Signál môže byť charakterizovaný rôznymi parametrami. Vo všeobecnosti existuje veľa takýchto parametrov, ale pre problémy, ktoré je potrebné riešiť v praxi, je podstatný len malý počet z nich. Napríklad pri výbere nástroja na monitorovanie procesu môže byť potrebná znalosť rozptylu signálu; ak sa signál používa na ovládanie, je podstatný jeho výkon a pod. Zohľadňujú sa tri hlavné parametre signálu, ktoré sú nevyhnutné pre prenos informácií cez kanál. Prvým dôležitým parametrom je čas prenosu signálu. T s... Druhou vlastnosťou, ktorú treba brať do úvahy, je sila P s signál prenášaný cez kanál s určitou úrovňou rušenia P z... Čím väčšia hodnota P s v porovnaní s P z, tým je menej pravdepodobné, že dôjde k chybnému príjmu. Zaujímavý je teda vzťah P c / P z. Je vhodné použiť logaritmus tohto pomeru, ktorý sa nazýva prebytok signálu nad šumom:
Tretím dôležitým parametrom je frekvenčné spektrum F x... Tieto tri parametre umožňujú reprezentovať akýkoľvek signál v trojrozmernom priestore so súradnicami L, T, F vo forme rovnobežnostena s objemom T x F x L x... Tento produkt sa nazýva hlasitosť signálu a označuje sa V x
Informačný kanál možno charakterizovať aj tromi zodpovedajúcimi parametrami: časom používania kanála T až, šírka pásma frekvencií prechádzajúcich kanálom F k a dynamický rozsah kanála D k charakterizujúca jeho schopnosť prenášať rôzne úrovne signálu.
Veľkosť
nazývaná kapacita kanála.
Neskreslený prenos signálu je možný len za predpokladu, že sa hlasitosť signálu "vmestí" do kapacity kanála.
V dôsledku toho je všeobecná podmienka na prispôsobenie signálu kanálu prenosu informácií určená vzťahom
Pomer však vyjadruje nevyhnutnú, ale nedostatočnú podmienku na prispôsobenie signálu kanálu. Postačujúcou podmienkou je zhoda na všetkých parametroch:
Pre informačný kanál sa používajú tieto pojmy: rýchlosť vstupu informácií, rýchlosť prenosu informácií a šírka pásma kanála.
Pod rýchlosť zadávania informácií (informačný tok) I (X) rozumiem priemernému množstvu informácií vstupujúcich zo zdroja správ do informačného kanála za jednotku času. Táto charakteristika zdroja správ je určená iba štatistickými vlastnosťami správ.
Rýchlosť prenosu informácií I (Z, Y) - priemerné množstvo informácií prenášaných kanálom za jednotku času. Závisí to od štatistických vlastností prenášaného signálu a od vlastností kanála.
Šírka pásma C - najvyššia teoreticky dosiahnuteľná rýchlosť prenosu informácií pre daný kanál. Toto je odozva kanála a je nezávislá od štatistiky signálu.
Pre čo najefektívnejšie využitie informačného kanála je potrebné prijať opatrenia na zabezpečenie toho, aby rýchlosť prenosu informácií bola čo najbližšie kapacite kanála. Zároveň by rýchlosť vstupu informácií nemala presiahnuť šírku pásma kanála, inak sa cez kanál nebudú prenášať všetky informácie.
Toto je hlavná podmienka pre dynamické zosúladenie zdroja správy a informačného kanála.
Jedným z hlavných problémov v teórii prenosu informácií je určiť závislosť rýchlosti prenosu informácií a šírky pásma od parametrov kanála a charakteristík signálov a rušenia. Tieto otázky prvýkrát dôkladne preskúmal K. Shannon.
Koniec práce -
Táto téma patrí do sekcie:
Počítačová veda
Federálny rozpočtový štátny vzdelávací .. tula g.
Ak potrebujete ďalší materiál na túto tému alebo ste nenašli to, čo ste hľadali, odporúčame použiť vyhľadávanie v našej základni prác:
Čo urobíme s prijatým materiálom:
Ak sa tento materiál ukázal byť pre vás užitočný, môžete si ho uložiť na svoju stránku v sociálnych sieťach:
| Tweetujte |
Všetky témy v tejto sekcii:
Vyššie odborné vzdelanie
"Štátna univerzita v Tule" Oddelenie polytechnického inštitútu "Automatizované strojové systémy"
Informatická koncepcia
Informatika je technická veda, ktorá systematizuje metódy tvorby, uchovávania, reprodukovania, spracovania a prenosu údajov počítačovou technikou, ako aj princípy fu
História vývoja informatiky
História počítača je úzko spätá s ľudskými pokusmi uľahčiť automatizáciu veľkého množstva výpočtov. Dokonca aj jednoduché aritmetické operácie s veľkými číslami sú ťažké
Svetonázorové ekonomické a právne aspekty informačných technológií
Základným právnym dokumentom v Rusku týkajúcim sa informatiky je zákon „o informáciách, informatizácii a ochrane informácií“. Zákon rieši otázky právnej regulácie informácií
Syntaktická miera informácie
Objem dát Vd. v správe sa meria počtom znakov (bitov) v tejto správe. V rôznych číselných sústavách má jedna číslica inú váhu a podľa toho
Sémantická miera informácie
Tezaurus je súbor informácií uchovávaných používateľom alebo systémom. V závislosti od vzťahu medzi sémantickým obsahom informácie S a tezaurom použitia
Algoritmická miera informácií
Každý bude súhlasiť, že slovo 0101… .01 je ťažšie ako slovo 00… .0 a slovo, kde 0 a 1 sú vybrané z experimentu - hod mincou (kde 0 je štátny znak, 1 je znak mriežka), je náročnejšia ako obe predchádzajúce.
Množstvo a kvalita informácií
Spotrebiteľské ukazovatele kvality: reprezentatívnosť, zmysluplnosť, dostatočnosť, relevantnosť, aktuálnosť, presnosť, spoľahlivosť,
Informačné jednotky
V moderných počítačoch môžeme zadávať textové informácie, číselné hodnoty, ale aj grafické a zvukové informácie. Meria sa ním množstvo informácií uložených v počítači
Informácia a entropia
Môžeme zaviesť primeranú mieru informácií? Nad touto otázkou sa zamýšľal americký matematik a inžinier Claude Shannon. Výsledkom jeho úvah bola štatistika, ktorú zverejnil v roku 1948
Správy a signály
Shannonovi sa podarilo vymyslieť prekvapivo jednoduchý a hlboký model prenosu informácií, bez ktorého sa už nezaobíde žiadna učebnica. Zaviedol pojmy: zdroj správ, vysielač
Entropia
Rôzne správy nesú rôzne množstvo informácií. Skúsme porovnať nasledujúce dve otázky: 1. V ktorom z piatich vysokoškolských kurzov študent študuje? 2. Ako baliť
Nadbytok
Nechajte zdroj správy vyjadriť vetu v skutočnom jazyku. Ukazuje sa, že každá ďalšia postava nie je úplne náhodná a pravdepodobnosť jej výskytu nie je medzi nimi úplne vopred určená
Senzácia
Pojmy entropia (nepredvídateľnosť) správy a redundancia (predvídateľnosť) prirodzene zodpovedajú intuitívnym predstavám o miere informácie. Tým nepredvídateľnejšia správa
Koncept informačných technológií
Technológia, v preklade z gréčtiny (techne), znamená umenie, remeselná zručnosť, zručnosť a nie sú to nič iné ako procesy. Proces by sa mal chápať ako určitý súbor akcií
Nové informačné technológie
Informačné technológie prešli dodnes niekoľkými evolučnými etapami, ktorých zmenu determinoval najmä rozvoj vedecko-technického pokroku, vznik tzv.
Informačné technológie Toolkit
Súbor nástrojov informačných technológií - jeden alebo viac vzájomne prepojených softvérových produktov pre určitý typ počítača, ktorých technológia práce vám umožňuje dosiahnuť
Komponenty informačných technológií
Technologické pojmy používané vo výrobnej sfére ako norma, norma, technologický postup, technologická operácia a pod. sa dajú uplatniť aj v informáciách.
Rozvoj informačných technológií
Vývoj informačných technológií možno najvýraznejšie sledovať v procesoch uchovávania, prepravy a spracovania informácií.
Prvá generácia IT
Prvá generácia (1900-1955) je spojená s technológiou diernych štítkov, kedy bol na nich zastúpený záznam dát vo forme binárnych štruktúr. Rozkvet firmy IBM v rokoch 1915-1960 svyat
IT druhej generácie
Druhá generácia (programovateľné zariadenie na spracovanie záznamu, 1955-1980) súvisela so vznikom technológie magnetických pások, z ktorých každá dokázala uchovávať informácie o desaťtisíc
Tretia generácia IT
Tretia generácia (prevádzkové databázy, 1965-1980) je spojená so zavedením online prístupu k údajom v interaktívnom režime, založenom na využití databázových systémov s
Štvrtá generácia IT
Štvrtá generácia (relačné databázy: architektúra klient-server, 1980-1995) bola alternatívou k nízkoúrovňovému rozhraniu. Myšlienka relačného modelu je
Piata generácia IT
Piata generácia (multimediálne databázy, od roku 1995) je spojená s prechodom od tradičného ukladania čísel a symbolov k objektovo-relačnému, obsahujúcemu dáta s komplexným správaním.
Základné informačné technológie
Ako už bolo uvedené, pojem informačné technológie nemožno posudzovať oddelene od technického (počítačového) prostredia, t. zo základných informačných technológií. App
Predmet informačné technológie
Predmetová technológia sa chápe ako postupnosť technologických etáp na premenu primárnej informácie na výslednú informáciu v určitej tematickej oblasti, nezávisle od seba
Podpora informačných technológií
Poskytovanie informačných technológií sú technológie spracovania informácií, ktoré možno použiť ako súbor nástrojov v rôznych tematických oblastiach na riešenie rôznych
Funkčné informačné technológie
Funkčné informačné technológie tvoria hotový softvérový produkt (alebo jeho časť) určený na automatizáciu úloh v konkrétnej tematickej oblasti a danej oblasti.
Vlastnosti informačných technológií
Spomedzi charakteristických vlastností informačných technológií, ktoré sú strategicky dôležité pre rozvoj spoločnosti, sa javí ako vhodné vyčleniť nasledujúcich sedem najdôležitejších
Kódovanie a kvantovanie signálu
Fyzické signály sú nepretržité funkcie času. Na prevod spojitého, najmä analógového signálu do digitálnej formy sa používajú analógovo-digitálne prevodníky.
