Caracteristica generalizată a semnalului. Tipuri de semnale: analog, digital, discret

Semnalul poate fi caracterizat prin diverși parametri. În general, există o mulțime de astfel de parametri, dar pentru problemele care trebuie rezolvate în practică, doar un număr mic dintre ei sunt esențiali. De exemplu, atunci când se selectează un instrument de control al procesului, poate fi necesară cunoașterea dispersiei semnalului; dacă semnalul este folosit pentru control, ceea ce contează este puterea lui și așa mai departe. Luați în considerare trei parametri de bază de semnal care sunt esențiali pentru transmiterea informațiilor pe canal. Primul parametru important este timpul de transmisie a semnalului. T s. A doua caracteristică de luat în considerare este puterea P cu semnal transmis pe un canal cu un anumit nivel de interferență Pz. Cu cât valoarea este mai mare P cu comparat cu Pz, cu atât probabilitatea de recepție eronată este mai mică. Astfel, relația Pc/Pz. Este convenabil să folosiți logaritmul acestui raport, numit excesul semnalului față de zgomot:

Al treilea parametru important este spectrul de frecvență Fx. Acești trei parametri fac posibilă reprezentarea oricărui semnal în spațiul tridimensional cu coordonate L, T, F sub forma unui paralelipiped cu volum T x F x L x. Acest produs se numește volumul semnalului și este notat cu V x

Un canal de informare poate fi caracterizat și prin trei parametri relevanți: timpul de utilizare a canalului T la, lățimea de bandă a frecvențelor transmise de canal F k, și intervalul dinamic al canalului Dk caracterizându-i capacitatea de a transmite diferite niveluri de semnal.

Valoare

se numește capacitatea canalului.

Transmisia nedistorsionată a semnalului este posibilă numai dacă volumul semnalului „se încadrează” în capacitatea canalului.

Prin urmare, condiția generală pentru potrivirea unui semnal cu un canal de transmitere a informațiilor este determinată de relație

Cu toate acestea, raportul exprimă o condiție necesară, dar nu suficientă pentru potrivirea semnalului cu canalul. O condiție suficientă este acordul în toți parametrii:

Pentru canalul de informații sunt utilizate următoarele concepte: rata de intrare a informațiilor, rata de transfer de informații și capacitatea canalului.

Sub viteza de intrare (fluxul de informații) I(X) înțeleg cantitatea medie de informații introduse de la sursa mesajului în canalul de informații pe unitatea de timp. Această caracteristică a sursei mesajului este determinată doar de proprietățile statistice ale mesajelor.

Rata de transfer de informații I(Z,Y) este cantitatea medie de informații transmise pe canal pe unitatea de timp. Depinde de proprietățile statistice ale semnalului transmis și de proprietățile canalului.

Lățimea de bandă C este cea mai mare rată de transfer de informații realizabilă teoretic pentru un canal dat. Aceasta este o caracteristică a canalului și nu depinde de statisticile semnalului.

Pentru a utiliza cât mai eficient canalul de informare, este necesar să se ia măsuri pentru a se asigura că rata de transfer de informații este cât mai apropiată de capacitatea canalului. În același timp, rata de intrare a informațiilor nu trebuie să depășească capacitatea canalului, altfel nu toate informațiile vor fi transmise pe canal.

Aceasta este condiția principală pentru potrivirea dinamică a sursei mesajului și a canalului de informații.

Una dintre problemele principale în teoria transmisiei informației este determinarea dependenței ratei de transmitere a informațiilor și a debitului de parametrii canalului și de caracteristicile semnalelor și interferențelor. Aceste întrebări au fost mai întâi investigate profund de K. Shannon.

Sfârșitul lucrării -

Acest subiect aparține:

Informatica

Bugetar federal de stat educațional.. orașul tula..

Dacă aveți nevoie de material suplimentar pe această temă, sau nu ați găsit ceea ce căutați, vă recomandăm să utilizați căutarea în baza noastră de date de lucrări:

Ce vom face cu materialul primit:

Dacă acest material s-a dovedit a fi util pentru dvs., îl puteți salva pe pagina dvs. de pe rețelele sociale:

Toate subiectele din această secțiune:

Studii profesionale superioare
Institutul Politehnic „Universitatea de Stat Tula” Departamentul „Sisteme de mașini-unelte automate”

Conceptul de informatică
Informatica este o știință tehnică care sistematizează metodele de creare, stocare, reproducere, prelucrare și transmitere a datelor prin intermediul tehnologiei informatice, precum și principiile fu

Istoria dezvoltării informaticii
Istoria computerului este strâns legată de încercările umane de a facilita automatizarea unor cantități mari de calcul. Chiar și operațiile aritmetice simple pe numere mari sunt dificile.

Viziunea asupra lumii aspecte economice și juridice ale tehnologiei informației
Documentul juridic de bază în Rusia legat de informatică este Legea „Cu privire la informații, informatizare și protecția informațiilor”. Legea abordează probleme de reglementare legală a informațiilor

Măsura sintactică a informațiilor
Volumul de date Vd. într-un mesaj este măsurată prin numărul de caractere (biți) din acel mesaj. În diferite sisteme de numere, o cifră are o greutate diferită și, în consecință,

Măsura semantică a informațiilor
Un tezaur este o colecție de informații deținute de un utilizator sau de un sistem. În funcţie de relaţia dintre conţinutul semantic al informaţiei S şi tezaurul utilizatorilor

Măsura algoritmică a informațiilor
Toată lumea va fi de acord că cuvântul 0101….01 este mai dificil decât cuvântul 00….0, iar cuvântul, unde 0 și 1 sunt alese din experimentul de aruncare a monedei (unde 0 este o stemă, 1 este cozi), este mai dificil decât ambele precedente.

Cantitatea și calitatea informațiilor
Indicatori de calitate a consumatorului: reprezentativitate, conținut, relevanță suficientă, actualitate, fiabilitatea acurateții, uzabilitate

Unități de informare
În calculatoarele moderne, putem introduce informații textuale, valori numerice, precum și informații grafice și sonore. Cantitatea de informații stocate într-un computer este măsurată de acesta

Informație și entropie
Putem introduce o măsură rezonabilă de informație? Matematicianul și inginerul american Claude Shannon s-a gândit la această întrebare. Rezultatul reflecțiilor a fost publicat de el în 1948.

Mesaje și Semnale
Shannon a reușit să vină cu un model de transfer de informații surprinzător de simplu și profund, fără de care niciun manual nu se poate descurca acum. El a introdus conceptele: sursa mesajului, transmițător

Entropie
Mesajele diferite transportă cantități diferite de informații. Să încercăm să comparăm următoarele două întrebări: 1. În care dintre cele cinci cursuri universitare studiază studentul? 2. Cum să împachetezi

Redundanţă
Lăsați sursa mesajului să transmită o propoziție în limbaj real. Se pare că fiecare caracter ulterior nu este complet aleatoriu, iar probabilitatea apariției sale nu este complet predeterminată de mediu.

Senzaţie
Conceptele de entropie (impredictibilitate) a unui mesaj și redundanță (predictibilitate) corespund în mod natural ideilor intuitive despre măsurarea informațiilor. Cu atât mai imprevizibilă

Conceptul de tehnologie a informației
Tehnologia tradusă din greacă (techne) înseamnă artă, pricepere, pricepere, iar aceasta nu este altceva decât procese. Un proces trebuie înțeles ca un anumit set de acțiuni

Noua tehnologie informatică
Până în prezent, tehnologia informației a trecut prin mai multe etape evolutive, a căror schimbare a fost determinată în principal de dezvoltarea progresului științific și tehnologic, apariția

Setul de instrumente pentru tehnologia informației
Instrument pentru tehnologia informației - unul sau mai multe produse software conexe pentru un anumit tip de computer, a cărui tehnologie vă permite să realizați

Componentele tehnologiei informației
Conceptele tehnologice utilizate în sfera producției, cum ar fi normă, standard, proces tehnologic, funcționare tehnologică etc., pot fi utilizate și în informare.

Dezvoltarea tehnologiilor informaționale
Evoluția tehnologiei informației se vede cel mai clar în procesele de stocare, transport și prelucrare a informațiilor.

IT de prima generatie
Prima generație (1900-1955) este asociată cu tehnologia cardurilor perforate, când înregistrarea datelor a fost prezentată pe acestea sub formă de structuri binare. Prosperitatea IBM în perioada 1915-1960. conexiune

IT de a doua generație
A doua generație (firmware de procesare a înregistrărilor, 1955-1980) este asociată cu apariția tehnologiei benzii magnetice, fiecare dintre acestea putând stoca informații de zece mii.

IT de a treia generație
A treia generație (baze de date operaționale, 1965-1980) este asociată cu introducerea accesului online la date într-un mod interactiv bazat pe utilizarea sistemelor de baze de date cu

IT de a patra generație
A patra generație (baze de date relaționale: arhitectură client-server, 1980-1995) a fost o alternativă la interfața de nivel scăzut. Ideea modelului relațional este

IT de generația a cincea
A cincea generație (baze de date multimedia, din 1995) este asociată cu trecerea de la stocarea tradițională de numere și caractere la cele de tip relațional obiect care conțin date cu comportament complex.

Tehnologia informației de bază
După cum sa menționat deja, conceptul de tehnologie a informației nu poate fi considerat separat de mediul tehnic (calculator), adică. din tehnologia informației de bază. App

Subiect Tehnologia informației
Tehnologia subiectului este înțeleasă ca o secvență de pași tehnologici pentru conversia informațiilor primare în informații despre rezultate într-un domeniu specific, independent de

Activarea tehnologiei informației
Furnizarea de tehnologii informaționale sunt tehnologii de prelucrare a informațiilor care pot fi utilizate ca instrumente în diverse domenii pentru a rezolva diverse probleme.

Tehnologia informației funcționale
Tehnologia informației funcționale formează un produs software finit (sau o parte a acestuia) conceput pentru a automatiza sarcini într-un anumit subiect, domeniu și dat

Proprietățile tehnologiei informației
Printre proprietățile distinctive ale tehnologiilor informaționale care au o importanță strategică pentru dezvoltarea societății, pare oportun să se evidențieze următoarele șapte cele mai importante:

Codarea și cuantizarea semnalelor
Semnalele fizice sunt funcții continue ale timpului. Pentru a converti un semnal continuu, în special, analogic în formă digitală, se folosesc convertoare analog-digitale.

