სიგნალების ძირითადი მახასიათებლები. სიგნალის არხთან შესაბამისობა რატომ ხდება სიგნალის დამუშავება

საკომუნიკაციო არხთან სიგნალის დამთხვევა აუცილებელია გაზომვის ინფორმაციის გადაცემის სიჩქარის გასაზრდელად დაკარგვის და დამახინჯების გარეშე ჩარევის არსებობის შემთხვევაში.

ოპერატორის შერჩევა არის პირველი ნაბიჯი სიგნალის არხზე შესატყვისებლად. გაზომვის ინფორმაციის მატარებლები შეიძლება იყვნენ: ელექტროენერგია, სინათლის სხივი, ხმის ვიბრაციები, რადიოტალღები და ა.შ.

საკომუნიკაციო არხის განზოგადებული მახასიათებლები არიან:

¾ დრო თk, რომლის დროსაც გათვალისწინებულია არხი გაზომვის ინფორმაციის გადასაცემად;

¾ გამტარობა ვარხამდე;

¾ დინამიური დიაპაზონი ჰk არის დასაშვები სიმძლავრის თანაფარდობა ( რc + რო) არხში ჩარევის სიმძლავრეზე რn არხში, გამოხატული დეციბელებით.

Აქ რდან, რn არის სიგნალის და ჩარევის ძალა.

კომპოზიცია ვk \u003d თდან * ვდან * ჰკ - ე.წ. არხის ტევადობა.

განზოგადებული სიგნალის მახასიათებლები არიან:

¾ დრო თs, რომლის დროსაც ხდება საზომი ინფორმაციის გადაცემა;

¾ სპექტრის სიგანე ვდან;

¾ დინამიური დიაპაზონი ჰc არის დეციბელებში გამოხატული თანაფარდობა ყველაზე დიდი ამის სიგნალის სიძლიერე ყველაზე პატარა სიმძლავრე, რომელიც უნდა განასხვავონ ნულისგან მოცემული გადაცემის ხარისხისთვის.

კომპოზიცია ვc \u003d თდან * ვდან * ჰგ - ე.წ. სიგნალის ტევადობა.

სიგნალის არხთან შესატყვისობის პირობა, რომელიც უზრუნველყოფს გაზომვის ინფორმაციის გადაცემას დაკარგვის და დამახინჯების გარეშე, ჩარევის არსებობის შემთხვევაში, არის უთანასწორობის შესრულება:

ვგ ვრომ

უმარტივეს შემთხვევაში, ეს უთანასწორობა ითვალისწინებს:

თგ თრომ

ვგ ვრომ

ჰგ ჰდან,

იმ როდესაც სიგნალის მოცულობა მთლიანად "ჯდება" არხის სიმძლავრეში.

ამასთან, სიგნალის არხთან შესატყვისობის პირობა ასევე შეიძლება დაკმაყოფილდეს, როდესაც ზოგიერთი (მაგრამ არა ყველა) ბოლო უტოლობები არ დაკმაყოფილდა. ამ შემთხვევაში ჩნდება საჭიროება ე.წ. გაცვლითი ოპერაციები, რომელშიც ხდება სიგნალის ხანგრძლივობის ერთგვარი "გაცვლა" მისი სპექტრის სიგანეზე, ან სპექტრის სიგანე სიგნალის დინამიური დიაპაზონისთვის და ა.შ.

67. დიაგნოსტიკური ობიექტის შემოწმების პროგრამების ოპტიმიზაციის მეთოდები. დრო-ალბათობის მეთოდი. ნახევრად გაყოფილი მეთოდი (ორი განხორციელება). კომბინირებული მეთოდი.

დროის ალბათობის მეთოდი:

- იგი გამოიყენება იმ შემთხვევაში, თუ ცნობილია სისტემის ცალკეული ერთეულების შემოწმებისათვის საჭირო დრო და ამ ერთეულებში ხარვეზების გაჩენის ალბათობა შეფასებულია ამ ერთეულების ფარდობითი უკმარისობის მაჩვენებლის სახით.

ხარვეზის ძიების დროის შესამცირებლად, გამოცდილი კვანძები (და, ზოგადად, გაუმართაობის შესაძლო მიზეზები) განლაგებულია თანაფარდობის გაზრდის მიხედვით Т i / P iსად თ ი- ხელმისაწვდომობის შემოწმების დრო მე- კვანძის გაუმართაობის ან i - კვანძის გაუმართაობის მიზეზი; P მე- ალბათობა მე - i - კვანძის გაუმართაობის ან უკმარისობის მიზეზი;

ამოწმებს ამ თანაფარდობის გაზრდის შესაძლებლობა P მედა პატარა თ ი), ანუ ჩავარდნების ყველაზე სავარაუდო მიზეზებით დაწყებული. (ამრიგად, ძიების პროცედურების მინიმალური რაოდენობა მცირდება, რაც ნიშნავს, რომ დიაგნოზის დრო შემცირებულია).

"დროის ალბათობის" მეთოდის უარყოფითი მხარეები:

აპრიორი ინფორმაციის ფლობის აუცილებლობა ინდივიდუალური გაუმართაობის ალბათობის შესახებ;

სწრაფად აღმოჩენილია მხოლოდ ყველაზე გავრცელებული ხარვეზები და დიდი დრო იხარჯება ნაკლებად სავარაუდო ხარვეზების მოსაძებნად;

თითოეული კვანძის შემოწმების პროცესში მიღებული ინფორმაცია მხედველობაში არ მიიღება სხვა კვანძების შემოწმებისას, ვინაიდან ჩნდება, რომ ყველა კვანძი მუშაობს ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად.

ნახევრად გაყოფილი მეთოდი”:

შემოწმების დროს გამოიყენება განშტოებული (!) ჯაჭვები! ეს მეთოდი ასევე გამოიყენება იმ შემთხვევებში, როდესაც სისტემის ყველა კვანძის უკმარისობის ალბათობაა იგივეა, ე.ი. P მე = კონსტ და იმ შემთხვევებში, როდესაც ეს მდგომარეობაა არ შესრულებულა, ე.ი. P მე კონსტ .

და) ხდებაP მე = კონსტ

სისტემის კვანძების თანმიმდევრული ჯაჭვი სათითაოდ იყოფა კვანძების ტოლი რაოდენობაუფრო მეტიც, პირველი შემოწმება ხდება მთელი ჯაჭვის შუა ნაწილში და ყოველი მომდევნო შემოწმება ხდება ჯაჭვის დარჩენილი ნაწილის შუა ნაწილში.

თუ ჯაჭვის დანარჩენ ნაწილში კვანძების რაოდენობა უცნაური, მაშინ შემოწმება ხორციელდება შუადან გარკვეულ მინიმალურ მანძილზე.

მაგალითად, სისტემა შედგება 8 კვანძისგან:

1-ლი შემოწმება - მზადდება მე -4 და მე -5 კვანძებს შორის, ე.ი. სისტემა დაყოფილია ნაწილებად და შემოწმებულია პირველი ნაწილიშედგება 1-4 კვანძებისაგან.

თუ შემოწმების შედეგად გაირკვა, რომ სისტემის პირველი ნაწილი (კვანძები 1-4) კარგ მდგომარეობაშია, გადადით მეორე შემოწმებაზე, რაც გულისხმობს მეორე ნაწილის პირველი ნახევრის კვანძების გაუმართაობის ძიებას, ე.ი. კვანძებს შორის 5.6.

თუ პირველი შემოწმება იძლევა შედეგს ” გაუმართაობა”, შემდეგ გადამოწმებულია პირველი ნაწილის პირველი ნახევარი, ე.ი. კვანძები 1,2 და ა.შ.

ეს მეთოდი იძლევა იგივე ამოწმებს რაოდენობას, მიუხედავად დეფექტური ელემენტის ადგილმდებარეობისა. მაგალითად, განხილული მაგალითისთვის, ერთადერთი (ბოლო) კვანძის გაანგარიშების ამოწმების რაოდენობა ყოველთვის არის 3. თუ ბოლო კვანძის გადამოწმების დაზუსტება გჭირდებათ, მაშინ ამოწმებს 3 + 1 \u003d 4.

და თუ შემოწმების დროს გამოყენებული იყო დროის ალბათობის მეთოდი, მაშინ საუკეთესო შემთხვევაში - 1 შემოწმება, და უარეს შემთხვევაში - ყველა 8 შემოწმება. იმ ნახევრად გაყოფილი მეთოდი უფრო ეფექტურია (როდის P i \u003d კონსტ).

ბ) საქმეP მე კონსტ .

სისტემის კვანძების ჯაჭვის დანაყოფი არ ხორციელდება თანაბარი რაოდენობის კვანძებში, და წარუმატებლობის თანაბარი ალბათობა.

ამ მაგალითისთვის, შემოწმების რაოდენობა საუკეთესოა 2 (როდესაც ბლოკი 1 გაუმართავია), ხოლო უარეს შემთხვევაში 4 (როდესაც მე -6 ბლოკი გაუმართავია). და თუ გამოყენებული იქნებოდა "დროის ალბათობის" მეთოდი, მაშინ საუკეთესო შემთხვევაში 1-ლი შემოწმება საკმარისი იქნებოდა, ხოლო უარეს შემთხვევაში, 8-ვე შემოწმება იქნებოდა საჭირო.

ასე რომ, "ნახევრად დანაყოფი" მეთოდი ამ შემთხვევაშიც უფრო ეფექტური აღმოჩნდა.

კომბინირებული მეთოდი:

იმ შემთხვევებში, როდესაც სისტემის ინდივიდუალური ერთეულების შემოწმებისათვის საჭირო დრო და ერთეულის ჩავარდნის ალბათობის მნიშვნელობები ცნობილია, მაგრამ არანაირი ვარაუდი დამოუკიდებელი მუშაობის შესახებ ყველა კვანძი, როგორც ეს გაკეთდა დროის ალბათობის მეთოდით, გამოიყენება ამ მეთოდისა და ნახევრად გაყოფილი მეთოდის კომბინაცია.

ამ მეთოდს ეწოდება " კომბინირებული” იგი მიიჩნევს, რომ "ნახევრად გაყოფის" მეთოდი მიღებულია როგორც საფუძველი, და ამავე დროს გათვალისწინებულია ხარვეზების ალბათობა P მე კონსტ ინდივიდუალური შემოწმების სირთულე თ ი, ე.ი. დამოკიდებულება T i / P i, და ჯაჭვის დანაყოფი ხორციელდება ღირებულებების თანასწორობის შესაბამისად ამ დამოკიდებულებას!

კომბინირებული მეთოდი ამცირებს ჩეკების საჭირო რაოდენობას.

