Jaké jsou hlavní typy signálů, které znáte. Průběhy. Hlavní typy signálů a jejich matematický popis

Účelem radioelektronických zařízení, jak víte, je příjem, transformace, přenos a ukládání informací prezentovaných ve formě elektrických signálů. Signály pracující v elektronických zařízeních a podle toho i samotná zařízení se dělí do dvou velkých skupin: analogové a digitální.

analogový signál- signál, který je spojitý v úrovni a čase, tj. takový signál existuje kdykoli a může nabývat jakékoli úrovně z daného rozsahu.

Kvantovaný signál- signál, který může nabývat pouze určitých kvantovaných hodnot odpovídajících kvantizačním úrovním. Vzdálenost mezi dvěma sousedními úrovněmi je kvantizačním krokem.

Vzorkovaný signál- signál, jehož hodnoty jsou nastaveny pouze v časech, nazývaných vzorkovací momenty. Vzdálenost mezi sousedními odběrnými body je vzorkovacím krokem. Při konstantě platí Kotelnikovova věta: , kde je horní mezní frekvence spektra signálu.

digitální signál- signál kvantovaný úrovní a diskretizovaný v čase. Kvantované hodnoty digitálního signálu jsou obvykle kódovány nějakým kódem, přičemž každý vzorek vybraný během procesu vzorkování je nahrazen odpovídajícím kódovým slovem, jehož symboly mají dvě hodnoty - 0 a 1 (obr. 2.1) .

Typickými představiteli analogových elektronických zařízení jsou komunikační, vysílací, televizní zařízení. Obecné požadavky na analogová zařízení - minimální zkreslení. Touha splnit tyto požadavky vede ke komplikacím elektrických obvodů a návrhu zařízení. Dalším problémem analogové elektroniky je dosažení potřebné odolnosti proti šumu, protože v analogovém komunikačním kanálu je šum v podstatě neodstranitelný.

Digitální signály jsou generovány elektronickými obvody, jejichž tranzistory jsou buď uzavřené (proud se blíží nule) nebo zcela otevřené (napětí se blíží nule), takže rozptylují málo energie a spolehlivost digitálních zařízení je vyšší než u analogových.

Digitální zařízení jsou odolnější vůči rušení než analogová, protože malé vnější rušení nezpůsobuje chybný provoz zařízení. Chyby se objevují pouze při takových poruchách, u kterých je nízká úroveň signálu vnímána jako vysoká, nebo naopak. V digitálních zařízeních lze také použít speciální kódy pro opravu chyb. Analogová zařízení tuto schopnost nemají.

Digitální zařízení jsou necitlivá na rozšíření (v přijatelných mezích) parametrů a charakteristik tranzistorů a dalších obvodových prvků. Přesně vyrobená digitální zařízení není třeba upravovat a jejich vlastnosti jsou zcela opakovatelné. To vše je velmi důležité při hromadné výrobě zařízení využívajících integrované technologie. Efektivita výroby a provozu digitálních integrovaných obvodů vedla k tomu, že v moderních radioelektronických zařízeních jsou digitálně zpracovávány nejen digitální, ale i analogové signály. Běžné jsou digitální filtry, regulátory, násobiče atd. Před digitálním zpracováním jsou analogové signály převedeny na digitální pomocí analogově-digitálních převodníků (ADC). Inverzní převod - obnovení analogových signálů z digitálních - se provádí pomocí digitálně-analogových převodníků (DAC).

Se všemi různými úlohami řešenými digitálními elektronickými zařízeními se jejich fungování odehrává v číselných systémech, které pracují pouze se dvěma číslicemi: nula (0) a jedna (1).

Provoz digitálních zařízení je obvykle taktovaný dostatečně vysokofrekvenční hodinový generátor. Během jednoho cyklu je realizována nejjednodušší mikrooperace - čtení, posun, logický příkaz atd. Informace jsou reprezentovány ve formě digitálního slova. Pro přenos slov se používají dva způsoby – paralelní a sériový. Sériové kódování se používá při výměně informací mezi digitálními zařízeními (například v počítačových sítích, modemové komunikaci). Zpracování informací v digitálních zařízeních je realizováno pomocí paralelního kódování informací, které zajišťuje maximální výkon.