Caracteristicile semnalelor transmise pe canal
Semnalul poate fi caracterizat prin diverși parametri. Există o mulțime de astfel de parametri, dar pentru problemele care trebuie rezolvate în practică, doar un număr mic dintre ei sunt esențiali. Pe

Modularea semnalului
Semnalele sunt procese fizice ai căror parametri conțin informații. În comunicarea telefonică, sunetele unei conversații sunt transmise folosind semnale electrice, în televiziune -

Tipuri și caracteristici ale mass-media
Dacă desemnăm parametrii purtătorului ca a1 , a2 , …, an , atunci purtătorul în funcție de timp poate fi reprezentat ca: UN =g(a

Spectre de semnale
Întreaga varietate de semnale utilizate în sistemele informaționale poate fi împărțită în 2 grupe principale: deterministe și aleatorii. Un semnal determinist se caracterizează prin

Semnale periodice
Funcția x(t) se numește periodică dacă, la o constantă Т, următoarea egalitate este adevărată: x(t)=x(t+nT), unde Т este perioada funcției, n este

formă trigonometrică
Orice semnal periodic x(t) care satisface condiția Dirichlet (x(t) este mărginit, continuu pe bucăți, are un număr finit de extreme pe perioada), poate

formă complexă
Din punct de vedere matematic, este mai convenabil să se opereze cu forma complexă a seriei Fourier. Se obține prin aplicarea transformării lui Euler

Definiţia error
La extinderea funcțiilor periodice în suma armonicilor, în practică, acestea sunt adesea limitate la câteva primele armonice, iar restul nu sunt luate în considerare. Reprezentând aproximativ funcția

Semnale non-periodice
Orice semnal neperiodic poate fi considerat periodic, a cărui perioadă de schimbare este egală cu ¥. În acest sens, analiza spectrală a proceselor periodice poate fi

Modulare și codare
5.1. Coduri: Direct, Invers, Complementar, Modificat

Cod numeric direct
La codificarea cu un cod binar direct de n biți, un bit (de obicei cel mai semnificativ) este rezervat pentru semnul numărului. Restul de n-1 cifre sunt pentru cifre semnificative. Valoarea bitului de semn este 0

Codul numeric invers
Codul invers este construit numai pentru un număr negativ. Codul invers al unui număr binar este o imagine inversă a numărului în sine, în care toate cifrele numărului inițial iau invers (revers

Cod de număr suplimentar
Codul suplimentar este construit numai pentru un număr negativ. Utilizarea codului direct complică structura computerului. În acest caz, operația de adunare a două numere cu semne diferite trebuie înlocuită

Codul numeric modificat
Când adăugați numere mai mici decât unu cu un punct fix, puteți obține un rezultat în valoare absolută mai mare decât unu, ceea ce duce la denaturarea rezultatelor calculului. un pic preaplin

Codurile sistematice
După cum sa menționat deja, funcțiile de control pot fi implementate cu redundanță de informații. Această posibilitate apare atunci când se utilizează metode speciale de codificare a informațiilor. V

Codare par-impar
Un exemplu simplu de cod cu detectarea unei singure erori este un cod cu un bit de paritate. Designul său este următorul: un bit de paritate este adăugat cuvântului original. Dacă numărul de unități din cuvântul original este par, atunci

Codurile de hamming
Codurile propuse de omul de știință american R. Hamming (Figura 3.3) au capacitatea nu numai de a detecta, ci și de a corecta erorile singulare. Aceste coduri sunt sistematice.

Prelucrare distribuită a datelor
În epoca utilizării centralizate a calculatoarelor cu procesare în serie a informațiilor, utilizatorii de computere preferau să achiziționeze calculatoare pe care să poată rezolva probleme.

Structura generalizată a unei rețele de calculatoare
Rețelele de calculatoare sunt cea mai înaltă formă de asociere cu mai multe mașini. Principalele diferențe dintre o rețea de calculatoare și un complex multicalculator: Dimensiunea. Sos

Caracteristicile canalului de transmitere a informațiilor fără interferențe
Figura 5.4 - Structura canalului de transmitere a informațiilor fără interferențe

Caracteristicile canalelor de transmitere a informaţiei cu interferenţă
Figura 5.5 - Structura canalului de transmitere a informaţiei cu zgomot

Metode de îmbunătățire a imunității la zgomot de transmisie și recepție
Baza tuturor metodelor de îmbunătățire a imunității la zgomot a sistemelor informaționale este utilizarea anumitor diferențe între un semnal util și interferență. Prin urmare, pentru a face față interferențelor

Mijloace tehnice moderne de schimb de date și echipamente de formare a canalelor
Pentru a transmite mesaje în rețelele de calculatoare sunt utilizate diferite tipuri de canale de comunicare. Cele mai comune canale telefonice dedicate și canale speciale pentru transmisia digitală

Reprezentarea informațiilor în automate digitale (CA)
Codurile ca mijloc de scriere secretă au apărut în cele mai vechi timpuri. Se știe că până și istoricul grec antic Herodot din secolul al V-lea. î.Hr. a dat exemple de scrisori pe înțelesul doar destinatarului. Secret

Baze de informații pentru controlul funcționării automatelor digitale
Algoritmii pentru efectuarea operațiilor aritmetice vor oferi rezultatul corect numai dacă mașina funcționează fără perturbări. În cazul oricărei perturbări a normalului

Cod imunitatea la zgomot
Distanța minimă de cod a unui cod este definită ca distanța Hamming minimă dintre orice cuvinte de cod permise ale acelui cod. Codul neredundant are m

Metoda parității
Aceasta este o modalitate simplă de a detecta unele dintre posibilele erori. Vom folosi jumătate din combinațiile de coduri posibile așa cum sunt permise, și anume cele care au un număr par de unii

Metoda sumei de control
Metoda de verificare a parității considerată mai sus poate fi aplicată în mod repetat pentru diferite combinații de biți de cuvinte de cod transmise - și aceasta va permite nu numai detectarea, ci și

Codurile de hamming
Codurile propuse de omul de știință american R. Hamming au capacitatea nu numai de a detecta, ci și de a corecta erorile singulare. Aceste coduri sunt sistematice. Metoda Hamm

Controlul modulului
O varietate de probleme pot fi rezolvate folosind o metodă de control bazată pe proprietățile comparațiilor. Metodele de control al operațiilor aritmetice și logice dezvoltate pe această bază se numesc control

Metoda controlului numeric
Cu metoda numerică de control, codul unui număr dat este determinat ca cel mai mic rest pozitiv din împărțirea numărului la modulul selectat p: rA = A-(A/p)p

Metoda de control digital
Cu metoda de control digital, codul de control al numărului este format prin împărțirea sumei cifrelor numărului la modulul selectat:

Selectarea unui modul de controlat
Avantajele metodei de control numeric sunt în corectitudinea proprietăților comparațiilor pentru codurile de control, ceea ce facilitează controlul operațiilor aritmetice; avantajele metodei digitale

Operație de adăugare Modulo 2
Operația de adunare modulo 2 poate fi exprimată în termeni de alte operații aritmetice, de ex. UE

Operație de înmulțire booleană
Operația de înmulțire logică a două numere poate fi exprimată prin alte operații aritmetice și logice:

Controlul operațiilor aritmetice
Operațiile aritmetice se efectuează pe sumatorii codurilor directe, inverse și suplimentare. Să presupunem că imaginea numerelor (operanzilor) este stocată în aparat într-un anumit cod, adică aproximativ

Codurile aritmetice
Controlul modulo discutat mai devreme permite detectarea eficientă a erorilor individuale. Cu toate acestea, o singură eroare pe un bit poate duce la un grup de erori pe mai mulți biți.

DAC și ADC
Conversia între valori analogice și digitale este o operațiune de bază în sistemele de calcul și control, deoarece parametrii fizici precum temperatura sunt mutați

Nivelurile logicii digitale
În marea majoritate, nici convertoarele digital-analogic și nici analog-digital nu sunt aproape imposibil de utilizat fără a cunoaște tipul de intrare sau ieșire digitală utilizat.

Ieșire de control stroboscopic
Majoritatea convertoarelor digital-analogic, cu excepția convertoarelor de tip serial (cele bazate pe încărcarea capacității), au un circuit principal care răspunde

Semnale analogice
De obicei, convertoarele analog-digitale (ADC) sunt semnale alimentate sub formă de tensiune. Convertoarele digital-analogice (DAC) scot adesea semnale sub formă de tensiune la

Convertoare digital-analogice
Conversia valorilor digitale în valori analogice proporționale este necesară pentru ca rezultatele calculelor digitale să poată fi utilizate și ușor de înțeles în analogic

Conversie digitală în analog
Figura 6.2 prezintă o diagramă bloc a unui DAC care ia un cuvânt digital cu semnul plus de 3 biți și îl convertește la o tensiune echivalentă. Principal

Principalele tipuri de DAC
După cum am menționat mai devreme, în prezent marea majoritate a DAC-urilor de pe piață sunt construite după două scheme principale: sub forma unui lanț de rezistențe ponderate și de tip R-2R. Ambele numite

DAC cu rezistențe ponderate
Convertoarele ponderate cu rezistență (Figura 6.3) conțin o referință de tensiune, un set de comutatoare, un set de rezistențe de precizie ponderate binar și un amplificator operațional.

DAC cu un lanț de rezistențe tip R-2R
DAC-urile cu un lanț de rezistențe de tip R-2R conțin și o referință de tensiune, un set de comutatoare și un amplificator operațional. Cu toate acestea, în loc de un set de rezistențe ponderate binare, acestea conțin

Alte tipuri de DAC
DAC-urile vin în cea mai mare parte cu o referință fixă de tensiune internă (sau externă) sau externă variabilă (convertoare multiplicatoare). DAC cu sursă fixă

Convertoare analogice
În esență, convertoare analog-digitale fie convertesc un semnal analogic de intrare (tensiune sau curent) într-un tren de frecvență sau de impulsuri a cărui durată este măsurată

conversie analog în digital
Figura 6.5 prezintă un model rudimentar de conversie analog-digital cu un DAC ca bloc simplu în sistemul de conversie. Impulsul de inițializare este setat

ADC-uri integrate Push-Pull
Un ADC integrator push-pull, așa cum se arată în Figura 6.6, conține un integrator, o logică de control, un generator de ceas, un comparator și un contor de ieșire.

