Types de signaux, modulation

Valeur analogique — une valeur dont les valeurs changent continuellement dans un intervalle donné. Sa valeur spécifique ne dépend que de la précision de l'appareil de mesure. Il s'agit par exemple de la température.

Une valeur discrète — une quantité dont les valeurs changent fortement. Par exemple, le nombre d'élèves dans la classe. Signal de mesure - un signal contenant des informations quantitatives sur la grandeur physique mesurée. Par exemple, la tension à la sortie d'un transducteur thermoélectrique qui mesure la température.

Alerte de données — la forme de représentation d'un message de données par une grandeur physique, le changement d'un ou plusieurs paramètres reflétant son changement.

Dans la technologie des microprocesseurs, les signaux sont des grandeurs électriques (courant, tension). Un paramètre représentatif du signal de données est un paramètre du signal de données dont le changement reflète un changement dans le message de données (amplitude, fréquence, phase, durée d'impulsion, durée de pause).

Signal de données analogique — un signal de données dans lequel chacun des paramètres représentatifs est décrit par une fonction du temps et un ensemble continu de valeurs possibles, c'est-à-direles signaux analogiques sont décrits par une fonction continue (ou continue par morceaux) xá(t), et la fonction elle-même et l'argument t peuvent prendre n'importe quelle valeur sur certains intervalles

Un signal analogique f (t) est dit périodique s'il existe un nombre réel T tel que f (t + T) = f (t) pour tout t, et T est appelée la période du signal.

Signal de données discret — diffère des analogues en ce que ses valeurs ne sont connues qu'à des instants discrets. Les signaux discrets sont décrits par des fonctions de réseau — séquences — xd (nT), où T = const est l'intervalle d'échantillonnage (période), n = 0, 1, 2,….

La fonction xd (nT) elle-même peut prendre des valeurs arbitraires à des moments discrets dans un certain intervalle. Ces valeurs de fonction sont appelées échantillons de fonction ou échantillons. Une autre notation pour la fonction de réseau x(nT) est x(n) ou xn. La suite x(n) peut être finie ou infinie, selon l'intervalle de définition de la fonction.

Signal de données quantifié — diffère de l'analogique ou du discret en divisant la plage de valeurs d'une valeur continue ou discrète en un nombre fini d'intervalles. La forme la plus simple de quantification est la division d'un nombre entier par un nombre naturel, appelé facteur de quantification.

Signal de données numériques — un signal dans lequel chacun des paramètres représentatifs est décrit par une fonction temporelle discrète et un ensemble fini de valeurs possibles. Les signaux numériques sont décrits par des fonctions de réseau quantifiées x° C(nT). Lorsqu'un signal numérique est obtenu à partir d'un signal analogique, un échantillonnage et une quantification se produisent.

Signal numérique binaire - un signal de données qui utilise une méthode de représentation des informations sur la valeur d'un paramètre sous la forme d'une combinaison multi-bits de deux valeurs - zéro et un - et est généralement appelé code binaire.

En code binaire, seuls deux chiffres sont utilisés : 1 et 0. Chaque nombre contient un certain nombre de chiffres, dont chacun ne peut contenir qu'un seul de ces chiffres. Un numéro correspond à un état d'un élément, par exemple un contact fermé, et l'autre à un autre état d'un élément - un contact ouvert.

Dans le système binaire, l'unité de chaque bit est le double du bit voisin d'ordre inférieur. Pour les nombres entiers, l'unité du premier bit (le moins significatif) est 20=1, l'unité du deuxième chiffre est 2 • 20=21 = 2, troisième — 2 • 21=22= 4, quatrième 2 • 22=23= 8, etc. Par exemple, nombre décimal 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100, et dans le système binaire 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 et s'écrit 11010110.

Modulation - le processus de modification d'un ou plusieurs paramètres d'une oscillation porteuse haute fréquence selon la loi d'un signal d'information basse fréquence (message).

De nos jours, les signaux numériques binaires sont utilisés dans les appareils électroniques numériques en raison de la simplicité du codage et du traitement. Différents types de modulation sont utilisés pour transmettre un signal numérique sur des canaux de communication (par exemple, des canaux électriques ou radio).

Considérons des exemples de représentation de paramètres de signaux de données en utilisant l'exemple de différents types de modulation (voir Fig. 1). En plus des types de modulation considérés, il existe également la phase (PM), l'impulsion temporelle (VIM), largeur d'impulsion (PWM) et autres modulations.

Riz. 1. Différents types de modulation de signal - différents paramètres de représentation des signaux de données

Pour comprendre l'essence d'un signal numérique, considérez la classification suivante. En technologie numérique, on distingue les signaux (Fig. 2) :

• arbitraire en taille et continue dans le temps (analogique);

• aléatoire en taille et discret dans le temps (discret);

• quantifié en taille et continu dans le temps (quantifié);

• quantifié en grandeur et discret dans le temps (numérique).

Riz. 2. Signaux analogiques, discrets, quantifiés et numériques

Les signaux analogiques sont souvent utilisés pour représenter des grandeurs physiques en constante évolution. Par exemple, un signal électrique analogique capté par d'un thermocouple, contient des informations sur les changements de température, un signal d'un microphone - sur les changements rapides de pression dans une onde sonore, etc.

Dans la technologie numérique et à impulsions, la terminologie n'est pas bien établie. Ainsi, un signal discret est un signal dont les valeurs représentatives des paramètres ne sont connues qu'à certains instants dans le temps, et c'est aussi un signal, contrairement à l'analogique, dont le paramètre représentatif ne peut prendre que des valeurs fixes (généralement deux : " logique " zéro" ou "unité logique").

Dans le second cas, il serait correct d'appeler le signal quantifié, mais les modules industriels sont appelés "modules d'entrée de signal discret". En plus d'utiliser différentes quantités physiques pour transmettre des informations, les signaux diffèrent également dans leurs paramètres de représentation.