Charakteristiky signálov prenášaných cez kanál
Signál môže byť charakterizovaný rôznymi parametrami. Takýchto parametrov je veľa, ale pre úlohy, ktoré treba riešiť v praxi, je podstatných len malý počet z nich. zapnuté
Modulácia signálu
Signály sú fyzikálne procesy, ktorých parametre obsahujú informácie. V telefónnej komunikácii sa zvuky rozhovoru prenášajú pomocou elektrických signálov, v televízii - z
Druhy a vlastnosti médií
Ak označíme parametre nosiča cez a1, a2, ..., an, potom môže byť nosič ako funkcia času reprezentovaný ako: UН = g (a
Spektrá signálu
Celú škálu signálov používaných v informačných systémoch možno rozdeliť do 2 hlavných skupín: deterministické a náhodné. Deterministický signál sa vyznačuje
Periodické signály
Funkcia x (t) sa nazýva periodická, ak pre nejakú konštantu T platí rovnosť: x (t) = x (t + nT), kde T je perióda funkcie, n je
Trigonometrická forma
Akýkoľvek periodický signál x (t) spĺňajúci Dirichletovu podmienku (x (t) je ohraničený, po častiach spojitý, má počas periódy konečný počet extrémov), môžeme
Komplexná forma
Matematicky je pohodlnejšie pracovať s komplexnou formou Fourierovho radu. Získava sa aplikáciou Eulerovej transformácie
Určenie chyby
Pri rozširovaní periodických funkcií do súčtu harmonických sú v praxi často obmedzené na niekoľko prvých harmonických a ostatné sa neberú do úvahy. Približne predstavujúce funkciu
Neperiodické signály
Akýkoľvek neperiodický signál možno považovať za periodický, ktorého perióda sa rovná ¥. V tomto ohľade môže byť spektrálna analýza periodických procesov
Modulácia a kódovanie
5.1. Kódy: vpred, vzad, dodatočné, upravené Jedným zo spôsobov vykonania operácie odčítania je nahradenie znamienka
Priamy číselný kód
Pri kódovaní priamym n-bitovým binárnym kódom je jeden bit (zvyčajne najvýznamnejší) vyhradený pre znak čísla. Zvyšných n-1 číslic je pre platné číslice. Hodnota bitu so znamienkom je 0
Obrátený číselný kód
Reverzný kód je zostavený iba pre záporné číslo. Inverzný kód binárneho čísla je inverzný obraz samotného čísla, v ktorom sú všetky bity pôvodného čísla inverzné (inverzné
Dodatočný číselný kód
Dodatočný kód je vytvorený iba pre záporné čísla. Použitie priameho kódu komplikuje štruktúru počítača. V tomto prípade je potrebné nahradiť sčítanie dvoch čísel s rôznymi znamienkami
Upravený číselný kód
Pri pridávaní čísel menších ako jedna s pevným bodom môžete získať výsledok v absolútnej hodnote väčšej ako jedna, čo vedie k skresleniu výsledkov výpočtu. Pretečenie bitov
Systematické kódy
Ako už bolo uvedené, riadiace funkcie môžu byť implementované s informačnou redundanciou. Táto možnosť sa objavuje pri použití špeciálnych metód kódovania informácií. V
Párne-nepárne kódovanie
Jednoduchým príkladom kódu, ktorý deteguje jednu chybu, je kód s paritným bitom. Jeho konštrukcia je nasledovná: k pôvodnému slovu sa pridá paritný bit. Ak je počet jednotiek v pôvodnom slove párny, potom s
Hammingove kódy
Kódy navrhnuté americkým vedcom R. Hammingom (obrázok 3.3) majú schopnosť nielen odhaliť, ale aj opraviť jednotlivé chyby. Tieto kódy sú systematické.
Distribuované spracovanie údajov
V ére centralizovaného používania počítačov s dávkovým spracovaním informácií používatelia počítačov uprednostňovali nákup počítačov na riešenie
Zovšeobecnená štruktúra počítačovej siete
Počítačové siete sú najvyššou formou multi-strojových asociácií. Hlavné rozdiely medzi počítačovou sieťou a viacstrojovým výpočtovým komplexom: Rozmer. V sos
Charakteristika komunikačného kanála bez rušenia
Obrázok 5.4 - Štruktúra kanála na prenos informácií bez rušenia
Charakteristika hlučných kanálov prenosu informácií
Obrázok 5.5 - Štruktúra kanála na prenos informácií s interferenciou
Metódy na zvýšenie odolnosti vysielania a príjmu voči šumu
Základom všetkých metód zvyšovania odolnosti informačných systémov voči šumu je využitie určitých rozdielov medzi užitočným signálom a rušením. Preto bojovať proti rušeniu
Moderné technické prostriedky na výmenu údajov a zariadenia na vytváranie kanálov
Na prenos správ v počítačových sieťach sa používajú rôzne typy komunikačných kanálov. Najbežnejšie sú vyhradené telefónne linky a špeciálne kanály na digitálny prenos.
Prezentácia informácií v digitálnych strojoch (CA)
Kódy ako prostriedok tajného písania sa objavili už v staroveku. Je známe, že aj starogrécky historik Herodotos do 5. stor. pred Kr. uviedol príklady listov, ktorým mohol porozumieť iba adresát. Tajomstvo
Informačné bázy na sledovanie prevádzky číslicových strojov
Algoritmy na vykonávanie aritmetických operácií poskytnú správne výsledky iba vtedy, ak stroj beží hladko. Ak sa vyskytne akákoľvek abnormalita,
Kódová imunita
Minimálna kódová vzdialenosť určitého kódu je definovaná ako minimálna Hammingova vzdialenosť medzi akýmikoľvek povolenými kódovými slovami tohto kódu. Nadbytočný kód m
Metóda kontroly parity
Toto je jednoduchý spôsob, ako odhaliť niektoré z možných chýb. Použijeme polovicu možných kombinácií kódov, ako je povolené, a to tie, ktoré majú párny počet jednotiek
Metóda kontrolného súčtu
Vyššie uvedená metóda kontroly parity môže byť aplikovaná viackrát pre rôzne kombinácie bitov prenášaných kódových slov - a to umožní nielen detekciu, ale aj
Hammingove kódy
Kódy navrhnuté americkým vedcom R. Hammingom majú schopnosť nielen odhaliť, ale aj opraviť jednotlivé chyby. Tieto kódy sú systematické. Podľa Hammovej metódy
Modulové ovládanie
Pomocou kontrolnej metódy založenej na vlastnostiach porovnávania možno vyriešiť rôzne problémy. Metódy riadenia aritmetických a logických operácií vyvinuté na tomto základe sa nazývajú riadenie n
Numerická metóda riadenia
Pri metóde numerického riadenia je kód daného čísla definovaný ako najmenší kladný zvyšok po vydelení čísla zvoleným modulom p: rA = A- (A / p) p
Digitálna metóda riadenia
Pri metóde digitálneho riadenia sa riadiaci kód čísla vytvorí vydelením súčtu číslic čísla zvoleným modulom:
Výber modulu na monitorovanie
Výhody numerickej metódy riadenia sú spravodlivé vlastnosti porovnávania pre riadiace kódy, čo uľahčuje riadenie aritmetických operácií; výhody digitálnej metódy
Pridajte operačný modul 2
Operáciu sčítania modulo 2 možno vyjadriť napríklad inými aritmetickými operáciami. EÚ
Operácia logického násobenia
Operáciu logického násobenia dvoch čísel možno vyjadriť inými aritmetickými a logickými operáciami:
Ovládanie aritmetických operácií
Aritmetické operácie sa vykonávajú na sčítačkách pre dopredné, spätné a doplnkové kódy. Predpokladajme, že obraz čísel (operandov) je v stroji uložený v nejakom kóde, teda asi
Aritmetické kódy
Modulo kontrola, o ktorej sme hovorili vyššie, dokáže efektívne odhaliť jednotlivé chyby. Jedna chyba v jednom bite však môže viesť k skupine chýb vo viacerých bitoch.
DAC a ADC
Konverzia medzi analógovými a digitálnymi hodnotami je základná operácia vo výpočtových a riadiacich systémoch, pretože sa pohybujú fyzikálne parametre, ako je teplota
Digitálne logické úrovne
Vo veľkej väčšine nie je takmer nemožné použiť ani digitálno-analógové, ani analógovo-digitálne prevodníky bez znalosti typu použitého digitálneho vstupu alebo výstupu.
Výstup ovládania impulzov brány
Väčšina digitálno-analógových prevodníkov, s výnimkou sériových prevodníkov (napríklad tých, ktoré sú založené na nabíjacích kondenzátoroch), má základný obvod, ktorý reaguje na
Analógové signály
Typicky sú analógovo-digitálne prevodníky (ADC) napájané signálmi vo forme napätí. Digitálno-analógové prevodníky (DAC) často vydávajú signály vo forme napätia pri
D/A prevodníky
Konverzia digitálnych hodnôt na proporcionálne analógové hodnoty je potrebná, aby sa výsledky digitálnych výpočtov dali použiť a ľahko pochopiť v analógovom režime
Digitálna konverzia na analógový
Obrázok 6.2 zobrazuje blokovú schému DAC, ktorý preberá 3-bitové digitálne slovo so znamienkom a konvertuje ho na ekvivalentné napätie. Hlavný
Základné typy DAC
Ako už bolo spomenuté, prevažná väčšina DAC, ktoré sa v súčasnosti predávajú, je postavená na dvoch hlavných obvodoch: vážený odporový reťazec a typ R-2R. Obaja menovaní
DAC s váženými odpormi
Vážené odporové prevodníky (obrázok 6.3) obsahujú napäťovú referenciu, sadu prepínačov, sadu binárne vážených presných rezistorov a operačný zosilňovač.
DAC s reťazou odporu R-2R
DAC s rezistorovým reťazcom R-2R obsahuje aj referenciu napätia, sadu prepínačov a operačný zosilňovač. Namiesto sady binárne vážených odporov však obsahujú
Iné typy DAC
DAC sa vo všeobecnosti dodávajú buď s pevnou internou (alebo externou) alebo externou premenlivou referenciou napätia (násobiace prevodníky). DAC s pevným zdrojom
Analógové prevodníky
V podstate analógovo-digitálne prevodníky buď konvertujú analógový vstupný signál (napätie alebo prúd) na frekvenciu alebo sled impulzov, ktorých trvanie sa meria
Analógovo-digitálny prevod
Obrázok 6.5 ukazuje základný model analógovo-digitálnej konverzie s DAC, ktorý tvorí jednoduchý blok v systéme konverzie. Resetovací impulz je nastavený
Push-pull integrujúce ADC
Push-pull integračný ADC, ako je znázornené na obrázku 6.6, obsahuje integrátor, nejakú riadiacu logiku, generátor hodín, komparátor a výstupné počítadlo.
Postupná aproximácia ADC
Hlavné dôvody, prečo sa metóda postupnej aproximácie takmer všeobecne používa vo výpočtových systémoch s transformáciou informácií, sú v spoľahlivosti tejto metódy.