ADC de aproximare succesivă
Principalele motive pentru care metoda aproximării succesive este utilizată aproape universal în sistemele de calcul cu transformare a informațiilor este fiabilitatea acestui

Convertoare de tensiune
Figura 6.9 prezintă un convertor tipic de tensiune la frecvență. În acesta, semnalul analogic de intrare este integrat și alimentat la comparator. Când comparatorul își schimbă starea,

ADC-uri paralele
Convertoarele serial-paralel și pur și simplu paralel sunt utilizate în principal acolo unde este necesară cea mai mare viteză posibilă. Conversie secvenţială

Specificații DAC
Atunci când se analizează datele tabelare, trebuie avută mare grijă pentru a afla condițiile în care este determinat fiecare parametru, iar parametrii sunt probabil determinați diferit.

Specificații ADC
Caracteristicile unui ADC sunt similare cu cele ale unui DAC. În plus, aproape tot ce s-a spus despre caracteristicile DAC este adevărat pentru caracteristicile ADC. Ele sunt, de asemenea, mai des tipice decât mi

Compatibilitatea sistemului
Lista de caracteristici oferită de producători este doar un punct de plecare în alegerea unui ADC sau DAC potrivit. Unele cerințe de sistem care vă afectează

Compatibilitate cu convertor (interschimbabilitate)
Majoritatea ADC-urilor și DAC-urilor nu sunt compatibile universal în fizic, iar unele nu sunt compatibile electric. Din punct de vedere fizic, cazurile diferă ca mărime, cu cele mai frecvente

Sisteme numerice poziționale
Sistemul numeric este un set de tehnici și reguli de scriere a numerelor în semne digitale. Cel mai cunoscut sistem de numere zecimale, în care să scrieți h

Metode de traducere a numerelor
Numerele din diferite sisteme numerice pot fi reprezentate după cum urmează:

Traducerea numerelor prin împărțire pe baza noului sistem
Translația numerelor întregi se realizează prin împărțirea la baza q2 a noului sistem de numere, a fracțiilor regulate prin înmulțirea cu baza q2. Operaţiile de împărţire şi înmulţire se efectuează de

Metoda traducerii tabelare
În forma sa cea mai simplă, metoda tabulară este următoarea: există un tabel cu toate numerele unui sistem cu echivalentele corespunzătoare dintr-un alt sistem; sarcina traducerii este de a găsi corespunzătoare

Reprezentarea numerelor reale într-un calculator
Pentru a reprezenta numerele reale în calculatoarele moderne se adoptă metoda reprezentării în virgulă mobilă. Această reprezentare se bazează pe un normalizat (exponențial)

Reprezentarea numerelor în virgulă mobilă
Când se reprezintă numere în virgulă mobilă, o parte din cifrele celulei este alocată pentru a înregistra ordinea numărului, cifrele rămase sunt folosite pentru a înregistra mantisa. O cifră din fiecare grup este rezervată pentru imagine

Algoritm pentru reprezentarea unui număr în virgulă mobilă
converti un număr din sistemul numeric P-ary în binar; reprezintă un număr binar într-o formă exponențială normalizată; calculați ordinea deplasată a numărului; ra

Conceptul și proprietățile algoritmului
Teoria algoritmilor este de mare importanță practică. Tipul algoritmic de activitate este important nu numai ca tip puternic de activitate umană, ci și ca una dintre formele eficiente de muncă umană.

Definirea algoritmului
Cuvântul „algoritm” însuși provine de la algorithmi - forma latină a numelui al-Khwarizmi, sub care în Europa medievală îl cunoșteau pe cel mai mare matematician din Khorezm (un oraș din Sovietul).

Proprietățile algoritmului
Definiția algoritmului de mai sus nu poate fi considerată strictă - nu este complet clar ce este o „rețetă exactă” sau „o secvență de acțiuni care oferă rezultatul necesar”. Algoritm

Reguli și cerințe pentru construirea unui algoritm
Prima regulă este că atunci când se construiește un algoritm, în primul rând, este necesar să se specifice un set de obiecte cu care algoritmul va funcționa. Formalizată

Tipuri de procese algoritmice
Tipuri de procese algoritmice. Un algoritm aplicat unui computer este o prescripție exactă, adică. un set de operatii si reguli de alternare a acestora, cu ajutorul carora, incepand de la un anumit

Principiile lui John von Neumann
Construcția marii majorități a calculatoarelor se bazează pe următoarele principii generale formulate în 1945 de omul de știință american John von Neumann (Figura 8.5). Pentru prima dată

Organizarea funcțională și structurală a computerului
Luați în considerare dispozitivul unui computer folosind exemplul celui mai comun sistem informatic - un computer personal. Un computer personal (PC) este un computer relativ ieftin

Efectuarea de operații aritmetice pe numere în virgulă fixă și mobilă
9.6.1 Coduri: direct, invers, complementar Pentru reprezentarea automată a numerelor negative se folosesc codurile direct, complementar, invers.

Operație de adăugare
Operația de adunare a numerelor în coduri directe, inverse și suplimentare se realizează pe sumatori binari ai codului corespunzător. Adder de cod binar direct (DS

operația de înmulțire
Înmulțirea numerelor prezentate într-un format cu virgulă fixă se realizează pe sumatori binari de coduri directe, inverse și suplimentare. Sunt mai multe eu

operare de diviziune
Împărțirea numerelor binare reprezentate în format cu virgulă fixă reprezintă operații succesive de adunare algebrică a dividendului și divizorului, apoi a restului și a deplasării. Divizia

Fișiere de date
În diferite surse despre informatică și tehnologie informatică, definițiile termenului „fișier” precum și termenului „sistem de operare” pot varia. Cel mai

Structuri de fișiere
Partea software a sistemului de fișiere, determinată de scopul său, trebuie să conțină următoarele componente: Ø mijloace de interacțiune cu procesele utilizatorului care

Purtători de informații și mijloace tehnice de stocare a datelor
Dispozitivele de stocare a informațiilor se numesc unități. Munca lor se bazează pe diferite principii (în principal dispozitive magnetice sau optice), dar sunt folosite pentru unul singur

Organizarea datelor pe dispozitive cu acces direct și secvenţial
Organizarea datelor se referă la modul în care înregistrările fișierelor sunt aranjate în memoria externă (pe un suport de înregistrare). Următoarele două tipuri de organizare a fișierelor sunt cele mai utilizate pe scară largă.

Inginerie calculator
Un set de mijloace tehnice și matematice (calculatoare, dispozitive, dispozitive, programe etc.) utilizate pentru mecanizarea și automatizarea proceselor de calcul și

Instrumente antice de numărare
Cel mai vechi instrument de calcul, pe care natura însăși l-a pus la dispoziția omului, era propria lui mână. „Conceptul de număr și cifră”, scria F. Engels, „nu este luat de nicăieri

Dezvoltarea abacului
Etichetele și funiile cu noduri nu puteau satisface nevoia tot mai mare de instrumente de calcul în legătură cu dezvoltarea comerțului. Dezvoltarea relatării scrise a fost împiedicată de două împrejurări.

Logaritmi
Termenul „logaritm” a apărut dintr-o combinație a cuvintelor grecești logos - raport, raport și arithmos - număr. Proprietățile de bază ale logaritmului vă permit să înlocuiți înmulțirea, împărțirea, în

Mașina de adăugare a lui Blaise Pascal
În 1640, Blaise Pascal (1623-1662) a încercat să creeze un computer mecanic. Există o părere că „Blaise Pascal a fost inspirat de ideea unei mașini de calcul,

Charles Babbage și invenția sa
În 1812, Charles Babbage începe să se gândească la posibile moduri de a calcula tabelele cu ajutorul mașinilor. Babbage Charles (26 decembrie 1791, Londra - 18 octombrie 1871, ibid.)

Tabulator Hollerith
Înarmați cu creion și hârtie sau, în cel mai bun caz, o mașină de însumat, statisticienii americani din secolul al XIX-lea aveau mare nevoie să automatizeze cele lungi, plictisitoare și

Mașina C3
În ajunul războiului, departamentele militare din toate țările au fost interesate de crearea computerelor. Cu sprijinul financiar al Institutului German de Cercetare a Aviației Zuse

Calculator electronic de uz general BESM-6
1. Domeniu de aplicare: mainframe pentru rezolvarea unei clase largi de probleme din știință și tehnologie (Figura 11.18 și Figura 11.19). 2. Descrierea mașinii: în structura BESM-6 pentru prima dată în

IBM 360
În 1964, IBM a anunțat crearea a șase modele din familia IBM 360 (System 360), care au devenit primele computere din a treia generație. Modelele aveau un singur sistem de comandă

Altair 8800
În ianuarie 1975, a apărut cel mai recent număr al revistei „Popular Electronics”, a cărui coperta era Figura 11.22 Altair 8800, a cărui inimă era cel mai recent microprocesor.

Calculatoare Apple
În 1976, a apărut computerul personal Apple-1 (Figura 11.23). A fost dezvoltat la mijlocul anilor '70 de Steve Wozniak. La acea vreme, el lucra pentru Hewlett-Packard,

IBM 5150
La 12 august 1981, IBM a lansat computerul personal IBM 5150 (Figura 11.25). Calculatorul a costat o mulțime de bani - 1565 USD și avea doar 16 KB de RAM și

Descrierea structurii proiectului
Orice program din Delphi constă dintr-un fișier proiect (un fișier cu extensia dpr) și unul sau mai multe module (fișiere cu extensiile pas). Fiecare dintre aceste fișiere descrie software-ul

Descrierea structurii modulului
Structura modulelor Modulele sunt unități de program destinate plasării fragmentelor de program. Cu ajutorul codului de program conținut în ele, toate

Descrierea elementelor programului
Elemente de program Elementele de program sunt părțile minime indivizibile ale acestuia, care încă au o anumită semnificație pentru compilator. Elementele includ:

Elemente ale limbajului de programare - alfabet
Alfabetul Alfabetul Object Pascal include litere, cifre, cifre hexazecimale, caractere speciale, spații și cuvinte rezervate. Literele sunt litere

Elemente ale limbajului de programare - identificatori, constante, expresii
Identificatori Identificatorii în Object Pascal sunt nume de constante, variabile, etichete, tipuri, obiecte, clase, proprietăți, proceduri, funcții, module, programe și câmpuri.

