJAS RAKSTUROJI
Viens no svarīgākajiem signāla temporālajiem raksturlielumiem ir autokorelācijas funkcija (ACF), kas ļauj spriest par signāla savienojuma (korelācijas) pakāpi ar tā laika nobīdes kopiju.
Reālam signālam, kas norādīts laika intervālāun ierobežota ar enerģiju, korelācijas funkciju nosaka šāda izteiksme:
, (3)
kur - signāla laika nobīdes lielums.
Katrai vērtībai autokorelācijas funkcija tiek izteikta ar kādu skaitlisku vērtību.
No (3) no tā izriet, ka ACF ir vienmērīga laika nobīdes funkcija. Patiešām, nomainot (3) mainīgs ieslēgts, mēs saņemam
Kad signāla līdzība ar tā nenobīdīto kopiju ir vislielākā un funkcijasasniedz maksimālo vērtību, kas vienāda ar kopējo signāla enerģiju
Palielinoties, visu signālu funkcija, izņemot periodiskos, samazinās (ne vienmēr monotoni), un ar signālu relatīvu nobīdi un daudzumu, kas pārsniedz signāla ilgumu, tā pazūd.
Periodiskā signāla autokorelācijas funkcija pati par sevi ir periodiska funkcija ar tādu pašu periodu.
Lai novērtētu abu signālu līdzības pakāpi, tiek izmantota krusteniskās korelācijas funkcija (CCF), ko nosaka izteiksme
Šeit un - signāli, kas tiek doti bezgalīgā laika intervālāun kam ir ierobežota enerģija.
Vērtība nemainās, ja tā vietā, lai aizkavētu signālu, mēs ņemam vērā pirmā signāla virzību.
Autokorelācijas funkcija ir īpašs CCF gadījums, kad signāli un ir vienādi.
Atšķirībā no funkcijas, vispārīgā gadījumā tā nav pat relatīva un var sasniegt maksimumu jebkurus trīs.
Vērtība nosaka signālu savstarpējo enerģiju un
7 ĢEOMETRISKĀS METODES SIGNĀLU TEORIJĀ
Risinot daudzas radiotehnikas teorētiskās un lietišķās problēmas, rodas šādi jautājumi: 1) kādā nozīmē var runāt par signāla lielumu, argumentējot, piemēram, ka viens signāls ir ievērojami pārāks par otru; 2) Vai ir iespējams objektīvi novērtēt, cik līdzīgi divi atšķirīgi signāli ir viens otram?
XX v. tika izveidota funkcionālā analīze matemātikas nozare, kas apkopo mūsu intuitīvās idejas par telpas ģeometrisko struktūru. Izrādījās, ka funkcionālās analīzes idejas ļauj izveidot saskaņotu signālu teoriju, kuras pamatā ir signāla kā vektora jēdziens īpaši konstruētā bezgalīgajā telpā.
Lineārā signāla telpa. Ļaujiet -daudz signālu. Šo objektu apvienošanas iemesls dažu īpašību klātbūtne, kas ir kopīga visiem kopas elementiem.
Signālu īpašību izpēte, kas veido šādas kopas, kļūst īpaši auglīga, ja ir iespējams izteikt dažus kopas elementus caur citiem elementiem. Ir pieņemts teikt, ka daudzi signāli ir apveltīti ar noteiktu struktūru. Šīs vai citas struktūras izvēle būtu jādiktē fiziskiem apsvērumiem. Tātad, attiecinot to uz elektriskām vibrācijām, ir zināms, ka tās var pievienot, kā arī reizināt ar patvaļīgu mēroga koeficientu. Tas dod iespēju signālu kopās ieviest lineārās telpas struktūru.
Signālu kopa veido reālu lineāru telpu, ja ir patiesas šādas aksiomas:
1. Jebkurš signāls jebkuram ņem tikai reālas vērtības.
2. Par jebkuru un tur ir viņu summa, un tā arī ir ietverta. Summēšanas darbība ir komutatīva: un asociatīva:.
3. Jebkuram signālam un jebkuram reālam skaitlim tiek noteikts signāls=.
4. Komplektā M ir īpašs nulles elements tā, lai būtu visiem.
Ja signālu matemātiskajiem modeļiem ir sarežģītas vērtības, tad, pieņemot aksiomā 3 reizinot ar komplekso skaitli, mēs nonākam pie kompleksās lineārās telpas jēdziena.
