Класифікація сигналів

Сигна́л — зміна фізичної величини (наприклад, температури, тиску повітря, світлового потоку, сили струму тощо), що використовується для пересилання даних. Саме завдяки цій зміні сигнал може нести в собі якусь інформацію.

   Класифікація сигналів

За фізичною природою носія інформації:

• механічний сигнал — сигнал у вигляді механічного діяння твердого тіла, у якого дієвою величиною є сила, момент сили або переміщення;

• електричний сигнал — сигнал у вигляді електричного діяння, дієвою величиною якого є сила струму або напруга;

• радіосигнал — сигнал у вигляді діяння електромагнітного випромінювання, дієвою величиною якого є напруженість електричного поля або магнітного поля;

• оптичний сигнал — сигнал у вигляді діяння оптичного випромінювання, дієвою величиною якого є потік випромінювання;

• акустичний сигнал — сигнал у вигляді діяння звуку, дієвою величиною якого є звуковий тиск;

• гідравлічний (пневматичний) сигнал — сигнал у вигляді механічного діяння рідини (газу), дієвою величиною якого є тиск.

За способом задання сигналу:

• регулярні (детерміновані), задані аналітичною функцією;

• нерегулярні (випадкові), які приймають довільні значення в будь-який момент часу. Для опису таких сигналів використовуються засоби теорії ймовірності;

Залежно від функції, що описує параметри сигналу, виділяють:

• неперервні (аналогові), що описуються неперервною функцією;

• дискретні, що описуються функцією відліків, взятих в певні моменти часу;

• квантовані за рівнем;

• дискретні сигнали, квантовані за рівнем (цифрові).

Аналоговий сигнал, отриманий, наприклад, з мікрофона має довільну форму, можливий вид якої наведено нижче на графіку.

           Графічне представлення аналогового сигналу:            

 Це складний сигнал, бо його інтенсивність і частота змінюються з часом.

В процесі регулювання радіоапаратури або її ремонту використовують сигнали, які створюють генератори (низьких або високих частот). Це гармонічні сигнали, які мають строго синусоїдну форму. Наприклад, для регулювання підсилювачів низької частоти застосовують гармонічний сигнал, частотою 1000 Гц.

Такий сигнал характеризується наступними параметрами:

Амплітуда (амплітуда подвійний розмах);

Період;

Частота, як величина обернена до періоду.

s(t) = A•sin (ω•t + φ)

А – амплітуда сигналу

ω – кутова частота

φ – фаза

Більшість сигналів мають аналогову природу, тобто змінюються неперервно в часі і можуть набувати будь-яких значень на певному інтервалі. Аналогові сигнали описуються деякою математичною функцією часу.

          Графічне представлення дискретного сигналу:           

Дискретизація аналогового сигналу полягає в тому, що сигнал подається у вигляді послідовності значень, взятих в дискретні моменти часу. Ці значення називаються відліками.

           Графічне представлення квантованого сигналу:        

При квантуванні вся область значень сигналу розбивається на рівні (по вертикалі). Відстань між цими рівнями називається кроком квантування. Число цих рівнів рівне N (від 0 до N-1). Кожному рівню присвоюється деяке число. Відліки сигналу порівнюються з рівнями квантування і в якості сигналу вибирається число, що відповідає певному рівню квантування.

           Графічне представлення цифрового сигналу:            

Для того щоб представити аналоговий сигнал послідовністю чисел скінченної розрядності, його потрібно спочатку перетворити в дискретний сигнал, а потім квантувати. В результаті сигнал буде представлений таки чином, що на кожному заданому часовому проміжку відоме приблизне (квантоване) значення сигналу, яке можна записати цілим числом. Якщо записати ці цілі числа у двійковій системі, отримаємо послідовність нулів і одиниць, яка утворює цифровий сигнал.