Учебники

Электронные схемы – Сигналы

Сигнал можно понимать как «представление, которое дает некоторую информацию о данных, присутствующих в источнике, из которого они получены». Обычно это время меняется. Следовательно, сигнал может быть источником энергии, который передает некоторую информацию . Это легко можно представить на графике.

Примеры

  • Сигнал тревоги дает сигнал, что пришло время.
  • Свисток подтверждает, что еда приготовлена.
  • Красный свет сигнализирует об опасности.
  • Светофор указывает на ваше движение.
  • Звонит телефон, сигнализирующий о звонке для вас.

Сигнал может быть любого типа, который передает некоторую информацию. Этот сигнал, производимый электронным оборудованием, называется электронным сигналом или электрическим сигналом . Обычно это временные варианты.

Типы сигналов

Сигналы могут быть классифицированы как аналоговые или цифровые, в зависимости от их характеристик. Аналоговые и цифровые сигналы могут быть дополнительно классифицированы, как показано на следующем рисунке.

Типы сигналов

Аналоговый сигнал

Непрерывный изменяющийся во времени сигнал, который представляет изменяющуюся во времени величину, можно назвать аналоговым сигналом . Этот сигнал продолжает изменяться во времени в соответствии с мгновенными значениями величины, которая его представляет.

Цифровой сигнал

Сигнал, который является дискретным по природе или который не является непрерывным по форме, можно назвать цифровым сигналом . Этот сигнал имеет отдельные значения, обозначенные отдельно, которые не основаны на предыдущих значениях, как если бы они были получены в этот конкретный момент времени.

Периодический сигнал и апериодический сигнал

Любой аналоговый или цифровой сигнал, который повторяет свою схему в течение определенного периода времени, называется периодическим сигналом . Этот сигнал постоянно повторяется, и его легко предположить или рассчитать.

Любой аналоговый или цифровой сигнал, который не повторяет своего паттерна в течение определенного периода времени, называется апериодическим сигналом . Этот сигнал имеет свой паттерн продолженным, но паттерн не повторяется, и его не так легко предположить или рассчитать.

Сигналы и нотации

Среди периодических сигналов наиболее часто используемые сигналы – это синусоида, косинусоида, треугольная форма волны, прямоугольная волна, прямоугольная волна, форма зубца пилы, форма импульса или последовательность импульсов и т. Д. Давайте посмотрим на эти формы волны.

Сигнал шага блока

Сигнал единичного шага имеет значение в одну единицу от начала координат до одной единицы на оси X. Это в основном используется в качестве тестового сигнала. Изображение единичного шагового сигнала показано ниже.

Сигнал шага блока

Функция единичного шага обозначается как u left(t right). Определяется как –

u \ left (t \ right) = \ left \ {\ begin {matrix} 1 & t \ geq 0 \\ 0 & t <0 \ end {matrix} \ right.

Импульсный сигнал блока

Импульсный сигнал единицы измерения имеет значение одной единицы в своем начале. Его площадь составляет одну единицу. Изображение единичного импульсного сигнала показано ниже.

Импульсный сигнал блока

Функция единичного импульса обозначается через t (t) . Определяется как

\ delta \ left (t \ right) = \ left \ {\ begin {matrix} \ infty \: \: if \: \: t = 0 \\ 0 \: \: if \: \: t \ neq 0 \ конец {матрица} \ право.

 int infty infty delta left(t right)d left(t right)=1

 intt infty delta left(t right)d left(t right)=u left(t right)

 delta left(t right)= fracdu left(t right)d left(t right)

Сигнал рампы

Сигнал линейного изменения имеет экспоненциально возрастающую величину от своего источника. Изображение единичного линейного сигнала показано ниже.

Сигнал рампы

Функция линейного изменения обозначается как u (t) . Определяется как –

 intt0u left(t right)d left(t right)= intt01dt=t=r left(t right)

u left(t right)= fracdr left(t right)dt

Единичный параболический сигнал

Единичный параболический сигнал имеет свое значение, изменяющееся как парабола в своем источнике. Изображение единичного параболического сигнала показано ниже.

