Сигнал параметры которого в следующий момент времени известны называется

21.07.202207.08.2022 admin 0 Comments

Детерминированный сигнал

4. Детерминированный сигнал

Сигнал, мгновенные значения которого в любой момент времени известны.

Примечание. Общие характеристики детерминированного сигнала могут быть найдены расчетным путем

Смотреть что такое «Детерминированный сигнал» в других словарях:

детерминированный сигнал — Сигнал, мгновенные значения которого в любой момент времени известны. Примечание Общие характеристики детерминированного сигнала могут быть найдены расчетным путем. [ГОСТ 16465 70] Тематики телевидение, радиовещание, видео Обобщающие термины… … Справочник технического переводчика

Детерминированный сигнал — 1. Сигнал, мгновенные значения которого в любой момент времени известны Употребляется в документе: Приложение № 6 ГОСТ 16465 70 Сигналы радиотехнические измерительные. Термины и определения … Телекоммуникационный словарь

Сигнал (техника) — Сигнал в теории информации и связи называется материальный носитель информации, используемый для передачи сообщений по системе связи. Сигналом может быть любой физический процесс, параметры которого изменяются в соответствии с передаваемым… … Википедия

Сигнал — У этого термина существуют и другие значения, см. Сигнал (значения). Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшит … Википедия

Детерминированный автомат — математическая модель системы, состояния которой меняются в дискретные моменты времени, причём каждое состояние системы полностью определяется предыдущим состоянием и входным сигналом. Д. а. формально описывается в виде функции f (si, aj) … Большая советская энциклопедия

импульсный сигнал — импульс Детерминированный сигнал конечной энергии, существенно отличный от нуля в течение ограниченного интервала времени, соизмеримого с временем установления переходного процесса в системе, для воздействия на которую этот сигнал предназначен.… … Справочник технического переводчика

Импульсный сигнал — 5. Импульсный сигнал Импульс Детерминированный сигнал конечной энергии, существенно отличный от нуля в течение ограниченного интервала времени, соизмеримого с временем установления переходного процесса в системе, для воздействия на которую этот… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Импульсный сигнал — 1. Детерминированный сигнал конечной энергии, существенно отличный от нуля в течение ограниченного интервала времени, соизмеримого с временем установления переходного процесса в системе, для воздействия на которую этот сигнал предназначен… … Телекоммуникационный словарь

периодический сигнал — Детерминированный сигнал, мгновенные значения которого повторяются через равные промежутки времени. x(t) = x(t iT), где i любое целое число [ГОСТ 16465 70] Тематики телевидение, радиовещание, видео Обобщающие термины классификация измерительных… … Справочник технического переводчика

Периодический сигнал — 6. Периодический сигнал Детерминированный сигнал, мгновенные значения которого повторяются через равные промежутки времени x(t) = x(t iT), где i любое целое число Источник: ГОСТ 16465 70: Сигналы радиотехнические измерительные. Термины и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Виды сигналов, модуляция

Аналоговая величина – величина, значения которой в заданном интервале изменяются непрерывно. Её конкретное значение зависит только от точности прибора, производящего измерения. Это, например, температура.

Дискретная величина – величина, значения которой изменяются скачкообразно. Например, число студентов в аудитории. Измерительный сигнал – сигнал, содержащий количественную информацию об измеряемой физической величине. Например, напряжение на выходе термоэлектрического преобразователя, измеряющего температуру.

Сигнал данных – форма представления сообщения данных с помощью физической величины, изменения одного или нескольких параметров которой, отображает его изменение.

В микропроцессорной технике сигналами являются электрические величины (ток, напряжение). Представляющий параметр сигнала данных – параметр сигнала данных, изменение которого отображает изменение сообщения данных (амплитуда, частота, фаза, длительность импульса, длительность паузы).

Аналоговый сигнал данных – сигнал данных, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией времени и непрерывным множеством возможных значений, т.е. аналоговые сигналы описываются непрерывной (или кусочно-непрерывной) функцией x_a(t), причём сама функция и аргумент t могут принимать любые значения на некоторых интервалах

Аналоговый сигнал f (t) называется периодическим, если существует действительное число T, такое, что f (t + T) = f (t) для любых t, при этом T называется периодом сигнала.

Сама функция x_д (nT) может в дискретные моменты принимать произвольные значения на некотором интервале. Эти значения функции называются выборками или отсчётами функции. Другим обозначением решётчатой функции x(nT) является x(n) или xn. Последовательность x(n) может быть конечной или бесконечной, в зависимости от интервала определения функции.