დიაგნოზირებული სისტემის შემოწმების ოთხი ჩამოთვლილი მეთოდის გარდა, ასევე გამოიყენება მრავალი სხვა, მაგალითად, მეთოდები თამაშის თეორიის აპარატისთვის, კერძოდ, მინიმაქსის მეთოდი (ოპერატორის მაქსიმალური დანაკარგის შემცირება, რაც გულისხმობს შეცდომების აღმოჩენის დროის გაზრდას) და სხვა მეთოდები.

ამ მეთოდების უმეტესობის განხორციელება რთულია, ამიტომ რთული ტექნიკური ობიექტების სგგდ დაფუძნებულია საკმარისი მეხსიერების და მაღალი სიჩქარის მქონე კომპიუტერების გამოყენებას.

ყოველდღე ადამიანები წინაშე დგებიან ელექტრონული მოწყობილობების გამოყენებას. თანამედროვე ცხოვრება მათ გარეშე შეუძლებელია. ყოველივე ამის შემდეგ, ჩვენ ვსაუბრობთ ტელევიზორზე, რადიოზე, კომპიუტერზე, ტელეფონზე, მულტიკუკერზე და სხვა. ადრე, რამდენიმე წლის წინ, არავინ ფიქრობდა იმაზე, თუ რა სიგნალია გამოყენებული თითოეულ სამუშაო მოწყობილობაზე. ახლა სიტყვები "ანალოგური", "ციფრული", "დისკრეტული" უკვე დიდი ხანია ისმის. ჩამოთვლილი ტიპის ზოგიერთი სიგნალი არის მაღალი ხარისხის და საიმედო.

ციფრული გადაცემა გამოიყენეს ანალოგზე ბევრად გვიან. ეს იმის გამო ხდება, რომ ასეთი სიგნალის შენარჩუნება ბევრად უფრო ადვილია და იმდროინდელი ტექნოლოგია არც ისე გაუმჯობესებული იყო.

ყველა ადამიანი მუდმივად ხვდება "დისკრეტულობის" ცნებას. თუ ამ სიტყვას ლათინურიდან ვთარგმნით, ეს ნიშნავს "შეწყვეტას". მეცნიერების სიღრმეში შესვლისას შეგვიძლია ვთქვათ, რომ დისკრეტული სიგნალი ინფორმაციის გადაცემის მეთოდია, რაც გულისხმობს მატარებლის საშუალო დროში შეცვლას. ეს უკანასკნელი იღებს ყველა შესაძლო მნიშვნელობას. ახლა შეხედულებისამებრ უკანა პლანზე გადადის, მას შემდეგ რაც გადაწყვეტილება მიიღეს ჩიპზე სისტემების წარმოების შესახებ. ისინი ჰოლისტიკურია და ყველა კომპონენტი მჭიდროდ ურთიერთქმედებს ერთმანეთთან. დისკრეტულად ყველაფერი საპირისპიროა - თითოეული დეტალი სრულდება და სხვებს უკავშირდება სპეციალური საკომუნიკაციო ხაზების საშუალებით.

სიგნალი

სიგნალი არის სპეციალური კოდი, რომელიც სივრცეში გადადის ერთი ან მეტი სისტემის მიერ. ეს ფორმულირება ზოგადია.

ინფორმაციისა და კომუნიკაციის სფეროში, სიგნალი არის ნებისმიერი მონაცემების სპეციალური საშუალება, რომელიც გამოიყენება შეტყობინებების გადასაცემად. მისი შექმნა შეიძლება, მაგრამ მიუღებელი, ბოლო პირობა არჩევითია. თუ სიგნალი არის შეტყობინება, მაშინ მისი დაჭერა საჭიროდ მიიჩნევა.

აღწერილი კოდი მოცემულია მათემატიკური ფუნქციით. იგი ახასიათებს პარამეტრის ყველა შესაძლო ცვლილებას. რადიოტექნიკის თეორიაში ეს მოდელი განიხილება როგორც ძირითადი. მასში სიგნალის ანალოგს ხმაურს უწოდებდნენ. ეს არის დროის ფუნქცია, რომელიც თავისუფლად ურთიერთქმედებს გადაცემულ კოდთან და ამახინჯებს მას.

სტატიაში აღწერილია სიგნალების ტიპები: დისკრეტული, ანალოგური და ციფრული. ასევე მოკლედ მოცემული ძირითადი თეორია აღწერილ თემაზე.

სიგნალის ტიპები

რამდენიმე სიგნალი არსებობს. განვიხილოთ რა არის ტიპები.

1. მონაცემთა მატარებლის ფიზიკური საშუალების მიხედვით, ელექტრული სიგნალი, ოპტიკური, აკუსტიკური და ელექტრომაგნიტური, გამოყოფილია. კიდევ რამდენიმე სახეობაა, მაგრამ ისინი ნაკლებად არის ცნობილი.
2. დავალების მეთოდის მიხედვით, სიგნალები იყოფა რეგულარულად და არარეგულარულად. პირველი არის მონაცემთა გადაცემის განმსაზღვრელი მეთოდები, რომლებიც განსაზღვრულია ანალიტიკური ფუნქციით. შემთხვევითი შედგენილია ალბათობის თეორიის გამო და ისინი ასევე იღებენ ნებისმიერ მნიშვნელობას სხვადასხვა ინტერვალებით.
3. ფუნქციების მიხედვით, რომლებიც აღწერს სიგნალის ყველა პარამეტრს, მონაცემთა გადაცემის მეთოდები შეიძლება იყოს ანალოგური, დისკრეტული, ციფრული (მეთოდი, რომელიც დონის კვანტიზირებულია). ისინი იყენებენ მრავალი ელექტრო მოწყობილობის ენერგიას.

მკითხველს ახლა უკვე იცნობს ყველა სახის სიგნალის გადაცემას. არცერთ ადამიანს არ გაუჭირდება მათი გაგება, მთავარია ცოტა დაფიქრდეს და გაიხსენოს სკოლის ფიზიკის კურსი.

რისთვის ხდება სიგნალის დამუშავება?

სიგნალის დამუშავება ხდება მასში დაშიფრული ინფორმაციის გადასაცემად და მიღების მიზნით. მოპოვების შემდეგ, მისი გამოყენება მრავალფეროვანი იქნება. ზოგიერთ სიტუაციაში, იგი განახლდება.

ყველა სიგნალის დამუშავების კიდევ ერთი მიზეზი არსებობს. იგი შედგება სიხშირეების მცირე შეკუმშვაში (ისე, რომ ინფორმაცია არ დაზიანდეს). ამის შემდეგ, იგი ფორმატდება და გადადის ნელი სიჩქარით.

ანალოგური და ციფრული სიგნალები იყენებენ სპეციალურ ტექნიკას. კერძოდ, ფილტრაცია, კონვოლუცია, კორელაცია. ისინი აუცილებელია სიგნალის აღსადგენად, თუ იგი დაზიანებულია ან აქვს ხმაური.

შექმნა და ფორმირება

ხშირად, სიგნალების წარმოსაქმნელად საჭიროა ანალოგური ციფრული (ADC) და ყველაზე ხშირად ისინი მხოლოდ DSP ტექნოლოგიების გამოყენების შემთხვევაში გამოიყენება. სხვა შემთხვევებში მხოლოდ DAC– ის გამოყენებაა შესაფერისი.

ციფრული მეთოდების შემდგომი გამოყენებისას ფიზიკური ანალოგური კოდების შექმნისას ისინი ეყრდნობიან მიღებულ ინფორმაციას, რომელიც სპეციალური მოწყობილობებიდან გადადის.

დინამიური დიაპაზონი

იგი გამოითვლება, როგორც სხვაობა მაღალ და ქვედა ხმამაღალ დონებს შორის, რომლებიც გამოხატულია დეციბელებით. ეს დამოკიდებულია მთლიანად ნაჭერზე და შესრულების მახასიათებლებზე. ჩვენ ვსაუბრობთ როგორც მუსიკალურ ტრეკებზე, ასევე ჩვეულებრივ დიალოგზე ადამიანებს შორის. თუ ავიღებთ, მაგალითად, დიქტორს, რომელიც ახალ ამბებს კითხულობს, მაშინ მისი დინამიური დიაპაზონი მერყეობს 25-30 დბ-მდე. ნაჭრის კითხვის დროს, ის შეიძლება 50 დბ-მდე გაიზარდოს.

ანალოგური სიგნალი

ანალოგური სიგნალი არის მონაცემთა გადაცემის უწყვეტი გზა. მისი მინუსი არის ხმაურის არსებობა, რაც ზოგჯერ ინფორმაციის სრულ კარგვას იწვევს. ხშირად ჩნდება სიტუაცია, რომ შეუძლებელია იმის დადგენა, თუ სად არის მნიშვნელოვანი მონაცემები კოდში და სად არის ჩვეულებრივი დამახინჯებები.

ამის გამო გახდა ძალიან პოპულარული ციფრული სიგნალის დამუშავება და თანდათან ანაცვლებს ანალოგს.

ციფრული სიგნალი

ციფრული სიგნალი განსაკუთრებულია, იგი აღწერილია დისკრეტული ფუნქციების საშუალებით. მის ამპლიტუდას შეუძლია გარკვეული მნიშვნელობა მიიღოს უკვე დაყენებულიდან. მიუხედავად იმისა, რომ ანალოგურ სიგნალს შეუძლია მოხვდეს უზარმაზარი ხმაურით, ციფრული სიგნალი ფილტრავს მიღებული ხმაურის უმეტეს ნაწილს.

გარდა ამისა, ამ ტიპის მონაცემთა გადაცემა ინფორმაციას გადასცემს ზედმეტი სემანტიკური დატვირთვის გარეშე. რამდენიმე კოდის გაგზავნა ერთდროულად ერთი ფიზიკური არხით შეიძლება.

ციფრული სიგნალის ტიპები არ არსებობს, რადგან იგი გამოირჩევა, როგორც მონაცემთა გადაცემის ცალკეული და დამოუკიდებელი მეთოდი. ეს არის ორობითი ნაკადი. ჩვენს დროში ეს სიგნალი ითვლება ყველაზე პოპულარულად. ეს გამოწვეულია გამოყენების მარტივად.

ციფრული სიგნალის პროგრამა

რით განსხვავდება ციფრული ელექტრო სიგნალი სხვებისგან? ის ფაქტი, რომ მას შეუძლია განმეორებით სრული რეგენერაცია შეასრულოს. როდესაც სიგნალი, რომელსაც ოდნავი ჩარევა აქვს, შედის საკომუნიკაციო მოწყობილობაში, ის მაშინვე იცვლის ფორმას ციფრული. ეს საშუალებას იძლევა, მაგალითად, სატელევიზიო კოშკს კვლავ წარმოქმნას სიგნალი, მაგრამ ხმაურის ეფექტის გარეშე.

იმ შემთხვევაში, თუ კოდი დიდი დამახინჯებით მოვა, მაშინ, სამწუხაროდ, მისი აღდგენა შეუძლებელია. თუ შედარებით ავიღებთ ანალოგურ კომუნიკაციას, ანალოგიურ სიტუაციაში გამეორებას შეუძლია მონაცემთა ნაწილის მოპოვება, დიდი ენერგიის დახარჯვა.

