1.1.1 Signalų klasifikacija

Elektronikoje elektriniai signalai pagal prigimtį, kitimo laikui bėgant pobūdį, skirstomi į analoginius, diskretinius, kvantuotus ir skaitmeninius. Toliau pateiktas jų trumpas aprašymas.

  Signalu vadinama funkcija, kuri apibūdina fizinės sistemos būsena. Tokiais signalais gali būti įvairūs išmatuojami dydžiai, kurie ilgainiui kinta: automobilio greitis, elektros tinklo įtampa, radiolokatoriaus impulsai ar kasdieninis gydytojo vizitų pas li­gonius skaičius. Visi šie signalai gali suteikti pageidaujamą in­formaciją apie tam tikrą fizinį reiškinį. Taigi signalas yra infor­macijos šaltinis.

  Kiekviena funkcija aprašoma tam tikrais parametrais. Signalu gali būti tik tokia funkcija, kurios bent vienas parametras yra at­sitiktinis, t. y, iš anksto nežinomas ir todėl galintis suteikti naują informaciją. Radiolokacijoje toks informacinis parametras yra lai­kas tarp radijo impulso išspinduliavimo ir atsispindėjusio radijo impulso priėmimo momentų, moduliuotos amplitudės radiofonijoje — harmoninio virpesio amplitudė, moduliuoto dažnio radiofonijoje— virpesio dažnis.

  Daugeliu atvejų signalai priimami ne gryni, o susimaišę su įvairios kilmės triukšmu arba iškraipyti. Apdorojant signalus, ga­lioja sumažinti triukšmo įtaką ir gauti pageidaujamas charakte­ristikas: vidurkius, koreliacijos funkcijas, spektrus. Tik iš apdoroto signalo galima spręsti apie tiriamosios fizinės sistemos savybes. Pavyzdžiui, apdorojus radiolokatoriaus signalus, gaunama infor­macija apie skriejančio objekto koordinates, greitį.

  Radioelektronikoje signalai dažniausiai yra laiko funkcijos, nors apskritai signalas gali būti ir kitokio kintamojo funkcija (pvz., diodo srovės stiprumo priklausomybė nuo įtampos). Elektronikoje signalai labai dažnai apdorojami, transformuojami iš vienokio pavidalo į kitokį, priklausomai nuo to, kokią informaciją jie perneša arba kokią informaciją iš jų norima išgauti. Todėl apdorotas signalas gali gerokai skirtis įvairiais parametrais nuo pradinio signalo, gauto tiesiai iš fizinės sistemos. Norint atskirti tokius apdorotus ir pradinius signalus, įvedama pirminio elektrinio signalo sąvoka. Pirminiu signalu vadinamas elektrinis signalas gautas tiesiai iš tiriamos fizinės sistemos.

  Pirminis elektrinis signalas yra laiko funkcija ir pagal kitimo laikui bėgant pobūdį signalai skirstomi į 4 grupes:

  • analoginiai signalai (tolydinio laiko ir tolydinės amplitudės);

  • diskretiniai signalai (diskretinio laiko ir tolydinės amplitudės);

  • kvantuotieji signalai (tolydinio laiko ir diskretinės amplitudės);

  • skaitmeniniai signalai (diskretinio laiko ir diskretinės amplitudės). 

 Šių signalų klasifikacija bei jų formos pavyzdžiai pateikti 1 pav.

1 pav. Signalų klasifikacija pagal kitimo laikui bėgant pobūdį 

  Analoginiai signalai yra nepertraukiami ir aprašomi konkrečiu laiko intervalu. Kaip tokių signalų pavyzdžius galima paminėti mikrofono išėjimo signalą, temperatūros, slėgio jutiklių išėjimo signalus. Šie signalai paprastai atspindi realių fizikinių reiškinių elektrinį modelį. Užsienio literatūroje jie dar vadinami tolydinio laiko ir tolydinės amplitudės signalais.

  Diskretiniai signalai yra apibrėžti tik tam tikrais diskretiniais laiko momentais. Jie gali būti gauti iš analoginių signalų, atskaitant jo reikšmes diskretizacijos žingsniu At. Iš esmės diskretinis signalas yra skaičių seka ir jos n-tąją atskaitą, kaip ir pačią seką, žymėsime simboliu x[n]. Tokio signalo pavyzdys gali būti reguliarus temperatūros stebėjimas (kas valandą, parą) metrologinėje tarnyboje. Kartais jie vadinami diskretinio laiko ir tolydinės amplitudės signalais.

  Kvantuotieji signalai (tolydinio laiko ir diskretinės amplitudės) gali įgyti tik tam tikras iš anksto apibrėžtas reikšmes (pvz., 1,2,3). Tokie signalai gaunami nepertraukiamą signalą kvantuojant pagal amplitudę ir pakeičiant tolydinį signalą laiptine stačiakampe funkcija. Kvanto dydis pagal amplitudę parenkamas reikiamu tikslumu atkuriant pradinį nepertraukiamą signalą iš kvantuotojo signalo. Tokių signalų galimų amplitudės reikšmių skaičius yra ribotas.

  Skaitmeniniai signalai yra kvantuoti pagal amplitudę ir atskaitomi diskretiniais laiko momentais. Jie gaunami iš analoginių signalų analoginiu-kodiniu keitikliu (A/K), juos kvantuojant pagal amplitudę ir diskretizuojant pagal laiką. Kartais jie vadinami diskretaus laiko ir diskretinės amplitudės signalais.

   

Facebook komentarai