Основные признаки аналоговых и цифровых электрических сигналов, средств связи, радиолокационных станций, лазерных излучений.
Под сигналом понимается носитель информации в виде поля или потока микрочастиц (электронов, ядер гелия). К ним относятся собственные излучения объектов, отраженные от объектов поля и излучения, а также разнообразные созданные человеком источники электромагнитных излучений (радио и электрические устройства, приборы, средства).
К аналоговым сигналам относятся сигналы, уровень (амплитуда) которых может принимать произвольные значения в определенном для сигнала интервале.
Амплитуда простого и достаточно распространенного в природе аналогового гармонического сигнала изменяется по синусоидальному закону:
s(t)=Asin(wt+j), где А‑амплитуда, w=2pf-круговая частота колебания, j ‑ фаза колебания.
Большинство аналоговых сигналов имеют более сложную форму.
Совокупность гармонических составляющих сигнала образуют его спектр.
Амплитуда каждой спектральной составляющей характеризует энергию сигнала на соответствующей гармонике основной частоты. Чем выше скорость изменения амплитуды сигнала, тем больше доля в его спектре высокочастотных гармоник. Разность между максимальной и минимальной частотами спектра сигнала, между которыми сосредоточено основная часть, называется шириной спектра.
В зависимости от времени измерения энергии сигнала различают среднюю и мгновенную мощность. Десятичный логарифм отношения максимальной мощности сигнала к минимальной называется динамическим диапазоном сигнала.
Таким образом, аналоговый сигнал описывается набором параметров, являющихся его признаками. К ним относятся:
- частота гармонического или диапазон частот для нерегулярного сигнала;
- фаза сигнала;
- длительность сигнала;
- амплитуда или мощность сигнала;
- ширина спектра сигнала;
- динамический диапазон сигнала.
У дискретных сигналов амплитуда имеет конечный, заранее определенный набор значений. Наиболее широко применяется двоичный (бинарный) дискретный сигнал: в ЭВМ, в телеграфии, при передаче данных. Информационные сигналы, циркулирующие в ЭВМ IBM PC, имеют значения амплитуды: 0 и 5 В.
Он характеризуется следующими свойствами:
- амплитуда гармонической составляющей Ск уменьшается по закону ½sinx/x½;
- амплитуда гармоники Ск обращается в ноль в точках к/tи, к=1,2,...;
- в области частот спектра (0 - 1/tи) располагаются a -1 гармоник;
- постоянная составляющая сигнала равна А/a.
Учитывая, что большая часть энергии сигнала сосредоточена в области частот 0 - 1/tи, ширина спектра бинарного периодического сигнала приблизительно оценивается по формуле: DFи »1/tи.
При прохождении дискретных сигналов по реальным электрическим цепям радиотехнических средств с ограниченной полосой пропускания их форма искажается и крутизна склона импульса уменьшается. Прямоугольный импульс приобретает колоколообразную форму. В результате этого размывается граница между амплитудой аналогового и дискретного сигналов.
Вид информации, содержащей в сигнале, изменяет его демаскирующие признаки: форму, ширину спектра, частотный и динамический диапазон. Произведение В=DFc t c называется базой сигнала. Если В»1, то сигнал узкополосный. При B>>1 - сигнал широкополосный.