Единичный параболический сигнал

Единичная параболическая функция обозначается через u left(t right). Определяется как –

 intt0 intt0u left(t right)dtdt= intt0r left(t right)dt= intt0t.dt= fract22dt=x left(t right)

r left(t right)= fracdx left(t right)dt

u left(t right)= fracd2x left(t right)dt2

Функция Signum

Функция Signum имеет свое значение, равномерно распределенное как в положительной, так и в отрицательной плоскостях от ее происхождения. Изображение функции Signum показано ниже.

Функция Signum

Функция Signum обозначается как sgn (t) . Определяется как

sgn \ left (t \ right) = \ left \ {\ begin {matrix} 1 \: \: для \: \: t \ geq 0 \\ – 1 \: \: для \: \: t <0 \ конец {матрица} \ право.

sgn left(t right)=2u left(t right)1

Экспоненциальный сигнал

Экспоненциальный сигнал имеет свое значение, экспоненциально отличающееся от его источника. Экспоненциальная функция имеет вид –

x left(t right)=e alphat

Форма экспоненты может быть определена как  alpha. Эту функцию можно понять в 3 случаях

Случай 1

Если  alpha=0 rightarrowx left(t right)=e0=1

Случай 1

Случай 2

Если  alpha<0, то x left(t right)=e alphat, где  alpha отрицательно. Эта форма называется убывающей экспоненциальной .

Затухающий экспоненциальный

Дело 3

Если  alpha>0, то x left(t right)=e alphat, где  alpha положительно. Эта форма называется экспоненциальной .

Повышение экспоненциального

Прямоугольный сигнал

Прямоугольный сигнал имеет свое значение, распределенное в прямоугольной форме в положительной и отрицательной плоскостях от его происхождения. Изображение прямоугольного сигнала показано ниже.

Прямоугольный сигнал

Прямоугольная функция обозначается через x left(t right). Определяется как

x left(t right)=Arect left[ fractT right]

Треугольный сигнал

Прямоугольный сигнал имеет свое значение, распределенное в треугольной форме в положительной и отрицательной плоскостях от его происхождения. Изображение треугольного сигнала показано ниже.

Треугольный сигнал

Треугольная функция обозначается через x left(t right). Определяется как

$$ x \ left (t \ right) = A \ left [1- \ frac {\ left | t \ right |} {T} \ right] $$

Синусоидальный сигнал

Синусоидальный сигнал имеет синусоидальное значение от источника. Изображение синусоидального сигнала показано ниже.

Синусоидальный сигнал

Синусоидальная функция обозначается через x (t). Определяется как –

x left(t right)=A cos left(w0t pm phi right)

или же

x left(t right)=грех left(w0t pm phi right)

Где T0= frac2 piw0

Sinc Function

Сигнал Sinc имеет свое значение, изменяющееся в зависимости от конкретного соотношения, как в приведенном ниже уравнении. Он имеет максимальное значение в начале координат и продолжает уменьшаться по мере удаления. Изображение сигнала функции Sinc показано ниже.

Синк Сигнал

Функция Sinc обозначается через sinc (t) . Определяется как –

sinc left(t right)= fracsin left( pit right) pit

Итак, это разные сигналы, с которыми мы в основном сталкиваемся в области электроники и коммуникаций. Каждый сигнал может быть определен в математическом уравнении, чтобы облегчить анализ сигнала.

Каждый сигнал имеет определенную форму волны, как упоминалось ранее. Формирование волны может изменить содержание, присутствующее в сигнале. В любом случае, инженером-конструктором принимается решение, изменять ли волну или нет для какой-либо конкретной цепи. Но, чтобы изменить форму волны, есть несколько методов, которые будут обсуждаться в следующих разделах.