Lineārās telpas struktūras ieviešana ir pirmais solis ceļā uz signālu ģeometrisku interpretāciju. Lineāro telpu elementus bieži sauc par vektoriem, uzsverot analoģiju starp šo objektu īpašībām un parastajiem trīsdimensiju vektoriem.
Lineārās telpas aksiomu noteiktie ierobežojumi ir ļoti stingri. Ne katrs signālu kopums izrādās lineāra telpa.
Koordinātu bāzes jēdziens. Tāpat kā parastajā trīsdimensiju telpā, arī signālu lineārajā telpā var izdalīt īpašu apakškopu, kas spēlē koordinātu asu lomu.
Viņi saka, ka vektoru kopa (}, piederība, ir lineāri neatkarīga, ja vienlīdzība
ir iespējama tikai tad, ja visi skaitliskie koeficienti izzūd vienlaicīgi.
Lineāri neatkarīgu vektoru sistēma veido koordinātu bāzi lineārajā telpā. Ja kāda signāla dekompozīcija ir dota formā
tad cipari () ir signāla projekcijas attiecībā pret izvēlēto bāzi.
Signālu teorijas uzdevumos bāzes vektoru skaits, kā likums, ir bezgalīgi liels. Šādas lineāras telpas sauc par bezgalīgas dimensijas. Dabiski, ka šo telpu teoriju nevar iestrādāt formālajā lineārās algebras shēmā, kur bāzes vektoru skaits vienmēr ir ierobežots.
Normalizēta lineārā telpa. Signāla enerģija. Lai turpinātu un padziļinātu signālu teorijas ģeometrisko interpretāciju, nepieciešams ieviest jaunu jēdzienu, kas pēc savas nozīmes atbilst vektora garumam. Tas ļaus ne tikai piešķirt precīzu nozīmi apgalvojumam formā "pirmais signāls ir lielāks par otro", bet arī norādīt, cik tas ir lielāks.
Vektora garumu matemātikā sauc par tā normu. Signālu lineārā telpa tiek normalizēta, ja katrs vektors ir unikāli saistīts ar skaitli šī vektora norma un ir izpildītas šādas normētās telpas aksiomas:
1. Norma ir nenegatīva, t.i.. Norma tad un tikai tad .
2. Vienlīdzība attiecas uz jebkuru skaitli.
3. Ja un ir divi vektori no , tad spēkā ir trijstūra nevienādība:.
Ir iespējams ieteikt dažādus veidus, kā ieviest signālu ātrumu. Radiotehnikā visbiežāk tiek uzskatīts, ka reāliem analogajiem signāliem ir norma
(4)
(no divām iespējamām saknes vērtībām tiek izvēlēta pozitīva). Sarežģītiem signāliem norma
kur * - kompleksā konjugāta vērtības simbols. Normas kvadrātu sauc par signāla enerģiju
Tā ir šī enerģija, kas tiek atbrīvota rezistorā ar pretestību 1 Ohm, ja tā spailēm ir spriegums.
Nosakiet signāla ātrumu, izmantojot formulu (4) ieteicams šādu iemeslu dēļ:
1. Radiotehnikā signāla lielums bieži tiek vērtēts, pamatojoties uz kopējo enerģijas efektu, piemēram, no rezistorā izdalītā siltuma daudzuma.
2. Enerģijas norma izrādās "nejutīga" pret signāla formas izmaiņām, iespējams, būtiskām, bet notiek īsā laika periodā.
Lineāra normēta telpa ar formas normas galīgo vērtību (1.15) sauc par funkciju telpu ar integrējamu kvadrātu un īsi apzīmē.
8 ORTOGONĀLO SIGNĀLU TEORIJA. VISPĀRĪGĀ FUJĒ SĒRIJA
Ieviešot lineārās telpas struktūru signālu kopā, nosakot normu un metriku, mums tomēr ir liegta iespēja aprēķināt tādu raksturlielumu kā leņķis starp diviem vektoriem. To var izdarīt, formulējot svarīgo lineārās telpas elementu skalārā reizinājuma jēdzienu.
Signālu punktu reizinājums. Atgādināt, ka, ja parastā trīsdimensiju telpā ir zināmi divi vektori un, tad to summas moduļa kvadrāts
kur ir šo vektoru punktu reizinājums atkarībā no leņķa starp tiem.
