Преобразование сигналов импульсным устройством
Способы передачи сигналов можно разделить на непрерывные и дискретные. При непрерывном способе передается каждое мгновенное значение сигнала x(t), рис. 8.5. При дискретном способе передаются отдельные мгновенные значения непрерывного сигнала, рис. 8.6.
x(t)
x(t)
x2
xi
xn
x1 x3
0
t 0
t1
t2
t3
ti
tn
t
Рис. 8.5. Рис. 8.6.
Представление непрерывного сигнала отдельными мгновенными его значениями называется квантованием.Непрерывный сигнал называют аналоговым. Квантование – превращение аналогового сигнала в дискретный. Осуществляют квантование по уровню, по времени, совместное. Делается это импульсными устройствами разной физической природы.
Квантование по уровню. Назначаются уровни сигнала. Непрерывный сигналx(t) расчленяется на уровниx1,x2, …, как показано на рис. 8.7. И фиксируется мгновенное значение уровня сигнала в соответствующий момент времени. Промежутки времени получаются произвольными.
Квантование по времени. Назначаются промежутки времени. По истечении назначенного промежутка времени фиксируется мгновенное значение сигнала, рис. 8.8. Уровни сигнала произвольные.
Квантование по времени и по уровню.
Непрерывный сигнал заменяется дискретными уровнями, ближайшими к значениям непрерывного сигнала в дискретные моменты времени, рис. 8.9.
Рис. 8.7.
x(t)
t1 t2 t3 t4 t
Рис. 8.8.
Рис. 8.9.
Импульсная модуляция.
Модуляцией сигналаназывают изменение параметров импульсов по заданному закону.
Импульс характеризуется следующими параметрами:
амплитуда (высота) А;
чередование (период повторения) Т;
ширина (длительность) =jT;
скважность j=/T;
частота = 2/T.
Пояснение дано на рис. 8.10.
Скважность – величина, пропорциональная ширине импульса. Частота импульсов обратно пропорциональна чередованию.
Разновидности импульсной модуляции следующие.
Амплитудно-импульсная модуляция – АИМ
Образуются узкие импульсы постоянной ширины и разной высотыА, которые следуют один за другим с постоянным периодомT, рис. 8.11. Огибающая представляет собой входной сигналx(t).
Широтно-импульсная модуляция – ШИМ
Образуются импульсы постоянной высоты Аи постоянного периодаТ, но ширина импульсов меняется в зависимости от высоты огибающей, рис. 8.12.
Частотно-импульсная модуляция – ЧИМ
Образуются импульсы постоянной высоты и ширины, но переменного периода Т, рис. 8.13.
АИМ, ШИМ, ЧИМ имеют общее название: «квантование по времени». Как говорилось выше, применяется так же квантование по уровню. На выходе такого устройства образуется ступенчатый сигнал, рис. 8.14.
В импульсных САР применяют как раздельное, так и совместное квантование.
В импульсных САР применяют как раздельное, так и совместное квантование.
Рис. 8.10.
Рис. 8.11. Модулированная последовательность импульсов (АИМ)
Рис. 8.12. Модулированная последовательность импульсов (ШИМ)
Рис. 8.13. Модулированная последовательность импульсов (ЧИМ)
Рис. 8.14.