სხვადასხვა ფორმატის ფიჭურ კომუნიკაციაზე მსჯელობისას თითქმის შეუძლებელია ციფრული ხაზის საუბარი ძლიერი დამახინჯებით, რადგან სიტყვები ან მთლიანი ფრაზები არ ისმის. ამ შემთხვევაში, ანალოგური კომუნიკაცია უფრო ეფექტურია, რადგან შეგიძლიათ გააგრძელოთ დიალოგის წარმართვა.

სწორედ ამგვარი პრობლემების გამო ხდება ციფრული სიგნალის გამრავლება ხშირად წარმოქმნილი კომუნიკაციის ხაზის წყვეტის შესამცირებლად.

დისკრეტული სიგნალი

ახლა ყველა ადამიანი თავის კომპიუტერში იყენებს მობილურ ტელეფონს ან რაიმე სახის "ამკრეფს". ინსტრუმენტების ან პროგრამული უზრუნველყოფის ერთ-ერთი ამოცანაა სიგნალის, ამ შემთხვევაში ხმოვანი ნაკადის გადაცემა. უწყვეტი ტალღის ჩასატარებლად საჭიროა არხი, რომელსაც უფრო მაღალი დონის ტევადობა აქვს. სწორედ ამიტომ მიიღეს გადაწყვეტილება დისკრეტული სიგნალის გამოყენების შესახებ. ის თავად ტალღას კი არ ქმნის, არამედ მის ციფრულ ფორმას. რატომ? იმიტომ რომ გადაცემა მოდის ტექნოლოგიიდან (მაგალითად, ტელეფონი ან კომპიუტერი). რა უპირატესობა აქვს ამ ტიპის ინფორმაციის გადაცემას? მისი დახმარებით, გადაცემული მონაცემების საერთო რაოდენობა მცირდება, ხოლო ჯგუფური გაგზავნის ორგანიზებაც უფრო ადვილია.

"დისკრეტიზაციის" ცნება დიდი ხანია გამოიყენება კომპიუტერულ ტექნოლოგიებში. ასეთი სიგნალის წყალობით გადაეცემა არა უწყვეტი ინფორმაცია, რომელიც მთლიანად კოდირებულია სპეციალური სიმბოლოებით და ასოებით, არამედ სპეციალური ბლოკებში შეგროვებული მონაცემები. ისინი ცალკეული და სრული ნაწილაკებია. კოდირების ეს მეთოდი დიდი ხანია გადავიდა ფონზე, მაგრამ ბოლომდე არ გაქრა. მასთან ერთად მარტივად შეგიძლიათ მცირე ინფორმაციის გადაცემა.

ციფრული და ანალოგური სიგნალების შედარება

აღჭურვილობის ყიდვისას ძნელად ვინმე ფიქრობს იმაზე, თუ რა ტიპის სიგნალებია გამოყენებული ამა თუ იმ მოწყობილობაში და მით უფრო, მათ გარემოსა და ბუნებაზე. მაგრამ ზოგჯერ თქვენ მაინც უნდა გაუმკლავდეთ ცნებებს.

უკვე დიდი ხანია გასაგებია, რომ ანალოგური ტექნოლოგიები კარგავს მოთხოვნას, რადგან მათი გამოყენება არარაციონალურია. ამის ნაცვლად, ციფრული კომუნიკაცია მოდის. თქვენ უნდა გესმოდეთ რა არის საშიში და რას უარყოფს კაცობრიობა.

მოკლედ რომ ვთქვათ, ანალოგური სიგნალი არის ინფორმაციის გადაცემის გზა, რომელიც გულისხმობს მონაცემების აღწერას დროის უწყვეტი ფუნქციების მიხედვით. სინამდვილეში, კონკრეტულად რომ ვთქვათ, რხევების ამპლიტუდა შეიძლება იყოს ნებისმიერი მნიშვნელობის ტოლი, რომელიც გარკვეულ საზღვრებშია.

ციფრული სიგნალის დამუშავება აღწერილია დროის დისკრეტული ფუნქციებით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ამ მეთოდის ამპლიტუდა უდრის მკაცრად განსაზღვრულ მნიშვნელობებს.

თეორიიდან პრაქტიკაში გადასვლისას უნდა ითქვას, რომ ანალოგური სიგნალი ხასიათდება ჩარევით. ციფრულით, ასეთი პრობლემები არ არსებობს, რადგან ის მათ წარმატებით "ასწორებს". ახალი ტექნოლოგიების გამო, მონაცემთა გადაცემის ამ მეთოდს ძალუძს თვითონ აღადგინოს ყველა ორიგინალი ინფორმაცია მეცნიერის ჩარევის გარეშე.

ტელევიზორზე საუბრისას უკვე თამამად შეგვიძლია ვთქვათ: ანალოგურმა ტრანსმისიამ დიდი ხანია გასტანა თავისი სარგებლობა. მომხმარებელთა უმეტესობა ციფრულ სიგნალზე გადადის. ამ უკანასკნელის მინუსი ის არის, რომ თუ რომელიმე მოწყობილობას შეუძლია მიიღოს ანალოგური გადაცემა, მაშინ უფრო თანამედროვე მეთოდი მხოლოდ სპეციალური ტექნიკაა. მიუხედავად იმისა, რომ მოძველებული მეთოდის მოთხოვნა დიდი ხანია შემცირდა, ამ ტიპის სიგნალებს ჯერ კიდევ არ შეუძლიათ მთლიანად გაქრეს ყოველდღიური ცხოვრებიდან.

სიგნალი შეიძლება ხასიათდებოდეს სხვადასხვა პარამეტრებით. საერთოდ, ბევრი ასეთი პარამეტრი არსებობს, მაგრამ პრობლემებისათვის, რომლებიც პრაქტიკულად უნდა გადაწყდეს, მათ მხოლოდ მცირე რაოდენობაა საჭირო. მაგალითად, პროცესის მონიტორის არჩევისას შეიძლება საჭირო იყოს სიგნალის ცვალებადობის ცოდნა; თუ სიგნალი გამოიყენება კონტროლისთვის, მისი სიმძლავრე აუცილებელია და ა.შ. გათვალისწინებულია სიგნალის სამი ძირითადი პარამეტრი, რომლებიც აუცილებელია ინფორმაციის გადასაცემად არხზე. პირველი მნიშვნელოვანი პარამეტრი არის სიგნალის გადაცემის დრო. T თან... მეორე მახასიათებელი, რომელიც უნდა იქნას გათვალისწინებული, არის ძალა P თან სიგნალი, რომელიც არხზე გადადის გარკვეული დონის ჩარევით პ ზ... რაც უფრო დიდი მნიშვნელობა აქვს P თანშედარებით პ ზ, ნაკლებად სავარაუდოა შეცდომის მიღება. ამრიგად, საინტერესოა ურთიერთობა P გ / პ ზ.მოსახერხებელია ამ თანაფარდობის ლოგარითმის გამოყენება, რომელსაც ეწოდება სიგნალის სიჭარბე ხმაურზე:

მესამე მნიშვნელოვანი პარამეტრი არის სიხშირის სპექტრი F x... ეს სამი პარამეტრი საშუალებას გაძლევთ წარმოადგინოთ ნებისმიერი სიგნალი სამგანზომილებიან სივრცეში კოორდინატებით L, T, F მოცულობით პარალელეპიპედის სახით T x F x L x... ამ პროდუქტს ეწოდება სიგნალის მოცულობა და აღინიშნება V x

ინფორმაციის არხი ასევე შეიძლება ხასიათდებოდეს სამი შესაბამისი პარამეტრით: თ , არხის მიერ გატარებული სიხშირეების სიგანე F კდა არხის დინამიური დიაპაზონი დ კ სხვადასხვა სიგნალის დონის გადაცემის შესაძლებლობის დახასიათება.

Რაოდენობა

არხის ტევადობას ეწოდება.

დამახინჯებული სიგნალის გადაცემა შესაძლებელია მხოლოდ იმ პირობით, რომ სიგნალის მოცულობა "ჯდება" არხის სიმძლავრეში.

ამიტომ, სიგნალის ინფორმაციის გადაცემის არხთან შესატყვისობის ზოგადი პირობა განისაზღვრება მიმართებით

ამასთან, შეფარდება გამოხატავს სიგნალის არხთან შესატყვისობის აუცილებელ, მაგრამ არასაკმარის პირობას. საკმარისი პირობაა შეთანხმება ყველა პარამეტრზე:

საინფორმაციო არხისთვის ისინი იყენებენ შემდეგ ცნებებს: ინფორმაციის შეყვანის სიჩქარე, ინფორმაციის გადაცემის სიჩქარე და არხის გამტარობა.

ქვეშ ინფორმაციის შეყვანის სიჩქარე (ინფორმაციის ნაკადის) I (X) მესმის დროის საშუალო დროის ერთეულზე ინფორმაციის არხიდან ინფორმაციის შეყვანის საშუალო ინფორმაციის რაოდენობა. შეტყობინების წყაროს ეს მახასიათებელი განისაზღვრება მხოლოდ შეტყობინებების სტატისტიკური მახასიათებლებით.

ინფორმაციის გადაცემის სიჩქარე I (Z, Y) - დროის ერთეულის არხზე გადაცემული ინფორმაციის საშუალო რაოდენობა. ეს დამოკიდებულია გადაცემული სიგნალის სტატისტიკურ თვისებებზე და არხის თვისებებზე.

გამტარობა C - მოცემული არხის თეორიულად მისაღწევი ინფორმაციის ყველაზე მაღალი სიჩქარე. ეს არის არხის პასუხი და დამოუკიდებელია სიგნალის სტატისტიკისგან.

საინფორმაციო არხის მაქსიმალურად ეფექტურად გამოყენების მიზნით, საჭიროა ზომების მიღება, რათა ინფორმაციის გადაცემის სიჩქარე მაქსიმალურად მიუახლოვდეს არხის სიმძლავრეს. ამავე დროს, ინფორმაციის შეყვანის სიჩქარე არ უნდა აღემატებოდეს არხის სიჩქარეს, წინააღმდეგ შემთხვევაში, ყველა ინფორმაცია არ გადაეცემა არხზე.

ეს არის მთავარი პირობა შეტყობინების წყაროს და ინფორმაციის არხის დინამიური შეჯერებისთვის.

ინფორმაციის გადაცემის თეორიის ერთ-ერთი მთავარი საკითხია ინფორმაციის გადაცემის სიჩქარისა და გამტარობის დამოკიდებულების დადგენა არხის პარამეტრებზე და სიგნალების მახასიათებლებზე და ჩარევა. ეს კითხვები პირველად ღრმად გამოიკვლია კ. შანონმა.

