Tipos de señales, modulación

Valor analógico — un valor cuyos valores cambian continuamente en un intervalo dado. Su valor específico depende solo de la precisión del dispositivo de medición. Esta es, por ejemplo, la temperatura.

Un valor discreto — una cantidad cuyos valores cambian bruscamente. Por ejemplo, el número de alumnos en el aula. Señal de medición: una señal que contiene información cuantitativa sobre la cantidad física medida. Por ejemplo, el voltaje a la salida de un transductor termoeléctrico que mide la temperatura.

Alerta de datos — la forma de representación de un mensaje de datos por una cantidad física, el cambio de uno o varios parámetros reflejando su cambio.

En la tecnología de microprocesadores, las señales son cantidades eléctricas (corriente, voltaje). Un parámetro representativo de señal de datos es un parámetro de señal de datos cuyo cambio refleja un cambio en el mensaje de datos (amplitud, frecuencia, fase, duración del pulso, duración de la pausa).

señal de datos analógicos — una señal de datos en la que cada uno de los parámetros representativos se describe mediante una función del tiempo y un conjunto continuo de valores posibles, es decirlas señales analógicas se describen mediante una función continua (o continua por partes) x (t), y la función en sí y el argumento t pueden tomar cualquier valor en algunos intervalos

Una señal analógica f (t) se llama periódica si existe un número real T tal que f (t + T) = f (t) para cada t, y T se llama el período de la señal.

señal de datos discretos — se diferencia de los análogos en que sus valores se conocen solo en tiempos discretos. Las señales discretas se describen mediante funciones reticulares — secuencias — xd (nT), donde T = const es el intervalo de muestreo (período), n = 0, 1, 2,….

La función xd (nT) en sí misma puede tomar valores arbitrarios en momentos discretos en un cierto intervalo. Estos valores de función se denominan muestras o muestras de funciones. Otra notación para la función reticular x(nT) es x(n) o xn. La secuencia x(n) puede ser finita o infinita, dependiendo del intervalo de definición de la función.

Señal de datos cuantificados — se diferencia de analógico o discreto al dividir el rango de valores de un valor continuo o discreto en un número finito de intervalos. La forma más simple de cuantización es la división de un número entero por un número natural, llamado factor de cuantización.

Señal de datos digitales — una señal en la que cada uno de los parámetros que la representan se describe mediante una función de tiempo discreto y un conjunto finito de valores posibles. Las señales digitales se describen mediante funciones reticulares cuantificadas x° C(nT). Cuando se obtiene una señal digital a partir de una señal analógica, se produce el muestreo y la cuantificación.

señal digital binaria — una señal de datos que utiliza un método para representar información sobre el valor de un parámetro en forma de una combinación de varios bits de dos valores (cero y uno) y generalmente se denomina código binario.

En el código binario, solo se usan dos dígitos: 1 y 0. Cada número contiene una cantidad de dígitos, cada uno de los cuales puede contener solo uno de estos dígitos. Un número corresponde a un estado de un elemento, por ejemplo, un contacto cerrado, y el otro a otro estado de un elemento: un contacto abierto.

En el sistema binario, la unidad de cada bit es el doble del bit contiguo de orden inferior.Para números enteros, la unidad del primer bit (menos significativo) es 20=1, la unidad del segundo dígito es 2 • 20=21 = 2, tercero — 2 • 21=22= 4, cuarto 2 • 22=23= 8, etc. Por ejemplo, el número decimal 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100, y en el sistema binario 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 y se escribirá como 11010110.

Modulación - el proceso de cambiar uno o más parámetros de una oscilación portadora de alta frecuencia de acuerdo con la ley de una señal de información de baja frecuencia (mensaje).

Hoy en día, las señales digitales binarias se utilizan en dispositivos electrónicos digitales debido a la simplicidad de codificación y procesamiento. Se utilizan varios tipos de modulación para transmitir una señal digital a través de canales de comunicación (por ejemplo, canales eléctricos o de radio).

Consideremos ejemplos de representación de parámetros de señales de datos usando el ejemplo de diferentes tipos de modulación (ver Fig. 1). Además de los tipos de modulación considerados, también hay fase (PM), pulso de tiempo (VIM), ancho de pulso (PWM) y otras modulaciones.

Arroz. 1. Diferentes tipos de modulación de señal: diferentes parámetros de representación de señales de datos

Para comprender la esencia de una señal digital, considere la siguiente clasificación. En tecnología digital, las señales se distinguen (Fig. 2):

• arbitrario en tamaño y continuo en el tiempo (analógico);

• aleatorio en tamaño y discreto en el tiempo (discreto);

• cuantificado en tamaño y continuo en el tiempo (cuantificado);

• cuantificada en magnitud y discreta en el tiempo (digital).

Arroz. 2. Señales analógicas, discretas, cuantificadas y digitales

Las señales analógicas se utilizan a menudo para representar cantidades físicas que cambian continuamente. Por ejemplo, una señal eléctrica analógica capturada por de un termopar, lleva información sobre cambios de temperatura, una señal de un micrófono, sobre cambios rápidos de presión en una onda de sonido, etc.

En tecnología digital y de pulsos, la terminología no está bien establecida. Entonces, una señal discreta es una señal cuyos valores de parámetros representativos se conocen solo en ciertos momentos en el tiempo, y también es una señal, a diferencia de la analógica, cuyo parámetro representativo puede tomar solo valores fijos (generalmente dos: lógico " cero" o "unidad lógica").

En el segundo caso, sería correcto llamar a la señal cuantificada, pero los módulos industriales se denominan "módulos de entrada de señal discreta". Además de usar diferentes cantidades físicas para transmitir información, las señales también difieren en sus parámetros de representación.