Rīkojoties pēc analoģijas, mēs aprēķinām divu signālu summas enerģiju un:
. (5)
Atšķirībā no pašiem signāliem, to enerģijas nav aditīvas - kopējā signāla enerģija satur tā saukto savstarpējo enerģiju
. (6)
Formulu salīdzināšana(5) un (6), definējiet reālu signālu skalāro reizinājumu un:
Punktu izstrādājumam ir šādas īpašības:
- , kur ir reāls skaitlis;
Lineāru telpu ar šādu skalāru reizinājumu, kas ir pilnīga tādā nozīmē, ka tā satur visus robežpunktus jebkurai konverģējošai vektoru secībai no šīs telpas, sauc par īstu Hilberta telpu.
Fundamentālā Košī nevienlīdzība- Buņakovskis
Ja signāliem ir sarežģītas vērtības, tad komplekso Hilberta telpu var definēt, ievadot tajā punktu reizinājumu pēc formulas
tāds, ka.
Ortogonālie signāli un vispārinātās Furjē rindas. Divus signālus sauc par ortogonāliem, ja to punktu reizinājums un līdz ar to savstarpējā enerģija ir nulle:
Ļaujiet - Hilberta signālu telpa ar ierobežotu enerģijas vērtību. Šie signāli tiek definēti noteiktā laika periodā, ierobežotā vai bezgalīgā. Pieņemsim, ka tajā pašā segmentā ir dota bezgalīga funkciju sistēma, Perpendikulāri viens otram un ar vienību normām:
Viņi saka, ka šajā gadījumā signāla telpā ir norādīts ortonormāls pamats.
Izvērsīsim patvaļīgu signālu pēc kārtas:
(7)
Veiktspēja (7) tiek saukta par signāla vispārināto Furjē sēriju izvēlētajā bāzē.
Šīs sērijas koeficienti ir atrodami šādi. Paņemiet pamatfunkciju ar patvaļīgu skaitli, reiziniet abas vienādības puses (7) un pēc tam integrēt rezultātus laika gaitā:
. (8)
Tā kā pamats ir ortonormāls vienādības labajā pusē (8) tāpēc paliks tikai summas dalībnieks ar skaitli
Iespēja attēlot signālus, izmantojot vispārinātas Furjē rindas, ir ļoti svarīgs fakts. Tā vietā, lai pētītu funkcionālo atkarību neskaitāmā punktu kopā, mēs iegūstam iespēju raksturot šos signālus ar saskaitāmu (bet, vispārīgi runājot, bezgalīgu) vispārinātas Furjē rindas koeficientu sistēmu.
Signāla enerģija, kas attēlota vispārinātas Furjē sērijas formā. Apsveriet kādu signālu, kas izvērsts virknē ortonormālās bāzes sistēmā:
un aprēķina tā enerģiju, tieši aizstājot šo sēriju ar atbilstošo integrāli:
(9)
Tā kā funkciju bāzes sistēma ir ortonormāla, tad summa (9) tikai dalībnieki ar numuriem nebūs nulle. Tas dod mums brīnišķīgu rezultātu:
Šīs formulas nozīme ir šāda: signāla enerģija ir visu komponentu enerģiju summa, no kuras sastāv vispārinātā Furjē rinda.
Radioelektronikas katedras vecākais lektors S. Lazarenko
Pētot vispārināto signālu teoriju, tiek apskatīti šādi jautājumi.
1. Radiotehnikā informācijas pārraidei izmantoto signālu pamatīpašības un analīzes metodes.
2. Galvenie signālu transformāciju veidi kanālu veidošanas procesā.
3. Radiotehnisko ķēžu, ar kuru palīdzību tiek veiktas darbības ar signālu, konstruēšanas un analīzes metodes.
Radiosignālus var definēt kā signālus, ko izmanto radiotehnikā. Radiotehniskos signālus pēc to mērķa iedala signālos:
radio apraide,
televīzija,
telegrāfs,
radars,
radionavigācija,
telemetrija utt.
Visi radio signāli ir modulēti. Veidojot modulētus signālus, tiek izmantoti primārie zemfrekvences signāli (analogie, diskrētie, digitālie).
Analogais signāls atkārto pārraidītā ziņojuma maiņas likumu.
Diskrēts signāls - ziņojuma avots noteiktos laika intervālos pārraida informāciju (piemēram, par laikapstākļiem), turklāt analogā signāla parauga laikā var iegūt diskrētu avotu.
Digitālais signāls Ir ziņojuma displejs digitālā formā. Piemērs: īsziņa tiek kodēta digitālā signālā.
Visas ziņojumu rakstzīmes var kodēt bināros, heksadecimālos un citos kodos. Kodēšana tiek veikta automātiski, izmantojot kodētāju. Tādējādi koda simboli tiek pārveidoti par standarta signāliem.