გვერდი 24

როსტოვის ტექნიკური ინსტიტუტი

მომსახურება და ტურიზმი

________________________________________________________________

რადიოელექტრონიკის დეპარტამენტი

ლაზარენკო ს.ვ.

ლექცია No1

დისციპლინაში "რადიო სქემები და სიგნალები"

დონის როსტოვი

2010

ლექცია 1

შესავალი ძირითადი სიგნალის მახასიათებლები

დისციპლინით რადიო სქემები და სიგნალები

დრო: 2 საათი

შესწავლილი საკითხები: 1. კურსის თემა, მიზანი და მიზნები

2. კურსის მიმოხილვა, ბმულები სხვა დარგებში

3. დისციპლინის განვითარების მოკლე ისტორია

4. კურსზე მუშაობის ზოგადი მეთოდოლოგია, კლასების ტიპები,

საანგარიშო ფორმები, საგანმანათლებლო ლიტერატურა

5 სიგნალის ენერგიის მახასიათებლები

6 განსაზღვრული სიგნალების კორელაციური მახასიათებლები

7 გეომეტრიული მეთოდი სიგნალის თეორიაში

8 ორთოგონალური სიგნალის თეორია. განზოგადებული ფურიეს სერია

ამ ლექციაში გამოყენებულია საკვალიფიკაციო მახასიათებლის შემდეგი ელემენტები:

სტუდენტმა უნდა იცოდეს ელექტრული წრეების ანალიზის ძირითადი კანონები, პრინციპები და მეთოდები, აგრეთვე ელექტრული წრეების, წრეებისა და მოწყობილობების მოდელირების მეთოდები.

მოსწავლემ უნდა დაეუფლოს წრიული გაანგარიშების ტექნიკას სტაბილურ და გარდამავალ რეჟიმში.

1. კურსის თემა და მიზნები

დისციპლინის რადიო – ინჟინერიული წრეებისა და სიგნალების საგანია ელექტრომაგნიტური პროცესები წრფივ და არაწრფივ რადიოინჟინერიულ წრეებში, წრეების გამოთვლის მეთოდები სტაბილურ და გარდამავალ რეჟიმში, უწყვეტი და დისკრეტული სიგნალები და მათი მახასიათებლები.

დისციპლინა პრაქტიკისგან იღებს კვლევის ობიექტებს - ფიზიკური ტიპური სქემები და სიგნალები - მისი ელექტრომაგნიტური ველის კანონები, მათემატიკადან - კვლევითი აპარატი.

დისციპლინის შესწავლის მიზანია სტუდენტებს ჩაუტარონ უმარტივესი რადიოტექნიკური წრეების გამოთვლის უნარი და გაეცნონ მათ სიგნალის ოპტიმალური დამუშავების თანამედროვე ალგორითმებს.

დისციპლინის შესწავლის შედეგად თითოეულმა სტუდენტმა უნდა

აქვს წარმომადგენლობა:

თანამედროვე ალგორითმებზე სიგნალის ოპტიმალური დამუშავებისათვის;

რადიო წრეებისა და სიგნალების თეორიის განვითარების ტენდენციები,

ᲘᲪᲘᲗ:

რადიოტექნიკის სიგნალების კლასიფიკაცია;

განსაზღვრული სიგნალების დრო და სპექტრული მახასიათებლები;

შემთხვევითი სიგნალები, მათი მახასიათებლები, შემთხვევითი სიგნალების კორელაცია და სპექტრული ანალიზი;

დისკრეტული სიგნალები და მათი მახასიათებლები;

ციფრული სიგნალის დამუშავების ალგორითმები,

შეძლებთ გამოიყენოთ:

ხაზოვანი და არაწრფივი სქემების საშუალებით სიგნალის გადაცემის პრობლემების ანალიტიკური და რიცხვითი გადაჭრის მეთოდები;

განსაზღვრული და შემთხვევითი სიგნალების სპექტრული და კორელაციური ანალიზის მეთოდები,

საკუთარი:

რადიო სქემებისა და სიგნალების ძირითადი პარამეტრებისა და მახასიათებლების გაზომვის მეთოდები;

სქემებში სიგნალების გადასვლის ანალიზის ტექნიკა

გქონდეთ გამოცდილება:

დეტერმინირებული სიგნალების გადასვლის კვლევა სწორხაზოვან სტაციონარულ წრეებში, არაწრფივ და პარამეტრულ წრეებში;

რადიოინჟინერიის უმარტივესი სქემების გაანგარიშება.

დისციპლინაში ტრენინგის ოპერატიული ორიენტაცია უზრუნველყოფილია ლაბორატორიული სემინარის ჩატარებით, რომლის დროსაც თითოეულ სტუდენტს ასწავლიან პრაქტიკულ უნარებს:

ელექტრო და რადიო საზომ მოწყობილობებთან მუშაობა;

გაზომვის შედეგების საფუძველზე საგანგებო სიტუაციების ექსპრეს ანალიზის ჩატარება რადიოტექნიკური წრეების ფრაგმენტების მუშაობაში.

2 მოკლედ მიმოხილვა კურსზე, ურთიერთობა სხვა დისციპლინებთან

დისციპლინა "რადიო სქემები და სიგნალები" ემყარება ცოდნასდა yakh "მათემატიკა", "ფიზიკა", "ინფორმატიკა", და უზრუნველყოფს ხელოვნების ოსტატობასსაათზე ზოგადი სამეცნიერო და სპეციალური დისციპლინების კბილები, ”მეტროლოგია და რადიოიზმიე რენიუმი "," მოწყობილობები რადიოსიგნალების წარმოქმნისა და ფორმირებისთვის "," მოწყობილობები სიგნალების მიღების და დამუშავებისათვის "," სატელევიზიო და ვიდეოს საფუძვლები "დაახლოებით ტექნოლოგია "," რადიოტექნიკური სისტემების სტატისტიკური თეორია "," რადიოტექნიკადა სისტემები ", კურსი და დიპლომის პროექტიტიროვანია.

დისციპლინის "რადიო სქემები და სიგნალები" შესწავლა ავითარებს ინჟინერულ აზროვნებას სტუდენტებში, ამზადებს მათ სპეციალური დისციპლინების დაუფლებისთვის.

დისციპლინის სწავლება მიზნად ისახავს:

სტუდენტების მიერ ღრმა შესწავლა ძირითადი კანონები, ელექტრული წრეების ანალიზის პრინციპები და მეთოდები, ელექტრომაგნიტური პროცესების ფიზიკური არსი ელექტრონულ მოწყობილობებში;

მყარი უნარების დანერგვა წრეებში სტაბილური და გარდამავალი პროცესების ანალიზში, აგრეთვე ექსპერიმენტების ჩატარებისას ელექტრული წრეების მახასიათებლებისა და პარამეტრების დასადგენად.

დისციპლინა შედგება 5 განყოფილებისაგან:

1 სიგნალი;

2 წრფივი სქემების გავლით სიგნალები;

3 არაწრფივი და პარამეტრიული წრე;

4 უკუკავშირისა და თვით-რყევის წრე

ციფრული სიგნალის ფილტრაციის 5 პრინციპი

3. დისციპლინის განვითარების მოკლე ისტორია

ელექტრო და რადიოტექნიკური წრეების თეორიის გაჩენა განუყოფლად არის დაკავშირებული პრაქტიკასთან: ელექტროტექნიკის, რადიოტექნიკისა და რადიოელექტრონიკის ფორმირებასთან. ბევრმა ადგილობრივმა და უცხოელმა მეცნიერმა ხელი შეუწყო ამ სფეროების განვითარებას და მათ თეორიას.

ელექტროენერგიისა და მაგნეტიზმის ფენომენები ადამიანისთვის ცნობილია დიდი ხანია. ამასთან, მე -18 საუკუნის მეორე ნახევარში მათ სერიოზულად დაიწყეს შესწავლა და მათგან დაიწყო საიდუმლოებისა და ზებუნებრიობის ჰალოების დაშლა.

უკვე მიხეილ ვასილიევიჩ ლომონოსოვი (1711 - 1765) ჩათვალა, რომ ბუნებაში არის ერთი ელექტროენერგია და რომ ელექტრული და მაგნიტური მოვლენები ორგანულად არის დაკავშირებული ერთმანეთთან. რუსი აკადემიკოსი ფრანს ეპინუსი დიდი წვლილი შეიტანა ელექტროენერგიის მეცნიერებაში (1724 - 1802).

ელექტრომაგნიტური მოვლენების თეორიის სწრაფი განვითარება მოხდა XIX საუკუნე, რაც გამოწვეულია მანქანების წარმოების ინტენსიური განვითარებით. ამ დროს, კაცობრიობა პრაქტიკული საჭიროებებისათვის იგონებს ტელეგრაფს, სატელეფონო, ელექტრო განათებას, ლითონების შედუღებას, ელექტრომანქანების გენერატორებს და ელექტროძრავებს.

ქრონოლოგიური თანმიმდევრობით მიუთითეთ ელექტრომაგნეტიზმის თეორიის განვითარების ყველაზე თვალსაჩინო ეტაპები.

1785 წელს წლის ფრანგი ფიზიკოსი ჩარლზ გულსაკიდი პასუხი (1736 - 1806) დაადგინა ელექტრული მუხტების მექანიკური ურთიერთქმედების კანონი (კულონის კანონი).

1819 წელს წელს დანიელი ორსტედ ჰანს კრისტიანი (1777 - 1851) აღმოაჩინა ელექტრული დენის მოქმედება მაგნიტურ ნემსზე და 1820 წლის ფრანგი ფიზიკოსი ამპერე ანდრე მარი (1775 - 1836) დაადგინა რაოდენობრივი საზომი (ძალა), რომელიც მოქმედებს მაგნიტური ველის მხრიდან დირიჟორის მონაკვეთზე (ამპერის კანონი).

1827 წელს წლის გერმანელი ფიზიკოსი ომ გეორგ სიმონი (1787 - 1854) ექსპერიმენტულად მიიღო კავშირი ტონსა და ძაბვას შორის ლითონის კონდუქტორის განყოფილებისათვის (ომის კანონი).

1831 წელს ინგლისელი ფიზიკოსი ფარადეი მაიკლი (1791 - 1867) დაადგინა ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონი და 1832 რუსი ფიზიკოსი ემილი ხრისტიანოვიჩ ლენცი (1804 - 1865) ჩამოაყალიბა ელექტრული და მაგნიტური მოვლენების ზოგადობისა და შექცევადობის პრინციპი.

1873 წელს ინგლისურმა მეცნიერმა ჯ.კ.მაქსველმა ელექტროენერგიისა და მაგნეტიზმის შესახებ ექსპერიმენტული მონაცემების განზოგადების საფუძველზე გამოაქვეყნა ჰიპოთეზა ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობის შესახებ და შეიმუშავა თეორია მათი აღსაწერად.

