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

77789. Учет денежных средств в ОАО «Горецкая райагропромтехника» 192.53 KB
  Всевозможные расчеты возникающие между организациями осуществляются при помощи денежных средств в силу чего завершается превращение денежной формы выделенных средств в производственные запасы получение денежной выручки и заключенного в ней чистого дохода.
77790. ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОСТАВКИ ТОВАРОВ ДЛЯ ГОСУДАРСТВЕННЫХ НУЖД 158.95 KB
  Цели работы заключается в следующем: Определение и изучение процесса формирования заказов на поставку товаров для государственных нужд, Рассмотрение способов проведения процедуры размещения заказа на поставку государственных нужд...
77791. Деловая этика секретаря и руководителя 100.44 KB
  Этике деловых отношений уделяется в последнее время всё большее внимание. При отсутствии секретаря в рабочее время в дверь стучать не принято. В нерабочее время следует в дверь постучать; открыть ее можно только после того как услышали приглашение.
77792. РУЧНАЯ И МЕХАНИЗИРОВАННАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА И НАПЛАВКА 9.11 MB
  В справочнике систематизированы материалы отражающие технологии дуговой сварки и наплавки металлов покрытым электродом в среде защитных газов плавящимся и неплавящимся электродом а также приведены основные сведения применительно к оборудованию...
77794. СОЗДАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ В MICROSOFT ACCESS 945.5 KB
  Реляционная база данных – база данных, которая позволяет определять отношения между различными категориями информации, например между данными о клиентах и данными о заказах. В результате имеется возможность совместного пользования данными.
77796. Изучение и составление математической модели идеального смесителя вещества и автоматического управления емкостью 1.92 MB
  Целью данной курсовой работы является изучение и составление математической модели идеального смесителя вещества и автоматического управления емкостью. В данном курсовом проекте представлена математическая модель идеального смесителя вещества и автоматического управления емкостью.
77797. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ АВТОМАТИЗАЦИИ 2.46 MB
  Целью данной курсовой работы является изучение и составление математической модели регулирования расхода контроля температуры и контроля уровня. Объект регулирования в качестве объекта регулирования в нашем случае является распределительная коробка...