Meniče napätia na frekvenciu
Obrázok 6.9 ukazuje typický menič napätia na frekvenciu. Integruje analógový vstupný signál a privádza ho do komparátora. Keď komparátor zmení svoj stav,
Paralelné ADC
Sériovo-paralelné a jednoducho-paralelné prevodníky sa používajú najmä tam, kde sa vyžaduje čo najvyššia rýchlosť. Sekvenčná konverzia
Vlastnosti DAC
Pri analýze tabuľkových údajov je potrebné venovať veľkú pozornosť zisteniu podmienok, za ktorých sa každý parameter určuje a parametre sa s najväčšou pravdepodobnosťou určujú inak.
Vlastnosti ADC
Charakteristiky ADC sú podobné charakteristikám DAC. Navyše takmer všetko, čo bolo povedané o charakteristikách DAC, platí aj pre charakteristiky ADC. Sú tiež typickejší ako mi.
Kompatibilita systému
Zoznam špecifikácií poskytnutých výrobcami je len východiskovým bodom pri výbere vhodného ADC alebo DAC. Niektoré systémové požiadavky, ktoré sa vás týkajú
Kompatibilita vysielača (zameniteľnosť)
Väčšina ADC a DAC nie je univerzálne fyzicky kompatibilná a niektoré nie sú elektricky kompatibilné. Fyzicky sa kryty líšia veľkosťou, pričom najrozšírenejšie sú
Pozičné číselné sústavy
Číselný systém je súbor techník a pravidiel na písanie čísel v digitálnych znakoch. Najznámejšia je desiatková číselná sústava, v ktorej sa píše h
Metódy prekladu čísel
Čísla v rôznych číselných sústavách možno znázorniť takto:
Preklad čísel delením podľa základne nového systému
Preklad celých čísel sa vykonáva vydelením novej číselnej sústavy základom q2, správnych zlomkov - vynásobením základom q2. Operácie delenia a násobenia sa vykonávajú n
Metóda tabuľkového prekladu
V najjednoduchšej forme je tabuľková metóda nasledovná: existuje tabuľka všetkých čísel z jedného systému so zodpovedajúcimi ekvivalentmi z iného systému; úloha prekladu sa redukuje na nájdenie vhodného
Reprezentácia reálnych čísel v počítači
Na reprezentáciu reálnych čísel v moderných počítačoch sa používa metóda reprezentácie s pohyblivou rádovou čiarkou. Táto reprezentácia je založená na normalizovanom (exponenciálnom
Reprezentácia s pohyblivou rádovou čiarkou
Pri reprezentácii čísel s pohyblivou rádovou čiarkou je časť číslic bunky vyhradená na zaznamenanie poradia čísla, zvyšok číslic na zaznamenanie mantisy. Pre obrázok je priradená jedna číslica v každej skupine
Algoritmus reprezentácie s pohyblivou rádovou čiarkou
previesť číslo z P-árnej číselnej sústavy na binárne; predstavujú binárne číslo v normalizovanom exponenciálnom tvare; vypočítajte posunuté poradie čísla; ra
Pojem a vlastnosti algoritmu
Teória algoritmov má veľký praktický význam. Algoritmický typ činnosti je dôležitý nielen ako silný typ ľudskej činnosti, ale aj ako jedna z efektívnych foriem jeho práce.
Definícia algoritmu
Samotné slovo „algoritmus“ pochádza z algorithmi – latinskej formy hláskovania mena al-Khorezmi, pod ktorým bol v stredovekej Európe známy najväčší matematik z Khorezmu (mesto v r.
Vlastnosti algoritmu
Vyššie uvedenú definíciu algoritmu nemožno považovať za prísnu - nie je úplne jasné, čo je „presný predpis“ alebo „sled činností, ktoré zaisťujú dosiahnutie požadovaného výsledku“. Algoritmus
Pravidlá a požiadavky na konštrukciu algoritmu
Prvým pravidlom je, že pri konštrukcii algoritmu je v prvom rade potrebné špecifikovať množinu objektov, s ktorými bude algoritmus pracovať. Formalizované (zak
Typy algoritmických procesov
Typy algoritmických procesov. Algoritmus aplikovaný na počítač je presným predpisom, t.j. súbor operácií a pravidiel ich striedania, pomocou ktorých počnúc niekt
Princípy Johna von Neumanna
Prevažná väčšina počítačov je založená na nasledujúcich všeobecných princípoch, ktoré v roku 1945 sformuloval americký vedec John von Neumann (obrázok 8.5). najprv
Funkčná a štrukturálna organizácia počítača
Zoberme si zariadenie počítača pomocou príkladu najbežnejšieho počítačového systému - osobného počítača. Osobný počítač (PC) sa nazýva relatívne lacná jednotka
Vykonávanie aritmetických operácií na číslach s pevnou a pohyblivou rádovou čiarkou
9.6.1 Kódy: dopredný, spätný, doplnkový Na strojové znázornenie záporných čísel sa používajú dopredné, doplnkové a spätné kódy.
Operácia sčítania
Operácia sčítania čísel v dopredných, spätných a dvojkových doplnkových kódoch sa vykonáva na binárnych sčítačkách zodpovedajúceho kódu. Binárna sčítačka priameho kódu (DS
Operácia násobenia
Násobenie čísel prezentovaných vo formáte s pevnými bodmi sa vykonáva na binárnych sčítačkách priamych, reverzných a doplnkových kódov. Spôsobov je viacero
Prevádzka divízie
Delenie binárnych čísel reprezentovaných vo formáte s pevnou bodkou predstavuje postupné operácie algebraického sčítania deliteľa a deliteľa a potom zvyšku a posunu. Rozdelenie je hotové
Dátové súbory
Definície pojmu „súbor“, ako aj pojmu „operačný systém“ sa môžu v rôznych zdrojoch o informatike a počítačovom inžinierstve líšiť. Naibole
Štruktúry súborov
Softvérová časť súborového systému, určená jej účelom, musí obsahovať tieto komponenty: Ø prostriedky interakcie s používateľskými procesmi, ktoré
Nosiče informácií a technické prostriedky na uchovávanie údajov
Úložné zariadenia sa nazývajú disky. Ich práca je založená na rôznych princípoch (hlavne magnetických alebo optických zariadeniach), ale na jeden sa používajú
Organizácia údajov na zariadeniach s priamym a sekvenčným prístupom
Organizácia údajov sa vzťahuje na spôsob, akým sú záznamy súboru usporiadané v externej pamäti (na záznamovom médiu). Najrozšírenejšie sú nasledujúce dva typy organizácie súborov
Počítačové inžinierstvo
Súbor technických a matematických nástrojov (počítače, prístroje, prístroje, programy atď.) používaných na mechanizáciu a automatizáciu výpočtových procesov a
Najstaršie počítacie nástroje
Najstarším počítacím nástrojom, ktorý sama príroda dala človeku k dispozícii, bola jeho vlastná ruka. „Pojem čísla a čísla,“ napísal F. Engels, „nie je prevzatý z
Vývoj počítadla
Štítky a laná s uzlami nedokázali uspokojiť narastajúcu potrebu výpočtových prostriedkov v dôsledku rozvoja obchodu. Vypracovanie písomnej správy brzdili dve okolnosti.
Logaritmy
Pojem „logaritmus“ vznikol spojením gréckych slov logos – pomer, pomer a aritmos – číslo. Hlavné vlastnosti logaritmu vám umožňujú nahradiť násobenie, delenie, in
Zmija Blaisea Pascala
V roku 1640 sa Blaise Pascal (1623-1662) pokúsil vytvoriť mechanický výpočtový stroj. Existuje názor, že „Blaise Pascal bol prinútený k myšlienke počítacieho stroja,
Charles Babbage a jeho vynález
V roku 1812 začína Charles Babbage uvažovať o možných spôsoboch výpočtu tabuliek v strojoch. Babbage Charles (26. decembra 1791, Londýn - 18. októbra 1871, tam f)
Hollerith Tabulator
Americkí štatistici 19. storočia, vyzbrojení ceruzkou a papierom alebo v najlepšom prípade sčítacím strojom, nutne potrebovali automatizovať časovo náročné, únavné a
auto Ts3
V predvečer vojny sa vojenské oddelenia všetkých krajín zaujímali o vytvorenie počítačov. S finančnou podporou nemeckého inštitútu pre výskum letectva Zuse
Univerzálny elektronický počítací stroj BESM-6
1. Rozsah: univerzálny počítač na riešenie širokej triedy problémov vedy a techniky (obrázok 11.18 a obrázok 11.19). 2. Popis stroja: v štruktúre BESM-6 prvýkrát v r
IBM 360
V roku 1964 IBM oznámilo vytvorenie šiestich modelov rodiny IBM 360 (System 360), ktoré sa stali prvými počítačmi tretej generácie. Modely mali jeden systém velenia
Altair 8800
V januári 1975 vyšlo posledné číslo časopisu Popular Electronics, na obálke ktorého bol obrázok 11.22 Altair 8800, ktorého srdcom bol najnovší mikroprocesor
Počítače Apple
V roku 1976 sa objavil osobný počítač Apple-1 (obrázok 11.23). Vyvinul ho v polovici 70-tych rokov Steve Wozniak. V tom čase pracoval pre Hewlett-Packard, v r
IBM 5150
12. augusta 1981 IBM uviedla na trh osobný počítač IBM 5150 (obrázok 11.25). Počítač stál veľa peňazí - 1 565 dolárov a mal iba 16 KB RAM a
Popis štruktúry projektu
Akýkoľvek program v Delphi pozostáva zo súboru projektu (súbor s príponou dpr) a jedného alebo viacerých modulov (súbory s príponou pas). Každý z týchto súborov popisuje softvér
Popis štruktúry modulu
Štruktúra modulov Moduly sú programové jednotky určené na umiestňovanie programových fragmentov. Pomocou programového kódu, ktorý je v nich obsiahnutý, všetko
Popis prvkov programu
Prvky programu Prvky programu sú jeho minimálne nedeliteľné časti, ktoré majú pre kompilátor stále určitý význam. Medzi prvky patria:
Prvky programovacieho jazyka-abeceda
Abeceda Abeceda Object Pascal obsahuje písmená, čísla, hexadecimálne čísla, špeciálne znaky, medzery a vyhradené slová. Písmená sú písmená
Prvky programovacieho jazyka - identifikátory, konštanty, výrazy
Identifikátory Identifikátory v Object Pascal sú názvy konštánt, premenných, návestí, typov, objektov, tried, vlastností, procedúr, funkcií, modulov, programov a polí.
Objektové Pascalové výrazy
Hlavnými prvkami, z ktorých je skonštruovaná spustiteľná časť programu, sú konštanty, premenné a volania funkcií. Každý z týchto prvkov sa vyznačuje vlastnými znalosťami.