1888 წელს წლის გერმანელი ფიზიკოსი ჰერც ჰენრიხ რუდოლფი (1857 - 1894) ექსპერიმენტულად დადასტურდა ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოსხივების არსებობა.

რადიოტალღების პრაქტიკული გამოყენება პირველად განახორციელა რუსმა მეცნიერმა ალექსანდრე სტეპანოვიჩ პოპოვმა (1859 - 1905), რომელიც 1895 წლის 7 მაისს აჩვენა რუსული ფიზიკის შეხვედრაზე - ქიმიური საზოგადოების გადამცემი (ნაპერწკალი მოწყობილობა) და ელექტრომაგნიტური ტალღების მიმღები (ელვისებური დეტექტორი) .

XIX გვიან საუკუნეებში რუსეთში მუშაობდნენ ცნობილი ინჟინრები და მეცნიერები ლოდიგინი ალექსანდრე ნიკოლაევიჩი (1847 - 1923), რომელმაც შექმნა მსოფლიოში პირველი ინკანდესენტური ნათურა (1873); იაბლოჩკოვი პაველ ნიკოლაევიჩი (1847 - 1894), შეიმუშავა ელექტრო სანთელი (1876); დოლივო-დობროვოლსკი მიხეილ ოსიპოვიჩი (1861 - 1919), შექმნა დენების სამფაზიანი სისტემა (1889) და თანამედროვე ენერგიის ფუძემდებელი.

XIX ს საუკუნეში, ელექტრული წრეების ანალიზი იყო ელექტროტექნიკის ერთ-ერთი ამოცანა. ელექტრული წრეები შეისწავლეს და გამოითვალეს წმინდა ფიზიკური კანონების შესაბამისად, სადაც აღწერილია მათი ქცევა ელექტრული მუხტების, ძაბვების და დენებისაგან. ეს ფიზიკური კანონები საფუძვლად დაედო ელექტრო და რადიოტექნიკური წრეების თეორიას.

1893 - 1894 წლებში C. Steinmetz- ისა და A. Kennelly- ის ნამუშევრებმა შეიმუშავეს ე.წ. სიმბოლური მეთოდი, რომელიც პირველად გამოიყენეს მექანიკურ რხევებზე ფიზიკაში, შემდეგ კი გადავიდნენ ელექტროტექნიკაში, სადაც დაიწყო კომპლექსური რაოდენობების გამოყენება ამპლიტუდის ფაზის სტაბილური სინუსოიდის რხევების განზოგადებული წარმოდგენისთვის.

ჰერცის შრომის საფუძველზე (1888), შემდეგ კი პუპინა (1892) რეზონანსისა და tuning- ის საშუალებით RLC სქემები და შერწყმულ რხევითი სისტემები, პრობლემები წარმოიშვა ჯაჭვების გადაცემის მახასიათებლების განსაზღვრისას.

1889 წელს წელს A. Kennelly ოფიციალურად განვითარდა - მათემატიკური მეთოდი ელექტრული წრეების ექვივალენტური ტრანსფორმაციისთვის.

მეორე ნახევარში XIX მაქსველმა და ჰელმჰოლცმა განავითარეს მარყუჟის დენებისა და კვანძოვანი ძაბვების (პოტენციალი) მეთოდები, რომლებიც საფუძვლად დაედო ანალიზის მატრიცულ და ტოპოლოგიურ მეთოდებს. ძალიან მნიშვნელოვანი იყო ჰელმჰოლცის განმარტება სუპერპოზიციის პრინციპის შესახებ, ე.ი. ერთსა და იმავე წრეში რამდენიმე მარტივი პროცესის ცალკე განხილვა, რასაც მოჰყვება ამ პროცესების ალგებრული ჯამი იმავე წრეში უფრო რთულ ელექტრულ ფენომენად. ზედმოქმედების მეთოდით შესაძლებელი გახდა პრობლემების ფართო სპექტრის თეორიულად გადაწყვეტა, რომლებიც ადრე ითვლებოდა გადაუჭრელ და მხოლოდ ემპირიული გათვალისწინებით.

ელექტრონული და რადიოტექნიკური წრეების თეორიის განვითარების შემდეგი მნიშვნელოვანი ნაბიჯი იყო შესავალი 1899 ელექტრული წრეების ალტერნატიული დენის კომპლექსური წინააღმდეგობის კონცეფციის წელი.

ელექტრო და რადიოტექნიკური წრეების თეორიის ფორმირების მნიშვნელოვანი ეტაპი იყო წრეების სიხშირული მახასიათებლების შესწავლა. ამ მიმართულებით პირველი იდეები ასევე უკავშირდება ჰელმჰოლცის სახელს, რომელმაც ანალიზისთვის გამოიყენა სუპერპოზიციის პრინციპი და ჰარმონიული ანალიზის მეთოდი, ე.ი. გამოიყენა ფუნქციის გაფართოება ფურიეს სერიაში.

XIX გვიან საუკუნეში დაინერგა T- და U- ფორმის სქემების ცნებები (მათ ოთხპოლური ეწოდება). თითქმის ამავე დროს, გაჩნდა ელექტრული ფილტრების კონცეფცია.

რადიოინჟინერიის წრეებისა და ზოგადად რადიოტექნიკის თანამედროვე თეორიას საფუძველი ჩაუყარეს ჩვენმა თანამემამულეებმა მ.ბ. შულეიკინმა, ბ.ა. ვედენსკიმ, ა. ა. ბერგმა, ა. ლ. მინტსი, ვ. ა. კოტელნიკოვი, ნ. .პაპარლექსი და მრავალი სხვა.

კურსზე მუშაობის 4 ზოგადი მეთოდი, გაკვეთილების ტიპები, ანგარიშგების ფორმები, საგანმანათლებლო ლიტერატურა

დისციპლინის შესწავლა ტარდება ლექციებში, ლაბორატორიულ და პრაქტიკულ კლასებში.

ლექციები ტრენინგის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი სახეობაა დადაახლოებით საფუძველი ჩაუყაროს თეორიულ სწავლებას. ისინი უზრუნველყოფენ დისციპლინის მეცნიერული ცოდნის სისტემურ საფუძველს, ორიენტირებულია სწავლებაზეე ყველაზე რთულ და საკვანძო საკითხებზე, მათი აქტიური შემეცნებითი აქტივობის სტიმულირება, შემოქმედებითი აზროვნების ჩამოყალიბება.

ლექციებში, ფუნდამენტურ, აუცილებელთან ერთადდა შეიძლება პრაქტიკული სწავლების ორიენტაციის ხარისხი. მასალის წარმოდგენა დაკავშირებულია სამხედრო პრაქტიკასთან, სპეციალური აღჭურვილობის სპეციფიკურ ობიექტებთან, რომელშიც გამოიყენება ელექტრული წრეები.

ლაბორატორიული სავარჯიშოები მიზნად ისახავს სტუდენტების ეკოლოგიური მეთოდების სწავლებასდან ექსპერიმენტული და სამეცნიერო კვლევა, სამეცნიერო ანალიზისა და მიღებული შედეგების განზოგადების უნარების ჩასატარებლად, ლაბორატორიასთან მუშაობის უნარებიდაახლოებით მაინინგი, აპარატურა და გამოთვლაx არავინ.

ლაბორატორიული გაკვეთილებისთვის მოსამზადებლად, სტუდენტები დამოუკიდებლად ან (საჭიროების შემთხვევაში) მიზნობრივ კონსულტაციებზე სწავლობენ შესაბამისსიუ თეორიული მასალა, კვლევის ჩატარების ზოგადი პროცედურა, ანგარიშის ფორმების შედგენა (ლაბორატორიული ინსტალაციის სქემის შედგენა, საჭირო ცხრილები).

ექსპერიმენტი ლაბორატორიული მუშაობის ძირითადი ნაწილია და რეალურიდა მას ატარებს თითოეული სტუდენტი დამოუკიდებლად, ლაბორატორიული მუშაობის სახელმძღვანელოს შესაბამისად. ექსპერიმენტის დაწყებამდე, ან ტროლის გამოკითხვა ფლაერის სახით, რომლის მიზანია ხარისხის შემოწმებადაახლოებით სტუდენტების ტრენინგი ლაბორატორიული მუშაობისთვის. ამ შემთხვევაში საჭიროა ყურადღება მივაქციოთ თეორიული მასალის ცოდნას, სამუშაოს თანმიმდევრობას, მოსალოდნელი შედეგების ხასიათს. მოხსენების მიღებისას გაითვალისწინეთ არომ რეგისტრაციის სიზუსტე, სტუდენტების შესაბამისობა ESKD– ს მოთხოვნებთან, ფულადი სახსრებიდა ჩი და აუცილებელი დასკვნების სისწორე.

პრაქტიკული სავარჯიშოები ტარდება გადაჭრის უნარების განვითარების მიზნითე nii ამოცანები, გამოთვლების წარმოება. მათი მთავარი შინაარსი სწორიარომ თითოეული სტუდენტის ტექნიკური სამუშაო. დავუბრუნდეთ პრაქტიკულ სწავლებასდა გამოყენებითი ხასიათის chi. კომპიუტერული პროგრამების დონის ამაღლებად მომზადება ხორციელდება პრაქტიკულ ტრენინგში გათვლებითე პროგრამირებადი მიკროანგარიშების ან პერსონალური კომპიუტერების დახმარებით. ყოველი გაკვეთილის დასაწყისში ტარდება ვიქტორინა, კატის მიზანიდაახლოებით rogo - გაკვეთილისთვის სტუდენტების მზაობის შემოწმება და ასევე - გააქტიურებადა მათი შემეცნებითი საქმიანობის ხედვა.

სტუდენტებს შორის დისციპლინის შინაარსის დაუფლების პროცესში, სისტემადა ყალიბდება დამოუკიდებელი მუშაობის მეთოდოლოგიური უნარები და უნარები. მოსწავლეებს ასწავლიან კითხვის სწორად დასმის, დასმის უნარსდაახლოებით ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანა, მოხსენება შესრულებული სამუშაოს არსის შესახებ, ადრე გამოყენებადან კოი და ვიზუალური საშუალებები.

ტრენინგების მომზადებისა და ჩატარებისას პირველადი უნარების ჩასატარებლად, გათვალისწინებულია სტუდენტების მოზიდვა ლაბორატორიული კლასების ხელმძღვანელის ასისტენტებად.