Квантованный сигнал данных – отличается от аналоговых или дискретных разбиением диапазона значений непрерывной или дискретной величины на конечное число интервалов. Простейшим видом квантования является деление целочисленного значения на натуральное число, называемое коэффициентом квантования.

Цифровой сигнал данных – сигнал, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией дискретного времени и конечным множеством возможных значений. Цифровые сигналы описываются квантованными решётчатыми функциями x_ц(nT). При получении цифрового сигнала из аналогового происходят дискретизация и квантование.

Двоичный цифровой сигнал – сигнал данных, в котором используется способ представления информации о величине параметра в виде многоразрядной комбинации двух величин – нуля и единицы – и называемый обычно двоичным кодом.

В двоичном коде используются только две цифры: 1 и 0. Любое число содержит некоторое количество разрядов, в каждом из которых может стоять только одна из этих цифр. Одна цифра соответствует одному состоянию какого-либо элемента, например, замкнутому контакту, а другая — другому состоянию элемента — разомкнутому контакту.

Модуляция – процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала (сообщения).

В наше время двоичные цифровые сигналы в связи с простотой кодирования и обработки используются в цифровых электронных устройствах. Для передачи цифрового сигнала по каналам связи (например, электрическим или радиоканалам) используются различные виды модуляции.

Рассмотрим примеры представляющих параметров сигналов данных на примере различных видов модуляции (см. рис. 1). Кроме рассмотренных видов модуляции, также существуют фазовая (ФМ), время-импульсная (ВИМ), широтно-импульсная (ШИМ) и другие модуляции.

Рис. 1. Различные виды модуляции сигналов – различные представляющие параметры сигналов данных

Для понимания сущности цифрового сигнала рассмотрим следующую классификацию. В цифровой технике выделяют сигналы (рис. 2):

произвольные по величине и непрерывные во времени (аналоговые);

произвольные по величине и дискретные по времени (дискретные);

квантованные по величине и непрерывные по времени (квантованные);

квантованные по величине и дискретные по времени (цифровые).

Рис. 2. Аналоговый, дискретный, квантованный и цифровой сигналы

Аналоговые сигналы часто используют для представления непрерывно изменяющихся физических величин. Например, аналоговый электрический сигнал, снимаемый с термопары, несёт информацию об изменении температуры, сигнал с микрофона – о быстрых изменениях давления в звуковой волне и т.п.

В области цифровой и импульсной техники терминология не является установившейся. Так, дискретный сигнал – это сигнал, значения представляющего параметра которого известны только в определённые моменты времени, а также это сигнал, в отличие от аналогового, представляющий параметр которого может принимать только фиксированные значения (обычно два: логический «ноль» или логическую «единицу»).

Во втором случае было бы правильно называть сигнал квантованным, но промышленные модули называются «модулями ввода дискретных сигналов». Кроме использования для передачи информации различных физических величин, сигналы различаются также представляющими параметрами.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Классификация технических каналов утечки информации. Информационный сигнал и его характеристики

Понятие информационного сигнала

Материальными носителями информации являются сигналы различной физической природы. В узком смысле сигналами называют колебания электрического тока, напряжения, электромагнитные волны, механические колебания некоторой упругой среды. Информационные сигналы формируются путем изменения тех или иных параметров носителя по определенному закону. Таким образом, информационным сигналом может быть любой физический процесс, параметры которого способны изменяться в зависимости от передаваемой информации. Этот процесс изменения параметров носителя принято называть модуляцией, а сами параметры информационными. В отличие от сообщения, прием сигнала после его генерации не является обязательным.

При прохождении сигнала по физической среде на него воздействуют различные дестабилизирующие факторы, в результате чего возникают шумы и помехи самой различной природы ( рис. 12.4). При регистрации сигнала основной задачей является выделение из общего сигнала полезной составляющей и максимальное подавление шумов и помех.

Чтобы анализировать, исследовать и обрабатывать сигналы необходимо использовать математическую модель сигнала, которая представляет собой математическое описание сигнала. Слово «модель» произошло от латинского modelium, что означает: мера, способ, образ. Назначение модели состоит в том, что она отображает лишь наиболее важные черты сигнала и позволяет абстрагироваться от его физической природы и материальной формы носителя. Как правило, описание сигнала задается функциональной зависимостью его значений от независимой переменной, например, s(t).