Digitālās datu pārraides priekšrocība ir augsta trokšņu noturība. Apgrieztā konvertēšana tiek veikta, izmantojot ciparu-analogu pārveidotāju.
Signālu matemātiskie modeļi
Pētot signālu vispārīgās īpašības, parasti tiek novērsta to fiziskā būtība un mērķis, aizstājot tos ar matemātisko modeli.
Matemātiskais modelis - izvēlētā signāla matemātiskā apraksta metode, atspoguļojot būtiskākās signāla īpašības. Pamatojoties uz matemātisko modeli, iespējams klasificēt signālus, lai noteiktu to vispārīgās īpašības un fundamentālās atšķirības.
Radiosignālus parasti iedala divās klasēs:
deterministiski signāli,
nejauši signāli.
Deterministisks signāls Ir signāls, kura vērtība jebkurā brīdī ir zināma vērtība vai to var aprēķināt iepriekš.
Nejaušs signāls Ir signāls, kura momentānā vērtība ir nejaušs lielums (piemēram, skaņas signāls).
Deterministisko signālu matemātiskie modeļi
Deterministiskos signālus iedala divās klasēs:
periodisks,
neperiodisks.
Ļaujiet s ( t ) - deterministisks signāls. Periodiskos signālus apraksta ar periodisku laika funkciju:
un tiek atkārtoti visā periodā T ... Apmēram t >> T ... Pārējie signāli ir neperiodiski.
Impulss ir signāls, kura vērtība atšķiras no nulles ierobežotā laika intervālā (impulsa platums 
).
Tomēr, aprakstot matemātisko modeli, tiek izmantotas funkcijas, kas norādītas bezgalīgā laika intervālā. Tiek ieviests efektīva (praktiskā) impulsa ilguma jēdziens:
.
Eksponenciāls impulss.
Piemēram: eksponenciālā impulsa efektīvā ilguma noteikšana kā laika intervāls, kurā signāla vērtība samazinās par 10 reizēm. Nosakiet rasējuma efektīvo impulsa platumu:
Signāla enerģijas raksturlielumi . Momentānā jauda ir signāla jauda 1 omā:
.
Neperiodiskam signālam mēs ieviešam enerģijas jēdzienu ar pretestību 1 Ohm:
.
Periodiskajam signālam tiek ieviests vidējās jaudas jēdziens:
Signāla dinamiskais diapazons tiek definēts kā maksimuma attiecība P ( t ) līdz šim minimumam P ( t ) , kas ļauj nodrošināt noteiktu pārraides kvalitāti (parasti izteikta dB):
.
Diktora mierīgas runas dinamiskais diapazons ir aptuveni 25 ... 30 dB, simfoniskajam orķestrim līdz 90 dB. Izvēloties vērtību P
min
saistīti ar traucējumu līmeni: 
.
Signālu var raksturot ar dažādiem parametriem. Vispārīgi runājot, šādu parametru ir ļoti daudz, bet praksē risināmām problēmām ir būtiski tikai daži no tiem. Piemēram, izvēloties instrumentu procesa uzraudzībai, var būt nepieciešamas zināšanas par signāla dispersiju; ja signālu izmanto kontrolei, tā jauda ir būtiska utt. Tiek ņemti vērā trīs galvenie signāla parametri, kas ir būtiski informācijas pārraidei pa kanālu. Pirmais svarīgais parametrs ir signāla pārraides laiks. T ar... Otra īpašība, kas jāņem vērā, ir jauda P ar signāls, kas tiek pārraidīts pa kanālu ar noteiktu traucējumu līmeni P z... Jo lielāka vērtība P ar salīdzinot ar P z, jo mazāka iespēja saņemt kļūdainu saņemšanu. Tādējādi interese ir attiecība P c / P z. Ir ērti izmantot šīs attiecības logaritmu, ko sauc par signāla pārsniegumu pār troksni:
Trešais svarīgais parametrs ir frekvenču spektrs F x... Šie trīs parametri ļauj attēlot jebkuru signālu trīsdimensiju telpā ar koordinātām L, T, F paralēlskaldņa formā ar tilpumu T x F x L x... Šo produktu sauc par signāla skaļumu un apzīmē ar V x
Informācijas kanālu var raksturot arī ar trim atbilstošiem parametriem: kanāla lietošanas laiku T līdz, kanāla pārraidīto frekvenču joslas platums F k un kanāla dinamisko diapazonu D k raksturo tā spēju pārraidīt dažādus signāla līmeņus.