შემეცნებითი დე – ს გაძლიერების ყველაზე მნიშვნელოვან მიმართულებებს შორისმე პრობლემების სწავლა დაკავშირებულია სტუდენტურ კორპუსთან. განვახორციელოთ იგიდაახლოებით პრობლემური სიტუაციები მოცემულია როგორც კურსისთვის, ცალკეული თემებისთვის და ა.შ.დაახლოებით მოთხოვნები, რომლებიც ხორციელდება:

ახალი პრობლემური ცნებების დანერგვით, რომლებიც აჩვენებს, თუ რამდენად ისტორიულად გამოჩნდნენ ისინი და როგორ გამოიყენება ისინი;

სტუდენტის ახალ ფენომენთა წინააღმდეგობებთან შეჯახებითე ნიასი და ძველი ცნებები;

სწორი ინფორმაციის არჩევის საჭიროებით;

არსებულ ცოდნას შორის არსებული წინააღმდეგობების გამოყენება გვე გადაწყვეტილების შედეგები და პრაქტიკის მოთხოვნები;

ერთი შეხედვით აუხსნელი ფაქტებისა და ფენომენების პრეზენტაცია

ცნობილი კანონების გამოყენება;

შუალედური საგნების კავშირებისა და ფენომენებს შორის კავშირების იდენტიფიკაციით.

დისციპლინის შესწავლის პროცესში მასალის ათვისების კონტროლი ხორციელდება ყველა პრაქტიკული ტიპის კლასებში ბრიფინგების სახით, ხოლო 1 და 2 თემებზე ორსაათიანი ტესტის სახით.

ზოგადად, განათლების ხარისხის დადგენა დისციპლინის, ქცევისთვისტ xia გამოცდა. მიიღებენ გამოცდას სტუდენტებს, რომლებმაც შეასრულეს სასწავლო გეგმის ყველა მოთხოვნაწელს დადებითი შეფასებები კურსის მუშაობაზე. გამოცდები ტარდება ულვაშიტ ფორმა აუცილებელი წერილობითი განმარტებებით დაფაზე (ფორმულები, გრაფიკები და ა.შ.). მოსამზადებლად თითოეულ სტუდენტს ეძლევა არაუმეტეს 30 წუთი. პასუხისთვის მოსამზადებლად მოსწავლეებს შეუძლიათ გამოიყენონდაახლოებით დეპარტამენტის უფროსის მიერ დაშვებული მეთოდური და საცნობარო მასალებიე რიალები. პასუხისთვის მომზადება შესაძლებელია წერილობით. დეპარტამენტის უფროსს შეუძლია გათავისუფლდეს გამოცდის ჩაბარებისგან, ვინც აჩვენატ პირადი ცოდნა, რომელიც ეფუძნება მიმდინარე კონტროლის შედეგებს, შეფასებასთან ერთადნ კი "შესანიშნავი".

ამრიგად, დისციპლინა "რადიო სქემები და სიგნალები" არისმე არის კონცენტრირებული და ამავე დროს საკმაოდ სრულყოფილი დადა სრულყოფილი ცოდნა, რომელიც რადიო ინჟინერს საშუალებას აძლევს თავისუფლად იმოძრაოს სპეციალური რადიო მოწყობილობებისა და სისტემების მუშაობის ყველაზე მნიშვნელოვანი საკითხები.

ძირითადი საგანმანათლებლო ლიტერატურა:

1. S. I. BASKAKOV რადიოტექნიკის სქემები და სიგნალები. მე -3 გამოცემა. მ.: უმაღლესი სკოლა, 2000 წ.

დამატებითი ლიტერატურა

2. S. I. BASKAKOV რადიოტექნიკის სქემები და სიგნალები. პრობლემების გადაჭრის გზამკვლევი: სახელმძღვანელო. სახელმძღვანელო რადიოტექნიკისთვის. სპეციალისტი. უნივერსიტეტები. - მე -2 გამოცემა. მ .: უმაღლესი სკოლაო ლა, 2002 წ.

3. პოპოვი ვ.პ. წრიული თეორიის საფუძვლები. სახელმძღვანელო. უნივერსიტეტებისთვის. -3 გამოცემა. მ .: უმაღლესი სკოლა2000 წლის შესახებ

5 სიგნალის ენერგეტიკული მახასიათებლები

რეალური სიგნალის ძირითადი ენერგეტიკული მახასიათებლებია:

1) მყისიერი სიმძლავრე, განისაზღვრება, როგორც სიგნალის მყისიერი მნიშვნელობის კვადრატი

თუ - ძაბვა ან მიმდინარეობა, მაშინ მყისიერი სიმძლავრე გამოიყოფა წინააღმდეგობაზე და 1 ომი

მყისიერი ძალა არ არის დანამატი, ანუ სიგნალების ჯამის მყისიერი სიმძლავრე არ არის მათი მყისიერი ძალების ჯამი:

2) ენერგია დროის ინტერვალში გამოიხატება, როგორც მყისიერი ენერგიის შემადგენელი

3) ინტერვალში საშუალო სიმძლავრე განისაზღვრება სიგნალის ენერგიის მნიშვნელობით ამ ინტერვალში, დროის ერთეულზე მითითებული

სად

თუ სიგნალი მოცემულია უსასრულო დროის ინტერვალისთვის, მაშინ საშუალო სიმძლავრე განისაზღვრება შემდეგნაირად:

ინფორმაციის გადაცემის სისტემები შექმნილია ისე, რომ ინფორმაცია გადაეცემა ნაკლები დამახინჯებით, ვიდრე ეს მითითებულია მინიმალური ენერგიისა და სიგნალის ენერგიით.

თვითნებური დროის ინტერვალში განსაზღვრული სიგნალების ენერგია და სიმძლავრე შეიძლება იყოს დანამატი, თუ ამ დროის ინტერვალში სიგნალები ორთოგონალურია. განვიხილოთ ორი სიგნალი და, რომლებიც დაყენებულია დროის ინტერვალზე. ამ სიგნალების ჯამის ენერგია და სიმძლავრე შემდეგნაირად გამოიხატება:

, (1)

. (2)

აქ, და, - პირველი და მეორე სიგნალების ენერგია და სიმძლავრე, — ამ სიგნალების ურთიერთ ენერგია და ურთიერთქმედება (ან მათი ურთიერთქმედების ენერგია და ძალა). თუ პირობები დაკმაყოფილებულია

შემდეგ სიგნალებს და დროის ინტერვალს ორთოგონალური ეწოდება და გამოთქმებს (1) და (2) მიიღებს ფორმას

სიგნალების ორთოგონალურობის კონცეფცია აუცილებლად ასოცირდება მათი განსაზღვრის ინტერვალთან.

რთული სიგნალებისთვის ასევე გამოიყენება მყისიერი ენერგიის, ენერგიისა და საშუალო სიმძლავრის ცნებები. ეს მნიშვნელობები შემოდის ისე, რომ რთული სიგნალის ენერგეტიკული მახასიათებლები რეალური მნიშვნელობებია.

1. მყისიერი სიმძლავრე განისაზღვრება რთული სიგნალის პროდუქტით რთული კონიუგირებული სიგნალისკენ

2. სიგნალის ენერგია დროის ინტერვალით, განმარტებით, არის

3. Სიგნალის სიძლიერე ინტერვალზე განისაზღვრება, როგორც

ორი რთული სიგნალი და მოცემულია დროის ინტერვალში, ორთოგონალურია, თუ მათი ურთიერთქმედება (ან ენერგია) ნულის ტოლია.

განსაზღვრული სიგნალების კორელაციის 6 მახასიათებელი

სიგნალის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი დროებითი მახასიათებელია ავტოკორელაციის ფუნქცია (ACF), რაც შესაძლებელს ხდის სიგნალის კავშირის (კორელაციის) ხარისხის შეფასებას დროის შეცვლილ ასლთან.

დროის ინტერვალში მითითებული რეალური სიგნალისთვის და ენერგიით შეზღუდული, კორელაციის ფუნქცია განისაზღვრება შემდეგი გამოთქმით:

, (3)

სად - სიგნალის დროის გადატანის ოდენობა.

თითოეული მნიშვნელობისთვის ავტოკორელაციის ფუნქცია გამოხატულია ზოგიერთი რიცხვითი მნიშვნელობით.

დან (3) აქედან გამომდინარეობს, რომ ACF არის დროის ცვლის თანაბარი ფუნქცია. მართლაც, ჩანაცვლება (3) ცვლადი, მივიღებთ

როდესაც სიგნალის მსგავსება მისი შეუცვლელი ასლი არის ყველაზე დიდი და ფუნქცია აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას, რომელიც ტოლია მთლიანი სიგნალის ენერგიის

ზრდასთან ერთად, ყველა სიგნალის ფუნქცია, პერიოდული სიგნალის გარდა, იკლებს (სულაც არ არის ერთფეროვნად) და სიგნალების ფარდობითი გადანაცვლებით და სიგნალის ხანგრძლივობაზე მეტით, ის ქრება.

პერიოდული სიგნალის ავტოკორელაციის ფუნქცია თავისთავად პერიოდული ფუნქციაა იმავე პერიოდთან.

ორი სიგნალის მსგავსების ხარისხის შესაფასებლად და გამოიყენება ჯვარედინი კორელაციის ფუნქცია, რომელიც განისაზღვრება გამოხატულებით

აქ და - უსასრულო დროის ინტერვალზე მოცემული სიგნალები და სასრული ენერგიის ფლობა.

მნიშვნელობა არ იცვლება, თუ სიგნალის დაგვიანების ნაცვლად, გავითვალისწინებთ პირველი სიგნალის წინსვლას.

ავტოკორელაციის ფუნქცია არის CCF– ის განსაკუთრებული შემთხვევა, როდესაც სიგნალები დაიგივეა.

ფუნქციისგან განსხვავებით, ზოგადად, ის ფარდობითიც კი არ არის და შეუძლია მიაღწიოს მაქსიმუმ სამს.

მნიშვნელობა განსაზღვრავს სიგნალების ურთიერთ ენერგიას და

7 გეომეტრიული მეთოდი სიგნალების თეორიაში

რადიოტექნიკის მრავალი თეორიული და გამოყენებითი პრობლემის გადაჭრისას ჩნდება შემდეგი კითხვები: 1) რა გაგებით შეგვიძლია ვისაუბროთ სიგნალის სიდიდეზე, ვამტკიცოთ, რომ ერთი სიგნალი მნიშვნელოვნად აღემატება მეორეს; 2) შესაძლებელია ობიექტურად შევაფასოთ რამდენად ჰგავს ერთმანეთს ორი განსხვავებული სიგნალი?

XX ს წელს შეიქმნა ფუნქციური ანალიზი — მათემატიკის დარგი, რომელიც აჯამებს ჩვენს ინტუიციურ იდეებს სივრცის გეომეტრიული სტრუქტურის შესახებ. აღმოჩნდა, რომ ფუნქციური ანალიზის იდეები საშუალებას იძლევა შეიქმნას თანმიმდევრული სიგნალის თეორია, რომელიც ემყარება სიგნალის, როგორც ვექტორის კონცეფციას სპეციალურად აშენებულ უსასრულო განზომილებიან სივრცეში.

ხაზოვანი სიგნალის სივრცე. მოდით -მრავალი სიგნალი. ამ ობიექტების კომბინირების მიზეზი — სიმრავლის ყველა ელემენტისთვის დამახასიათებელი ზოგიერთი თვისების არსებობა.

