Классификация сигналов.

В любой системе связи объект передачи – это сообщение, передаваемое сигналами и несущее какую-либо информацию.

Сигналы можно классифицировать по ряду признаков.

1. По относительной ширине спектра сигналы делят на низкочастотные (называемые также НЧ, видео, широкополосные сигналы) и высокочастотные (ВЧ, радио, узкополосные, полосовые сигналы).

Для НЧ сигналов: где

	–	абсолютная ширина спектра сигнала;
	–	средняя частота спектра сигнала;
	–	максимальная частота в спектре сигнала;
	–	минимальная частота в спектре сигнала.

Для ВЧ сигналов:

Как правило, первичные сигналы на выходе датчиков являются низкочастотными. (Первичный сигнал – сообщение с помощью специальных устройств (датчиков) обычно преобразуется в электрическую величину ). Полезно помнить диапазоны частот, в которых располагаются спектры типичных сигналов в системах связи и вещания:

1) телефонный: 300-3400 Гц (стандартный канал ТЧ),

2) радиовещательный: от 30-50 Гц до 6-15 кГц,

3) телевизионный: 0-6 МГц.

2. По своей природе различают сигналы детерминированные и случайные.

Детерминированными сигналами называют сигналы, течение которых во времени можно заранее точно предсказать, имея некоторые априорные сведения (то есть сигналы считаются известными в каждой точке временной оси).

Случайными (стохастические, вероятностные) сигналами называют сигналы, математическое описание которых есть случайная функция времени (то есть сигналы в каждый момент времени являются случайной величиной с той или иной вероятностью).

Детерминированные сигналы в силу своей полной определённости не могут нести никакой информации. Их удобно использовать в теории для анализа различных функциональных устройств (ФУ), а на практике в качестве испытательных сигналов для измерения неизвестных параметров и характеристик отдельных звеньев трактов систем связи.

3. По форме сигналы можно разделить на четыре вида приведенные на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Форма и виды сигналов

Как детерминированные, так и случайные сигналы могут быть дискретными или непрерывными (аналоговыми).

Дискретные сигналы – это сигналы, у которых информационные (манипулируемые) параметры могут принимать конечное число дискретных значений (то есть сигналы представляющие собой функцию , принимающую только определенные дискретные значения u (например, 1 и 0), их называют дискретными по времени или дискретными по состояниям).

Аналоговые сигналы– это сигналы информационные (модулированные), параметры которых могут принимать значения, отличающиеся на бесконечно малую величину (то есть сигналы, непрерывные по времени и состояниям).

Следовательно, сигнал, непрерывный по времени и состояниям, называют аналоговым. Сигнал, дискретный по времени и состояниям, - цифровым. Эти сигналы чаще всего используются в различных узлах систем связи. Соответственно различают аналоговые и цифровые функциональные узлыпо форме сигналов на их входах и выходах. Возможны преобразования аналогового сигнала в цифровой с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП)и, наоборот, с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

Сигнал также является объектом транспортировки, а техника связи по существу техникой транспортирования (передачи) сигналов по каналам связи. Поэтому целесообразно определить параметры сигнала, которые являются основными с точки зрения его передачи. Такими параметрами являются:

	–	длительность сигнала;
	–	динамический диапазон;
	–	ширина его спектра.

Всякий сигнал, рассматриваемый как временный процесс, имеет начало и конец. Поэтому длительность сигнала является естественным параметром, определяющим интервал времени, в пределах которого сигнал существует.

Динамический диапазон – это отношение наибольшей мгновенной мощности сигнала к той наименьшей мощности, которую необходимо отличать от нуля при заданном качестве передачи (Дб).

	(2.1)

где		–	максимальная мгновенная мощность сигнала;
		–	минимальная мгновенная мощность сигнала.

И наконец, ширина спектра сигнала . Этот параметр дает представление о скорости изменения сигнала внутри интервала его существования. Спектр сигнала в принципе может быть неограниченным. Однако для любого сигнала можно указать диапазон частот. В пределах, которого сосредоточена его основная энергия. Этим диапазоном и определяется ширина спектра сигнала.

Пользуются также более общей характеристикой – объемом сигнала:

(2.2)

На интуитивном уровне, очевидно, чем больше объема сигнала, тем он информативнее, но тем и выше требования к качеству канала для его передачи.

Важным параметром сигнала является – база сигнала:

(2.3)

Для простых сигналов , а для сложных . На этом основании простые сигналы называют узкополосными, а сложные – широкополосными. Следует иметь ввиду, что именно значение базы, а не абсолютная величина полосы сигнала, представляет собой основание для отнесения сигнала к узкополосным или широкополосным.