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

6 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

63840. Туберкулез как медико-социальная проблема 35 KB
  Сегодня ТБЦ является медико социальной проблемой т. Уровни заболеваемости Единица учета уровня заболеваемости ТБЦ первичный ТБЦ комплекс в других странах выделение микобактерий ТБЦ. Общая заболеваемость ТБЦ 1520 млн.
63841. Заболевания органов дыхания как медико-социальная проблема 26 KB
  БОД заболевания 8 класса МКБ. Группы БОД: ОРЗ Другие болезни ВДП Пневмонии и грипп Хр. болезни легких вызываемые внешними агентами Другие болезни органов дыхания Роль БОД по материалам текущей обращаемости: в структуре заболеваемости населения являются ведущими.
63842. Психическое здоровье 33.5 KB
  Классификация нервно психических заболеваний 5 класс межд. В экономически развитых странах нервно психические заболевания очень важная проблема: 25 28 на 1000 человек. Нервно психическая патология. Изменяется структура нервно психической патологии в развивающихся и развитых странах.
63843. Медико-социальное значение алкоголизма 29 KB
  Алкоголизм рассматривается как медико-социальная проблема влияющая на показатели состояния здоровья заболеваемости и смертности. Уровень смертности среди систематически пьющих в 3 раза выше чем среди непьющих. В структуре смертности первое место занимают травмы...
63844. Научное просвещение как фактор активизации политической жизни общества 39.5 KB
  Для современной России характерна такая ситуация в которой население все меньше и меньше направляет свою энергию в общественно-политическую сферу жизни общества. Политическое просвещение как культурный социальный и политический феномен имеет объективные исторически обусловленные основания...
63845. Трансформация сознания российского общества 62.79 KB
  В основе любой процветающей цивилизации или общности людей связанных единой культурой всегда лежит какая либо общезначимая национальная идея вокруг которой и выстраивается жизнь народа и целого государства. Трансформация сознания это изменение убеждений стремлений...
63846. Лица с ограниченными возможностями: группы барьеров 16.55 KB
  Инвалидность это проблема не одного человека а всего общества в целом. В результате это большинство лиц с ограниченными возможностями во всем мире оказываются отверженными и живут в условиях моральных и материальных невзгод.
63847. Информационные миры: проблемы формирования и перспективы развития 22.48 KB
  Одно из основных увеличение количества информации. Нескончаемый поток информации заставляет современного человека воспринимать ее на ином качественном уровне. В данной статье хотелось бы сконцентрироваться на том как изменятся восприятие социальной информации...
63848. Феномен потребления в структуре общественных отношений, его историко-культурный аспект 53 KB
  В каком смысле он является потребителем в данном случае Он ищет в буднях своих предков вдохновляющие примеры потребляет выработанные для него обществом идеалы прошедшего читает истории о давно минувших временах переживает трагедии своего народа...