Простейшими сигналами являются одномерные сигналы, то есть значение сигнала зависит от одного параметра (например, звуковые сигналы). Пример одномерного сигнала на рисунках 12.3,12.4.

В общем случае сигналы являются многомерными функциями пространственных, временных и прочих координат. Пример – интенсивность компьютерного изображения р(x,y) ( рис. 12.5).

По форме представления сигналы бывают двух типов – аналоговые и цифровые (дискретные) ( рис. 12.6). Аналоговый сигнал определен для любого значения независимого параметра, то есть является непрерывной функцией непрерывного аргумента. Источниками аналоговых сигналов, как правило, являются физические процессы и явления, непрерывные в своем развитии (динамике изменения значений определенных свойств) во времени, в пространстве или по любой другой независимой переменной, при этом регистрируемый сигнал подобен (аналогичен) порождающему его процессу.

Фундаментальным аналоговым сигналом является синусоида ( рис. 12.7). В общем случае синусоидальный сигнал можно представить так:

Синусоидальный сигнал можно определить тремя параметрами: максимальной амплитудой , частотой и фазой . Максимальной амплитудой называется максимальное значение или интенсивность сигнала во времени; измеряется максимальная амплитуда, как правило, в вольтах. Частотой называется темп повторения сигналов (в периодах за секунду, или герцах). Эквивалентным параметром является период сигнала Т, представляющий собой время, за которое происходит повторение сигнала; следовательно, . Фаза является мерой относительного сдвига по времени в пределах отдельного периода сигнала.

Большинство аналоговых сигналов в природе имеют более сложную форму. Периодические, то есть повторяющиеся через определенный интервал времени, сигналы произвольной формы, могут быть представлены в виде суммы гармонических колебаний с помощью преобразования Фурье. Применив преобразование Фурье, т.е. сложив вместе достаточное количество синусоидальных сигналов с соответствующими амплитудами, частотами и фазами, можно получить электромагнитный сигнал любой формы. Аналогично, любой сигнал рассматривается как совокупность периодических аналоговых (синусоидальных) сигналов с разными амплитудами, частотами и фазами.

Цифровой сигнал можно выразить следующим образом:

Совокупность спектральных составляющих сигнала образует его спектр. Амплитуда каждой спектральной составляющей характеризует энергию соответствующей гармоники основной частоты сигнала. Чем выше скорость изменения сигнала, тем больше в его спектре высокочастотных гармоник. Разность между максимальной и минимальной частотой в спектре сигнала называется шириной спектра сигнала.

В соответствии с изменением амплитуды аналогового сигнала меняется его мощность или энергия, пропорциональная квадрату амплитуды. В зависимости от времени измерения сигнала различают среднюю и мгновенную мощность. Десятичный логарифм отношения максимальной мгновенной мощности сигнала к минимальной называется динамическим диапазоном сигнала.

Признак защищаемого сигнала, позволяющий обнаруживать и распознавать его среди других сигналов, называется демаскирующим. Признаки сигналов описывают параметры полей и электрических сигналов, генерируемых объектом защиты: мощность, частота, вид сигнала, ширина спектра и т.п.

Аналоговый сигнал описывается набором параметров, являющихся его признаками. К ним относятся параметры, рассмотренные нами ранее:

К демаскирующим признакам сигналов можно отнести и время их проявления, в зависимости от которого сигналы делятся на регулярные (получателю известно время появления) и случайные (время появления не известно).

Вид информации, содержащийся в сигнале, изменяет его демаскирующие признаки. Например, сигнал стандартной речи, передаваемой по телефонной линии, имеет ширину спектра 300-3400 Гц, звуковой – 16-20000 Гц, телевизионный – 6-8 МГц и т.д.

У дискретных сигналов амплитуда имеет конечный, заранее определенный набор значений. Наиболее распространенным сигналом, применяемым, в частности, в ЭВМ, является бинарный сигнал. Бинарный сигнал имеет два уровня амплитуды: низкий и высокий.

Дискретный сигнал в общем случае характеризуется следующими параметрами: амплитудой, мощностью, длительностью импульса, периодом, шириной спектра сигнала, скважностью импульсов (отношение периода к длительности одного импульса).

Бинарный периодический сигнал характеризуется следующими параметрами:

При прохождении дискретных сигналов по проводам их спектр изменяется ввиду различных воздействующих факторов извне и свойств среды передачи. В результате искажается их форма и уменьшается крутизна импульсов, что уменьшает дальность их передачи.