Základem prvků pro stavbu digitálních zařízení jsou integrované obvody (IC), z nichž každý je implementován pomocí určitého počtu logických prvků - nejjednodušších digitálních zařízení, které provádějí elementární logické operace.

analogový signál je spojitá funkce spojitého argumentu, tzn. definované pro libovolnou hodnotu nezávisle proměnné. Zdrojem analogových signálů jsou zpravidla fyzikální procesy a jevy, které jsou nepřetržité ve svém vývoji (dynamika změn hodnot určitých vlastností) v čase, v prostoru nebo v jakékoli jiné nezávislé proměnné, přičemž zaznamenávané signál je podobný (podobný) procesu, který jej generuje. Příklad matematického zápisu pro konkrétní analogový signál: y(t) = 4,8exp[-( t-4) 2/2,8]. Příklad grafického zobrazení tohoto signálu je na Obr. 2.2.1, přičemž jak číselné hodnoty samotné funkce, tak její argumenty mohou nabývat libovolných hodnot v určitých intervalech y 1 £ y £ y 2,t 1 £ t £ t 2. Pokud intervaly hodnot signálu nebo jeho nezávislých proměnných nejsou omezeny, pak se standardně berou jako rovné od -¥ do +¥. Sada možných hodnot signálu tvoří souvislý prostor, ve kterém lze určit jakýkoli bod s nekonečnou přesností.

Rýže. 2.2.1. Grafické zobrazení signálu y(t) = 4,8exp[-( t-4) 2 /2.8].

diskrétní signál ve svých hodnotách je také spojitá funkce, ale definovaná pouze v diskrétních hodnotách argumentu. Podle množiny svých hodnot je konečný (spočetný) a je popsán diskrétní posloupností y(n×D t), kde y 1 £ y £ y 2, D t- interval mezi vzorky (interval vzorkování signálu), n = 0, 1, 2, ..., N– číslování diskrétních hodnot odečtů. Pokud je diskrétní signál získán vzorkováním analogového signálu, pak se jedná o sekvenci vzorků, jejichž hodnoty se přesně rovnají hodnotám původního signálu v souřadnicích n D t.

Příklad vzorkování analogového signálu na Obr. 2.2.1 je na Obr. 2.2.2. U D t= const (jednotné vzorkování dat) diskrétní signál lze popsat zkratkou y(n).

V případě nerovnoměrného vzorkování signálu jsou označení diskrétních sekvencí (v textových popisech) obvykle uzavřena ve složených závorkách - ( s(t i)) a hodnoty odečtů jsou uvedeny ve formě tabulek s hodnotami souřadnic t i. Pro krátké nejednotné číselné řady platí také následující číselný popis: s(t i) = {A 1 , A 2 , ..., N}, t = t 1 , t 2 , ..., t N.

digitální signál kvantované ve svých hodnotách a diskrétní ve svých argumentech. Je popsána kvantovanou mřížkovou funkcí y n = Q k[y(n D t)], kde Q k- kvantizační funkce s počtem úrovní kvantizace k, přičemž kvantizační intervaly mohou být jak s rovnoměrným rozdělením, tak s nerovnoměrným, například logaritmickým. Digitální signál je zpravidla specifikován ve formě číselného pole postupnými hodnotami argumentu, když D t = const, ale v obecném případě lze signál zadat také ve formě tabulky pro libovolné hodnoty argumentu.

Digitální signál je v podstatě formalizovaná verze diskrétního signálu, když jsou jeho hodnoty zaokrouhleny nahoru na určitý počet číslic, jak je znázorněno na obr. 2.2.3. V číslicových systémech a v počítačích je signál vždy reprezentován s přesností na určitý počet bitů a je tedy vždy číslicový. S přihlédnutím k těmto faktorům se při popisu číslicových signálů obvykle kvantizační funkce vynechává (předpokládá se být standardně jednotný) a k popisu signálů se používají pravidla pro popis diskrétních signálů.

Rýže. 2.2.2. Diskrétní signál 2.2.3. digitální signál

y(n D t) = 4,8exp[-( n D t-4) 2/2,8], D t= 1. y n = Qk, D t=1, k = 5.

V zásadě lze analogový signál zaznamenaný příslušným digitálním zařízením také kvantovat z hlediska jeho hodnot (obr. 2.2.4). Nemá však smysl tyto signály oddělovat do samostatného typu – zůstávají analogovými po částech spojitými signály s kvantizačním krokem, který je určen přípustnou chybou měření.