Expresii în Object Pascal
Elementele principale din care este construită partea executabilă a programului sunt constantele, variabilele și apelurile de funcții. Fiecare dintre aceste elemente se caracterizează prin

Aritmetică întregă și reală
O expresie este formată din operanzi și operatori. Operatorii sunt între operanzi și denotă acțiuni care sunt efectuate asupra operanzilor. Ca operanzi ai unei expresii, puteți utiliza

Prioritatea operațiunii
Când evaluați valorile expresiei, rețineți că operatorii au prioritate diferită. Obiectul Pascal definește următoarele operații: Ø unary not, @ ;

Funcții încorporate. Construirea de expresii complexe
În Object Pascal, unitatea de bază a programului este o subrutină. Există două tipuri de subrutine: proceduri și funcții. Atât procedura, cât și funcția sunt

Tipuri de date
În matematică, variabilele sunt clasificate în funcție de unele caracteristici importante. Se face o distincție strictă între variabilele reale, complexe și logice.

Tipuri de date încorporate
Orice tip de date din viața reală, oricât de complex ar părea la prima vedere, este o componentă simplă (tipuri de bază), care, de regulă, sunt întotdeauna prezente în limbajul de programare.

Tipuri întregi
Gama de valori posibile pentru tipurile întregi depinde de reprezentarea lor internă, care poate fi unul, doi, patru sau opt octeți. Tabelul 15.1 prezintă caracteristicile întregului t

Reprezentarea semnului numeric
Multe câmpuri numerice sunt nesemnate, cum ar fi numărul de abonat, adresa de memorie. Unele câmpuri numerice sunt întotdeauna pozitive, cum ar fi rata de plată, ziua săptămânii, valoarea PI. prietene

Debordare aritmetică
Overflow aritmetic - pierderea cifrelor semnificative la calcularea valorii unei expresii. Dacă într-o variabilă pot fi stocate doar valori nenegative (tipuri BYTE și WORD)

Tipuri reale. coprocesor
Spre deosebire de tipurile ordinale, ale căror valori sunt întotdeauna mapate la o serie de numere întregi și, prin urmare, sunt reprezentate exact în computer, valorile tipurilor reale

Tipuri de text
Tipurile de text (caractere) sunt tipuri de date care constau dintr-un singur caracter. Windows folosește codul ANSI (după numele institutului care a dezvoltat acest cod - American National Standa

tip boolean
Tipul logic de date, numit după matematicianul englez din secolul al XIX-lea J. Boole, pare foarte simplu. Dar există o serie de lucruri interesante asociate cu acesta. În primul rând, la datele acestui lucru

Dispozitive de ieșire
Dispozitivele de ieșire includ în principal monitoare și imprimante. Monitor - un dispozitiv pentru afișarea vizuală a informațiilor (sub formă de text, tabele, figuri, desene etc.). &

Lista componentelor pentru introducerea și afișarea informațiilor textuale
Există multe componente în Biblioteca Delphi Visual Components care vă permit să afișați, să introduceți și să editați informații textuale. Tabelul 16.1 le enumeră.

Afișarea textului în etichetele componentelor Label, StaticText și Panel
Pentru a afișa diferite etichete pe formular, sunt utilizate în principal componentele Label, StaticText (apărut doar în Delphi 3) și Panel.

Ferestrele Editare și MaskEdit
Pentru a afișa informații de text și chiar și cu capacitatea suplimentară de a derula texte lungi, puteți utiliza și ferestrele de editare Editare și Ma.

Memo multilinie și Windows de editare RichEdit
Componentele Memo și RichEdit sunt ferestre de editare a textului cu mai multe linii. Ele, ca și fereastra Editare, sunt echipate cu multe funcții

Introducerea și afișarea numerelor întregi - Componentele UpDown și SpinEdit
Delphi are componente specializate care oferă intrare de numere întregi - UpDown și SpinEdit. Componenta UpDown se întoarce

List Select Components - ListBox, CheckBox, CheckListBox și ComboBox
Componentele ListBox și ComboBox afișează liste de șiruri. Ele diferă unele de altele în primul rând prin faptul că ListBox-ul se afișează numai

Funcția InputBox
O casetă de intrare este o casetă de dialog standard care apare pe ecran ca urmare a apelării funcției InputBox. Valoarea funcției InputBox este un șir

Procedura ShowMessage
Puteți afișa o casetă de mesaj folosind procedura ShowMessage sau funcția MessageDlg. Procedura ShowMessage

Declarație de dosar
Un fișier este o structură de date numită, care este o secvență de elemente de date de același tip, iar numărul de elemente ale secvenței este practic nelimitat.

Scopul fișierului
O declarație de variabilă de fișier specifică doar tipul componentelor fișierului. Pentru ca programul să scoată date într-un fișier sau să citească date dintr-un fișier, trebuie să specificați anumite date

Ieșire în fișier
Ieșirea directă într-un fișier text se realizează folosind instrucțiunile de scriere sau scriere. În general, aceste instrucțiuni sunt scrise după cum urmează:

Deschiderea unui fișier pentru ieșire
Înainte de a ieși într-un fișier, acesta trebuie deschis. Dacă programul care generează fișierul de ieșire a fost deja folosit, atunci este posibil ca fișierul cu rezultatele muncii programului să fie deja pe disc.

Erori de deschidere a fișierului
O încercare de deschidere a fișierului poate eșua și poate cauza o eroare de rulare a programului. Pot exista mai multe motive pentru eșecul deschiderii fișierelor. De exemplu, programul va încerca

Dispozitive de intrare
Dispozitivele de intrare includ următoarele: tastatură, scaner, tabletă. Tastatura computerului - un dispozitiv pentru introducerea de informații într-un computer și furnizarea de semnale de control.

Deschiderea unui fișier
Deschiderea unui fișier pentru introducere (citire) se realizează prin apelarea procedurii Reset, care are un singur parametru - o variabilă de fișier. Înainte de a apela procedura de resetare cu

Citirea numerelor
Trebuie înțeles că fișierul text nu conține numere, ci imaginile acestora. Acțiunea efectuată de instrucțiunile de citire sau citire este de fapt

Rânduri de lectură
Într-un program, o variabilă șir poate fi declarată cu sau fără lungime. De exemplu: șir1:șir; stroka2

Sfârșitul fișierului
Să fie un fișier text pe disc. Trebuie să afișați conținutul acestui fișier într-o casetă de dialog. Soluția problemei este destul de evidentă: trebuie să deschideți fișierul, să citiți prima linie,

Funcții de buclă în program. Bucle cu pre- și post-condiții
Algoritmii pentru rezolvarea multor probleme sunt ciclici, adică pentru a obține un rezultat, o anumită secvență de acțiuni trebuie efectuată de mai multe ori. De exemplu, programul

bucla FOR
Operatorul for este utilizat dacă o anumită secvență de acțiuni trebuie efectuată de mai multe ori, iar numărul de repetări este cunoscut în prealabil. De exemplu, pentru a calcula valorile unei funcții

Comenzi BREAK și CONTINUE
Pentru a termina imediat instrucțiunea de buclă curentă, puteți utiliza subrutina Break fără parametri (aceasta este o subrutină care joacă rolul unui operator). De exemplu, când într-o matrice cu r cunoscut

Bucle imbricate
Dacă un ciclu include unul sau mai multe cicluri, atunci ciclul care conține alte cicluri se numește exterior, iar ciclul conținut într-un alt ciclu

Declarație de matrice
O matrice, ca orice variabilă de program, trebuie declarată în secțiunea de declarare a variabilelor înainte de utilizare. În general, o declarație de matrice arată astfel:

Ieșire matrice
Ieșirea unui tablou este înțeleasă ca ieșirea către ecranul monitorului (către caseta de dialog) a valorilor elementelor matricei. Dacă programul trebuie să afișeze valorile tuturor elementelor unei matrice,

Intrare matrice
Intrarea matricei este procesul de obținere de la utilizator (sau dintr-un fișier) a valorilor elementelor matricei în timpul funcționării programului. Rezolvarea „față” a problemei de intrare

Utilizarea componentei StringGrid
Este convenabil să utilizați componenta StringGrid pentru a introduce o matrice. Pictograma pentru componenta StringGrid se află în fila Adițional (Figura 19.1).

Utilizarea componentei Memo
În unele cazuri, puteți utiliza componenta Memo pentru a introduce o matrice. Componenta Memo vă permite să introduceți text format dintr-un număr suficient de mare de linii, deci este convenabil

Găsirea elementului minim (maximum) al unui tablou
Să luăm în considerare problema găsirii elementului minim al unui tablou folosind exemplul unui tablou de numere întregi. Algoritmul pentru găsirea elementului minim (maximum) al unui tablou este destul de evident: mai întâi

Căutarea într-o matrice pentru un element dat
Când se rezolvă multe probleme, devine necesar să se determine dacă o matrice conține anumite informații sau nu. De exemplu, verificați dacă numele de familie Petrov este pe lista studenților. Zada

Erori la utilizarea matricelor
Când se utilizează tablouri, cea mai frecventă greșeală este aceea că valoarea expresiei indexului depășește limitele permise specificate la declararea matricei. Dacă în ka

Lista bibliografică
1. Fundamentele informaticii: Proc. indemnizatie pentru universitati / A.N. Morozevici, N.N. Govyadinova, V.G. Levashenko și alții; Ed. UN. Morozevici. - Minsk: Cunoștințe noi, 2001. - 544 p., ill.

Index de subiect
„abacus”, 167 matrice, 276 Break, 272 CD-ROM, 161 const, 298 Continuare, 273

Pagina 24

INSTITUTUL TEHNOLOGIC ROSTOV

SERVICII SI TURISM

________________________________________________________________

Departamentul de Radioelectronica

Lazarenko S.V.

