Дискретные
системы
Современные микропроцессоры
Вопросы лекции:
•Квантование непрерывного сигнала
•Модель импульсного элемента
• Особенности сигналов и элементов системы с ЭВМ
2
Квантование непрерывного сигнала
Дискретный элемент – это элемент, преобразующая функция между входом и выходом имеет скачки непрерывности.
Х(t) |
|
|
Y(t) |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
Квантование непрерывного сигнала
При подаче на вход дискретного элемента непрерывного сигнала, на выходе получается сигнал, изменяющийся скачком – дискретно. Это – непрерывно-дискретный элемент (Н-Д). Возможен обратный случай, если на входе имеется дискретный сигнал, а на выходе непрерывный - это дискретно- непрерывный элемент (Д-Н).
На практике используют дискретные сигналы, имеющие вид импульсов, модулированных по амплитуде – амплитудно-импульсная модуляция (АИМ), по ширине импульсов – широтно-импульсная модуляция (ШИМ) или по частоте импульсов – частотно-импульсная модуляция (ЧИМ).
4
Квантование непрерывного сигнала
На рисунке показан вид дискретного сигнала с частичным квантованием по уровню и по времени.
5
Квантование непрерывного сигнала
Мы будем в основном рассматривать в основном дискретные сигналы, имеющие вид прямоугольных импульсов с АИМ.
Преобразование непрерывного сигнала в дискретный называется квантованием. Квантование может быть по уровню, по времени и как по уровню, так и по времени. На рисунке условно показано устройство квантования сигнала.
U(t) |
|
UКВ(t) |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
Квантование непрерывного сигнала
Пусть на вход устройства поступает непрерывный сигнал. При квантовании по времени это устройство в моменты кратные шагу квантования времени, формирует на своем выходе импульсы, амплитуда которых численно равна величине входного сигнала в эти моменты времени. Выходной сигнал квантователя по времени показан на рисунке ниже.
7
Квантование непрерывного сигнала
При квантовании по уровню импульсы на выходе появляются в те моменты времени, в которые входной сигнал принимает значение, равное шагу квантования по уровню. Амплитуда выходного сигнала равна величине входного сигнала в эти моменты времени. На рисунке ниже показаны выходные сигналы устройства квантования по уровню.
8
Квантование непрерывного сигнала
При квантовании и по времени и по уровню импульсы на выходе устройства квантования появляются в моменты времени, кратные периоду квантования, при этом их амплитуда кратна шагу квантования и принимает ближайшее к входному сигналу в эти моменты времени значение. Вид выходных сигналов, квантованных по времени и уровню приведен на рисунке.
9
Квантование непрерывного сигнала
Операции, выполняемые квантователем по времени с постоянным шагом квантования, можно представить как работу ключа, замыкаемого с периодом tr на время tи (см. рисунок внизу).
10