Celé číslo a reálna aritmetika
Výraz sa skladá z operandov a operátorov. Operátory sú umiestnené medzi operandmi a označujú akcie, ktoré sa vykonávajú na operandoch. Ako operandy výrazu môžete použiť
Priorita operácií
Pri vyhodnocovaní hodnôt výrazov majte na pamäti, že operátori majú rôznu prioritu. Object Pascal definuje nasledujúce operácie: Ø unary not, @;
Vstavané funkcie. Vytváranie zložitých výrazov
V Object Pascal je základná programovacia jednotka podprogram. Existujú dva typy podprogramov: procedúry a funkcie. Postup aj funkcia sú posledné
Typy údajov
V matematike sa premenné klasifikujú podľa niektorých dôležitých charakteristík. Striktne sa rozlišuje medzi skutočným, komplexným a logickým perom
Vstavané dátové typy
Akýkoľvek skutočne existujúci typ údajov, bez ohľadu na to, aký zložitý sa môže na prvý pohľad zdať, predstavujú jednoduché komponenty (základné typy), ktoré sú spravidla vždy prítomné v jazyku profesionálov.
Celočíselné typy
Rozsah možných hodnôt pre celočíselné typy závisí od ich vnútornej reprezentácie, ktorá môže byť jeden, dva, štyri alebo osem bajtov. V tabuľke 15.1 sú uvedené charakteristiky celého čísla t
Reprezentácia číselného znaku
Mnoho číselných polí nemá žiadne znamienko, napríklad číslo účastníka, adresa pamäte. Niektoré číselné polia sú vždy ponúkané kladne, napríklad výplatná sadzba, deň v týždni, hodnota PI. Priateľ
Aritmetický prepad
Aritmetické pretečenie - strata platných číslic pri vyhodnocovaní hodnoty výrazu. Ak je možné do premennej uložiť iba nezáporné hodnoty (typy BYTE a WORD)
Skutočné typy. Koprocesor
Na rozdiel od radových typov, ktorých hodnoty sa vždy porovnávajú s množstvom celých čísel, a preto sú v PC zastúpené úplne presne, hodnoty skutočných typov
Typy textu
Textové (znakové) typy sú dátové typy, ktoré pozostávajú z jedného znaku. Windows používa kód ANSI (pomenovaný podľa inštitútu, ktorý tento kód vyvinul – American National Standa
Booleovský typ
Dátový typ Boolean pomenovaný po anglickom matematikovi J. Booleovi z 19. storočia sa zdá byť veľmi jednoduchý. S tým je ale spojené množstvo zaujímavých bodov. Najprv k týmto údajom
Výstupné zariadenia
Medzi výstupné zariadenia patria predovšetkým monitory a tlačiarne. Monitor je zariadenie na vizuálne zobrazovanie informácií (vo forme textu, tabuliek, obrázkov, nákresov atď.). &
Zoznam komponentov pre zadávanie a zobrazovanie textových informácií
Knižnica vizuálnych komponentov Delphi obsahuje mnoho komponentov, ktoré vám umožňujú zobrazovať, zadávať a upravovať textové informácie. Tabuľka 16.1 uvádza ich zoznam.
Zobrazenie textu v štítkoch štítkov, statických textov a komponentov panelov
Na zobrazenie rôznych štítkov na formulári slúžia najmä komponenty Label, StaticText (ktoré sa objavili až v Delphi 3) a Panel.
Okná Edit a MaskEdit
Na zobrazenie textových informácií a dokonca aj s dodatočnou možnosťou posúvania dlhých textov môžete použiť aj okná Upraviť a Upraviť
Viacriadkové okná na úpravu poznámok a RichEdit
Komponenty Memo a RichEdit sú viacriadkové okná na úpravu textu. Rovnako ako okno Upraviť sú vybavené mnohými funkciami.
Integer Integer and Display - UpDown a SpinEdit Components
Delphi má špecializované komponenty na zadávanie celých čísel - UpDown a SpinEdit. Komponent UpDown sa transformuje
Selektory zoznamu – ListBox, CheckBox, CheckListBox a ComboBox
Komponenty ListBox a ComboBox zobrazujú zoznamy reťazcov. Líšia sa od seba predovšetkým tým, že ListBox je iba zobrazený
Funkcia InputBox
Vstupné pole je štandardné dialógové okno, ktoré sa objaví na obrazovke ako výsledok volania funkcie InputBox. Hodnota funkcie InputBox - reťazec
Postup ShowMessage
Okno správy môžete zobraziť pomocou procedúry ShowMessage alebo funkcie MessageDlg. Postup ShowMessage
Vyhlásenie súboru
Súbor je pomenovaná dátová štruktúra, ktorá je sekvenciou dátových prvkov rovnakého typu a počet prvkov sekvencie je prakticky neobmedzený.
Účel súboru
Deklarácia premennej súboru špecifikuje iba typ komponentov súboru. Aby mohol program vydávať dáta do súboru alebo čítať dáta zo súboru, je potrebné špecifikovať špecifické
Výstup do súboru
Priamy výstup do textového súboru sa vykonáva pomocou inštrukcie write alebo writeln. Vo všeobecnosti sú tieto pokyny napísané nasledovne.
Otvorenie súboru na výstup
Pred výstupom do súboru ho treba otvoriť. Ak už bol použitý program, ktorý generuje výstupný súbor, potom je možné, že súbor s výsledkami práce programu sa už na disku nachádza.
Chyby pri otvorení súboru
Pokus o otvorenie súboru môže zlyhať a spôsobiť chybu runtime. Príčin zlyhania pri otváraní súborov môže byť niekoľko. Program sa napríklad pokúsi
Vstupné zariadenia
Medzi vstupné zariadenia patria: klávesnica, skener, tablet. Počítačová klávesnica je zariadenie na zadávanie informácií do počítača a dodávanie riadiacich signálov.
Otváranie súboru
Otvorenie súboru na vstup (čítanie) sa vykonáva volaním procedúry Reset, ktorá má jeden parameter - premennú súboru. Pred volaním procedúry Reset pomocou
Čítanie čísel
Malo by byť zrejmé, že textový súbor neobsahuje čísla, ale ich obrázky. Akcia vykonaná príkazom read alebo readln je v skutočnosti
Čítanie riadkov
V programe môže byť reťazcová premenná deklarovaná so špecifikovanou dĺžkou alebo bez nej. Napríklad: stroka1: string; stroka2
Koniec súboru
Predpokladajme, že na disku je nejaký textový súbor. Obsah tohto súboru je potrebné zobraziť v dialógovom okne. Riešenie problému je celkom zrejmé: musíte otvoriť súbor, prečítať si prvý riadok,
Cyklické funkcie v programe. Slučky s predbežnými a následnými podmienkami
Algoritmy na riešenie mnohých problémov sú cyklické, to znamená, že na dosiahnutie výsledku je potrebné niekoľkokrát vykonať určitú postupnosť akcií. Napríklad program
slučka FOR
Operátor for sa používa, ak je potrebné vykonať určitú postupnosť akcií niekoľkokrát a počet opakovaní je známy vopred, napríklad na výpočet hodnôt funkcie
Príkazy BREAK a CONTINUE
Ak chcete okamžite ukončiť aktuálny príkaz slučky, môžete použiť podprogram Break bez parametrov (ide o podprogram, ktorý hrá úlohu príkazu). Napríklad, keď je v poli so známym r
Vnorené slučky
Ak cyklus obsahuje jeden alebo viac cyklov, potom ten, ktorý obsahuje ďalšie cykly vo vnútri, sa nazýva externý a cyklus je obsiahnutý v inom cykle.
Vyhlásenie poľa
Pole, ako každá premenná programu, musí byť pred použitím deklarované v sekcii deklarácie premennej. Vo všeobecnosti inštrukcia na deklarovanie poľa vyzerá asi takto
Výstup poľa
Výstupom poľa sa rozumie výstup hodnôt prvkov poľa na obrazovku monitora (v dialógovom okne). Ak program potrebuje zobraziť hodnoty všetkých prvkov poľa,
Vstup poľa
Vstupom poľa sa rozumie proces prijímania hodnôt prvkov poľa od používateľa (alebo zo súboru) počas činnosti programu. "Predné" riešenie problému so vstupom
Pomocou komponentu StringGrid
Na zadanie poľa je vhodné použiť komponent StringGrid. Ikona komponentu StringGrid sa nachádza na karte Ďalšie (obrázok 19.1).
Používanie komponentu Memo
V niektorých prípadoch môžete na zadanie poľa použiť komponent Memo. Komponent Memo umožňuje zadávať text, ktorý pozostáva z dostatočne veľkého počtu riadkov, takže je to pohodlné
Nájdenie minimálneho (maximálneho) prvku poľa
Uvažujme o probléme nájdenia minimálneho prvku poľa pomocou príkladu poľa celých čísel. Algoritmus na nájdenie minimálneho (maximálneho) prvku poľa je celkom zrejmý: prvý
Hľadanie poľa pre daný prvok
Pri riešení mnohých problémov je potrebné určiť, či pole obsahuje určité informácie alebo nie. Skontrolujte si napríklad, či je v zozname študentov priezvisko Petrov. zadok
Chyby pri používaní polí
Pri použití polí je najčastejšou chybou, že hodnota výrazu dolného indexu prekračuje povolené limity určené pri deklarovaní poľa. Ak v ka
Bibliografický zoznam
1. Základy informatiky: Učebnica. manuál pre univerzity / A.N. Morozevič, N.N. Govjadinová, V.G. Levashenko a ďalší; Ed. A.N. Morozevič. - Minsk: Nové poznatky, 2001. - 544s., Ill.
Predmetový index
"Abacus", 167 pole, 276 Break, 272 CD-ROM, 161 const, 298 Continue, 273
STRANA 24
ROSTOVSKÝ TECHNOLOGICKÝ ÚSTAV
SERVIS A CESTOVNÝ RUCH
________________________________________________________________
Katedra rádioelektroniky
Lazarenko S.V.
PREDNÁŠKA č.1
v disciplíne "rádiové obvody a signály"
Rostov na Done
2010
PREDNÁŠKA 1
ÚVOD HLAVNÉ CHARAKTERISTIKY SIGNÁLOV
Podľa disciplíny RÁDIOVÉ OBVODY A SIGNÁLY
Čas: 2 hodiny
Študované problémy: 1. Predmet, účel a ciele kurzu
2. Prehľad kurzov, odkazy na iné odbory
3. Stručná história vývoja disciplíny
4. Všeobecná metodika práce na kurze, typy hodín,
ohlasovacie formuláre, náučná literatúra
5 Energetické charakteristiky signálu
6 Korelačné charakteristiky deterministických signálov
7 Geometrické metódy v teórii signálov
8 Teória ortogonálnych signálov. Zovšeobecnené Fourierove rady
V tejto prednáške sú implementované nasledujúce prvky kvalifikačnej charakteristiky:
Študent by mal poznať základné zákony, princípy a metódy analýzy elektrických obvodov, ako aj metódy modelovania elektrických obvodov, obvodov a zariadení.