Источник

Сигнал (техника)

Сигнал — в теории информации и связи называется материальный носитель информации, используемый для передачи сообщений по системе связи. Сигналом может быть любой физический процесс, параметры которого изменяются в соответствии с передаваемым сообщением. На практике чаще всего используются электрические сигналы. При этом носителем информации является изменяющиеся во времени ток или напряжение в электрической цепи. Электрические сигналы легче обрабатывать, чем другие, они совместимы с широко распространёнными электронными устройствами.

Сигнал, детерминированный или случайный, описывают математической моделью, функцией, характеризующей изменение параметров сигнала. Математическая модель представления сигнала, как функции времени, является основополагающей концепцией теоретической радиотехники, оказавшейся плодотворной как для анализа, так и для синтеза радиотехнических устройств и систем. В радиотехнике альтернативой сигналу, который несёт полезную информацию, является шум — обычно случайная функция времени, взаимодействующая (например, путем сложения) с сигналом и искажающая его. Основной задачей теоретической радиотехники является извлечение полезной информации из сигнала с обязательным учётом шума.

Содержание

Классификация сигналов

По физической природе носителя информации:

По способу задания сигнала:

В зависимости от функции, описывающей параметры сигнала, выделяют аналоговые, дискретные, квантованные и цифровые сигналы.:

Аналоговый сигнал (АС)

Большинство сигналов имеют аналоговую природу, то есть изменяются непрерывно во времени и могут принимать любые значения на некотором интервале. Аналоговые сигналы описываются некоторой математической функцией времени.

Пример АС — гармонический сигнал — s(t) = A·cos(ω·t + φ).

Аналоговые сигналы используются в телефонии, радиовещании, телевидении. Ввести такой сигнал в компьютер и обработать его невозможно, так как на любом интервале времени он имеет бесконечное множество значений, а для точного (без погрешности) представления его значения требуются числа бесконечной разрядности. Поэтому необходимо преобразовать аналоговый сигнал так, чтобы можно было представить его последовательностью чисел заданной разрядности.

Дискретный сигнал

Дискретизация аналогового сигнала состоит в том, что сигнал представляется в виде последовательности значений, взятых в дискретные моменты времени. Эти значения называются отсчётами. Δt называется интервалом дискретизации.

Квантованный сигнал

При квантовании вся область значений сигнала разбивается на уровни, количество которых должно быть представлено в числах заданной разрядности. Расстояния между этими уровнями называется шагом квантования Δ. Число этих уровней равно N (от 0 до N–1). Каждому уровню присваивается некоторое число. Отсчеты сигнала сравниваются с уровнями квантования и в качестве сигнала выбирается число, соответствующее некоторому уровню квантования. Каждый уровень квантования кодируется двоичным числом с n разрядами. Число уровней квантования N и число разрядов n двоичный чисел, кодирующих эти уровни, связаны соотношением n ≥ log₂(N).

Цифровой сигнал

Для того чтобы представить аналоговый сигнал последовательностью чисел конечной разрядности, его следует сначала превратить в дискретный сигнал, а затем подвергнуть квантованию. В результате сигнал будет представлен таким образом, что на каждом заданном промежутке времени известно приближённое (квантованное) значение сигнала, которое можно записать целым числом. Если записать эти целые числа в двоичной системе, получится последовательность нулей и единиц, которая и будет являться цифровым сигналом.

Сигнал и событие

Событие (получение записки, наблюдение сигнальной ракеты, прием символа по телеграфу) является сигналом только в той системе отношений, в которой сообщение опознается значимым (например, в условиях боевых действий сигнальная ракета — событие, значимое только для того наблюдателя, которому оно адресовано). Очевидно, что сигнал, заданный аналитически, событием не является и не несет информацию, если функция сигнала и её параметры известны наблюдателю.

Временной и частотный способы предстваления сигналов. Спектр сигнала.

Есть два способа представления сигнала в зависимости от области определения: временной и частотный. В первом случае сигнал представляется функцией времени s(t) характеризующей измение его параметра.

Кроме привычного временного представления сигналов и функций при анализе и обработке данных широко используется описание сигналов функциями частоты. Действительно, любой сколь угодно сложный по своей форме сигнал можно представить в виде суммы более простых сигналов, и, в частности, в виде суммы простейших гармонических колебаний, совокупность которых называется частотным спектром сигнала.

Размерность спектральной функции есть размерность сигнала, умноженная на время.

