Виды и представления сигналов

По виду сигналы различают случай­ные, детерминированные и квазидетер-минированные

Случайные–это в любой момент времени непредсказуемые с требуемой точностью. Вид его функции x(t) ста­новится известным только после его приема.

Детерминированные–это сигналы, заранее известные для любого момента времени, описываемые заданной функцией времени U(t).

По форме временного представления все сигналы делятся на непрерывные (аналоговые), дискретные и цифровые.

Н епрерывные U(t), - это сигналы, заданные во всех точ­ках временной оси (рисунок 2). Их еще называют аналоговыми сигналами.

Рисунок 2. Непрерывный (аналоговый) сигнал

Дискретными называются сигналы, заданные лишь на дискретном множе­стве {t_i} точек временной оси, чаще всего в точках, следующих равномерно через фиксированные интервалы времени A_{t ,} рисунок 3.

Рисунок 3. - Дискретные сигналы

Цифровые сигналы- это частный случай дискретных сиг­налов, когда реализации U(t) в точках определения сигнала t - одно из фиксированных

дискретныхзначений, определяемых числами с ограниченным числом разрядов (рисунок 4)

Рисунок 4. Цифровые сигналы

Классические формы представления сигналов

Наиболее естественная форма, как указывалось - временнаяu(t), рисунок 5 а.

Вторая форма представления – спектральная u(t) - задается в виде линейной комбинации определенным образом выбранных сигналов известной формы (базисных функций), определенных на том же временном интервале, на кото­ром определен и сигнал u(t), рисунок 5,б.

Набор коэффициентов при базисных функциях, определяющий сигнал u(t), называется его спектром.

Если сигнал u(t) представлен в виде суммы спектральных со­ставляющих из множества базисных функций ф(t), рису­нок 5 в, то спектр такого сигнала, составленный из набора коэффициентов a_i, на­зывается дискретным.

.

Рисунок 5 - Формы представления информационных сигналов

Основные параметры сигнала

Основными параметрами сигналов являются длительность сигнала Т_с динамический диапазон Д_с и ширина спектра ∆f_c

Длительностью сигналаТ_с называется интервал времени, в пределах которого сигнал существует.

Динамический диапазон Д_с - это отношение наибольшей мгновенной мощности сигнала к той наименьшей мощности, которая необходима для обеспечения заданного качества передачи. Он выражается в децибелах [дБ]:

Д_с= 10lg ( P_{c max} / P_{c min} ) дБ

Например, в радиовещании динамический диапазон часто сокращают до 30...40 дБ (1000-10000 раз) во избежание перегрузок канала.

Ширина спектра ∆fc

В практике ширина спектра сигнала –это диапазон частот, в пределах которого сосредоточена его основная энергия. Этот параметр дает представление о скорости изменения сигнала внутри интервала его существования.

В технике связи спектр сигнала стараются сокращать, так как аппара-тура и линия связи имеют ограниченную полосу пропускаемых частот. При сокращении спектра исходят из допустимых искажений сигнала.

Например, ширина спектра телефонного сигнала:

∆f_c = f_cmax - f_cmin = 3400 – 300 = 3100 Гц

а ширина спектра телевизионного сигнала при стандарте 625 строк составля-ет около 6 (МГц).

Ширина спектра телеграфного сигнала зависит от скорости передачи и обычно принимается равной

∆f_cтлг (Гц) =1,5 R ,

где R- скорость телеграфирования в бодах, т.е. число символов, передава-емых в секунду.

Так, при скорости передачи R= 50 Бод ширина спектра телеграфного сигнала составит 75 Гц.

Спектр модулированного сигнала (вторичного сигнала) обычно шире спектра передаваемого сообщения (первичного сигнала) и зависит от вида модуляции.