Študent musí ovládať techniky vykonávania výpočtov obvodov v ustálenom a prechodovom režime.
1. PREDMET A CIELE KURZU
Predmetom disciplíny RÁDIOTECHNICKÉ OBVODY A SIGNÁLY sú elektromagnetické procesy v lineárnych a nelineárnych rádiotechnických obvodoch, metódy výpočtu obvodov v ustálenom a prechodovom režime, spojité a diskrétne signály a ich charakteristiky.
Disciplína preberá predmety skúmania z praxe - typické obvody a signály z fyziky - jej zákony elektromagnetického poľa, z matematiky - výskumný prístroj.
Účelom štúdia disciplíny je vštepiť študentom zručnosť výpočtu najjednoduchších rádiotechnických obvodov a oboznámiť ich s modernými algoritmami pre optimálne spracovanie signálu.
V dôsledku štúdia disciplíny musí každý študent
MAJTE ZASTUPENIE:
Na moderných algoritmoch pre optimálne spracovanie signálu;
Trendy vo vývoji teórie rádiových obvodov a signálov,
VEDIEŤ:
Klasifikácia rádiotechnických signálov;
Časové a spektrálne charakteristiky deterministických signálov;
Náhodné signály, ich charakteristiky, korelácia a spektrálna analýza náhodných signálov;
Diskrétne signály a ich charakteristiky;
Algoritmy digitálneho spracovania signálu,
MÔŽETE POUŽÍVAŤ:
Metódy analytického a numerického riešenia problémov prenosu signálu lineárnymi a nelineárnymi obvodmi;
Metódy spektrálnej a korelačnej analýzy deterministických a náhodných signálov,
VLASTNÉ:
Metódy merania hlavných parametrov a charakteristík rádiových obvodov a signálov;
Techniky na analýzu prechodu signálov cez obvody,
MAJTE SKÚSENOSTI:
Výskum prechodu deterministických signálov cez lineárne stacionárne obvody, nelineárne a parametrické obvody;
Výpočet najjednoduchších rádiotechnických obvodov.
Operatívna orientácia výcviku v odbore je zabezpečená uskutočnením laboratórneho workshopu, počas ktorého sa každý študent naučí praktické zručnosti:
Práca s elektrickými a rádiovými meracími prístrojmi;
Vykonávanie expresnej analýzy havarijných situácií pri prevádzke fragmentov rádiotechnických obvodov na základe výsledkov meraní.
2 STRUČNÝ PREHĽAD KURZU, VZŤAH K INÝM ODBOROM
Disciplína „Rádiové obvody a signály“ je založená na vedomostiach a áno „matematika“, „fyzika“, „informatika“ a poskytuje asimiláciu umenia pri dentov všeobecných vedných a špeciálnych disciplín, „Metrológia a rádioizmus e rénium "," Zariadenia na generovanie a vytváranie rádiových signálov "," Zariadenia na príjem a spracovanie signálov "," Základy televízie a videa O technológia "," Štatistická teória rádiotechnických systémov "," Rádiotechnika a systémov“, kurz a diplomový projekt tirovanie.
Štúdium odboru „Rádiové obvody a signály“ rozvíja u študentov inžinierske myslenie, pripravuje ich na zvládnutie špeciálnych disciplín.
Výučba disciplíny je zameraná na:
Pre hlboké štúdium študentov základných zákonov, princípov a metód analýzy elektrických obvodov, fyzikálnej podstaty elektromagnetických procesov v elektronických zariadeniach;
Vštepiť solídne zručnosti pri analýze ustálených a prechodných procesov v obvodoch, ako aj pri vykonávaní experimentov s cieľom určiť charakteristiky a parametre elektrických obvodov.
Disciplína pozostáva z 5 sekcií:
1 Signály;
2 Prechod signálov cez lineárne obvody;
3 Nelineárne a parametrické obvody;
4 Spätná väzba a samooscilačné obvody
5 Princípy digitálnej filtrácie signálu
3. STRUČNÁ HISTÓRIA VÝVOJA DISCIPLÍNY
Vznik teórie elektrických a rádiotechnických obvodov je neoddeliteľne spojený s praxou: so vznikom elektrotechniky, rádiotechniky a rádioelektroniky. O rozvoj týchto oblastí a ich teórie sa zaslúžilo množstvo domácich a zahraničných vedcov.
Fenomény elektriny a magnetizmu sú človeku známe už odpradávna. V druhej polovici osemnásteho storočia sa však začali vážne študovať, začali sa z nich lámať haló tajomstva a nadprirodzenosti.
Už Michail Vasilievič Lomonosov (1711 - 1765) predpokladal, že v prírode existuje jedna elektrina a že elektrické a magnetické javy sú organicky prepojené. Ruský akademik Frans Epinus výrazne prispel k vede o elektrine (1724 - 1802).
Rýchly rozvoj náuky o elektromagnetických javoch nastal v r XIX storočia, spôsobené intenzívnym rozvojom strojovej výroby. V tejto dobe ľudstvo vymýšľa pre svoje praktické potreby TELEGRAF, TELEFÓN, ELEKTRICKÉ OSVETLENIE, ZVÁRANIE KOVOV, ELEKTRICKÉ GENERÁTORY a ELEKTRICKÉ MOTORY.
Uveďme v chronologickom slede najvýraznejšie etapy vývoja teórie elektromagnetizmu.
V roku 1785 ročník francúzsky fyzik Charles Pendant Odpoveď (1736 - 1806) zaviedol zákon mechanickej interakcie elektrických nábojov (Coulombov zákon).
V roku 1819 ročník dánsky Oersted Hans Christian (1777 - 1851) objavil pôsobenie elektrického prúdu na magnetickú ihlu, a v 1820 ročník francúzsky fyzik Ampere André Marie (1775 - 1836) stanovila kvantitatívnu mieru (sila) pôsobiacu zo strany magnetického poľa na prierez vodiča (Ampérov zákon).
V roku 1827 ročníka nemecký fyzik Om Georg Simon (1787 - 1854) experimentálne získal vzťah medzi tónom a napätím pre úsek kovového vodiča (Ohmov zákon).
V roku 1831 Anglický fyzik Michael Faraday (1791 - 1867) ustanovil zákon elektromagnetickej indukcie a v 1832 Ruský fyzik Emilij Khristianovič Lenz (1804 - 1865) sformuloval princíp všeobecnosti a reverzibility elektrických a magnetických javov.
V roku 1873 roku na základe zovšeobecnenia experimentálnych údajov o elektrine a magnetizme anglický vedec J.C.Maxwell predložil hypotézu o existencii elektromagnetických vĺn a vyvinul teóriu na ich opis.
V roku 1888 ročníka nemecký fyzik Hertz Heinrich Rudolph (1857 - 1894) experimentálne dokázal existenciu žiarenia elektromagnetických vĺn.
Praktické využitie rádiových vĺn prvýkrát uskutočnil ruský vedec Alexander Stepanovič Popov(1859 - 1905), ktorý 7.5.1895 demonštroval na stretnutí ruského fyzika - vysielač chemickej spoločnosti (iskrové zariadenie) a prijímač elektromagnetických vĺn (detektor blesku) .
Koniec XIX storočia v Rusku slávni inžinieri a vedci pracovali Lodygin Alexander Nikolaevič (1847 - 1923), ktorý vytvoril prvú žiarovku na svete (1873); Yablochkov Pavel Nikolajevič (1847 - 1894), vyvinul elektrickú sviečku (1876); Dolivo-Dobrovolskij Michail Osipovič (1861 - 1919), vytvoril trojfázový systém prúdov (1889) a zakladateľ modernej energetiky.
V XIX storočia bola analýza elektrických obvodov jednou z úloh elektrotechniky. Elektrické obvody boli študované a vypočítané podľa čisto fyzikálnych zákonov popisujúcich ich správanie pod vplyvom elektrických nábojov, napätí a prúdov. Tieto fyzikálne zákony tvorili základ teórie elektrických a rádiotechnických obvodov.
V rokoch 1893-1894 rokoch sa v prácach C. Steinmetza a A. Kennellyho vyvinula takzvaná symbolická metóda, ktorá sa najskôr uplatnila pri mechanických vibráciách vo fyzike a potom sa preniesla do elektrotechniky, kde sa začali používať zložité veličiny na zovšeobecnenú prezentáciu amplitúdovo-fázový obraz ustálenej sínusovej oscilácie.
Na základe diela Hertza(1888) a potom Pupina (1892) rezonanciou a ladením RLC obvody a spojených oscilačných systémoch vznikli problémy pri určovaní prenosových charakteristík reťazí.
V roku 1889 ročník A. Kennelly sa formálne vyvinul - matematická metóda ekvivalentnej transformácie elektrických obvodov.
V druhom pol XIX storočia Maxwell a Helmholtz vyvinuli metódy slučkových prúdov a uzlových napätí (potenciálov), ktoré tvorili základ maticových a topologických metód analýzy v neskorších dobách. Veľmi dôležitá bola Helmholtzova definícia princípu SUPERPOZÍCIE, t.j. samostatné uvažovanie niekoľkých jednoduchých procesov v tom istom obvode s následným algebraickým sčítaním týchto procesov do zložitejšieho elektrického javu v tom istom obvode. Metóda superpozície umožnila teoreticky vyriešiť širokú škálu problémov, ktoré boli predtým považované za neriešiteľné a prístupné len empirickým úvahám.
Ďalším významným krokom pri formovaní teórie elektrických a rádiotechnických obvodov bol úvod do 1899 ročník koncepcie komplexnej odolnosti elektrického obvodu voči striedavému prúdu.
Dôležitou etapou pri formovaní teórie elektrických a rádiotechnických obvodov bolo štúdium frekvenčných charakteristík obvodov. Prvé myšlienky v tomto smere sa spájajú aj s menom Helmholtza, ktorý na rozbor využíval princíp superpozície a metódu harmonického rozboru, t.j. aplikoval rozšírenie funkcie vo Fourierovom rade.
Koniec XIX storočí boli zavedené koncepty obvodov v tvare T a U (začali sa nazývať štvorpólové). Takmer v rovnakom čase vznikol koncept elektrických filtrov.
Základ modernej teórie rádiotechnických obvodov a rádiotechniky vo všeobecnosti položili naši krajania M.B.Shuleikin, B.A.Vedenský, A.I.Berg, A.L. Mints, V.A.Kotelnikov, A.N.Mandelshtamm, N.D..Papaleksi a mnohí ďalší.
4 VŠEOBECNÉ METÓDY PRÁCE NA KURZE, TYPY VYUČOVANIA, FORMULÁRE HLÁSENIA, VZDELÁVACIA LITERATÚRA
Štúdium odboru prebieha formou prednášok, laboratórnych a praktických cvičení.
