Сигнали та їх спектри.

Р о з д і л 8

Різні сфери людської діяльності пов’язані з отриманням, передачею, перетворенням, накопиченням та зберіганням інформації.

Зазвичай під інформацією розуміють нові відомості про оточуючий нас світ, які отримані внаслідок взаємодії, пристосуванням і зміною його в процесі пристосування. Інформація - це перш за все відомості, які необхідно використати.

Необхідно розрізняти такі поняття як інформація та повідомлення. Повідомлення - це форма подання інформації. Наприклад, при телеграфній передачі інформації повідомленням є текст телеграми, що представляє собою послідовність символів. При розмові повідомлення представляє собою механічні коливання з різною частотою та інтенсивністю тощо.

Для того щоб повідомлення попало відповідному адресату його необхідно попередньо перетворити в сигнал. Під сигналом розуміють фізичну величину, яка відображає повідомлення. Сигнал - це матеріальний носій повідомлення. Сигнали можуть мати різну фізичну природу: це можуть бути звукові або електромагнітні коливання, світлові імпульси, зображення знаків та символів тощо.

Сигнали, як фізичні процеси можна вивчати з допомогою різних приладів та пристроїв - електронних осцилографів, вольтметрів, приймачів тощо. Це так званий емпіричний метод, якому притаманні свої недоліки.

Для того, щоб зробити сигнали об’єктом теоретичного вивчення необхідно вказати спосіб їх математичного опису, тобто створити математичну модель досліджуваного сигналу.

Математичної моделлю сигналу може бути, наприклад, функціональна залежність, аргументом якої є час . Такі математичні моделі сигналів будемо позначати символами ; ; тощо.

Якщо відомі математичні моделі сигналів, то можна порівнювати сигнали між собою, установлювати їх тотожність та відмінність, здійснювати класифікацію.

Класифікацію радіотехнічних сигналів можна здійснити по різних ознаках. Зокрема, в залежності від того можливо чи неможливо передбачити точно передбачити миттєве значення сигналу всісигнали можна поділити на два класи - детерміновані і випадкові.

Якщо математична модель сигналу дозволяє здійснити таке передбачення, то сигнал називається детермінованим. Способи його подання різноманітні - формула, алгоритм, і, нарешті опис з допомогою слів. Проте детерміновані сигнали, строго кажучи, не можуть нести в собі інформацію, тому що інформація повинна завжди утримувати в собі непередбаченність. Проте детерміновані сигнали являються зручною моделлю при аналізі радіотехнічних систем і при вивченні проходження випадкових сигналів через такі системи. Саме випадкові сигнали - поведінку яких не можна передбачити - і являються носіями інформації.

Рис.8. 1

Важливий клас сигналів представляють імпульси - тобто такі напруги та струми які відрізняються від нуля лише на протязі певного проміжку часу. При цьому розрізняють відеоімпульси та радіоімпульси (див.рис.8.1). Якщо відеоімпульс, то відповідний йому радіоімпульс . При цьому в радіоімпульсі називається обвідною, а його заповненням.

Значна кількість задач радіоелектроніки, наприклад, знаходження відгуку фізичної системи на відому вхідну дію, вимагає специфічної форми подання сигналу. Спосіб отримання таких моделей заключається в слідуючому - реальний сигнал замінюють наближеною сумою елементарних сигналів.