სიგნალების თვისებების შესწავლა, რომლებიც ქმნიან ასეთ ნაკრებებს, განსაკუთრებით ნაყოფიერი ხდება, როდესაც შესაძლებელია სიმრავლის ზოგიერთი ელემენტის სხვა ელემენტების საშუალებით გამოხატვა. ჩვეულებრივია იმის თქმა, რომ ბევრი სიგნალი დაჯილდოებულია გარკვეული სტრუქტურით. ამა თუ იმ სტრუქტურის არჩევანი უნდა იყოს ნაკარნახევი ფიზიკური მოსაზრებებით. ამრიგად, როგორც გამოიყენება ელექტრო ვიბრაცია, ცნობილია, რომ ისინი შეიძლება დაემატოს და გამრავლდეს თვითნებური მასშტაბის ფაქტორზე. ეს საშუალებას იძლევა წრფივი სივრცის სტრუქტურის დანერგვა სიგნალების ნაკრებში.

სიგნალების ნაკრები ქმნის რეალურ წრფივ სივრცეს, თუ სიმართლეა შემდეგი აქსიომები:

1. ნებისმიერი სიგნალი იღებს მხოლოდ რეალურ მნიშვნელობებს ნებისმიერი.

2. ნებისმიერი და არსებობს მათი ჯამი, და ის ასევე შეიცავს. შემაჯამებელი ოპერაცია კომუტაციურია: და ასოციაციური :.

3. ნებისმიერი სიგნალისა და ნებისმიერი რეალური რიცხვისთვის, სიგნალი განისაზღვრება=.

4. M კომპლექტი შეიცავს სპეციალურ ნულოვან ელემენტს, ისეთი, რომ  ყველასთვისაა.

თუ სიგნალების მათემატიკური მოდელები მიიღებს რთულ მნიშვნელობებს, ვთქვათ, აქსიომაში 3 რთული რიცხვით გამრავლება, მივაღწევთ რთული წრფივი სივრცის კონცეფციას.

წრფივი სივრცის სტრუქტურის შემოღება არის პირველი ნაბიჯი სიგნალების გეომეტრიული ინტერპრეტაციისკენ. ხაზოვანი სივრცის ელემენტებს ხშირად ვექტორებს უწოდებენ, რაც ხაზს უსვამს ამ ობიექტებისა და ჩვეულებრივი სამგანზომილებიანი ვექტორების თვისებების ანალოგიას.

წრფივი სივრცის აქსიომებით დაწესებული შეზღუდვები ძალიან მკაცრია. სიგნალების ყველა ნაკრები არ გამოდის წრფივი სივრცე.

კოორდინაცია საფუძვლის კონცეფცია. როგორც ჩვეულ სამგანზომილებიან სივრცეში, წრფივ სიგნალის სივრცეში შეიძლება გამოიყოს სპეციალური ქვეჯგუფი, რომელიც კოორდინაციის ღერძების როლს ასრულებს.

ისინი ამბობენ, რომ ვექტორების ნაკრები (}, კუთვნილება, ხაზოვანია დამოუკიდებელი, თუ თანასწორობა

ეს შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ყველა რიცხვითი კოეფიციენტი ერთდროულად გაქრება.

წრფივი დამოუკიდებელი ვექტორების სისტემა ქმნის კოორდინატულ საფუძველს სწორხაზოვან სივრცეში. თუ რაიმე სიგნალის დაშლა მოცემულია სახით

შემდეგ ციფრები () არის სიგნალის პროგნოზები შერჩეულ საფუძველთან შედარებით.

სიგნალის თეორიის პრობლემებში, ძირითადი ვექტორების რაოდენობა, როგორც წესი, უსასრულოდ დიდია. ასეთ ხაზოვან სივრცეებს \u200b\u200bუსასრულო განზომილებიანი ეწოდება. ბუნებრივია, ამ სივრცეების თეორია ვერ იქნება ჩართული ხაზოვანი ალგებრის ფორმალურ სქემაში, სადაც ძირითადი ვექტორების რაოდენობა ყოველთვის სასრულია.

ნორმალიზებული წრფივი სივრცე. სიგნალის ენერგია. სიგნალების თეორიის გეომეტრიული ინტერპრეტაციის გასაგრძელებლად და გაღრმავებისათვის საჭიროა ახალი კონცეფციის შემოღება, რომელიც თავისი მნიშვნელობით შეესაბამება ვექტორის სიგრძეს. ეს საშუალებას მოგცემთ არა მხოლოდ ზუსტი მნიშვნელობა მიენიჭოთ ფორმის "პირველი სიგნალი უფრო მეტია ვიდრე მეორე", არამედ ასევე მიუთითოთ რამდენად მეტია იგი.

ვექტორის სიგრძეს მათემატიკაში ეწოდება მისი ნორმა. სიგნალების წრფივი სივრცე ნორმალიზდება, თუ თითოეული ვექტორი ცალსახად ასოცირდება რიცხვთან — დაკმაყოფილებულია ამ ვექტორის ნორმა და ნორმატიული სივრცის შემდეგი აქსიომები:

1. ნორმა არ არის უარყოფითი, ე.ი.. ნორმა თუ და მხოლოდ მაშინ .

2. ნებისმიერი რიცხვისთვის, თანასწორობა მართალია.

3. თუ და არის ორი ვექტორი , მაშინ სამკუთხედის უთანასწორობა მოქმედებს:.

შესაძლებელია სიგნალის სიჩქარის დანერგვის სხვადასხვა ხერხის შემოთავაზება. რადიოტექნიკაში ყველაზე ხშირად ითვლება, რომ ნამდვილ ანალოგურ სიგნალებს აქვთ ნორმა

(4)

(ფესვის ორი შესაძლო მნიშვნელობიდან ირჩევა პოზიტიური). რთული სიგნალებისთვის, ნორმა

სად * - რთული კონიუგირებული მნიშვნელობის სიმბოლო. ნორმის კვადრატს ეწოდება სიგნალის ენერგია

ეს არის ეს ენერგია, რომელიც გამოიყოფა წინააღმდეგობის მქონე რეზისტორში 1 ოჰ, თუ არსებობს ძაბვა მის ტერმინალებზე.

განსაზღვრეთ სიგნალის სიჩქარე ფორმულის გამოყენებით (4) მიზანშეწონილია შემდეგი მიზეზების გამო:

1. რადიოტექნიკაში სიგნალის სიდიდე ხშირად ფასდება საერთო ენერგეტიკული ეფექტის საფუძველზე, მაგალითად, რეზისტორში გამოყოფილი სითბოს რაოდენობა.

2. ენერგეტიკული ნორმა აღმოჩნდა "არაგრძნობიარე" სიგნალის ფორმის ცვლილებების მიმართ, შესაძლოა მნიშვნელოვანი იყოს, მაგრამ ხდება მოკლე დროში.

ხაზოვანი ნორმატიული სივრცე ფორმის ნორმის სასრული მნიშვნელობით (1.15) ეწოდება კვადრატში ინტეგრირებადი ფუნქციის სივრცეს და მოკლედ აღინიშნება.

8 ორთოგონალური სიგნალების თეორია. გენერალიზებული მეოთხე სერია

სიგნალების სიმრავლეში წრფივი სივრცის სტრუქტურის დანერგვისას, ნორმისა და მეტრის განსაზღვრის შემდეგ, ჩვენ ჩამოვართვით შესაძლებლობა გამოვთვალოთ ისეთი მახასიათებელი, როგორიცაა კუთხე ორ ვექტორს შორის. ეს შეიძლება გაკეთდეს ხაზოვანი სივრცის ელემენტების სკალარული პროდუქტის მნიშვნელოვანი კონცეფციის ფორმულირებით.

სიგნალების წერტილოვანი პროდუქტი. შეგახსენებთ, რომ თუ ორი ვექტორი ცნობილია ჩვეულებრივ სამგანზომილებიან სივრცეში, მაშინ მათი ჯამის მოდულის კვადრატი

სად არის ამ ვექტორების სკალარული პროდუქტი, რაც დამოკიდებულია მათ შორის კუთხეზე.

ანალოგიით მოქმედებით, ჩვენ გამოვთვლით ორი სიგნალის ჯამის ენერგიას და:

. (5)

თავად სიგნალებისგან განსხვავებით, მათი ენერგია არ არის დანამატი - მთლიანი სიგნალის ენერგია შეიცავს ე.წ. ურთიერთ ენერგიას

. (6)

ფორმულების შედარება (5) და (6), განსაზღვრავს რეალური სიგნალების წერტილოვან პროდუქტს და:

წერტილოვან პროდუქტს აქვს თვისებები:

1. , სად არის რეალური რიცხვი;

სწორხაზოვან სივრცეს ასეთი სკალარული პროდუქტით, სრული იმ გაგებით, რომ იგი შეიცავს ამ სივრციდან ვექტორების ნებისმიერი შესაკრები თანმიმდევრობის ყველა ზღვრულ წერტილს, ნამდვილ ჰილბერტის სივრცეს ეწოდება.

კოშის ფუნდამენტური უთანასწორობა - ბუნიაკოვსკი

თუ სიგნალები მიიღებს რთულ მნიშვნელობებს, შეგიძლიათ განსაზღვროთ რთული ჰილბერტის სივრცე მასში წერტილოვანი პროდუქტის შეყვანით ფორმულით

ისეთივე როგორც.

ორთოგონალური სიგნალები და განზოგადებული ფურიეს სერია. ორ სიგნალს ორთოგონალური ეწოდება, თუ მათი წერტილოვანი პროდუქტი და, შესაბამისად, ურთიერთ ენერგია, ნულის ტოლია:

მოდით - სასრული ენერგეტიკული მნიშვნელობის სიგნალების ჰილბერტის სივრცე. ეს სიგნალები განისაზღვრება გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, სასრული ან უსასრულო. დავუშვათ, რომ ფუნქციების უსასრულო სისტემა მოცემულია იმავე სეგმენტზე, ერთმანეთის ორთოგონალური და ერთეული ნორმების მქონე:

ნათქვამია, რომ სიგნალის სივრცეში მითითებულია ორთონორმალური საფუძველი.

ზედიზედ გავაფართოვოთ თვითნებური სიგნალი:

(7)

შესრულება (7) ეწოდება სიგნალის განზოგადებული ფურიეს სერიას შერჩეულ საფუძველზე.

