Các loại tín hiệu, điều chế

giá trị tương tự — một giá trị có giá trị thay đổi liên tục trong một khoảng nhất định. Giá trị cụ thể của nó chỉ phụ thuộc vào độ chính xác của thiết bị đo. Đây là, ví dụ, nhiệt độ.

Giá trị rời rạc — một đại lượng có giá trị thay đổi mạnh. Ví dụ, số lượng học sinh trong lớp học. Tín hiệu đo lường — tín hiệu chứa thông tin định lượng về đại lượng vật lý được đo. Ví dụ, điện áp ở đầu ra của bộ chuyển đổi nhiệt điện đo nhiệt độ.

cảnh báo dữ liệu — hình thức thể hiện thông điệp dữ liệu bằng đại lượng vật lý, sự thay đổi của một hoặc một số tham số phản ánh sự thay đổi của nó.

Trong công nghệ vi xử lý, tín hiệu là các đại lượng điện (dòng điện, điện áp). Tham số đại diện cho tín hiệu dữ liệu là tham số tín hiệu dữ liệu mà sự thay đổi của nó phản ánh sự thay đổi trong thông báo dữ liệu (biên độ, tần số, pha, thời lượng xung, thời lượng tạm dừng).

Tín hiệu dữ liệu tương tự — tín hiệu dữ liệu trong đó mỗi tham số đại diện được mô tả bằng một hàm thời gian và một tập hợp liên tục các giá trị có thể, tức làtín hiệu tương tự được mô tả bằng hàm xа(t) liên tục (hoặc liên tục từng phần) và bản thân hàm và đối số t có thể nhận bất kỳ giá trị nào trong một số khoảng

Một tín hiệu tương tự f(t) được gọi là tuần hoàn nếu tồn tại một số thực T sao cho f(t + T) = f(t) với mọi t, và T được gọi là chu kì của tín hiệu.

Tín hiệu dữ liệu rời rạc — khác với các chất tương tự ở chỗ các giá trị của nó chỉ được biết ở những thời điểm rời rạc. Các tín hiệu rời rạc được mô tả bởi các hàm mạng — chuỗi — xd (nT), trong đó T = const là khoảng lấy mẫu (thời gian), n = 0, 1, 2,….

Bản thân hàm xd(nT) có thể nhận giá trị tùy ý tại các thời điểm rời rạc trong một khoảng nào đó. Các giá trị hàm này được gọi là mẫu hàm hay mẫu. Một ký hiệu khác cho hàm mạng x(nT) là x(n) hoặc xn. Dãy x(n) có thể hữu hạn hoặc vô hạn, phụ thuộc vào khoảng xác định của hàm số.

tín hiệu dữ liệu lượng tử — khác với tương tự hoặc rời rạc bằng cách chia phạm vi giá trị của một giá trị liên tục hoặc rời rạc thành một số khoảng hữu hạn. Hình thức lượng tử hóa đơn giản nhất là phép chia một số nguyên cho một số tự nhiên, được gọi là hệ số lượng tử hóa.

tín hiệu dữ liệu số — một tín hiệu trong đó mỗi tham số đại diện được mô tả bằng một hàm thời gian rời rạc và một tập hợp hữu hạn các giá trị có thể. Tín hiệu số được mô tả bằng các hàm mạng lượng tử x° C(nT). Khi tín hiệu số được lấy từ tín hiệu tương tự, việc lấy mẫu và lượng tử hóa sẽ xảy ra.

tín hiệu số nhị phân — tín hiệu dữ liệu sử dụng phương pháp biểu diễn thông tin về giá trị của tham số dưới dạng tổ hợp nhiều bit của hai giá trị - 0 và 1 - và thường được gọi là mã nhị phân.

Trong mã nhị phân, chỉ có hai chữ số được sử dụng: 1 và 0. Mỗi số chứa một số chữ số, mỗi chữ số chỉ có thể chứa một trong các chữ số này. Một số tương ứng với một trạng thái của phần tử, ví dụ như tiếp điểm đóng và số còn lại tương ứng với trạng thái khác của phần tử - tiếp điểm mở.

Trong hệ nhị phân, đơn vị của mỗi bit gấp đôi bit lân cận ở bậc thấp hơn.Đối với số nguyên, đơn vị của bit đầu tiên (ít quan trọng nhất) là 20=1, đơn vị của chữ số thứ hai là 2 • 20=21 = 2, thứ ba — 2 • 21=22= 4, thứ tư 2 • 22=23= 8, v.v. Ví dụ: số thập phân 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100 và trong hệ nhị phân 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1•22+1•21+0•20 và sẽ được viết là 11010110.

điều chế - quá trình thay đổi một hoặc nhiều tham số của dao động sóng mang tần số cao theo quy luật của tín hiệu thông tin tần số thấp (thông điệp).

Ngày nay, các tín hiệu kỹ thuật số nhị phân được sử dụng trong các thiết bị điện tử kỹ thuật số vì sự đơn giản của mã hóa và xử lý. Nhiều loại điều chế khác nhau được sử dụng để truyền tín hiệu số qua các kênh liên lạc (ví dụ: kênh điện hoặc kênh vô tuyến).

Hãy xem xét các ví dụ biểu diễn các tham số của tín hiệu dữ liệu bằng cách sử dụng ví dụ về các loại điều chế khác nhau (xem Hình 1). Ngoài các loại điều chế được xem xét, còn có pha (PM), xung thời gian (VIM), độ rộng xung (PWM) và các điều chế khác.

Cơm. 1. Các loại điều chế tín hiệu khác nhau — các tham số biểu diễn khác nhau của tín hiệu dữ liệu

Để hiểu bản chất của tín hiệu số, hãy xem xét cách phân loại sau. Trong công nghệ kỹ thuật số, các tín hiệu được phân biệt (Hình 2):

• kích thước tùy ý và liên tục theo thời gian (tương tự);

• ngẫu nhiên về kích thước và rời rạc về thời gian (rời rạc);

• được lượng tử hóa về kích thước và liên tục về thời gian (quantized);

• được lượng tử hóa về độ lớn và rời rạc về thời gian (kỹ thuật số).

Cơm. 2. Tín hiệu tương tự, rời rạc, lượng tử hóa và tín hiệu số

Tín hiệu tương tự thường được dùng để biểu diễn các đại lượng vật lý thay đổi liên tục. Ví dụ, một tín hiệu điện tương tự được bắt bởi từ cặp nhiệt điện, mang thông tin về sự thay đổi nhiệt độ, tín hiệu từ micrô — về sự thay đổi áp suất nhanh chóng trong sóng âm thanh, v.v.

Trong công nghệ kỹ thuật số và xung, thuật ngữ này không được thiết lập tốt. Vì vậy, tín hiệu rời rạc là tín hiệu có giá trị tham số đại diện chỉ được biết tại các thời điểm nhất định và nó cũng là tín hiệu, không giống như tín hiệu tương tự, tham số đại diện chỉ có thể nhận các giá trị cố định (thường là hai: logic " không" hoặc "đơn vị" logic).

Trong trường hợp thứ hai, sẽ đúng nếu gọi tín hiệu là lượng tử hóa, nhưng các mô-đun công nghiệp được gọi là "mô-đun đầu vào tín hiệu rời rạc". Ngoài việc sử dụng các đại lượng vật lý khác nhau để truyền tải thông tin, các tín hiệu cũng khác nhau về các tham số biểu diễn của chúng.