Континуальные и дискретные сигналы

Управление различными устройствами, организованное средствами микропроцессорной системы, осуществляют через исполнительные элементы и датчики устройства. Исполнительные элементы воздействуют на управляемое устройство (изменяют его состояние) в соответствии с сигналами, получаемыми от микропроцессорной системы. Состояние управляемого устройства определяют датчики, которые передают информацию в микропроцессорную систему в виде тех или иных сигналов.

Сигналы делят на детерминированные и случайные сигналы.

Детерминированным называют сигнал, мгновенное значение которого заранее неизвестно, но может быть предсказано с вероятностью равной единице. Примером детерминированных сигналов могут служить: импульсы, пачки импульсов, сигналы с известными амплитудными и фазовыми соотношениями внутри спектра.

Случайным называют сигнал, мгновенное значение которого заранее неизвестно, но может быть предсказано с вероятностью меньше единицы. Примером случайных сигналов могут служить: напряжение создаваемое речью, телеграфный код при передаче текста, любой сигнал несущий информацию.

Детерминированные сигналы информации не содержат, так как они полностью известны.

Случайные сигналы могут быть полезными, и могут быть помехами (шумами). Уровень шумов это основной фактор, ограничивающий скорость передачи информации.

Полезные случайные сигналы и помехи объединяют термином случайные колебания (случайные процессы).

Сигналы разделяют на физические сигналы (ток, напряжение) и закодированные сигналы (двоичный код). Обработка физических сигналов осуществляется средствами аналоговых цепей (операционных усилителей, фильтров и т. п.). Обработка цифровых сигналов осуществляется средствами цифровых устройств.

Сигналы разделяют на следующие классы [ 3 ]:

a) произвольные по величине и непрерывные по времени;

b) произвольные по величине и дискретные по времени;

c) квантовые по величине и непрерывные по времени;

d) квантовые по величине и дискретные по времени.

Аналоговый сигнал это электрическая модель физической величины. Дискретный сигнал это способ задать сигнал на временной оси. Квантовый сигнал это способ задать уровень сигнала. Дискретный сигнал и квантовый сигнал это цифровой сигнал. Непрерывный, дискретный, квантовый и цифровой сигналы, размещенные на временной оси представлены на Рис. 1.1.

Рис. 1.1 - Квантование и дискретизация

Цепи и элементы, используемые для преобразования сигналов, разделяют на следующие группы:

- линейные цепи с постоянными параметрами;

- линейные цепи с переменными параметрами;

- нелинейные цепи.

При обработке континуального сигнала с помощью аналоговой цепи не требуется дополнительных преобразований сигнала. При обработке цифрового сигнала в цифровой цепи необходимы два преобразования: дискретизация и восстановление сигнала по времени, и квантование и восстановление сигнала по уровню. Виды сигналов и цепей представлены на рис. 1.2.

Рис. 1.2 – Виды сигналов и цепей