PRELEȚIA #1

disciplina „Circuite și semnale radio”

Rostov-pe-Don

2010

PRELEZA 1

INTRODUCERE PRINCIPALELE CARACTERISTICI ALE SEMNALELOR

După disciplină INGINERIE RADIO CIRCUITE ȘI SEMNALE

Timp: 2 ore

Probleme în studiu: 1. Subiectul, scopul și obiectivele cursului

2. Prezentare generală a cursului, link-uri către alte discipline

3. Scurt istoric al dezvoltării disciplinei

4. Metodologia generală de lucru la curs, tipuri de cursuri,

formulare de raportare, literatură educațională

5 Caracteristicile energetice ale semnalului

6 Caracteristicile de corelație ale semnalelor deterministe

7 Metode geometrice în teoria semnalului

8 Teoria semnalelor ortogonale. Seria Fourier generalizată

În această prelegere, sunt implementate următoarele elemente ale unei caracteristici de calificare:

Studentul trebuie să cunoască legile, principiile și metodele de bază ale analizei circuitelor electrice, precum și metodele de modelare a circuitelor, circuitelor și dispozitivelor electrice.

Elevul trebuie să stăpânească metodele de efectuare a calculelor circuitelor în regim stabil și tranzitoriu.

1. SUBIECTUL SI OBIECTIVELE CURSULUI

Obiectul de studiu al disciplinei INGINERIA RADIO CIRCUITE SI SEMNALE sunt procese electromagnetice in circuite radio liniare si neliniare, metode de calcul a circuitelor in regim constant si tranzitoriu, semnale continue si discrete si caracteristicile acestora.

Din practică, disciplina preia obiecte de studiu - circuite și semnale tipice, din fizică - legile sale de câmp electromagnetic, din matematică - aparat de cercetare.

Scopul studierii disciplinei este de a insufla studenților deprinderea de a calcula cele mai simple circuite radio și de a le familiariza cu algoritmii moderni pentru procesarea optimă a semnalului.

Ca urmare a studierii disciplinei, fiecare elev trebuie

AI O REPREZENTARE:

Despre algoritmi moderni pentru procesarea optimă a semnalului;

Despre tendințele de dezvoltare ale teoriei circuitelor și semnalelor radio,

ȘTII:

Clasificarea semnalelor radio;

Caracteristicile temporale și spectrale ale semnalelor deterministe;

Semnale aleatorii, caracteristicile lor, corelarea și analiza spectrală a semnalelor aleatorii;

Semnale discrete și caracteristicile acestora;

Algoritmi pentru procesarea semnalului digital,

POATE UTILIZA:

Metode de rezolvare analitică și numerică a problemelor de trecere a semnalului prin circuite liniare și neliniare;

Metode de analiză spectrală și de corelație a semnalelor deterministe și aleatorii,

PROPRIU:

Metode de măsurare a principalelor parametri și caracteristici ale circuitelor și semnalelor radio;

Tehnici de analiză a trecerii semnalelor prin circuite,

AI EXPERIENTA:

Studii ale trecerii semnalelor deterministe prin circuite liniare staţionare, circuite neliniare şi parametrice;

Calculul celor mai simple circuite radio.

Orientarea operațională a pregătirii în disciplină este asigurată prin desfășurarea unui atelier de laborator, în cadrul căruia fiecărui student i se insuflă abilități practice:

Lucrați cu instrumente de măsură electrice și radio;

Efectuarea unei analize exprese a situațiilor de urgență în funcționarea fragmentelor de circuite radio pe baza rezultatelor măsurătorilor.

2 PREZENTARE GENERALĂ A CURSULUI, LEGĂTURĂ CĂTRE ALTE DISCIPLINE

Disciplina „Circuite și semnale radio” se bazează pe cunoștințeși yah „Matematică”, „Fizică”, „Informatică”, și asigură asimilarea artei la dente ale disciplinelor științifice generale și speciale, „Metrologie și radioism e reniu”, „Dispozitive pentru generarea și formarea de semnale radio”, „Dispozitive pentru recepția și procesarea semnalelor”, „Fundamentele televiziunii și video O tehnologie”, „Teoria statistică a sistemelor de inginerie radio”, „Radioși cal systems”, curs și proiect de diplomă la legarea.

Studiul disciplinei „Circuite și semnale radio” dezvoltă gândirea inginerească a studenților, îi pregătește pentru dezvoltarea disciplinelor speciale.

Predarea disciplinei are ca scop:

Pentru un studiu profund de către studenți a legilor de bază, principiilor și metodelor de analiză a circuitelor electrice, esența fizică a proceselor electromagnetice din dispozitivele de electronică radio;

Să inculce abilități solide în analiza proceselor constante și tranzitorii din circuite, precum și în efectuarea de experimente pentru a determina caracteristicile și parametrii circuitelor electrice.

Disciplina este formată din 5 secțiuni:

1 Semnale;

2 Trecerea semnalelor prin circuite liniare;

3 Circuite neliniare și parametrice;

4 Circuite de feedback și circuite auto-oscilante

5 Principii de filtrare a semnalului digital

3. UN SCURT ISTORIE A DEZVOLTĂRII DISCIPLINIEI

Apariția teoriei circuitelor electrice și radio este indisolubil legată de practică: cu dezvoltarea ingineriei electrice, a ingineriei radio și a electronicii radio. Mulți oameni de știință autohtoni și străini au contribuit la dezvoltarea acestor domenii și a teoriilor lor.

Fenomenele electricității și magnetismului sunt cunoscute omului de mult timp. Cu toate acestea, în a doua jumătate a secolului al XVIII-lea, au început să fie serios studiate, iar halourile misterului și supranaturalului au început să se rupă de ele.

Deja Mihail Vasilevici Lomonosov (1711 - 1765) a presupus că în natură există o singură electricitate și că fenomenele electrice și magnetice sunt interconectate organic. O mare contribuție la știința electricității a fost adusă de academicianul rus Frans Aepinus (1724 - 1802).

Dezvoltarea rapidă a doctrinei fenomenelor electromagnetice a avut loc în XIX secolului, cauzate de dezvoltarea intensivă a producției de mașini. În acest moment, omenirea inventează pentru nevoile sale practice TELEFONUL, TELEFONUL, ILUMINAT ELECTRIC, SUDAREA METALULUI, GENERATOARE DE MAȘINI ELECTRICE și MOTORELE ELECTRICE.

Să indicăm în ordine cronologică etapele cele mai izbitoare ale dezvoltării teoriei electromagnetismului.

În 1785 Fizicianul francez Coulomb Charles Răspunde (1736 - 1806) a stabilit legea interacțiunii mecanice a sarcinilor electrice (legea lui Coulomb).

În 1819 Dane Oersted Hans Christian (1777 - 1851) a descoperit efectul curentului electric asupra unui ac magnetic și în 1820 Fizicianul francez Ampère André Marie (1775 - 1836) a stabilit o măsură cantitativă (forță) care acționează din partea câmpului magnetic asupra secțiunii conductorului (legea lui Ampère).

În 1827 Fizicianul german Ohm Georg Simon (1787 - 1854) a obţinut experimental relaţia dintre ton şi tensiune pentru o secţiune a unui conductor metalic (legea lui Ohm).

În 1831 Fizicianul englez Michael Faraday (1791 - 1867) a stabilit legea inducției electromagnetice și în 1832 Fizicianul rus Lenz Emil Khristianovici (1804 - 1865) a formulat principiul generalității și reversibilității fenomenelor electrice și magnetice.

În 1873 În 1994, pe baza generalizării datelor experimentale despre electricitate și magnetism, omul de știință englez J.K. Maxwell a avansat ipoteza existenței undelor electromagnetice și a dezvoltat o teorie pentru a le descrie.

În 1888 Fizicianul german Heinrich Rudolf Hertz (1857 - 1894) a demonstrat experimental existenţa radiaţiei undelor electromagnetice.

Utilizarea practică a undelor radio a fost efectuată pentru prima dată de omul de știință rus Alexander Stepanovici Popov.(1859 - 1905), care la 7 mai 1895 a demonstrat la o întâlnire a fizicianului rus - emițător de societate chimică (dispozitiv cu scântei) și receptor de unde electromagnetice (detector de fulgere) .

La sfârşitul anului XIX ingineri și oameni de știință celebri din secolul Lodygin Alexander Nikolaevici au lucrat în Rusia (1847 - 1923), a creat prima lampă cu incandescență din lume (1873); Yablochkov Pavel Nikolaevici (1847 - 1894), care a dezvoltat lumânarea electrică (1876); Dolivo-Dobrovolsky Mihail Osipovich (1861 - 1919), a creat un sistem trifazat de curenți (1889) și a fondat energia modernă.

În XIX secolul, analiza circuitelor electrice a fost una dintre sarcinile ingineriei electrice. Circuitele electrice au fost studiate și calculate conform legilor pur fizice care descriu comportamentul lor sub influența sarcinilor electrice, tensiunilor și curenților. Aceste legi fizice au stat la baza teoriei circuitelor electrice și radio.

În 1893 - 1894 De-a lungul anilor, așa-numita metodă simbolică a fost dezvoltată de lucrările lui Ch. Steinmetz și A. Kennelly, care a fost aplicată mai întâi la oscilațiile mecanice din fizică, iar apoi a fost transferată în inginerie electrică, unde cantități complexe au început să fie utilizate pentru un reprezentare generalizată a modelului amplitudine-fază al unei oscilații sinusoidale constante.

Bazat pe munca lui Hertz(1888) și apoi Pupin (1892) rezonanță și acordare Circuite RLC și sistemele oscilatorii aferente, au apărut probleme în determinarea caracteristicilor de transfer ale circuitelor.

În 1889 A. Kennelly s-a dezvoltat formal - metoda matematica de transformare echivalenta a circuitelor electrice.

În a doua jumătate XIX secolului, Maxwell și Helmholtz au dezvoltat metode de curenți de buclă și tensiuni nodale (potențiale), care au stat la baza metodelor matriceale și topologice de analiză de o perioadă ulterioară. Foarte importantă a fost definiția lui Helmholtz a principiului SUPERPOZIȚIEI, adică. luarea în considerare separată a mai multor procese simple din același circuit cu însumarea algebrică ulterioară a acestor procese într-un fenomen electric mai complex în același circuit. Metoda suprapunerii a făcut posibilă rezolvarea teoretică a unei game largi de probleme care anterior erau considerate de nerezolvat și susceptibile doar de considerație empitică.

