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

9 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

61243. THE IMPORTANCE OF LEARNING ENGLISH 15.57 KB
  What should we do? Who is to blame? These questions are regularly asked by any high school English teacher at least twice a year: after winter and summer academic sessions.
61248. Перша зустріч 729.47 KB
  Мета: Познайомити учнів із значенням компютера в житті людини можливостями компютера правилами поведінки та технікою безпеки в компютерному класі; розвивати мислення увагу; виховувати допитливість інтерес до навчання дбайливе ставлення до обладнання в кабінеті.
61250. WHO (World Health Organization) 26.03 KB
  WHO was founded in 1948. In 1946 the United Nations held an International Health Conference in New York. There the Constitution of WHO was signed by 61 countries. Now-there are 150 member-states. Membership is open to all countries.