Prednášky sú jedným z najdôležitejších typov školení a s O poskytnúť základ pre teoretické vzdelávanie. Poskytujú systematický základ vedeckého poznania v odbore, zameranie na výučbu e na najzložitejšie a kľúčové otázky, stimulovať ich aktívnu kognitívnu činnosť, formovať tvorivé myslenie.
Na prednáškach popri zásadovosti nevyhnutné a Máj stupeň praktického výcviku orientácie. Prezentácia materiálu sa viaže na vojenskú prax, konkrétne predmety špeciálnej techniky, v ktorých sa používajú elektrické obvody.
Laboratórne cvičenia sú zamerané na oboznámenie študentov s metódami napr s experimentálny a vedecký výskum, vštepovať zručnosti vedeckej analýzy a zovšeobecňovania získaných výsledkov, zručnosti v práci s laboratóriom O baníctvo, prístrojové vybavenie a výpočtová technika x nikto.
V rámci prípravy na laboratórne hodiny študenti samostatne alebo (ak je to potrebné) na cielených konzultáciách študujú príslušné NS teoretický materiál, všeobecný postup na vykonávanie výskumu, zostavenie formulárov správ (nakreslite schému laboratórneho zariadenia, potrebné tabuľky).
Experiment je hlavnou súčasťou laboratórnej práce a je skutočný a vykonáva každý študent samostatne v súlade s príručkou pre laboratórne práce. Pred vykonaním experimentu a n prieskum vo forme letáku, ktorého účelom je preverenie kvality O príprava študentov na laboratórne práce. Zároveň je potrebné dbať na znalosť teoretického materiálu, postupu pri vykonávaní práce, charakteru očakávaných výsledkov. Pri prijímaní správ by ste mali vziať do úvahy a Komu správnosť registrácie, dodržiavanie požiadaviek ESKD študentom, hotovosť a chie a správnosť potrebných záverov.
Praktické cvičenia sú vedené s cieľom rozvíjať zručnosti v riešení e nii úloh, výroba výpočtov. Ich hlavný obsah je správny Komu technická práca každého študenta. Zadná strana je vytiahnutá na praktické cvičenie a chi s aplikovanou povahou. Zvyšovanie úrovne počítačového softvéru d varenie sa vykonáva v praktickom výcviku vykonávaním výpočtov e pomocou programovateľných mikrokalkulačiek alebo osobných počítačov. Na začiatku každej lekcie sa uskutoční kvíz, účel mačky O rogo - kontrola pripravenosti študentov na hodinu a tiež - aktivácia a ich kognitívnej činnosti.
V procese osvojovania si obsahu disciplíny medzi žiakmi systém a formujú sa metodické zručnosti a zručnosti samostatnej práce. Študenti sa učia schopnosť správne položiť otázku, položiť a O najdôležitejšou úlohou, podať správu o podstate vykonanej práce, použiť pred s Coy a vizuálne pomôcky.
Na vštepovanie základných zručností do prípravy a vedenia školení sa predpokladá prilákať študentov ako asistentov k vedúcemu laboratórnych tried.
Medzi najdôležitejšie oblasti posilňovania kognitívnej de som Problémové učenie súvisí so žiakom. Na jeho realizáciu s O problémové situácie pre kurz ako celok, pre jednotlivé témy a pre O požiadavky, ktoré sa realizujú:
Zavedením nových problematických konceptov, ktoré ukazujú, ako sa historicky objavovali a ako sa uplatňujú;
Tým, že žiaka naráža na rozpory medzi novými javmi e niyas a staré koncepty;
S potrebou výberu správnych informácií;
Využitím rozporov medzi dostupnými poznatkami na str e výsledky riešenia a požiadavky praxe;
Prezentácia faktov a javov, ktoré sú na prvý pohľad nevysvetliteľné s
používanie známych zákonov;
Identifikovaním medzipredmetových súvislostí a súvislostí medzi javmi.
V procese štúdia disciplíny je kontrola asimilácie učiva zabezpečená na všetkých praktických typoch hodín formou inštruktáží a k témam 1 a 2 formou dvojhodinového testu.
Na určenie kvality vzdelávania vo všeobecnosti pre disciplínu, správanie T Skúška Xia. Na skúšku sú umožnení študenti, ktorí splnili všetky požiadavky učebného plánu, referovali o všetkých laboratórnych prácach. v shih pozitívne známky na prácu v kurze. Skúšky sa konajú v fúzoch T formulár s potrebnými písomnými vysvetlivkami na tabuli (vzorce, grafy atď.). Každý študent dostane čas na prípravu maximálne 30 minút. Na prípravu odpovede môžu študenti použiť O dávať metodické a referenčné materiály povolené vedúcim katedry e riálov. Príprava na odpoveď môže byť vykonaná písomne. Vedúci katedry môže oslobodiť od vykonania skúšky študentov, ktorí sa preukázali T osobné poznatky na základe výsledkov aktuálnej kontroly s hodnotením n ki "výborný".
Ide teda o disciplínu „Rádiové obvody a signály“. som je systém sústredených a zároveň celkom ucelených a a dokonalé znalosti, ktoré umožňujú rádiotechnikovi slobodne sa orientovať v najdôležitejších otázkach prevádzky špeciálnych rádiotechnických zariadení a systémov.
ZÁKLADNÁ VZDELÁVACIA LITERATÚRA:
1. S. I. Baškakov Rádiotechnické obvody a signály. 3. vydanie. M .: Vysoká škola, 2000.
DOPLNKOVÁ LITERATÚRA
2. S. I. BASKAKOV Rádiotechnické obvody a signály. Návod na riešenie problémov: Učebnica. manuál pre rádiotechniku. špecialista. univerzity. - 2. vydanie. M .: Vysoká škola o la, 2002.
3. Popov V.P. Základy teórie obvodov. Učebnica. pre univerzity.-3.vyd. M .: Vysoká škola okolo la, 2000.
5 ENERGETICKÁ CHARAKTERISTIKA SIGNÁLU
Hlavné energetické charakteristiky skutočného signálu sú:
1) okamžitý výkon, definovaný ako druhá mocnina okamžitej hodnoty signálu
Ak - napätie alebo prúd, potom je okamžitý výkon uvoľnený na odpor a 1 ohm.
Okamžitý výkon nie je aditívny, t. j. okamžitý výkon súčtu signálov sa nerovná súčtu ich okamžitých výkonov:
2) energia za časový interval je vyjadrená ako integrál okamžitého výkonu
3) priemerný výkon v intervale je určený hodnotou energie signálu v tomto intervale, vztiahnuté na jednotku času
kde.
Ak je signál daný pre nekonečný časový interval, potom sa priemerný výkon určí takto:
Systémy prenosu informácií sú navrhnuté tak, aby sa informácie prenášali s menším skreslením, ako je uvedené, pri minimálnej energii a sile signálu.
Energia a výkon signálov, určené v ľubovoľnom časovom intervale, môžu byť aditívne, ak sú signály v tomto časovom intervale ortogonálne. Zvážte dva signály a, ktoré sú nastavené na časový interval. Energia a výkon súčtu týchto signálov sú vyjadrené takto:
, (1)
. (2)
Tu a, - energia a sila prvého a druhého signálu, vzájomná energia a vzájomná sila týchto signálov (alebo energia a sila ich interakcie). Ak sú splnené podmienky
potom sa signály a počas časového intervalu nazývajú ortogonálne a výrazy(1) a (2) majú formu
Pojem ortogonality signálov je nevyhnutne spojený s intervalom ich určenia.
Vo vzťahu ku komplexným signálom sa používajú aj pojmy okamžitý výkon, energia a priemerný výkon. Tieto hodnoty sú zavedené tak, aby energetické charakteristiky komplexného signálu boli skutočné hodnoty.
1. Okamžitý výkon je určený súčinom komplexného signáluna komplexný konjugovaný signál
2. Energia signáluza časový interval sa podľa definície rovná
3. Sila signáluna intervale je definovaný ako
Dva komplexné signály a, dané v časovom intervale, sú ortogonálne, ak je ich vzájomná sila (alebo energia) nulová.
6 KORELAČNÉ CHARAKTERISTIKY STANOVENÝCH SIGNÁLOV
Jednou z najdôležitejších časových charakteristík signálu je autokorelačná funkcia (ACF), ktorá umožňuje posúdiť stupeň spojenia (korelácie) signálu s jeho časovo posunutou kópiou.
Pre reálny signál špecifikovaný v časovom intervalea je energeticky obmedzená, korelačná funkcia je určená nasledujúcim výrazom:
, (3)
kde - množstvo časového posunu signálu.
Pre každú hodnotu je autokorelačná funkcia vyjadrená nejakou číselnou hodnotou.
Od (3) z toho vyplýva, že ACF je párnou funkciou časového posunu. Skutočne, nahradenie v (3) premenné na, dostaneme
Keď je podobnosť signálu s jeho neposunutou kópiou najväčšia a funkciadosiahne maximálnu hodnotu rovnajúcu sa celkovej energii signálu
S nárastom sa funkcia všetkých signálov, okrem periodických, znižuje (nie nevyhnutne monotónne) a pri relatívnom posune signálov a o veľkosť presahujúcu trvanie signálu zaniká.
Autokorelačná funkcia periodického signálu je sama o sebe periodickou funkciou s rovnakou periódou.
Na posúdenie stupňa podobnosti týchto dvoch signálov sa používa funkcia krížovej korelácie (CCF), ktorá je určená výrazom
Tu a - signály vydávané v nekonečnom časovom intervalea má obmedzenú energiu.
Hodnota sa nemení, ak namiesto oneskorenia signálu uvažujeme s predstihom prvého signálu.
Autokorelačná funkcia je špeciálnym prípadom CCF, keď signály a sú rovnaké.
Na rozdiel od funkcie vo všeobecnom prípade nie je ani relatívna a môže dosahovať maximálne ľubovoľné tri.
Hodnota určuje vzájomnú energiu signálov a
7 GEOMETRICKÉ METÓDY V TEÓRII SIGNÁLOV
Pri riešení mnohých teoretických a aplikovaných problémov rádiotechniky vyvstávajú tieto otázky: 1) v akom zmysle môžeme hovoriť o veľkosti signálu, argumentujúc napríklad tým, že jeden signál je výrazne nadradený druhému; 2) Je možné objektívne posúdiť, nakoľko sú si navzájom podobné dva nepodobné signály?
V XX v. bola vytvorená funkčná analýza odvetvie matematiky, ktoré zhŕňa naše intuitívne predstavy o geometrickej štruktúre priestoru. Ukázalo sa, že myšlienky funkčnej analýzy umožňujú vytvoriť koherentnú teóriu signálov, ktorá je založená na koncepte signálu ako vektora v špeciálne skonštruovanom nekonečne rozmernom priestore.
Lineárny signálový priestor. Nechať byť -veľa signálov. Dôvod kombinácie týchto objektov prítomnosť niektorých vlastností spoločných pre všetky prvky súboru.
