Характеристики

1. Длительность сигнала (время передачи) Тс - интервал времени, в течении которого существует сигнал.

2. Ширина спектра Fc - диапазон частот, в пределах которых сосредоточена основная мощность сигнала.

3. База сигнала - произведение ширины спектра сигнала на его длительность.

4. Динамический диапазон D_c - логарифм отношения максимальной мощности сигнала - P_max к минимальной - P_min (минимально-различимая на уровне помех): Dc = log (P_max/P_min).

В выражениях, где может быть использованы логарифмы с любым основанием, основание логарифма не указывается. Как правило, основание логарифма определяет единицу измерения.

5. Объем сигнала определяется соотношением V_c = T_cF_cD_c. T_c – временная длительность сигнала, F_c – эффективный спектр сигнала.

6. Энергетические характеристики:

мгновенная мощность - P (t);

средняя мощность - P_ср и энергия - E. 

Эти характеристики определяются соотношениями:

P (t) = x² (t);

где T = t_max-t_min.

Представление сигналов

Временная диаграмма представляет собой график зависимости какого либо параметра сигнала (например, напряжения или тока) от времени. На временной диаграмме сигнала можно наблюдать форму сигнала. Осциллограмму можно визуально наблюдать с помощью специального измерительного прибора - осциллографа.

Векторная диаграмма используется при изучении процессов связанных с изменением фазы сигнала (например, при фазовой модуляции). В данной диаграмме сигнал представляется вектором, длина которого пропорциональна амплитуде сигнала, а угол наклона относительно исходного вектора показывает фазу сигнала.

В геометрической диаграмме сигнал представляется в виде геометрической фигуры. Данная диаграмма может быть использована при визуальном представлении объема сигнала.

Спектральная диаграмма представляет собой график распределения энергии (спектр амплитуд) или фаз (спектр фаз) сигнала по частотам. Данные диаграммы можно наблюдать с помощью специального измерительного прибора - анализатора спектра.

Детерминированные сигналы в частотной области

Детерминированным называется сигнал, который можно полностью описать аналитической функцией, данная функция зависит от времени или частоты.

Детерминированные сигналы используются для описания реальных сигналов, действующих в электронных системах. Детерминированные сигналы можно разделить на две группы: импульсные и периодические сигналы.

Сигналы, обладающие конечной энергией, называются импульсными сигналами. При этом импульсные сигналы могут описываться как ограниченной на заданном интервале времени функцией, так и бесконечной функцией.

Периодические сигналы могут быть получены путем суммирования бесконечного числа импульсных сигналов, отстоящих друг от друга на одинаковый интервал времени, называемый периодом сигнала. Периодические сигналы обладают бесконечной энергией, поэтому для их характеристики пользуются средней мощностью сигнала за период.

В результате детерминированные сигналы могут быть отнесены к одному из четырех типов сигналов:

• аналоговые импульсные сигналы, спектр которых определяется с помощью преобразования Фурье, а прохождение сигналов через линейную цепь во временной области описывается операцией свёртки;

• аналоговые периодические сигналы, спектр которых определяется с помощью ряда Фурье, а прохождение сигналов через линейную цепь во временной области описывается операцией циклической свёртки;

• дискретные импульсные сигналы, спектр которых определяется с помощью дискретного по времени преобразования Фурье, а прохождение сигналов через систему дискретного времени описывается операцией дискретной свёртки;

• дискретные периодические сигналы, спектр которых определяется с помощью дискретного преобразования Фурье, а прохождение сигналов через систему дискретного времени описывается операцией дискретной циклической свёртки.

Для описания случайных сигналов применяют методы теории вероятности и математической статистики; случайные сигналы моделируют детерминированными сигналами.