Параметры сигналов

Источник

Лекция №3. Сигнал— материальный носитель информации, представляющий собой некий физический процесс, один из параметров которого непосредственно связан с измеряемой

Сигнал— материальный носитель информации, представляющий собой некий физический процесс, один из параметров которого непосредственно связан с измеряемой физической величиной. Этот параметр называется информативным.

КЛАССИФИКАЦИЯ СИГНАЛОВ

Измерительный сигнал— сигнал, который обязательно дает количественную оценку измеряемой физической величине.

«Сигналы технической радиоэлектронной теории» Классификация измерительных сигналов (ИС):

1.По характеру измерения во времени, может быть:

■ Постоянный сигнал— сигнал, который не изменяется во времени.

■ Переменный сигнал.В свою очередь который подразделяется на непрерывный

и импульсный (колебания, действующие определенный конечный отрезок времени). Примером может служить радио и импульсы.

Жирным выделена видимая часть U_e(t). Up(t)=U_e(t)cos((ot+ ).

2. По характеру измерения информационного и временного параметра подразделяются на:

■ Аналоговый— сигнал, описывающийся непрерывной или кусочно-непрерывной функцией.

■ Дискретный сигнал— сигнал, изменяющийся дискретно по времени.

Описывается решетчатыми функциями.

— интервал выборки.

■ Квантовые сигналы— сигналы, квантованные по уровню.

■ Цифровой сигнал— сигнал квантования по уровню и дискретизированный по времени.

— функция квантования.

Для цифровых сигналов удобна система представления фиксированных значений в виде чисел. (Например: двоичная система исчисления). Для восьмиуровневого квантования необходим трёхразрядный двоичный код).

Число уровней квантования N и наименьшее число разрядов m двоичных чисел:

С уменьшением кванта h увеличивается разрядность, уменьшается быстродействия передачи сигнала.

3. По степени наличия априорной информации о характере изменения ИС:

■ Детерминированные сигналы— определенные. Сигналы, мгновенное значение которых можно предсказать в любой момент времени.

■ Квадетерминированные— с частично известными параметрами.

■ Случайный— сигнал, поведение которого предсказать невозможно.

Виды детерминированных сигналов:

Элементарные — тестовые сигналы. Предназначены для анализа и проверки радиотехнических устройств (к ним относятся элементарные и ряд сложных).

Временные представления элементарных функций:

•Единичная функция. Функция Хевисайда

•Дискретное представление

•Дискётная S – функция:

Стробируянепрерывный сигнал, мы получаем дискретный. Процесс стробирования записывается:

Согласно уравнению: если непрерывную функцию умножить на и проинтегрировать по времени, то результат будет равен мгновенному значению непрерывной функции в точке t, где сосредоточен импульс.

Структурная модель выглядит следующим образом:

Идеальный дискретный сигнал:

y(t)=y_msin(t+),

Сложные сигналы:

y(t)=y_m[1-(t-to)-1-(t-to-)],

где — длительность импульса.

обычно больше, чем _н.

б) знакопеременные

К сложным измерительным сигналам относится любой модулированный сигнал.

Говоря о детерминированных сигналах, их подразделяют на периодические и непериодические.

Периодические сигналы:

Периодический сигнал часто характеризуется спектром, используя преобразование Фурье.

Линейчатый амплитудный спектр выглядит следующим образом:

Интегральные параметры:

· Среднее значение постоянной составляющей:

· Среднеквадратичное (действительное) значение:

Непериодические сигналы:

|| — спектральная плотность.

4. По размерности подразделяются:

■ Одномерный сигнал x(t);

■ Многомерный сигнал V(x(t), x₂(t). ).

Основные способы описания сигналов:

1)представление в функции времени x(t),

2)представление в операторной форме x(p),

3)представление в виде функции частоты x(w),

4)представление в виде совокупности сигналов.

Принцип динамического представления сигнала – реальный сигнал представляется суммой элементарных сигналов, возникающих в последовательные моменты времени. Если длительность отдельных сигналов ® 0, то в пределе получим точное описание исходного сигнала.

К элементарным относят единичный импульс, единичную функциюи синусоидальное воздействие.

единичный импульс (d-функция) .

, где t- момент действия импульса.

d-функция- математическая модель короткого внешнего воздействия с единичной площадью. Это идеализированный сигнал, характеризуемый малой длительностью, с ¥ уровнем, площадью, равной единице.

2) — единичная функция (функция Хэвисайда, функция включения, ступенчатая функция).