Următorul pas semnificativ în dezvoltarea teoriei circuitelor electrice și radio a fost introducerea în 1899 anul conceptului de rezistență complexă a unui circuit electric la curent alternativ.

O etapă importantă în formarea teoriei circuitelor electrice și radio a fost studiul caracteristicilor de frecvență ale circuitelor. Primele idei în această direcție sunt asociate și cu numele de Helmholtz, care a folosit principiul suprapunerii și metoda analizei armonice pentru analiză, i.e. a aplicat expansiunea funcției într-o serie Fourier.

La sfârşitul anului XIX secolul, au fost introduse conceptele de circuite în formă de T și U (au început să fie numite cvadripoli). Aproape concomitent cu aceasta a apărut conceptul de filtre electrice.

Bazele teoriei moderne a circuitelor radio și a ingineriei radio în general au fost puse de compatrioții noștri M.B. Shuleikin, B.A. Vedensky, A.I. Berg, A.L. Mints, V.A. Kotelnikov, A.N. .Papalexy și mulți alții.

4 METODOLOGIA GENERALĂ DE LUCRU LA CURS, TIPURI DE LECȚII, FORME DE RAPORTARE, LITERATURA EDUCAȚIONALĂ

Studiul disciplinei se desfășoară la cursuri, laborator și ore practice.

Prelegerile sunt unul dintre cele mai importante tipuri de sesiuni de formare și O constituie baza educaţiei teoretice. Ele oferă o bază sistematică a cunoștințelor științifice în disciplină, se concentrează pe predare e pe problemele cele mai complexe și cheie, să-și stimuleze activitatea cognitivă activă, să formeze gândirea creativă.

La prelegeri, alaturi de natura fundamentala, necesarulși Mai gradul de orientare practică a pregătirii. Prezentarea materialului este legată de practica militară, obiecte specifice echipamentelor speciale în care se folosesc circuite electrice.

Orele de laborator au ca scop predarea elevilor a metodelor de ec Cu cercetare experimentală și științifică, pentru a insufla abilitățile de analiză științifică și generalizarea rezultatelor obținute, abilitățile de lucru cu laboratorul O minerit, instrumentare și calcul x niciunul.

În pregătirea orelor de laborator, studenții în mod independent sau (dacă este necesar) la consultări direcționate studiază cele relevante Yu material teoretic general, procedura generală de desfășurare a cercetării, întocmirea formularelor de raport (desenați o diagramă a amenajării unui laborator, tabele necesare).

Experimentul este partea principală a muncii de laborator și realși zuyutsya fiecare student în mod independent, în conformitate cu manualul de lucru de laborator. Înainte de efectuarea experimentului n sondaj troll sub forma unui fluturaș, al cărui scop este verificarea calității antrenamentului O instruirea elevilor pentru munca de laborator. În același timp, este necesar să se acorde atenție cunoașterii materialului teoretic, ordinii lucrării, naturii rezultatelor așteptate. Când primiți rapoarte, luați în considerare a La garanția înscrierii, respectarea de către studenți a cerințelor ESKD, numerarși chie si corectitudinea concluziilor necesare.

Se susțin orele practice pentru dezvoltarea abilităților de rezolvare e sarcini de cercetare, realizarea de calcule. Conținutul lor principal este La munca tic a fiecarui elev. Fundul este scos pentru exerciții practice A chi, având un caracter aplicat. Creșterea nivelului de software de calculator d gătitul se realizează în clase practice prin efectuarea calculului e bunuri cu ajutorul calculatoarelor programabile sau calculatoarelor personale. La începutul fiecărei lecții, se efectuează un sondaj de control, al cărui scop este de a O rogo - verificarea pregătirii elevilor pentru lecție, precum și - activarea A ţie a activităţii lor cognitive.

În procesul de însuşire a conţinutului disciplinei, elevii sistemateazăși se formează abilități metodologice și abilități de muncă independentă. Elevii sunt învățați capacitatea de a pune întrebări corect O cea mai simplă sarcină, de a raporta esența muncii depuse, de a folosi Cu timid și ajutoare vizuale.

Pentru a insufla abilități primare în pregătirea și desfășurarea sesiunilor de formare, este planificată implicarea studenților în calitate de asistenți ai șefului claselor de laborator.

Printre cele mai importante domenii de activare a de eu sunt învăţarea bazată pe probleme aparţine elevilor. Pentru a o implementa cu O situațiile problemă sunt date pentru întregul curs, pentru subiecte individuale și în O cereri care sunt implementate:

Prin introducerea de noi concepte problematice, arătând cum au apărut ele istoric și cum sunt aplicate;

Prin confruntarea elevului cu contradicţiile dintre fenomene noi e niyami și concepte vechi;

Cu necesitatea selectării informațiilor necesare;

Folosind contradicțiile dintre cunoștințele existente la p e rezultatele deciziei și cerințele practicii;

Prezentarea faptelor și fenomenelor care sunt inexplicabile la prima vedere cu

prin legi cunoscute;

Prin identificarea legăturilor interdisciplinare și a legăturilor dintre fenomene.

În procesul studierii disciplinei, controlul asimilării materialului este prevăzut în toate orele practice sub formă de briefing, iar pe subiectele 1 și 2 sub forma unui test de două ore.

Pentru a determina calitatea educației în general în disciplina, conduita T examen Xia. Elevii care au îndeplinit toate cerințele curriculum-ului, raportate la toate lucrările de laborator, au primit v shi note pozitive la munca de curs. Examenele au loc în T formular cu explicațiile scrise necesare pe tablă (formule, grafice etc.). Fiecare elev are la dispoziție nu mai mult de 30 de minute pentru a se pregăti. Pentru a se pregăti pentru un răspuns, elevii pot folosi O să utilizeze materiale metodice și de referință permise de șeful de departament e riali. Pregătirea pentru răspuns se poate face în scris. Șeful catedrei poate scuti de la susținerea examenului studenții care au arătat despre T cunoștințe personale bazate pe rezultatele controlului curent, cu evaluarea acestora n ki „excelent”.

Astfel, disciplina „Circuite și semnale radio” este eu sunt este un sistem de concentrat şi în acelaşi timp destul de complet şi A cunoștințe perfecte, permițând inginerului radio să navigheze liber în cele mai importante probleme de funcționare a dispozitivelor și sistemelor radio speciale.

LITERATURA EDUCAȚIONALĂ DE BAZĂ:

1. Baskakov S.I. Circuite și semnale de inginerie radio. a 3-a editie. Moscova: Școala superioară, 2000 .

LITERATURA SUPLIMENTARĂ

2. Baskakov S.I. Circuite și semnale de inginerie radio. Ghid de rezolvare a problemelor: Proc. alocație pentru inginerie radio. specialist. universități. - editia a 2-a. M.: Liceu o, 2002.

3. POPOV V.P. Fundamentele teoriei circuitelor. Proc. pentru universități.-ed. a III-a. M.: Liceu o, 2000.

5 CARACTERISTICI ENERGETICE ALE SEMNALULUI

Principalele caracteristici energetice ale unui semnal real sunt:

1) puterea instantanee, definită ca pătratul valorii instantanee a semnalului

Dacă - tensiune sau curent, apoi - puterea instantanee eliberată pe rezistență și 1 ohm

Puterea instantanee nu este aditivă, adică puterea instantanee a sumei semnalelor nu este egală cu suma puterilor lor instantanee:

2) energia într-un interval de timp este exprimată ca o integrală a puterii instantanee

3) puterea medie în interval este determinată de valoarea energiei semnalului din acest interval, raportată la unitatea de timp

Unde.

Dacă semnalul este dat pe un interval de timp infinit, atunci puterea medie este determinată după cum urmează:

Sistemele de transmitere a informațiilor sunt proiectate în așa fel încât informațiile să fie transmise cu distorsiuni mai mici decât cele specificate la energie și putere de semnal minime.

Energia și puterea semnalelor determinate pe un interval de timp arbitrar pot fi aditive dacă semnalele pe acest interval de timp sunt ortogonale. Luați în considerare două semnale și care sunt date pe intervalul de timp. Energia și puterea sumei acestor semnale sunt exprimate după cum urmează:

, (1)

. (2)

Aici, și - energia și puterea primului și celui de-al doilea semnal, energia și puterea reciprocă a acestor semnale (sau energia și puterea interacțiunii lor). Dacă sunt îndeplinite condițiile

atunci semnalele și pe intervalul de timp se numesc ortogonale, iar expresiile(1) și (2) iau forma

Conceptul de ortogonalitate a semnalelor este asociat în mod necesar cu intervalul de determinare a acestora.

În ceea ce privește semnalele complexe, se folosesc și conceptele de putere instantanee, energie și putere medie. Aceste valori sunt introduse astfel încât caracteristicile energetice ale semnalului complex să fie valori reale.

1. Puterea instantanee este determinată de produsul semnalului complexla semnalul complex conjugat

2. Energia semnaluluipe un interval de timp, prin definiție, este egal cu

3. Puterea semnaluluipe interval este definit ca

Două semnale complexe și date pe un interval de timp sunt ortogonale dacă puterea (sau energia) lor reciprocă este zero.

6 CARACTERISTICI DE CORELARE ALE SEMNALELOR DETERMINISTICE

Una dintre cele mai importante caracteristici temporale ale unui semnal este funcția de autocorelare (ACF), care face posibilă aprecierea gradului de conexiune (corelație) dintre un semnal și copia sa deplasată în timp.

Pentru un semnal real dat pe intervalul de timpși limitată în energie, funcția de corelare este determinată de următoarea expresie:

, (3)

Unde - cantitatea de deplasare în timp a semnalului.

Pentru fiecare valoare, funcția de autocorelare este exprimată printr-o valoare numerică.

De la (3) rezultă că ACF este o funcție uniformă a decalării timpului. Într-adevăr, înlocuind (3) variabilă activată, obținem

La , asemănarea semnalului cu copia sa nedeplasată este cea mai mare și funcțiaatinge o valoare maximă egală cu energia totală a semnalului

Odată cu creșterea, funcția tuturor semnalelor, cu excepția celor periodice, scade (nu neapărat monoton) și, cu o deplasare relativă a semnalelor și cu o sumă care depășește durata semnalului, dispare.

