Цифрлықсигналдар

Кернеу немесе ток деңгейімен сипатталатын цифрлық сигнал (импульс – таржолақты берілісте немесе синусоида – жолақты берілісте), цифрлық символдың мәнін беруші. Сигнал сипаттамасы (импульс үшін – амплитуда, ұзақтық және орны немесе синусоида үшін – амплитуда, жиілік және фаза) оны алфавиттің соңғы бір символы ретінде белгілейді. 1 - суретте жолақты цифрлық сигналдың мысалы келтірілген. Сигнал синусоидты болғанмен, оның аналогты түрі бар, бәрібір ол цифрлық информация кодтағандықтан цифрлық деп аталады. Берілген суретте цифрлық мағына әрбір Т интервалдағы белгілі жиілік сигналына бағытталған.

1- сурет - Жолақты цифрлық сигнал

Деректердің беріліс жылдамдығы. Бұл R = k/T=(1/T) log₂M (бит/с) формуласымен берілетін бит секундтағы бірлік (бит/с). К битке М=2^к- символдық алфавиттен сигнал анықтайды, мұндағы Т – к-биттік сигналдың ұзақтығы.

Сигналдар классификациясы. Сигналды детерминделген (кез келген уақыттағы оның мағынасы анықталмаған болса) немесе кездейсоқ, кері жағдайда. Детерминделген сигналдар x(t)=5cos10t математикалық өрнегімен моделденеді. Кездейсоқ сигнал үшін осындай өрнек жазу мүмкін емес. Негізінен, кездейсоқ сигналды бақылаған кезде (кездейсоқ процесс деп те атауға болады) жеткілікті периодтағы уақытта кейбір заңдылықтар байқалады, оларды ықтималдылықпен және орташа статистикалықпен сипаттауға болады. Осындай модель, кездейсоқ процестегі ықтималдылық сипаттама формасында, сигнал сираттамасы және байланыс жүйесіндегі шу сипаттамасына пайдалы.

Периодты және периодтық емес сигналдар. X(t) сигналы уақыт бойынша периодты, егер Т₀>0 тұрақтысы бар болған жағдайда, x(t)=x(t+T₀) -∞<t<∞ үшін, t арқылы уақыт белгіленген. Бұл шарт қанағаттандыратын Т₀ ең кіші мағынасы x(t) сигналының периоды деп аталады. Т₀ периоды x(t) фурциясының толық бір циклдағы ұзақтығын анықтайды. (2.1) өрнегін қанағаттандыратын Т₀ мағынасы болмайтын жағдайдағы сигнал периодты емес деп аталады.

Аналогты және дискретті сигналдар. x(t) аналогты сигналы үзіліссіз уақыт функциясы болып табылады, яғни, x(t) барлық t үшін анықталады. Электрлік аналогты сигнал физикалық сигнал (мысалы, мағына) кейбір құрылғы электрлік сигналға айналғанда пайда болады. Теңдік үшін, х(кТ) дискреттік сигналы дискретті уақыт аралықта сигнал болып, әрбір уақыт кТ моментінде анықталатын сандар тізбегін сипаттайды. Мұндағы к - бүтін сан, ал Т – белгіленген уақыт аралығы.

Энергия немесе қуат арқылы берілетін сигналдар. Электрлік сигналды R кедергісіне берілетін кернеу өзгерісі v(t) немесе i(t) тогының p(t) қуаты арқылы елестете аламыз:

p(t)=v²(t)/R (1)

немесе

p(t)=i²(t)R. (2)

Байланыс жүйелерінде қуат көбінесе нормаланады (Rкедергісі 1 Ом-ға тең, бірақ реалды арнада ол кез келген бола алады). Қуаттың тура мағынасын алу үшін, ол “денормаланған” нормаланған мағыналық жол арқылы алынады. Нормаланған жағдайда (1.2) және (1.3) теңдіктері бірдей түрде болады. Осыдан, сигнал кернеуден немесе токтан берілгеніне қарамастан, нормаланған форма бізге қуатты төмедегі формула арқылы білдіруге мүмкіндік береді:

p(t)=x²(t), (3)

мұндағы x(t) – кернеу немесе ток.

3.Байланыс арнасы туралы түсінік Байланыс арнасы жіберу құрылғысы және қабылдағыш арасындағы байланысты қадағалайды. Физикалық арна электр сигналын өткізетін екісымды немесе ақпарат акустикалық жолмен берілетін немесе ақпарат антенна арқылы байланысатын бос кеңістіктен, ақпараттың орнын модульденген күннің сәулесі немесе суішілік мұхит арнасың ауыстыратын шыныталшықты бола алады.

2.1 сурет-Бағыттағыш жүйелерімен байланыс арналарына арналған

жиіліктік диапазон

Кез келген арнамен жіберілген сигналдағы бір жалпы қиыншылық - аддитивті шу. Жалпы айтқанда, аддитивті шу көбінесе байланыс жүйесінде қолданылатын әртүрлі резистр және қатты денелі құрылғылар электрлік компоненттер ішінде пайда болады. Осы шуылдарды көбінесе жылулық шуылдар деп атайды. Басқа шу көздері және интерференция жүйе сыртында да пайда бола алады, мысалы, басқа арна қолданушылардың ауыспалы бөгеттері.

Жіберілетін сигналдың қуатын көбейту арқылы шуылдың әсерін азайтуға болады. Бірақ конструктивті және басқа да практикалық ойлар жіберілетін сигналдың қуат деңгейін шектейді. Басқа базалық шек – арна жиілігінің алуға болатын жолақ кеңдігі. Жолақ кеңдігінің шегі негізінен жіберу құрылғысында және қабылдағышта қолданылатын физикалық ортаның шегімен және электрлік компонентпен байланысты. Осы екі жағдай кез келген байланыс арнасы арқылы берік жіберілген деректер санының шектеуіне әкеледі. Төменде біз кейбір бөлек арналардың мінездемесін түсіндіріп өтсем.