Štúdium vlastností signálov, ktoré tvoria takéto množiny, sa stáva obzvlášť plodným, keď je možné vyjadriť niektoré prvky množiny prostredníctvom iných prvkov. Je zvykom hovoriť, že mnohé signály sú vybavené určitou štruktúrou. Výber tejto alebo tej štruktúry by mal byť diktovaný fyzickými úvahami. Takže, ako je aplikované na elektrické vibrácie, je známe, že môžu byť sčítané, ako aj násobené ľubovoľným koeficientom mierky. To umožňuje zaviesť štruktúru lineárneho priestoru v súboroch signálov.
Súbor signálov tvorí skutočný lineárny priestor, ak sú pravdivé nasledujúce axiómy:
1. Akýkoľvek signál pre akýkoľvek nadobúda iba skutočné hodnoty.
2. Pre akékoľvek a tam je ich súčet, a je tiež obsiahnutý v. Operácia sčítania je komutatívna: a asociatívna:.
3. Pre akýkoľvek signál a akékoľvek reálne číslo je signál definovaný=.
4. Množina M obsahuje špeciálny nulový prvok, taký, že je pre každého.
Ak matematické modely signálov nadobúdajú komplexné hodnoty, za predpokladu axiómy 3 násobením komplexným číslom sa dostávame k pojmu komplexný lineárny priestor.
Zavedenie štruktúry lineárneho priestoru je prvým krokom ku geometrickej interpretácii signálov. Prvky lineárnych priestorov sa často nazývajú vektory, čím sa zdôrazňuje analógia medzi vlastnosťami týchto objektov a obyčajnými trojrozmernými vektormi.
Obmedzenia stanovené axiómami lineárneho priestoru sú veľmi prísne. Nie každý súbor signálov sa ukáže ako lineárny priestor.
Koncept súradnicového základu. Rovnako ako v bežnom trojrozmernom priestore, aj v lineárnom priestore signálov možno rozlíšiť špeciálnu podmnožinu, ktorá zohráva úlohu súradnicových osí.
Hovorí sa, že množina vektorov (}, príslušnosť, je lineárne nezávislá, ak je rovnosť
je možné len vtedy, ak všetky číselné koeficienty zmiznú súčasne.
Systém lineárne nezávislých vektorov tvorí súradnicovú bázu v lineárnom priestore. Ak je rozklad nejakého signálu uvedený vo forme
potom čísla () sú projekcie signálu vo vzťahu k zvolenému základu.
V problémoch teórie signálov je počet základných vektorov spravidla nekonečne veľký. Takéto lineárne priestory sa nazývajú nekonečne dimenzionálne. Prirodzene, teória týchto priestorov nemôže byť zakotvená vo formálnej schéme lineárnej algebry, kde je počet bázových vektorov vždy konečný.
Normalizovaný lineárny priestor. Energia signálu. Na pokračovanie a prehĺbenie geometrickej interpretácie teórie signálov je potrebné zaviesť nový pojem, ktorý svojim významom zodpovedá dĺžke vektora. To umožní nielen dať presný význam výroku vo forme „prvý signál je väčší ako druhý“, ale tiež uviesť, o koľko je väčší.
Dĺžka vektora v matematike sa nazýva jeho norma. Lineárny priestor signálov je normalizovaný, ak je každý vektor jedinečne spojený s číslom norma tohto vektora a nasledujúce axiómy normovaného priestoru sú splnené:
1. Norma je nezáporná, t.j.. Norma vtedy a len vtedy .
2. Rovnosť platí pre akékoľvek číslo.
3. Ak a sú dva vektory z , potom platí trojuholníková nerovnosť:.
Je možné navrhnúť rôzne spôsoby zavedenia rýchlosti signálov. V rádiotechnike sa najčastejšie verí, že skutočné analógové signály majú normu
(4)
(z dvoch možných hodnôt koreňa sa vyberie kladná). Pre komplexné signály je norma
kde * - symbol komplexnej konjugovanej hodnoty. Druhá mocnina normy sa nazýva energia signálu
Práve táto energia sa uvoľňuje v odpore s odporom 1 Ohm, ak je na jeho svorkách napätie.
Určte rýchlosť signálu pomocou vzorca (4) odporúča sa z nasledujúcich dôvodov:
1. V rádiotechnike sa veľkosť signálu často posudzuje na základe celkového energetického účinku, napríklad množstva tepla uvoľneného v rezistore.
2. Energetická norma sa ukazuje ako "necitlivá" na zmeny tvaru signálu, možno významné, ale vyskytujúce sa v krátkych časových úsekoch.
Lineárny normovaný priestor s konečnou hodnotou normy tvaru (1.15) sa nazýva priestor funkcií s integrovateľným štvorcom a stručne sa označuje.
8 TEÓRIA ORTOGONÁLNYCH SIGNÁLOV. GENERALIZOVANÁ SÉRIA ŠTYRIER
Po zavedení štruktúry lineárneho priestoru v množine signálov, určením normy a metriky sme však zbavení možnosti vypočítať takú charakteristiku, ako je uhol medzi dvoma vektormi. Dá sa to dosiahnuť formulovaním dôležitého konceptu skalárneho súčinu prvkov lineárneho priestoru.
Bodový súčin signálov. Pripomeňme, že ak sú známe dva vektory a v bežnom trojrozmernom priestore, potom druhá mocnina modulu ich súčtu
kde je bodový súčin týchto vektorov v závislosti od uhla medzi nimi.
Analogicky vypočítame energiu súčtu dvoch signálov a:
. (5)
Na rozdiel od samotných signálov sú ich energie neaditívne - energia celkového signálu obsahuje tzv.
. (6)
Porovnávanie vzorcov(5) a (6), definujte skalárny súčin reálnych signálov a:
Bodkový produkt má tieto vlastnosti:
- , kde je reálne číslo;
Lineárny priestor s takýmto skalárnym súčinom, úplným v tom zmysle, že obsahuje všetky limitné body akýchkoľvek konvergujúcich postupností vektorov z tohto priestoru, sa nazýva skutočný Hilbertov priestor.
Základná Cauchyho nerovnosť- Bunyakovsky
Ak signály nadobúdajú komplexné hodnoty, potom komplexný Hilbertov priestor možno definovať vložením bodového súčinu do neho pomocou vzorca
také že.
Ortogonálne signály a zovšeobecnené Fourierove rady. Dva signály sa nazývajú ortogonálne, ak je ich bodový súčin, a teda vzájomná energia, nula:
Nechajte - Hilbertov priestor signálov s konečnou energetickou hodnotou. Tieto signály sú definované počas určitého časového obdobia, konečného alebo nekonečného. Predpokladajme, že na rovnakom segmente je daný nekonečný systém funkcií, navzájom ortogonálne a majúce jednotkové normy:
Hovorí sa, že v tomto prípade je v signálovom priestore špecifikovaný ortonormálny základ.
Rozšírme ľubovoľný signál v rade:
(7)
Výkon (7) sa nazýva zovšeobecnený Fourierov rad signálu vo vybranom základe.
Koeficienty tohto radu sa nachádzajú nasledovne. Vezmite základnú funkciu s ľubovoľným číslom, vynásobte obe strany rovnosti (7) a potom integrovať výsledky v priebehu času:
. (8)
Pretože základ je ortonormálny na pravej strane rovnosti (8) zostane teda len člen súčtu s číslom
Možnosť reprezentovať signály pomocou zovšeobecnených Fourierových radov má veľký zásadný význam. Namiesto toho, aby sme študovali funkčnú závislosť v nespočetnom súbore bodov, dostávame príležitosť charakterizovať tieto signály spočítateľným (ale všeobecne povedané nekonečným) systémom koeficientov zovšeobecneného Fourierovho radu.
Energia signálu vyjadrená vo forme zovšeobecneného Fourierovho radu. Zvážte nejaký signál rozšírený v sérii v ortonormálnom základnom systéme:
a vypočítajte jeho energiu priamym dosadením tohto radu do zodpovedajúceho integrálu:
(9)
Keďže základný systém funkcií je ortonormálny, súčet (9) iba členovia s číslami budú nenulové. To nám dáva úžasný výsledok:
Význam tohto vzorca je nasledovný: energia signálu je súčtom energií všetkých zložiek, z ktorých sa skladá zovšeobecnený Fourierov rad.
Docent Katedry rádioelektroniky S. Lazarenko
Pri štúdiu zovšeobecnenej teórie signálov sa berú do úvahy nasledujúce otázky.
1. Základné charakteristiky a metódy analýzy signálov používaných v rádiotechnike na prenos informácií.
2. Hlavné typy transformácií signálu v procese budovania kanálov.
3. Metódy konštrukcie a metódy analýzy rádiotechnických obvodov, pomocou ktorých sa vykonávajú operácie so signálom.
Rádiové signály možno definovať ako signály, ktoré sa používajú v rádiovom inžinierstve. Rádiotechnické signály sa podľa účelu delia na signály:
rozhlasové vysielanie,
televízia,
telegraf,
radar,
rádionavigácia,
telemetria atď.
Všetky rádiové signály sú modulované. Pri vytváraní modulovaných signálov sa používajú primárne signály nízkej frekvencie (analógové, diskrétne, digitálne).
Analógový signál opakuje zákon o zmene prenášanej správy.
Diskrétny signál - zdroj správy prenáša informácie v určitých časových intervaloch (napríklad o počasí), navyše je možné získať diskrétny zdroj ako výsledok vzorkovania v čase analógového signálu.
Digitálny signál Je zobrazenie správy v digitálnej forme. Príklad: textová správa je zakódovaná do digitálneho signálu.
Všetky znaky správy môžu byť zakódované v binárnych, hexadecimálnych a iných kódoch. Kódovanie sa vykonáva automaticky pomocou kodéra. Takto sa kódové symboly konvertujú na štandardné signály.
Výhodou digitálneho prenosu dát je vysoká odolnosť voči šumu. Spätná konverzia sa vykonáva pomocou digitálno-analógového prevodníka.
Matematické modely signálov
Pri štúdiu všeobecných vlastností signálov sa zvyčajne odvádza pozornosť od ich fyzikálnej podstaty a účelu a nahrádza sa matematickým modelom.
Matematický model - zvolená metóda matematického popisu signálu, odrážajúca najpodstatnejšie vlastnosti signálu. Na základe matematického modelu je možné klasifikovať signály s cieľom určiť ich všeobecné vlastnosti a zásadné rozdiely.
Rádiové signály sa zvyčajne delia do dvoch tried:
deterministické signály,
náhodné signály.
Deterministický signál Je signál, ktorého hodnota je v každom okamihu známou hodnotou alebo sa dá vopred vypočítať.
Náhodný signál Je signál, ktorého okamžitá hodnota je náhodná veličina (napríklad zvukový signál).
Matematické modely deterministických signálov
Deterministické signály sú rozdelené do dvoch tried:
periodický,
neperiodické.
