97962

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ. ИХ ВИДЫ И ТИПЫ. МОДЕЛИ СИГНАЛОВ

Реферат

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Основной из главных характеристик измерительных сигналов является их форма и вид. Форма – кривая которая описывает закон изменения сигнала во времени. Различные сигналы имеют различную форму. Вид измерительного сигнала определяется при конкретных условиях и для разных измеряемых величин.

Русский

2015-10-26

97.5 KB

4 чел.

Министерство образования Российской Федерации

БИЙСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

Государственного образовательного учреждения  высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова»

Кафедра МСИА

Реферат

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ. ИХ ВИДЫ И ТИПЫ. МОДЕЛИ СИГНАЛОВ

Выполнил:

студент гр. ИИТ-01

Карзаков В. А.

Руководитель:

доцент

Сыпин Е. В.

Бийск 2004

СОДЕРЖАНИЕ

[0.0.1] ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ. ИХ ВИДЫ И ТИПЫ. МОДЕЛИ СИГНАЛОВ

[1] ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ. ВИДЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ

[2] ТИПЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ

[3] МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИГНАЛОВ

[4] СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ. ВИДЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ

Сигнал (от  латинского signum – знак), как физический процесс (или явление), несущий сообщения (информацию) о каком либо событии, состоянии объекта наблюдения либо передающий команды управления, указания, оповещения и т. д. (например, световой сигнал светофора, звуковой сигнал автомобиля, визуальный и пр.)

Измерительный сигнал (эталонный сигнал) – сигнал, содержащий количественную информацию об измеряемой физической величине.  Измерительные сигналы, как правило, используются для контроля и настройки радиоэлектронных устройств. Для этого необходимо измерительный сигнал подать на вход тестируемого устройства. Снимая этот сигнал с выхода рассматриваемого устройства и сравнивая его с измерительным (входным) сигналом, можно судить о работоспособности устройства и его характеристиках.

Основной из главных характеристик измерительных сигналов является их форма и вид. Форма – кривая которая описывает закон изменения сигнала во времени. Различные сигналы имеют различную форму. Вид измерительного сигнала определяется при конкретных условиях и для разных измеряемых величин.

По виду измеряемые сигналы могут быть классифицированы:

  •  Механические
  •  Магнитные
  •  Тепловые
  •  Электрические
  •  Акустические
  •  Световые
  •  Сигналы, вызванные ионизирующим излучением.

Так как данный курс непосредственно связан с электрическими сигналами, другие виды сигналов в дальнейшем рассматриваться не будут.

ТИПЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ

По типу измерительные сигналы делятся на:

1.Аналоговый сигнал – описывается непрерывной (или кусочно-непрерывной) функцией , причем и аргумент и сама функция могут принимать любые значения из некоторых интервалов ,  .

На рисунке 1 изображен график аналогового сигнала  ;  ω=2πf ; ;f=1/2π .

Рис. 1

К аналоговым сигналам относятся, например, речевые сигналы.

2.Дискретный измерительный сигнал – описывается решотчатой функцией (последовательностью, временным рядом) ,  которая может принимать любые значения в некотором интервале , в то время как независимая переменная n примет лишь дискретные значения, причем n=0, 1, 2, ....; Т – интервал дискретизации.

На рисунке 2 изображен график дискретного сигнала   ; ω=2πf ; ;f=1/2π ; Т=π/4.

Рис. 2

Дискретный сигнал может быть вещественным или комплексным. В первом случае отсчеты принимают лишь вещественные значения, во втором – комплексные. К дискретным не квантованным по амплитуде сигналам относятся сигналы, используемые в системах связи с амплитудно-импульсной модуляцией.

3. Цифровой сигнал – описывается квантованной решотчатой функцией (квантованной последовательностью, квантованным временем) , т.е. решотчатой функцией, принимающей лишь ряд дискретных значений – уровней квантования h1, h2, h3,......hk, в то время как независимая переменная n принимает  значения 0, 1, …..

На рисунке 3 изображен график цифрового сигнала  ; ω=2πf ; ;f=1/2π ; Т=π/4; ,

l=1, 2,…..к; к=9 и переменная функция определяется следующим образом:

l=2, 3…..,к-1

Рис. 3

Каждый из уровней квантования кодируется кодом, состоящим из двоичных цифр, так что передача или обработка отсчета цифрового кодированного сигнала сводится к операциям над безразмерным двоичным кодом. Число к уровней квантования и число S разрядов соответствующих кодов связаны зависимостью Sint(log2k). (значение int(B) – наименьшее целое число, не меньше числа В).

К цифровым сигналам относятся сигналы, используемые в системах связи с импульсно-кодовой модуляцией, цифровой электронике и др.

Преобразование сигнала производится в цифровую форму при помощи аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Практически все они используют двоичную систему представления при равномерной шкале, характеризуясь определенным числом разрядов.

Наиболее часто используются 8-,10-,12-,16-,20- и 24-х разрядные АЦП. Каждый дополнительный разряд улучшает отношение сигнал шум на 6 децибел (вернее сказать, способен улучшить это отношение при оптимальной реализации всех прочих компонент системы сбора сигналов). Однако увеличение количества разрядов снижает возможную скорость дискретизации  и увеличивает стоимость аппаратуры.

Для обратного преобразования используется цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), особые характеристики которого (разрядность, частотная дискретизация, число каналов и т. п.)  аналогичны характеристикам АЦП.

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИГНАЛОВ

Под математической моделью понимают описание сигнала на формальном языке математики, т.е. с помощью формул, неравенств или логических соотношений. Для описания одних и тех же сигналов могут быть использованы различные математические модели.

