Электрический сигнал – некоторое электрическое возмущение отображающее передаваемое сообщение.

 

Таким образом, под сигналом будем понимать функцию времени, в которую тем или иным образом «вложено» передаваемое сообщение.

В радиотехнике (и радиотехнических системах) сообщения передаются посредством радиоволн, т. е. электромагнитного поля. Его мы и будем называть сигналом (радиосигналом).

 

Информация → сообщение → сигнал

U(t) S(t)

Рисунок 2.1. Сущность преобразования информации в сигнал

2.2. Классификация сигналов и их основные свойства

С информационной точки зрения сигналы могут быть:

1) детерминированными;

2) случайными.

 

Критерием такой классификации является возможность или невозможность предсказания их мгновенных значений в любые моменты времени.

 

Детерминированные – такие сигналы, для которых математическим описанием является заранее известная (определенная) функция времени, т. е. позволяющая предсказать мгновенное значение в любой момент времени с вероятностью 1.

 

Примеры :

1) ,

– амплитуда,

– начальная фаза,

– частота,

– полная фаза.

2)

Рисунок 2.2. Последовательность однополярных прямоугольных импульсов

Случайные сигналы – такие сигналы, математическое описание которых является случайной функцией времени, т. е. мгновенные значения этих сигналов заранее неизвестны и могут бить предсказаны лишь с некоторой вероятностью .

Примеры: сигналы речи, музыки, параметры последовательности принимаемых радиоимпульсов на входе радиолокационного приемника ( , , ).

Строго говоря, детерминированных сигналов в природе не существую, т.к. полностью известные сигналы не содержат в себе информации.

Реальные сигналы являются случайными по двум основным причинам:

а) случайной природой сообщений;

б) случайным характером помех, воздействующих на сигнал при его передаче. Математическое описание сигналов базируется на аппарате теории вероятностей, теории случайных процессов и математической статистике.

 

Значение детерминированных сигналов – при определенных условиях модель детерминированного сигнала может быть применена как более простая, например, при . Кроме того, часть параметров сигнала являются детерминированными.

 

По виду временной функции

а) непрерывные;

б) дискретные;

в) цифровые;

г) импульсные.

Рисунок 2.3. Варианты структуры сигналов

 

Рисунок 2.4. Четыре класса сигналов

Особой разновидностью дискретных сигналов являются цифровые сигналы – у них отсчетные значения представляются в форме чисел (обычно в двоичной системе счисления по соображениям простоты аппаратурной реализации и обработки). Двоичная система счисления идеально подходит для описания импульсных последовательностей.

Рассмотренные виды сигналов используются в реальных системах связи.

В частности, дискретизация непрерывного сигнала по времени производится по теореме Котельникова, а квантование сигналов по уровню использует ИКМ (импульсно кодовая модуляция). Сигнал ИКМ – цифровой сигнал.

 

 

Пример:

Для речевого сигнала длина кодовой комбинации , тогда число уровней , и в разные моменты времени ;

.

 

Импульсные сигналы – важный для техники связи класс сигналов (например, рис. 2.5).

Рисунок 2.5. а) видеоимпульсы;

б) радиоимпульсы