Lielums
sauc par kanāla kapacitāti.
Netraucēta signāla pārraide ir iespējama tikai ar nosacījumu, ka signāla skaļums "iekļaujas" kanāla kapacitātē.
Līdz ar to vispārējo nosacījumu signāla saskaņošanai ar informācijas pārraides kanālu nosaka attiecība
Tomēr attiecība izsaka nepieciešamo, bet nepietiekamo nosacījumu signāla saskaņošanai ar kanālu. Pietiekams nosacījums ir vienošanās par visiem parametriem:
Informācijas kanālam tiek lietoti šādi termini: informācijas ievades ātrums, informācijas pārraides ātrums un kanāla joslas platums.
Zem informācijas ievades ātrums (informācijas plūsma) Es (X) saprotu vidējo informācijas daudzumu, kas no ziņojumu avota tiek ievadīts informācijas kanālā laika vienībā. Šo ziņojuma avota raksturlielumu nosaka tikai ziņojumu statistiskās īpašības.
Informācijas pārsūtīšanas ātrums I (Z, Y) - vidējais informācijas apjoms, kas tiek pārraidīts pa kanālu laika vienībā. Tas ir atkarīgs no pārraidītā signāla statistiskajām īpašībām un kanāla īpašībām.
Joslas platums C - lielākais teorētiski sasniedzamais informācijas pārraides ātrums konkrētajam kanālam. Šī ir kanāla reakcija un nav atkarīga no signāla statistikas.
Lai pēc iespējas efektīvāk izmantotu informācijas kanālu, nepieciešams veikt pasākumus, lai informācijas pārraides ātrums būtu pēc iespējas tuvāks kanāla kapacitātei. Tajā pašā laikā informācijas ievades ātrums nedrīkst pārsniegt kanāla joslas platumu, pretējā gadījumā visa informācija netiks pārsūtīta pa kanālu.
Tas ir galvenais nosacījums ziņojuma avota un informācijas kanāla dinamiskai saskaņošanai.
Viens no galvenajiem jautājumiem informācijas pārraides teorijā ir noteikt informācijas pārraides ātruma un joslas platuma atkarību no kanālu parametriem un signālu un traucējumu raksturlielumiem. Šos jautājumus vispirms padziļināti izpētīja K. Šenons.
Kā minēts iepriekš, pārraidītie signāli ir nepārprotami saistīti ar pārsūtītajiem ziņojumiem. Signāla matemātiskais apraksts ir kāda laika funkcija s(t). Sakaru signālus var klasificēt pēc vairākiem kritērijiem.
Ziņojumu teorijā signālus galvenokārt iedala deterministiskajos (regulārajos) un nejaušajos. Signāls tiek izsaukts deterministisks, ja to var aprakstīt ar zināmu laika funkciju. Tāpēc ar deterministisko signālu saprot signālu, kas atbilst zināmam pārraidītajam ziņojumam un kuru var iepriekš precīzi paredzēt patvaļīgi ilgu laika periodu. Deterministiskos signālus parasti iedala periodiskos, gandrīz periodiskos un neperiodiskos.
Reālos apstākļos signāls uztveršanas punktā iepriekš nav zināms un to nevar aprakstīt ar noteiktu laika funkciju. Saņemtie signāli ir neparedzami, nejauši vairāku iemeslu dēļ. Pirmkārt, tāpēc, ka regulārs signāls nevar nest informāciju. Patiešām, ja viss būtu zināms par pārraidīto signālu, tad tas nebūtu jāpārraida. Parasti tikai saņēmēja pusē daži parametri signāls. Otrkārt, signāli ir nejauši dažādu traucējumu dēļ gan ārējiem (kosmosa, atmosfēras, rūpnieciskiem utt.), gan iekšējiem (lampas troksnis, pretestības utt.). Saņemtais signāls tiek izkropļots arī tāpēc, ka iet caur sakaru līniju, kuras parametri bieži vien ir nejauša laika funkcija.
Sakaru signāla modelis nav viena laika funkcija s(t) , bet gan dažu funkciju kopums, kas attēlo nejaušu procesu. Katrs konkrētais signāls ir viens no atziņas nejaušs process, ko var aprakstīt ar laika deterministisku funkciju. Bieži vien adresāts zina iespējamo ziņojumu (signālu) kopumu. Uzdevums ir noteikt, kurš ziņojums no dotā ansambļa tika pārsūtīts no pieņemtās signālu maisījuma ieviešanas ar traucējumiem.