Выбор модели определяется адекватностью модели реальному сигналу, простотой математического описания, назначением модели и др.

Особенностью моделей сигналов является априорная (доопытная) неопределенность значений информативных параметров, обусловленная в общем случае неизвесными размерами измеряемой величины.

Существуют различные подходы к построению математических моделей сигналов:

1. Сигнал принимают квазидетерменированным. В этом случае для математического описания сигнала используют различные детерминированные функции времени.

2. Сигналы рассматривают как случайный процесс. Описание таких сигналов основывается на теории вероятностей и теории случайных функций.

3. Сигналы представляют в виде комбинаций случайной и детерминированной составляющих.

Ниже рассмотрены несколько примеров представления электрических сигналов математическими моделями.  

А) сигнал в виде прямоугольных колебаний описываемый следующим выражением  

Б) сигнал в виде пилообразных импульсов описываемый следующим выражением

В) сигнал в виде треугольных униполярных импульсов описываемый следующим выражением

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1.  Цифровая обработка сигналов. Справочник. М. Радио и связь. 1985

Гольденберг Л. М.

  1.  Основы метрологии и электрических измерений. М. Радио и связь. 1989

Под ред. Душина Е. М

3. Радиотехнические цепи и сигналы. М. Советское радио. 1977. Гоноровский И. С.

4. Измерение электрических и не электрических величин. Учебное пособие для вузов. М. Электроатомиздат. 1988. Евтихеев Н. П.

5. Электро- и радио- техника для всех. М. Советское радио. 1970. Под ред. Якобсона А. Х.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

35042. Project Studiocs Электрика 3.0 254.5 KB
  15 Введение Разработка компании Consistent Softwre – САПР Project Studiocs Электрика – хорошо знакома специалистам. До августа 2004 года основное внимание разработчиков было направлено на развитие существующих тогда самостоятельных модулей пакета Project Studiocs Электрика: Project Studiocs Освещение создание проектов внутреннего электрического освещения и Project Studiocs Сила создание силовой части проектов электроснабжения зданий и сооружений. В декабре 2004 года компания Consistent Softwre объявила о выходе новой версии САПР Project...
35043. CAD/CAM системы среднего уровня на примере систем Cimatron, MasterCam, Solid Edge 585.5 KB
  Реферат по САПР на тему: CD CM системы среднего уровня на примере систем Cimtron MsterCm Solid Edge.5 MsterCm. На рынке программных продуктов широко используются два типа твердотельного геометрического ядра: Prsolid CIS К наиболее известным CD CM системам среднего уровня построенным на основе ядра CIS относятся: DEM Cimtron MsterCm utoCD 2000 Powermill CDdy Brvo К наиболее известным CD CM системам среднего уровня построенным на основе ядра Prsolid относятся: ...
35044. Программное обеспечение Consistent Software ElectriCS 3D 83 KB
  Реферат на тему: Программное обеспечение Consistent Softwre ElectriCS 3D Студент: Петров И.3 Назначение ElectriCS 3D.4 Предмет автоматизации ElectriCS 3D.4 Достоинства ElectriCS 3D.
35045. Изотопы в природе 156 KB
  Основная заслуга в открытии стабильных изотопов принадлежит английскому физику Ф. он установил что инертный газ неон атомный вес – 202 является смесью двух изотопов с атомными весами 20 и 22. Ученый проводил исследования на протяжении полутора десятилетий и обнаружил 210 стабильных изотопов большинства элементов. Химические элементы как правило представляют собой смесь изотопов т.
35047. Радиоэкология и ОС 99 KB
  В него не включают поступившие в окружающую среду искусственные радиоактивные вещества от испытаний ядерного оружия и от работы предприятий ядерного топливного цикла ЯТЦ. Загрязнение биосферы радионуклидами образовавшимися при испытаниях ядерного оружия. Испытания ядерного оружия в атмосфере были начаты США в 1945 г. большинство стран подписали Договор об ограничении испытаний ядерного оружия кроме подземных.
35048. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ АТМОСФЕРЫ 170.5 KB
  Отношение содержание инертных газов в атмосфере Земли к их содержанию в солнечной системе Такое различие указывает что земная атмосфера не есть производная солнечной атмосферы а образовалась при эволюции самой Земли. Если аргон третий по объему газ атмосферы выделился из горных пород значит и остальные газы могли поступить также. Особенно сильное воздействие живые организмы оказали на состав атмосферы.
35049. ГИДРОСФЕРА 118.5 KB
  Воды Мирового океана покрывают 2 3 поверхности планеты и образуют основную массу ее водной оболочки. Воды Мирового океана составляют около 93 всех вод биосферы поэтому можно считать что химический состав гидросферы в целом определяется главным образом химическим составом океанических вод. Существует мнение и не без основания что для Земли характерно постоянное присутствие воды на её поверхности. Катионы переходили сразу в раствор поэтому воды сразу же стали солеными.
35050. Биосфера Состав живого вещества 238 KB
  Сумма зольных элементов – это сложный итог взаимодействия живого вещества с земной корой. Поэтому изучение зольных элементов так же важно как и определение главных элементов в организме. С целью исключения влияния сильно варьирующих количеств воды и приведения данных о содержании химических элементов к выражению удобному для сравнения рассчитывают содержание элементов на абсолютно сухое органическое вещество высушенное до постоянной массы при температуре 102 – 105 оС. В этом случае получают значения содержания элементов не в реальных...