ИМПУЛЬСНЫЙ СПОСОБ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СИГНАЛОВ ИНФОРМАЦИИ
В современной радиоэлектронике используют два основных
способа представления и обработки сигналов информации: аналоговый и импульсный (цифровой).
Аналоговый сигнал информации непрерывен во времени и c той или иной степенью точности соответствует реальному физическому процессу в реальном масштабе времени. Так, изменение температуры окружающей среды происходит непрерывно, измеритель температуры также непрерывно отражает этот процесс. Все сигналы информации естественного происхождения – аналоговые. Устройства обработки аналоговой информации, или аналоговые вычислительные машины (АВМ), решают специальные задачи, связанные с дифференцированием или интегрированием аналоговых величин, а также дифференциальные и алгебраические уравнения, выполняют математическое моделирование физических процессов и другие функции.
Развитие интегральной схемотехники привело к созданию технических средств высокой точности и универсальности, позволяющих обрабатывать сигналы информации, предварительно преобразованные в импульсный (цифровой) вид. Формально такой способ обработки информации намного сложнее аналогового. Так, основная микросхема для воспроизведения с помощью лазерного луча цифровой записи звука содержит 100 тыс. транзисторов, а усилитель записи, представленной в аналоговом виде на обычной грампластинке, содержит 10 – 20 транзисторов.
Известно несколько способов представления аналоговой величины
в импульсном виде. Изменение во времени некоторой аналоговой
величины U (t), например температуры среды, показано на рисунке 1, а. При анализе мгновенных значений U (t) в моменты t1, t2, t3, … эту функцию можно представить в виде:
– последовательности импульсов U1 (рисунок 1, б),амплитуда которых пропорциональна мгновенным значениям U (t);
– последовательности импульсов U2 постоянной амплитуды (рисунок 1, в), длительность которых пропорциональна мгновенным значениям U (t);
– пакетов импульсов U3 (рисунок 1, г), количество которых в каждом пакете пропорционально мгновенным значениям U (t);
– последовательности импульсов U4 (рисунок 1, д),частота повторения которых пропорциональна мгновенным значениям U (t).
|
Рисунок 1 – Разновидности импульсного представления
сигнала информации
|
Таким образом, информация об аналоговой величине содержится в одном из параметров импульсной последовательности. Такое представление аналоговой величины отражает ее не полностью, так как часть информации теряется. Например, неизвестно, как ведет себя аналоговая величина в интервале времени между выборками (моменты t1, t2 и т. д.). Однако эти потери могут быть уменьшены увеличением частоты обращений, т. е. более частым анализом аналоговой величины.
Устройства, преобразующие аналоговые величины в импульсный (цифровой) вид, называют аналого-цифровыми преобразователями (АЦП),а устройства обратного преобразования – цифроаналоговыми преобразователями (ЦАП).
Основой каждой периодической импульсной последовательности (рисунок 2) является импульс прямоугольной формы, который характеризуется амплитудой Um и длительностью tи, а также длительностями фронта tф и среза tср, спадом вершины ∆U (рисунок 3).Дополнительными параметрами являются частота ƒи, период следования Ти импульсов и их скважность Q.
Рисунок 2 – Периодическая последовательность прямоугольных импульсов (а),
спектры одиночного прямоугольного импульса (б)
и импульсной последовательности (в)
| Рисунок 3 – Электрический импульс:
а – идеальный; б – реальный
|
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 759;