Nechať byť s ( t ) - deterministický signál. Periodické signály sú opísané periodickou funkciou času:
a opakujú sa počas obdobia T ... Približne t >> T ... Ostatné signály sú neperiodické.
Impulz je signál, ktorého hodnota sa počas obmedzeného časového intervalu (šírka impulzu) líši od nuly 
).
Pri popise matematického modelu sa však používajú funkcie, ktoré sú špecifikované v nekonečnom časovom intervale. Zavádza sa koncept efektívneho (praktického) trvania impulzu:
.
Exponenciálna hybnosť.
Napríklad: určenie efektívneho trvania exponenciálneho impulzu ako časového intervalu, počas ktorého sa hodnota signálu zníži 10-krát. Určite efektívnu šírku impulzu pre výkres:
Energetické charakteristiky signálu . Okamžitý výkon je výkon signálu cez 1 ohm:
.
Pre neperiodický signál zavedieme pojem energie pri odpore 1 Ohm:
.
Pre periodický signál sa zavádza pojem priemerného výkonu:
Dynamický rozsah signálu je definovaný ako pomer maxima P ( t ) na to minimum P ( t ) , ktorý vám umožňuje poskytnúť danú kvalitu prenosu (zvyčajne vyjadrenú v dB):
.
Pokojný prejav hlásateľa má dynamický rozsah cca 25 ... 30 dB, pre symfonický orchester až 90 dB. Výber hodnoty P
min
spojené s úrovňou rušenia: 
.
Signál môže byť charakterizovaný rôznymi parametrami. Vo všeobecnosti existuje veľa takýchto parametrov, ale pre problémy, ktoré je potrebné riešiť v praxi, je podstatný len malý počet z nich. Napríklad pri výbere nástroja na monitorovanie procesu môže byť potrebná znalosť rozptylu signálu; ak sa signál používa na ovládanie, je podstatný jeho výkon a pod. Zohľadňujú sa tri hlavné parametre signálu, ktoré sú nevyhnutné pre prenos informácií cez kanál. Prvým dôležitým parametrom je čas prenosu signálu. T s... Druhou vlastnosťou, ktorú treba brať do úvahy, je sila P s signál prenášaný cez kanál s určitou úrovňou rušenia P z... Čím väčšia hodnota P s v porovnaní s P z, tým je menej pravdepodobné, že dôjde k chybnému príjmu. Zaujímavý je teda vzťah P c / P z. Je vhodné použiť logaritmus tohto pomeru, ktorý sa nazýva prebytok signálu nad šumom:
Tretím dôležitým parametrom je frekvenčné spektrum F x... Tieto tri parametre umožňujú reprezentovať akýkoľvek signál v trojrozmernom priestore so súradnicami L, T, F vo forme rovnobežnostena s objemom T x F x L x... Tento produkt sa nazýva hlasitosť signálu a označuje sa V x
Informačný kanál možno charakterizovať aj tromi zodpovedajúcimi parametrami: časom používania kanála T až, šírka pásma frekvencií prechádzajúcich kanálom F k a dynamický rozsah kanála D k charakterizujúca jeho schopnosť prenášať rôzne úrovne signálu.
Veľkosť
nazývaná kapacita kanála.
Neskreslený prenos signálu je možný len za predpokladu, že sa hlasitosť signálu "vmestí" do kapacity kanála.
V dôsledku toho je všeobecná podmienka na prispôsobenie signálu kanálu prenosu informácií určená vzťahom
Pomer však vyjadruje nevyhnutnú, ale nedostatočnú podmienku na prispôsobenie signálu kanálu. Postačujúcou podmienkou je zhoda na všetkých parametroch:
Pre informačný kanál sa používajú tieto pojmy: rýchlosť vstupu informácií, rýchlosť prenosu informácií a šírka pásma kanála.
Pod rýchlosť zadávania informácií (informačný tok) I (X) rozumiem priemernému množstvu informácií vstupujúcich zo zdroja správ do informačného kanála za jednotku času. Táto charakteristika zdroja správ je určená iba štatistickými vlastnosťami správ.
Rýchlosť prenosu informácií I (Z, Y) - priemerné množstvo informácií prenášaných kanálom za jednotku času. Závisí to od štatistických vlastností prenášaného signálu a od vlastností kanála.
Šírka pásma C - najvyššia teoreticky dosiahnuteľná rýchlosť prenosu informácií pre daný kanál. Toto je odozva kanála a je nezávislá od štatistiky signálu.
Pre čo najefektívnejšie využitie informačného kanála je potrebné prijať opatrenia na zabezpečenie toho, aby rýchlosť prenosu informácií bola čo najbližšie kapacite kanála. Zároveň by rýchlosť vstupu informácií nemala presiahnuť šírku pásma kanála, inak sa cez kanál nebudú prenášať všetky informácie.
Toto je hlavná podmienka pre dynamické zosúladenie zdroja správy a informačného kanála.
Jedným z hlavných problémov v teórii prenosu informácií je určiť závislosť rýchlosti prenosu informácií a šírky pásma od parametrov kanála a charakteristík signálov a rušenia. Tieto otázky prvýkrát dôkladne preskúmal K. Shannon.
Ako je uvedené vyššie, prenášané signály sú jednoznačne spojené s prenášanými správami. Matematický popis signálu je nejakou funkciou času s(t). Komunikačné signály možno klasifikovať podľa niekoľkých kritérií.
V teórii správ sa signály primárne delia na deterministické (pravidelné) a náhodné. Signál je tzv deterministický, ak ho možno opísať známou funkciou času. Preto sa pod deterministickým signálom rozumie signál, ktorý zodpovedá známej prenášanej správe a ktorý je možné vopred presne predpovedať na ľubovoľne dlhý časový úsek. Deterministické signály sa zvyčajne delia na periodické, takmer periodické a neperiodické.
V reálnych podmienkach je signál v mieste príjmu vopred neznámy a nemožno ho opísať pomocou určitej funkcie času. Prijímané signály sú nepredvídateľné, náhodné z niekoľkých dôvodov. Po prvé, pretože bežný signál nemôže prenášať informácie. Ak by sa totiž vedelo všetko o prenášanom signáli, nebolo by potrebné ho prenášať. Zvyčajne len na prijímacej strane niektoré parametre signál. Po druhé, signály sú náhodné v dôsledku rôznych druhov rušenia, a to ako vonkajšieho (vesmírne, atmosférické, priemyselné atď.), tak aj vnútorného (šum lampy, odpory atď.). Prijímaný signál je skreslený aj prechodom cez komunikačnú linku, ktorej parametre sú často náhodnou funkciou času.
Model komunikačného signálu nie je jednou funkciou času s(t) , ale súbor niektorých funkcií, ktoré predstavujú náhodný proces. Každý špecifický signál je jedným z realizácie náhodný proces, ktorý možno opísať deterministickou funkciou času. Príjemca často pozná súbor možných správ (signálov). Úlohou je určiť, ktorá správa z daného súboru bola prenesená z prijatej implementácie signálovej zmesi s rušením.
Vysielaný signál je teda potrebné považovať za súbor funkcií, ktoré sú implementáciou náhodného procesu. Štatistické charakteristiky tohto procesu plne popisujú vlastnosti signálu. Riešenie mnohých špecifických problémov sa však v tomto prípade stáva zložitým. Štúdium signálov a ich prechod rôznymi obvodmi je preto vhodné začať jednotlivými implementáciami ako deterministickými funkciami.
Úplný popis signálu nie je vždy potrebný. Niekedy na analýzu stačí niekoľko zovšeobecnených charakteristík, ktoré najlepšie odrážajú vlastnosti signálu. Jednou z najdôležitejších vlastností signálu je jeho trvanieT, ktorý určuje požadovaný čas pre kanál a jednoducho súvisí s množstvom informácií prenášaných týmto signálom. Druhá charakteristika je šírka spektra signál F, ktorý charakterizuje správanie sa signálu počas jeho trvania, rýchlosť jeho zmeny. Ako tretiu charakteristiku by sme mohli zaviesť charakteristiku, ktorá by určovala amplitúdu signálu počas celej jeho existencie, napríklad výkon. Avšak sila signálu Rs sama o sebe neurčuje podmienky pre jeho prenos cez skutočné komunikačné kanály s rušením. Preto je signál zvyčajne charakterizovaný pomerom výkonu signálu a rušenia:
čo sa nazýva odstup signálu od šumu alebo odstup signálu od šumu.
Charakteristiku signálu tzv dynamický rozsah,
ktorý určuje interval zmien úrovní signálu (napríklad hlasitosť pri prenose telefonickej správy) a kladie zodpovedajúce požiadavky na linearitu cesty. Z tejto strany možno signál charakterizovať tzv špičkový faktor
predstavujúci pomer maximálnej hodnoty signálu k efektívnej hodnote. Čím väčší je špičkový faktor signálu, tým horšia bude energetická výkonnosť rádiového zariadenia.
Z hľadiska transformácií vykonávaných na správach je zvykom deliť signály na videosignály (nemodulované) a rádiové signály (modulované). Zvyčajne je spektrum video signálu sústredené v oblasti nízkych frekvencií. Pri použití modulácie sa video signál nazýva modulácia. Spektrum rádiového signálu je sústredené okolo určitej strednej frekvencie vo vysokofrekvenčnej oblasti. Rádiové signály sa môžu prenášať vo forme elektromagnetických vĺn.
Na záver tejto časti stručne popíšeme signály používané v rôznych typoch komunikácie. Na obr. 1.2 znázorňuje video signál vo forme súvislého sledu impulzov. Takýto signál sa generuje pre telegrafické typy práce pomocou päťmiestneho binárneho kódu. Šírka pásma použitá na prenos takýchto signálov závisí od rýchlosti telegrafie a je napríklad 150-200 Hz pri použití telegrafného prístroja ST-35 a prenose 50 znakov za sekundu. Pri prenose telefónnych správ je signál spojitý f 
funkčné časy, ako je znázornené na obr. 1,2 b.
V 
komerčnej telefónie sa signál zvyčajne prenáša vo frekvenčnom rozsahu od 300 Hz do 3400 Hz. Vysielanie vyžaduje šírku pásma približne 40 Hz až 10 kHz pre vysokokvalitný prenos reči a hudby. Pri prenose statických obrázkov pomocou fototelegrafu má signál podobu znázornenú na obr. 1.Z a.
Ide o krokovú funkciu. Počet možných úrovní sa rovná počtu prenášaných hlasitostí a poltónov. Na prenos sa používa jeden alebo viac štandardných telefónnych kanálov. Pri prenose pohyblivého obrazu v televízii pomocou 625 rozkladových riadkov je potrebná šírka frekvenčného pásma 50 Hz až 6 MHz. V tomto prípade má signál komplexnú diskrétnu spojitú štruktúru. Modulované signály majú tvar znázornený na obr. 1.3 b (s amplitúdovou moduláciou).
