Виды и физические параметры |
23 |
электрических сигналов (продолжение) |
|
Сигнал импульсного типа является разновидностью потенциального сигнала с фиксированным временем существования – длительностью в пределах такта и нижним нулевым уровнем.
Физика компьютеров 2011 Л.А. Золоторевич
Виды и физические параметры электрических |
24 |
|
|
|
|
сигналов (продолжение) |
|
|
|
|
|
Для фиксирования численных значений |
|
|
временных параметров импульсного |
|
|
сигнала условились нижним уровнем (uниз) |
|
|
импульса считать 0,1 амплитуды импульса |
|
|
uимп, а верхним уровнем (uвыс) – величину, |
|
|
составляющую 0,9 амплитуды. В этом |
|
|
случае длительность импульса (tимп), его |
|
|
передний фронт (tпфр), вершина (tверш) и |
|
|
задний фронт (tзфр), а также время |
|
|
повторения (tповт) и пауза (t |
|
|
импульсами измеряются при |
|
|
уровнях амплитуды (uимп). |
|
|
Физика компьютеров 2011 Л.А. |
|
|
|
|
|
Золоторевич |
|
|
Виды и физические параметры электрических |
25 |
|
|
сигналов (продолжение) |
|
uимп - амплитуда напряжения , под которой |
|
понимают максимальную величину напряжения |
|
импульса относительно оси времени t; |
|
tимп – время существования напряжения |
|
импульса на уровне 0,1 амплитуды. В этом случае |
|
имеем tимп = tпфр + tверш + tзфр; |
|
tпфр – временя нарастания напряжения |
|
импульса от уровня 0,1 амплитуды до уровня 0,9 |
|
амплитуды; |
|
tверш– время существования напряжения импульса на уровне 0,9 его амплитуды; tзфр - задний фронт, время спада напряжения импульса от уровня 0,9 до уровня 0,1 амплитуды;
tповт - время повторения, период следования, под которым понимают промежуток времени, через который появится следующий импульс (измерения проводятся на уровне 0,1 амплитуды);
tпз – время отсутствия следующего импульса
на уровне 0,1Физикаамплитуды;компьютеров 2011 Л.А.
F = 1/ t частотаЗолоторевичследования импульса.
Виды и физические параметры |
26 |
||
электрических сигналов (продолжение) |
|
|
|
Идеализированная форма |
Сигнал имп. типа |
|
|
Сигнал имп. типа |
прямоугольник |
|
|
сигнала |
|
|
|
типа
колокольной
Физика компьютеров 2011 Л.А. Золоторевич
сигналы 27
Все электронные устройства
подразделяются на цифровые (дискретные) и аналоговые. Общее у них то, что и те и другие имеют одни и те же физические основы и базовые физические величины- электрический ток и напряжение. При этом как ток, так и напряжение
изменяются непрерывно во времени, так как в природе нет таких физических величин, которые при изменении не были бы подвержены инерции. Однако отличием является то, что у аналоговых сигналов информативным параметром является амплитуда напряжения в каждый заданный момент времени. Аналоговый сигнал - это сигнал, который может принимать любые значения в определенных пределах (например,
напряжение может плавно изменяться в пределах отФизиканулякомпьютеровдо десяти2011вольт)Л.А. . Устройства,
Золоторевич
Дискретные и аналоговые сигналы |
28 |
|
Сигнал - это любая физическая величина (например, температура, давление воздуха, интенсивность света, сила тока и т.д.), изменяющаяся со временем. Именно благодаря этому изменению сигнал может нести в себе какую- то информацию.
Амплитуда цифрового сигнала несет только одно из двух значений – логическое значение 1, за которое принимается в случае «положительной
выс., и логическое значение напряжение
U низ. Подобное
уровней
Физика компьютеров 2011 Л.А. Золоторевич
Дискретные и аналоговые |
29 |
сигналы (продолжение) |
|
Физика компьютеров 2011 Л.А. Золоторевич
Дискретные и аналоговые |
30 |
|||||
сигналы (продолжение) |
|
|
|
|||
Недостатки аналоговых сигналов – они |
|
|
|
|||
чувствительны к действию всевозможных |
|
|
|
|||
паразитных сигналов - шумов, |
|
|
|
|||
наводок, помех. |
|
|
|
|
|
|
Шум - это внутренние хаотические слабые |
|
|
|
|||
сигналы любого электронного устройства |
|
|
|
|||
(микрофона, транзистора и т. д.). |
|
|
|
|||
Наводки и помехи - это сигнал |
|
|
|
|
||
на электронную систему извне |
|
|
|
|
||
полезный сигнал (например, |
|
|
|
|
||
излучения от радио- |
|
|
|
|
|
|
передатчиков или от |
|
|
|
|
||
Все операции, производимы |
|
|
|
|
||
ными устройствами над сигналами, |
|
|
|
|||
можно условно разделить на |
3 |
|
|
|
||
|
|
|
||||
|
обработка (или преобразование); |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Физика компьютеров 2011 Л.А. |
|
|
|
||
передача; |
Золоторевич |
|
|
|
||
|
Дискретные и аналоговые |
31 |
|
|
сигналы (продолжение) |
|
|
|
Во всех этих случаях полезные сигналы |
|
|
|
искажаются паразитными - шумами, помехами, |
|
|
|
наводками. Кроме того, при обработке сигналов |
|
|
|
(например, при усилении, фильтрации) еще и |
|
|
|
искажается их форма - из-за несовершенства, не |
|
|
|
идеальности электронных устройств. |
|
|
|
А при передаче сигналов на большие расстояния и |
|
|
|
при их хранении они (сигналы) к тому же ослабляются. |
||
|
В случае аналоговых сигналов все это существенно |
|
|
|
ухудшает полезный сигнал, так как все его значения |
|
|
|
разрешены. |
|
|
Аналоговые системы постепенно замещаются цифровыми системами, так как цифровые системы
более контролепригодны, просты в проектировании и более надежны в эксплуатации.
В отличие от аналоговых, цифровые сигналы,
имеющие всегоФизикадвакомпьютеровразрешенных2011 Л.А.значения,
защищены от действияЗолоторевичшумов, наводок и помех гораздо
Дискретные и аналоговые |
32 |
|
Именно поэтому
Цифровые сигналы допускают гораздо более сложную и многоступенчатую обработку,Гораздо более
длительное хранение без потерь и гораздо более качественную передачу, чем аналоговые.
Поведение цифровых устройств всегда можно абсолютно точно рассчитать и предсказать.
Цифровые устройства гораздо меньше подвержены
старению, такФизикакаккомпьютеровнебольшое2011 Л.А.
изменение их параметровЗолоторевич