Основные определения. Теория передачи сигналов посвящена исследованию основных процессов в создании информации, ее электрическому отображению

СИГНАЛЫ

Теория передачи сигналов посвящена исследованию основных процессов в создании информации, ее электрическому отображению, преобразованию и передаче сигналов, представляющих полезную информацию. Иногда теорию передачи сигналов (ТПС) называют " общей теорией связи", что лишний раз подчеркивает назначение и применение выводов этой теории. ТПС содержит разделы: основы теории информации, теорию кодирования, теорию модуляции сигналов, основы помехоустойчивой обработки принимаемых сигналов. Под информацией понимают некоторые сведения о событиях или материальных системах. Формы представления информации, называемые сообщением, имеют разнообразный вид: текст, речь, данные на выходе ЭВМ, телевизионное изображение и т.д.

Физический процесс, переносящий информацию, называется сигналом. С информационной точки зрения сигналы можно разделить на детерминированные и случайные.

Детерминированный сигнал – такой сигнал, мгновенные значения которого в любой момент времени можно предсказать с вероятностью единица.

Периодический сигнал – это сигнал, любое значение которого повторяется через период Т, т.е. S(t) = S(t+T). -∞ < t< ∞.

Непериодический сигнал – сигнал, не подчиняющийся условию периодичности.

Случайный сигнал – такой сигнал, мгновенные значения которого заранее неизвестны и могут быть предсказаны лишь с некоторой вероятностью (сигналы речи, музыки, телеграфного кода). По существу, любой сигнал, несущий информацию, должен рассматриваться как случайный.

Параметры детерминированных сигналов:

1) Мгновенное значение сигнала (в заданный момент времени)
S* = S(t*); t* - заданный момент.

2) Максимальное значение сигнала - наибольшее мгновенное значение сигнала на протяжении заданного интервала времени: S_max = max S(t);
T* = t₂ – t₁ – заданный интервал времени.

Рис. 1.1.

3) Минимальное значение сигнала – наименьшее мгновенное значение в заданном интервале времени: S_min = min S(t); T* = t₂ – t₁/

4) Постоянная составляющая сигнала (среднее значение)

.

5) Переменная составляющая сигнала:

.

6) Наибольшее пиковое значение сигнала – наибольшее мгновенное значение переменной составляющей сигнала: S_~max.

7) Наименьшее пиковое значение сигнала – наименьшее мгновенное значение переменной составляющей сигнала: S_~min.

8) Размах сигнала R = S_max – S_min.

9) Средневыпрямленное значение сигнала (среднее значение модуля сигнала): . Кстати, большинство измерительных приборов (напряжения) измеряют средневыпрямленное значение и градуированы по синусоидному сигналу. Если сигнал не синусоидальный (искаженный) или случайный, нужно измерять напряжение по среднеквадратичному значению.

10) Среднеквадратичное значение сигнала: .

11) Период и частота повторения периодичного сигнала: ; ; Т = Т_повт.

12) амплитуда периодического сигнала – максимальное значение переменной составляющей периодического сигнала A(S) = max|S(t)|.

13) Длительность импульсного сигнала – длительность импульса на уровне 0, 1А.

Рис. 1.2

14) Длительность фронта импульса t_ф – время нарастания (спадания) уровня импульса от 0, 1 до 0, 9А (амплитуды).

15) Скалывание вершины импульса С_k – величина спада вершины импульса за время его длительности.

16) Скважность импульсной последовательности Q – отношение периода повторения к длительности импульса Q = T/τ _и.

17) " Пачка" импульсов – несколько одинаковых импульсов, объединенных в пачку с общими (одинаковыми) параметрами.

18) Энергия сигнала на интервале t₂, t₁:

.

19) Средняя мощность на интервале t₂, t₁:

Литература:

[1] стр. 5-10; 17-23. [2] стр. 10-13; 29-36. [3] стр. 7-10.

Контрольные вопросы:

1. Что такое детерминированный сигнал?

2. Каковы условия периодического сигнала?

3. Что такое скважность импульсной последовательности?

4. Каковы параметры импульсного сигнала?

5. Что такое " пачка" импульсов?