Tādējādi pārraidītais signāls ir jāuzskata par funkciju kopumu, kas ir nejauša procesa realizācijas. Šī procesa statistiskie raksturlielumi pilnībā apraksta signāla īpašības. Tomēr daudzu specifisku problēmu risinājums šajā gadījumā kļūst sarežģīts. Tāpēc signālu izpēti un to iziešanu caur dažādām shēmām ir ieteicams sākt ar atsevišķām implementācijām kā deterministiskām funkcijām.
Ne vienmēr ir nepieciešams pilnīgs signāla apraksts. Dažreiz analīzei pietiek ar dažiem vispārinātiem raksturlielumiem, kas vispilnīgāk atspoguļo signāla īpašības. Viena no svarīgākajām signāla īpašībām ir tā ilgumsT, kas nosaka kanālam nepieciešamo laiku un ir vienkārši saistīts ar šī signāla pārraidītās informācijas apjomu. Otra īpašība ir spektra platums signāls F, kas raksturo signāla uzvedību tā darbības laikā, tā izmaiņu ātrumu. Kā trešo raksturlielumu varētu ieviest tādu, kas noteiktu signāla amplitūdu visā tā pastāvēšanas laikā, piemēram, jaudu. Tomēr signāla stiprums RAr pats par sevi nenosaka nosacījumus tā pārraidīšanai pa reāliem sakaru kanāliem ar traucējumiem. Tāpēc signālu parasti raksturo signāla jaudas un traucējumu attiecība:
ko sauc par signāla-trokšņa attiecību vai signāla-trokšņa attiecību.
Signāla raksturlielums sauc dinamiskais diapazons,
kas nosaka signāla līmeņu izmaiņu intervālu (piemēram, skaļumu telefona ziņojuma pārraides laikā) un izvirza atbilstošas prasības ceļa linearitātei. No šīs puses signālu var raksturot ar t.s maksimuma faktors
kas atspoguļo maksimālās signāla vērtības attiecību pret efektīvo. Jo lielāks ir signāla maksimuma koeficients, jo sliktāka būs radioierīces energoefektivitāte.
No ziņojumiem veikto transformāciju viedokļa signālus pieņemts sadalīt video signālos (nemodulētajos) un radiosignālos (modulētajos). Parasti video signāla spektrs ir koncentrēts zemfrekvences reģionā. Izmantojot modulāciju, video signālu sauc par modulējošu. Radiosignāla spektrs ir koncentrēts ap noteiktu vidējo frekvenci augstfrekvences reģionā. Radiosignālus var pārraidīt elektromagnētisko viļņu veidā.
Sadaļas noslēgumā mēs īsi aprakstam signālus, kas tiek izmantoti dažādos saziņas veidos. attēlā. 1.2 parāda video signālu nepārtraukta impulsa vilciena formā. Šāds signāls tiek ģenerēts telegrāfa darba veidiem, izmantojot piecu ciparu bināro kodu. Šādu signālu pārraidei izmantotais joslas platums ir atkarīgs no telegrāfa ātruma un ir, piemēram, 150-200 Hz, izmantojot telegrāfa aparātu ST-35 un pārraidot 50 rakstzīmes sekundē. Pārraidot telefona ziņojumus, signāls ir nepārtraukts f 
funkciju laiki, kā parādīts attēlā. 1.2. b.
V 
komerctelefonija, signāls parasti tiek pārraidīts frekvenču diapazonā no 300 Hz līdz 3400 Hz. Apraidei nepieciešams joslas platums no aptuveni 40 Hz līdz 10 kHz augstas kvalitātes runas un mūzikas pārraidei. Pārraidot nekustīgus attēlus, izmantojot fototelegrāfu, signālam ir tāda forma, kā parādīts attēlā. 1.Z a.
Tā ir soļu funkcija. Iespējamo līmeņu skaits ir vienāds ar pārraidīto apjomu un pustoņu skaitu. Pārraidīšanai tiek izmantots viens vai vairāki standarta tālruņa kanāli. Pārraidot kustīgus attēlus televīzijā, izmantojot 625 sadalīšanas līnijas, ir nepieciešams frekvenču joslas platums no 50 Hz līdz 6 MHz. Šajā gadījumā signālam ir sarežģīta diskrēta nepārtraukta struktūra. Modulētajiem signāliem ir tāda forma, kas parādīta 1.3.b attēlā (ar amplitūdas modulāciju).