ამ სერიის კოეფიციენტები გვხვდება შემდეგნაირად. აიღე ძირითადი ფუნქცია თვითნებური რიცხვით, გაამრავლეთ თანასწორობის ორივე მხარე (7) დროთა განმავლობაში შედეგების ინტეგრირება:

. (8)

ვინაიდან თანასწორობის მარჯვენა მხარეს საფუძველი ორთონორმალურია (8) მხოლოდ ნომერი დარჩენილ წევრს დარჩება, ასე რომ

სიგნალების წარმოდგენის შესაძლებლობა განზოგადებული ფურიეს სერიების საშუალებით ძალიან ფუნდამენტური მნიშვნელობის ფაქტია. ნაცვლად იმისა, რომ შეისწავლოთ ფუნქციონალური დამოკიდებულება უთვალავი წერტილის სიმრავლეში, ჩვენ გვეძლევა შესაძლებლობა დავახასიათოთ ეს სიგნალები განზოგადებული ფურიეს სერიის კოეფიციენტების თვლადი (მაგრამ ზოგადად რომ ვთქვათ უსასრულო) სისტემით.

განზოგადებული ფურიეს სერიის სახით წარმოდგენილი სიგნალის ენერგია. განვიხილოთ გარკვეული სიგნალი, რომელიც გაფართოვდა ორთონორმალური სისტემის სისტემაში:

და გამოთვალეთ მისი ენერგია ამ სერიის შესაბამის ჩანაცვლებაში პირდაპირ ჩანაცვლებით:

(9)

ვინაიდან ფუნქციების ძირითადი სისტემა ორთნორმალურია, ჯამი (9) მხოლოდ წევრების რიცხვი იქნება ნულოვანი. ეს მშვენიერ შედეგს იძლევა:

ამ ფორმულის მნიშვნელობა ასეთია: სიგნალის ენერგია არის ყველა კომპონენტის ენერგიის ჯამი, საიდანაც განზოგადებული ფურიეს სერია შედგება.

რადიოელექტრონიკის დეპარტამენტის უფროსი ლექტორი ს.ლაზარენკო

როგორც ზემოთ აღინიშნა, გადაცემული სიგნალები ერთმნიშვნელოვნად ასოცირდება გადაცემულ შეტყობინებებთან. სიგნალის მათემატიკური აღწერა დროის გარკვეული ფუნქციაა ს(ტ). საკომუნიკაციო სიგნალების კლასიფიკაცია შესაძლებელია რამდენიმე კრიტერიუმის შესაბამისად.

შეტყობინების თეორიაში სიგნალები, პირველ რიგში, იყოფა დეტერმინირებულ (რეგულარულ) და შემთხვევით. სიგნალს ეწოდება განმსაზღვრელი, თუ ეს შეიძლება იყოს აღწერილი დროის ცნობილი ფუნქციით. ამიტომ, დეტერმინესიული სიგნალი გაგებულია, როგორც სიგნალი, რომელიც შეესაბამება ცნობილ გადაცემულ შეტყობინებას და რომლის წინასწარ წინასწარ წინასწარ განსაზღვრა შესაძლებელია თვითნებურად ხანგრძლივი დროის განმავლობაში. დეტერმინისტული სიგნალები, ჩვეულებრივ, იყოფა პერიოდულად, თითქმის პერიოდულად და არა პერიოდულად.

რეალურ პირობებში, მიმღები პუნქტის სიგნალი წინასწარ უცნობია და არ შეიძლება აღწერილი იყოს დროის გარკვეული ფუნქციით. მიღებული სიგნალები არაპროგნოზირებადია, შემთხვევითი რამდენიმე მიზეზის გამო. პირველი, რადგან რეგულარული სიგნალი ვერ ატარებს ინფორმაციას. მართლაც, რომ ყველაფერი ცნობილი ყოფილიყო გადაცემული სიგნალის შესახებ, მაშინ მისი გადაცემა აღარ იქნებოდა. ჩვეულებრივ მხოლოდ მიმღებ მხარეს ზოგიერთი პარამეტრი სიგნალი. მეორეც, სიგნალები შემთხვევითია სხვადასხვა სახის ჩარევის გამო, როგორც გარე (კოსმოსური, ატმოსფერული, სამრეწველო და ა.შ.), ასევე შიდა (ლამპარის ხმაური, წინააღმდეგობები და ა.შ.). მიღებული სიგნალი ასევე დამახინჯებულია საკომუნიკაციო ხაზის გავლით, რომლის პარამეტრები ხშირად დროის შემთხვევითი ფუნქციაა.

საკომუნიკაციო სიგნალის მოდელი არ არის დროის ერთი ფუნქცია ს(ტ) , მაგრამ რამდენიმე ფუნქციის ერთობლიობა, რომლებიც შემთხვევითი პროცესია. თითოეული კონკრეტული სიგნალი ერთ-ერთია რეალიზაციები შემთხვევითი პროცესი, რომელიც შეიძლება აღწერილი იყოს დროის განმსაზღვრელი ფუნქციით. ხშირად მიმღებმა იცის შესაძლო შეტყობინებების (სიგნალების) ანსამბლი. ამოცანაა დაადგინოს, რომელი მოცემული ანსამბლის შეტყობინება გადაეცა სიგნალის ნარევის მიღებული დანერგვიდან ჩარევით.

ამრიგად, გადაცემული სიგნალი უნდა ჩაითვალოს ფუნქციების ერთობლიობად, რომლებიც შემთხვევითი პროცესის განხორციელებაა. ამ პროცესის სტატისტიკური მახასიათებლები სრულად აღწერს სიგნალის თვისებებს. ამასთან, მრავალი კონკრეტული პრობლემის გადაჭრა რთულდება ამ შემთხვევაში. ამიტომ, სიგნალების შესწავლა და მათი სხვადასხვა წრეებში გავლა მიზანშეწონილია ინდივიდუალური დანერგვით, როგორც განმსაზღვრელი ფუნქციების გამოყენებით.

სრული სიგნალის აღწერა ყოველთვის არ არის საჭირო. ზოგჯერ ანალიზისთვის საკმარისია რამდენიმე განზოგადებული მახასიათებელი, რომლებიც ყველაზე სრულად ასახავს სიგნალის თვისებებს. სიგნალის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია მისი სიგნალი ხანგრძლივობაT, რომელიც განსაზღვრავს არხისთვის საჭირო დროს და უბრალოდ დაკავშირებულია ამ სიგნალით გადაცემული ინფორმაციის რაოდენობასთან. მეორე მახასიათებელია სპექტრის სიგანე სიგნალი ვ, რომელიც ახასიათებს სიგნალის ქცევას მისი ხანგრძლივობის განმავლობაში, მისი შეცვლის სიჩქარეს. როგორც მესამე მახასიათებელი, შეიძლება შემოვიდეს ისეთი, რომელიც განსაზღვრავს სიგნალის ამპლიტუდას მთელი მისი არსებობის განმავლობაში, მაგალითად, სიმძლავრე. ამასთან, სიგნალის სიძლიერე რდან თავისთავად არ განსაზღვრავს მისი გადაცემის პირობებს რეალური საკომუნიკაციო არხებით ჩარევით. ამიტომ, ჩვეულებრივ, სიგნალს ახასიათებს სიგნალის სიმძლავრის თანაფარდობა და ჩარევა:

რომელსაც სიგნალისა და ხმაურის თანაფარდობა ან სიგნალისა და ხმაურის თანაფარდობა ეწოდება.

სიგნალის მახასიათებელი ე.წ. დინამიური დიაპაზონი,

რომელიც განსაზღვრავს სიგნალის დონის ცვლილებების ინტერვალს (მაგალითად, ხმამაღალი სატელეფონო შეტყობინების გადაცემის დროს) და აყენებს შესაბამის მოთხოვნებს ბილიკის ხაზოვნებაზე. ამ მხრიდან სიგნალს შეიძლება ახასიათებდეს ე.წ. პიკის ფაქტორი

წარმოადგენს სიგნალის მაქსიმალური მნიშვნელობის თანაფარდობას ეფექტურთან. რაც უფრო მაღალია სიგნალის პიკური ფაქტორი, მით უარესი იქნება რადიო მოწყობილობის ენერგოეფექტურობა.

შეტყობინებებზე განხორციელებული გარდაქმნების თვალსაზრისით, ჩვეულებრივია სიგნალების დაყოფა ვიდეო სიგნალებად (არარეგულირებადი) და რადიოსიგნალებად (მოდულირებული). ჩვეულებრივ, ვიდეო სიგნალის სპექტრი კონცენტრირებულია დაბალი სიხშირის რეგიონში. მოდულაციის გამოყენებისას ვიდეო სიგნალს მოდულაციას უწოდებენ. რადიოსიგნალის სპექტრი კონცენტრირებულია გარკვეული საშუალო სიხშირის გარშემო მაღალი სიხშირის რეგიონში. რადიოსიგნალების გადაცემა შესაძლებელია ელექტრომაგნიტური ტალღების სახით.

განყოფილების დასასრულს, ჩვენ მოკლედ აღწერს სიგნალებს, რომლებიც გამოიყენება სხვადასხვა სახის კომუნიკაციებში. ნახ. 1.2 გვიჩვენებს ვიდეო სიგნალს უწყვეტი პულსის მატარებლის სახით. ასეთი სიგნალი წარმოიქმნება სამუშაოს ტელეგრაფიული ტიპებისთვის ხუთნიშნა ორობითი კოდის გამოყენებით. ამ სიგნალების გადასაცემად გამოყენებული გამტარობა დამოკიდებულია ტელეგრაფიის სიჩქარეზე და არის, მაგალითად, 150-200 ჰერცი, ST-35 ტელეგრაფიული აპარატის გამოყენებისას და წამში 50 სიმბოლოს გადაცემისას. სატელეფონო შეტყობინებების გადაცემისას სიგნალი არის უწყვეტი f
ფუნქციის დრო, როგორც ნაჩვენებია ნახატზე. 1.2 ბ

IN
კომერციული ტელეფონია, სიგნალი ჩვეულებრივ გადადის სიხშირის დიაპაზონში 300 ჰერციდან 3400 ჰც-მდე. მაუწყებლობისთვის საჭიროა დაახლოებით 40 ჰერციდან 10 კჰც-მდე სიჩქარის სიჩქარე მაღალხარისხიანი მეტყველებისა და მუსიკის გადასაცემად. ფოტოელექტრის გამოყენებით უძრავი სურათების გადაცემისას სიგნალს აქვს ფორმა ნაჩვენები ნახ. 1. Z ა

ეს არის ნაბიჯი ფუნქცია. შესაძლო დონის რაოდენობა უდრის გადაცემული ტომი და ნახევარტონინების რაოდენობას. გადაცემისთვის გამოიყენება ერთი ან მეტი სტანდარტული სატელეფონო არხი. 625 დაშლის ხაზის გამოყენებით ტელევიზორში მოძრავი სურათების გადაცემისას საჭიროა სიხშირის სიჩქარე 50 ჰერციდან 6 მეგაჰერცამდე. ამ შემთხვევაში, სიგნალს აქვს რთული დისკრეტული - უწყვეტი სტრუქტურა. მოდულირებულ სიგნალებს აქვთ ფორმა 1.3 ბ (ამპლიტუდის მოდულაციით) ნაჩვენები ფორმა.