Funcția de autocorelare a unui semnal periodic este ea însăși o funcție periodică cu aceeași perioadă.

Pentru a estima gradul de similaritate a două semnale se utilizează funcția de corelație încrucișată (CCF), care este determinată de expresia

Aici și - semnale date pe un interval de timp infinitşi înzestrat cu energie finită.

Valoarea nu se modifică dacă, în loc să întârziem semnalul, luăm în considerare avansarea primului semnal.

Funcția de autocorelare este un caz special al VKF, când semnalele și sunt la fel.

În schimb, funcția nu este, în general, nici măcar și poate ajunge la maximum trei.

Valoarea determină energia reciprocă a semnalelor și

7 METODE GEOMETRICE ÎN TEORIA SEMNALULUI

La rezolvarea multor probleme teoretice și aplicate ale ingineriei radio, apar următoarele întrebări: 1) în ce sens putem vorbi despre mărimea semnalului, argumentând, de exemplu, că un semnal este semnificativ superior celuilalt; 2) Este posibil să se evalueze în mod obiectiv modul în care două semnale diferite sunt „asemănătoare” unul cu celălalt?

În XX v. a fost creată analiza funcțională ramură a matematicii care generalizează ideile noastre intuitive despre structura geometrică a spațiului. S-a dovedit că ideile de analiză funcțională fac posibilă crearea unei teorii coerente a semnalelor, care se bazează pe conceptul unui semnal ca vector într-un spațiu infinit-dimensional special construit.

Spațiul liniar al semnalelor. Lăsa -multe semnale. Motivul îmbinării acestor obiecte prezenţa unor proprietăţi comune tuturor elementelor mulţimii.

Studiul proprietăților semnalelor care formează astfel de mulțimi devine deosebit de fructuos atunci când este posibilă exprimarea unor elemente ale mulțimii în termeni de alte elemente. Se obișnuiește să se spună că un set de semnale este dotat cu o anumită structură. Alegerea unei structuri sau a alteia ar trebui dictată de considerente fizice. Deci, în raport cu oscilațiile electrice, se știe că acestea se pot aduna, precum și pot fi înmulțite cu un factor de scară arbitrar. Acest lucru face posibilă introducerea structurii unui spațiu liniar în seturi de semnale.

Mulțimea semnalelor formează un spațiu liniar real dacă următoarele axiome sunt adevărate:

1. Orice semnal pentru oricare ia doar valori reale.

2. Pentru orice și acolo există suma lor și este, de asemenea, conținută în. Operația de însumare este comutativă: și asociativă: .

3. Pentru orice semnal și orice număr real, semnalul este definit=.

4. Mulțimea M conține un element zero special , astfel încât  este pentru toată lumea.

Dacă modelele matematice ale semnalelor iau valori complexe, atunci presupunând în axiomă 3 înmulțirea cu un număr complex, ajungem la conceptul de spațiu liniar complex.

Introducerea structurii spațiale liniare este primul pas către interpretarea geometrică a semnalelor. Elementele spațiilor liniare sunt adesea numite vectori, subliniind analogia dintre proprietățile acestor obiecte și vectorii tridimensionali obișnuiți.

Restricțiile impuse de axiomele spațiului liniar sunt foarte severe. Nu fiecare set de semnale se dovedește a fi un spațiu liniar.

Conceptul de bază de coordonate. Ca și în spațiul tridimensional obișnuit, în spațiul liniar al semnalelor se poate distinge o submulțime specială, care joacă rolul axelor de coordonate.

Se spune că mulțimea vectorilor (}, apartenența este liniar independentă dacă egalitatea

este posibilă numai în cazul dispariției simultane a tuturor coeficienților numerici.

Sistemul de vectori liniar independenți formează o bază de coordonate într-un spațiu liniar. Dacă o descompunere a unui semnal este dată sub forma

apoi numere () sunt proiecții ale semnalului în raport cu baza selectată.

În problemele de teorie a semnalului, numărul vectorilor de bază este, de regulă, infinit de mare. Astfel de spații liniare sunt numite infinit-dimensionale. Desigur, teoria acestor spații nu poate fi încorporată în schema formală a algebrei liniare, unde numărul de vectori de bază este întotdeauna finit.

Spațiu liniar normat. Energia semnalului. Pentru a continua și a aprofunda interpretarea geometrică a teoriei semnalelor este necesară introducerea unui nou concept, care în sensul său corespunde lungimii vectorului. Acest lucru va permite nu numai să dați o semnificație exactă unei afirmații precum „primul semnal este mai mare decât al doilea”, ci și să indicați cât de mult este mai mult.

Lungimea unui vector în matematică se numește normă. Spațiul liniar al semnalelor este normalizat dacă fiecare vector este asociat în mod unic cu numărul norma acestui vector și următoarele axiome ale unui spațiu normat sunt valabile:

1. Norma este nenegativă, adică.. Normal dacă și numai dacă .

2. Pentru orice număr, egalitatea este adevărată.

3. Dacă și sunt doi vectori din , atunci inegalitatea triunghiului este satisfăcută: .

Se pot propune diferite moduri de introducere a normei semnalelor. În ingineria radio, cel mai adesea se presupune că semnalele analogice reale au o normă

(4)

(din două valori posibile ale rădăcinii, se alege una pozitivă). Pentru semnale complexe, norma

Unde * - simbolul mărimii complexe conjugate. Pătratul normei se numește energie semnal

Această energie este eliberată într-un rezistor cu rezistență 1 Ohm, dacă există tensiune la bornele sale.

Determinați norma semnalului folosind formula (4) adecvat din următoarele motive:

1. În inginerie radio, mărimea unui semnal este adesea judecată pe baza efectului energetic total, cum ar fi cantitatea de căldură eliberată într-un rezistor.

2. Norma energetică se dovedește a fi „insensibilă” la modificări ale formei semnalului, poate semnificative, dar care au loc pe perioade scurte de timp.

Spațiu normat liniar cu o valoare finită a normei formei (1.15) se numește spațiul funcțiilor cu un pătrat integrabil și se notează pe scurt.

8 TEORIA SEMNALELOR ORTOGONALE. SERIA GENERALIZATĂ FOURIER

După ce am introdus structura unui spațiu liniar în setul de semnale, după ce am determinat norma și metrica, totuși, nu putem calcula o asemenea caracteristică precum unghiul dintre doi vectori. Acest lucru se poate realiza prin formularea conceptului important al produsului scalar al elementelor unui spațiu liniar.

Produsul scalar al semnalelor. Amintiți-vă că dacă doi vectori și sunt cunoscuți în spațiul tridimensional obișnuit, atunci pătratul modulului sumei lor

unde este produsul scalar al acestor vectori, în funcție de unghiul dintre ei.

Acționând prin analogie, calculăm energia sumei a două semnale și:

. (5)

Spre deosebire de semnalele în sine, energiile lor sunt non-aditive - energia semnalului total conține așa-numita energie reciprocă

. (6)

Compararea formulelor(5) și (6), definiți produsul scalar al semnalelor reale și:

Produsul scalar are următoarele proprietăți:

, unde este un număr real;

Un spațiu liniar cu un astfel de produs interior, complet în sensul că conține toate punctele limită ale oricăror secvențe convergente de vectori din acest spațiu, se numește spațiu Hilbert real.

Inegalitatea fundamentală Cauchy este adevărată— Buniakovski

Dacă semnalele iau valori complexe, atunci un spațiu Hilbert complex poate fi definit prin introducerea produsului scalar în el prin formula

astfel încât.

Semnale ortogonale și serii Fourier generalizate. Două semnale și sunt numite ortogonale dacă produsul lor scalar și, prin urmare, energia reciprocă, sunt egale cu zero:

Lăsa - Spațiul Hilbert al semnalelor cu o valoare energetică finită. Aceste semnale sunt definite pe un interval de timp, fie finit, fie infinit. Să presupunem că un sistem infinit de funcții este dat pe același segment, ortogonale între ele și având norme unitare:

Se spune că în acest caz se dă o bază ortonormală în spațiul semnalelor.

Să extindem un semnal arbitrar într-o serie:

(7)

Performanță (7) se numește seria Fourier generalizată a semnalului în baza aleasă.

Coeficienții acestei serii se regăsesc după cum urmează. Luați o funcție de bază cu un număr arbitrar, înmulțiți ambele părți ale egalității cu aceasta (7) și apoi integrați rezultatele în timp:

. (8)

Având în vedere ortonormalitatea bazei din partea dreaptă a egalității (8) rămâne doar termenul numerotat al sumei, deci

Posibilitatea reprezentării semnalelor prin intermediul seriilor Fourier generalizate este un fapt de mare importanță fundamentală. În loc să studiem dependența funcțională într-un set nenumărabil de puncte, avem ocazia de a caracteriza aceste semnale printr-un sistem numărabil (dar, în general, infinit) de coeficienți ai seriei Fourier generalizate.

Energia semnalului, reprezentată sub forma unei serii Fourier generalizate. Luați în considerare un semnal extins într-o serie în ceea ce privește un sistem de bază ortonormal:

și calculați-i energia înlocuind direct această serie în integrala corespunzătoare:

(9)

Deoarece sistemul de bază al funcțiilor este ortonormal, suma (9) numai termenii cu numere vor fi diferiți de zero. De aici obținem un rezultat minunat:

Sensul acestei formule este următorul: energia semnalului este suma energiilor tuturor componentelor care alcătuiesc seria Fourier generalizată.

Conferentiar principal al Departamentului de Radioelectronica S. Lazarenko

Când studiem teoria generalizată a semnalelor, sunt luate în considerare următoarele întrebări.

1. Principalele caracteristici și metode de analiză a semnalelor utilizate în ingineria radio pentru transmiterea informațiilor.

2. Principalele tipuri de transformări de semnal în procesul de construire a canalelor.

3. Modalităţi de construcţie şi metode de analiză a circuitelor radio, prin care se efectuează operaţii asupra semnalului.

