Загальні характеристики сигналів

Форма і способи перетворення електричних сигналів нерозривно зв'язані з основними принципами побудови електронних пристроїв.

Електричні сигнали можна розділити за фізичною суттю на аналогові і дискретні.

Аналогові сигнали - це неперервні в часі функції напруги або струму і у свою чергу поділяються на постійні і змінні. Постійні аналогові сигнали однополярні, в яких повільно змінюється в часі напруга і струм. Змінними аналоговими сигналами називаються функції напруги і струму, що змінюються в часі як за амплітудою, так і за знаком. Частковим випадком змінного сигналу є гармонічний або синусоїдальний.

Дискретними називаються такі електричні сигнали, які представляють розривні в часі функції напруги або струму і можуть приймати обмежене число рівнів. Найчастіше в електроніці використовуються дискретні сигнали, які мають тільки два рівні - високої напруги (струму) і низької напруги (струму). Такі сигнали називаються імпульсними, або двійковими. Представлення інформації за допомогою таких сигналів має низку переваг: простота, висока надійність, нескладність електронних пристроїв, їх ще називають цифровими і умовно позначають: "1" - напруга 5 В або З В; і "0" - 0 В.

Розділ електроніки, який вивчає формування, перетворення, передачу двійкових сигналів, називається цифровою технікою.

Аналогова або дискретна форма подання сигналу суттєво впливає на принципи побудови та особливості роботи електронних пристроїв.

За характером імпульсних сигналів розрізняють схеми: імпульсні, в яких вхід­ними і вихідними сигналами є імпульси напруги (струму) (рис. 4.1,а); потенціальні - сигналами є потенціали (рівні) напруги (рис.4.1,6); імпульсно-потенціальні - сигнали можуть бути імпульсними і потенціальними (рис.4.1,в).

Цифрові пристрої здійснюють логічні перетворення сигналів, їх запам'ято­вування, сумування, шифрування і дешифрування цифрових кодів, події частоти імпульсів і низку інших операцій.

Так, автоматизовані системи управління технологічними процесами (АСУ ТП) не можуть обійтись без цифрових пристроїв.

U_вх U_вх U_вх

t t t

U_вх U_вх U_вх Рис. 4.1 Характер подання імпульсних

сигналів

t t t

Кодування - це процес перетворення інформації в комбінацію різних сим­волів або відповідних їм сигналів. Правило (алгоритм), що співставляє кожному конкретному повідомленню визначену комбінацію різних символів (сигналів), називають кодом.

Процес відновлення змісту повідомлення за даним кодом називається декодуванням. При кодуванні інформація, що передається, не залежить від частоти, амплітуди і тривалості.

Процес кодування пов'язаний з перетворенням неперервних величин в дискретні (рис. 1.5). Таке перетворення базується на операціях дискретизації (квантуванні за часом, квантуванні за рівнем і сукупності цих операцій -комбінованому квантуванні).