Semnalele de inginerie radio pot fi definite ca semnale care sunt utilizate în inginerie radio. În funcție de scopul lor, semnalele radio sunt împărțite în semnale:

difuzare,

televiziune,

telegraf,

radar,

navigație radio,

telemetrie etc.

Toate semnalele radio sunt modulate. Atunci când se generează semnale modulate, sunt utilizate semnale primare de joasă frecvență (analogice, discrete, digitale).

semnal analog repetă legea modificării mesajului transmis.

semnal discret – sursa mesajului transmite informații la anumite intervale de timp (de exemplu, despre vreme), în plus, se poate obține o sursă discretă ca urmare a eșantionării semnalului analogic în timp.

semnal digital este o afișare a mesajului în formă digitală. Exemplu: codificăm un mesaj text într-un semnal digital.

Toate caracterele mesajului pot fi codificate în coduri binare, hexazecimale și alte coduri. Codarea este efectuată automat de către codificator. Astfel, simbolurile de cod sunt convertite în semnale standard.

Avantajul transmisiei digitale de date este imunitatea ridicată la zgomot. Conversia inversă se realizează folosind un convertor digital-analogic.

Modele matematice ale semnalelor

Când se studiază proprietățile generale ale semnalelor, ele de obicei se îndepărtează de natura și scopul lor fizic, înlocuindu-le cu un model matematic.

Model matematic – metoda aleasă de descriere matematică a semnalului, care reflectă cele mai semnificative proprietăți ale semnalului. Pe baza unui model matematic, este posibilă clasificarea semnalelor pentru a determina proprietățile lor comune și diferențele fundamentale.

Semnalele radio sunt de obicei împărțite în două clase:

semnale deterministe,

semnale aleatorii.

Semnal determinist este un semnal a cărui valoare în orice moment este o valoare cunoscută sau poate fi calculată în avans.

semnal aleator este un semnal a cărui valoare instantanee este o variabilă aleatorie (de exemplu, un semnal sonor).

Modele matematice ale semnalelor deterministe

Semnalele deterministe sunt împărțite în două clase:

periodic,

neperiodică.

Lăsa s ( t ) este un semnal determinist. Semnalele periodice sunt descrise de o funcție periodică a timpului:

și repetați după o perioadă T . Aproximativ t >> T . Restul semnalelor sunt neperiodice.

Un impuls este un semnal a cărui valoare este diferită de zero pentru un interval de timp limitat (durata impulsului ).

Cu toate acestea, atunci când se descrie modelul matematic, sunt utilizate funcții care sunt date pe un interval de timp infinit. Se introduce conceptul de durată efectivă (practică) a pulsului:

impuls exponenţial.

De exemplu: definirea duratei efective a unui impuls exponențial ca interval de timp în care valoarea semnalului scade cu un factor de 10. Determinați durata efectivă a impulsului pentru model:

Caracteristicile energetice ale semnalului . Puterea instantanee este puterea semnalului printr-un rezistor de 1 ohm:

Pentru un semnal neperiodic, introducem conceptul de energie la o rezistență de 1 Ω:

Pentru un semnal periodic se introduce conceptul de putere medie:

Intervalul dinamic al unui semnal este definit ca raportul maximului P ( t ) la acel minim P ( t ) , care vă permite să furnizați o anumită calitate a transmisiei (exprimată de obicei în dB):

Discursul calm al crainicului are o gamă dinamică de aproximativ 25 ... 30 dB, pentru o orchestră simfonică de până la 90 dB. Selectarea valorii P min legate de nivelul de interferență:
.

Valoare

se numește capacitatea canalului.

Transmisia nedistorsionată a semnalului este posibilă numai dacă volumul semnalului „se încadrează” în capacitatea canalului.

Prin urmare, condiția generală pentru potrivirea unui semnal cu un canal de transmitere a informațiilor este determinată de relație

Cu toate acestea, raportul exprimă o condiție necesară, dar nu suficientă pentru potrivirea semnalului cu canalul. O condiție suficientă este acordul în toți parametrii:

Pentru canalul de informații sunt utilizate următoarele concepte: rata de intrare a informațiilor, rata de transfer de informații și capacitatea canalului.

Aceasta este condiția principală pentru potrivirea dinamică a sursei mesajului și a canalului de informații.

După cum sa menționat mai sus, semnalele transmise sunt asociate în mod unic cu mesajele transmise. Descrierea matematică a semnalului este o funcție de timp s(t). Semnalele de comunicare pot fi clasificate după mai multe criterii.

În teoria mesajelor, semnalele sunt împărțite în primul rând în deterministe (regulate) și aleatorii. Semnalul este apelat determinat dacă poate fi descris printr-o funcţie cunoscută a timpului. Prin urmare, un semnal determinist este înțeles ca fiind un astfel de semnal care corespunde unui mesaj transmis cunoscut și care poate fi prezis cu precizie în avans pe o perioadă de timp arbitrar lungă. Semnalele deterministe sunt de obicei împărțite în periodice, aproape periodice și neperiodice.

În condiții reale, semnalul de la locația de recepție nu este cunoscut în prealabil și nu poate fi descris de o anumită funcție de timp. Semnalele primite sunt imprevizibile, aleatorii din mai multe motive. În primul rând, pentru că un semnal obișnuit nu poate transporta informații. Într-adevăr, dacă s-ar ști totul despre semnalul transmis, atunci nu ar fi nevoie să-l transmiteți. De obicei, numai pe partea de primire unii parametri semnal. În al doilea rând, semnalele sunt aleatorii în natură datorită diferitelor tipuri de interferențe, atât externe (cosmice, atmosferice, industriale etc.), cât și interne (zgomot de la lămpi, rezistențe etc.). Semnalul primit este, de asemenea, distorsionat din cauza trecerii prin linia de comunicație, ai cărei parametri sunt adesea o funcție aleatorie a timpului.

Modelul semnalului de comunicare nu este o singură funcție a timpului s(t) , ci un set de funcții reprezentând un proces aleatoriu. Fiecare semnal specific este unul dintre implementari proces aleator, care poate fi descris printr-o funcție deterministă a timpului. Adesea ansamblul de mesaje posibile (semnale) este cunoscut de receptor. Sarcina este de a determina ce mesaj dintr-un anumit ansamblu a fost transmis din implementarea acceptată a amestecului semnalului cu zgomotul.

Astfel, semnalul transmis trebuie considerat ca un set de funcții care sunt implementări ale unui proces aleatoriu. Caracteristicile statistice ale acestui proces descriu pe deplin proprietățile semnalului. Cu toate acestea, rezolvarea multor probleme specifice devine dificilă în acest caz. Prin urmare, studiul semnalelor și trecerea lor prin diferite circuite este recomandabil să începem cu implementări separate ca funcții deterministe.

O descriere completă a semnalului nu este întotdeauna necesară. Uneori, pentru analiză, sunt suficiente câteva caracteristici generalizate care reflectă cel mai pe deplin proprietățile semnalului. Una dintre cele mai importante caracteristici ale unui semnal este sa duratăT, care determină timpul necesar canalului și este pur și simplu legat de cantitatea de informație transmisă de acest semnal. A doua caracteristică este lățimea spectrului semnal F, care caracterizează comportamentul semnalului pe durata sa, rata de schimbare a acestuia. Ca o a treia caracteristică, s-ar putea introduce una care să determine amplitudinea semnalului pe toată durata existenței sale, de exemplu, puterea. Cu toate acestea, puterea semnalului RCu nu determină în sine condițiile transmiterii sale pe canale reale de comunicație cu interferență. Prin urmare, semnalul este de obicei caracterizat de raportul dintre puterile semnalului și ale zgomotului:

care se numește raportul semnal-zgomot sau raportul semnal-zgomot.

Adesea este folosită și o caracteristică de semnal, numită interval dinamic,

care determină intervalul de modificare a nivelurilor de semnal (de exemplu, volumul în timpul transmiterii mesajelor telefonice) și impune cerințe corespunzătoare asupra liniarității traseului. Din această parte, semnalul poate fi caracterizat prin așa-numitul factor de vârf

care este raportul dintre valoarea maximă a semnalului și cea curentă. Cu cât factorul de vârf al semnalului este mai mare, cu atât performanța energetică a dispozitivului radio va fi mai slabă.

Din punct de vedere al transformărilor efectuate asupra mesajelor, semnalele sunt de obicei împărțite în semnale video (nemodulate) și semnale radio (modulate). De obicei, spectrul semnalului video este concentrat în regiunea de joasă frecvență. Când se utilizează modulația, semnalul video se numește modulare. Spectrul semnalului radio este concentrat în jurul unei frecvențe medii în regiunea de înaltă frecvență. Semnalele radio pot fi transmise sub formă de unde electromagnetice.

În încheierea secțiunii, vom caracteriza pe scurt semnalele utilizate în diverse tipuri de comunicare. Pe fig. 1.2 arată semnalul video ca o secvență continuă de impulsuri. Un astfel de semnal este generat pentru tipurile de lucrări telegrafice folosind un cod binar de cinci cifre. Lățimea de bandă folosită pentru transmiterea unor astfel de semnale depinde de viteza telegrafiei și este, de exemplu, de 150-200 Hz atunci când se utilizează aparatul telegrafic ST-35 și se transmite 50 de caractere pe secundă. La transmiterea mesajelor telefonice, semnalul este continuu f
funcția de timp, așa cum se arată în fig. 1.2 b.

V
semnalul de telefonie comercială este transmis de obicei în banda de frecvență de la 300 Hz la 3400 Hz. În difuzare, transmisia de înaltă calitate a vorbirii și a muzicii necesită o bandă de frecvență de aproximativ 40 Hz până la 10 kHz. La transmiterea imaginilor statice folosind un fototelegraf, semnalul are forma prezentată în Fig. 1.Z a.

Este o funcție pas. Numărul de niveluri posibile este egal cu numărul de volume și semitonuri transferate. Pentru transmisie sunt utilizate unul sau mai multe canale telefonice standard. Când transmiteți imagini în mișcare în televiziune folosind 625 de linii de descompunere, este necesară o lățime de bandă de 50 Hz până la 6 MHz. În acest caz, semnalul are o structură complexă discret-continuă. Semnalele modulate au forma prezentată în Fig. 1.3 b (cu modulație de amplitudine).