Většina diskrétních a digitálních signálů, se kterými se zabýváte, jsou vzorkované analogové signály. Existují však signály, které zpočátku patří do diskrétní třídy, například gama kvanta.

Rýže. 2.2.4. Kvantovaný signál y(t)= Qk, k = 5.

Spektrální reprezentace signálů. Kromě obvyklé časové (souřadnicové) reprezentace signálů a funkcí se při analýze a zpracování dat široce využívá popis signálů frekvenčními funkcemi, tzn. argumenty, inverzní argumenty dočasné (souřadnicové) reprezentace. Možnost takového popisu je dána tím, že každý signál, libovolně složitý ve formě, může být reprezentován jako součet jednodušších signálů, a zejména jako součet nejjednodušších harmonických kmitů, jejichž souhrn je tzv. frekvenční spektrum signálu. Matematicky je spektrum signálů popsáno funkcemi hodnot amplitud a počátečních fází harmonických kmitů z hlediska spojitého nebo diskrétního argumentu - frekvence. Obvykle se nazývá amplitudové spektrum frekvenční odezva(frekvenční odezva) signálu, spektrum fázových úhlů - fázová odezva(PFC). Popis frekvenčního spektra zobrazuje signál stejně jednoznačně jako popis souřadnic.

Na Obr. 2.2.5 znázorňuje segment funkce signálu, který získáme sečtením konstantní složky (frekvence konstantní složky je 0) a tří harmonických kmitů. Matematický popis signálu je určen vzorcem:

Kde A n= (5, 3, 6, 8) - amplituda; f n= (0, 40, 80, 120) - frekvence (Hz); φ n= (0, -0,4, -0,6, -0,8) - počáteční fázový úhel (v radiánech) kmitů; n = 0,1,2,3.

Rýže. 2.2.5. Časová reprezentace signálu.

Frekvenční znázornění tohoto signálu (spektrum signálu v podobě frekvenční charakteristiky a fázové charakteristiky) je na Obr. 2.2.6. Všimněte si, že frekvenční reprezentace periodického signálu s(t), omezený počtem harmonických složek spektra, je pouze osm vzorků a je velmi kompaktní ve srovnání se spojitým časovým zobrazením, definovaným v rozsahu od -¥ do +¥.

Rýže. 2.2.6. Frekvenční reprezentace signálu.

Grafický displej analogové signály (obr. 2.2.1) nevyžaduje žádné zvláštní vysvětlení. Pro grafické zobrazení diskrétních a digitálních signálů se používá buď metoda přímých diskrétních segmentů o odpovídající délce měřítka nad osou argumentu (obr. 2.2.6), nebo metoda obálky (hladká nebo přerušovaná) odečítáním hodnot (přerušovaná křivka). na obr. 2.2.2). Vzhledem k návaznosti polí a zpravidla sekundární povaze digitálních dat získaných vzorkováním a kvantováním analogových signálů budeme za hlavní považovat druhý způsob grafického zobrazení.

Co je to elektrický signál a čím se požírá? Pojďme diskutovat v tomto článku.

Signál je něco, co lze přenášet prostorem a časem. Jaké podmínky tedy musí být splněny, aby se signál nazval „signálem“?

Za prvé, s Signál musí někdo vytvořit (vygenerovat).

Za druhé, signál musí být určen pro koho.

Za třetí, někdo musí tento signál přijmout a vyvodit pro sebe nějaké závěry, tedy signál správně interpretovat.

Pojďme se ponořit do Divokého západu.

Myslím, že není tajemstvím, že indiáni zapálili oheň a kouř z ohně byl použit k přenosu signálu. Takže v našem případě je oheň generátorem signálu. Takže první bod funguje).Pro koho byl kouř z ohně určen? Pro kovboje? Samozřejmě že ne! Pro vlastní indiány. Takže bod dva funguje. Dobře, viděl jsi dva sloupy kouře stoupat k nebi. Říká vám to něco? Někdo asi griluje kebab? Možná. Ale pokud se k těmto požárům přiblížíte, grilování bude z vás). Pro indiány tyto dva sloupy kouře znamenaly, že jejich oddíl úspěšně lovil kovboje ;-). No a třetí pravidlo splněno ;-).

Ale co je elektrický signál? Trápí mě neurčité pochybnosti, že je tady někde zapojený elektrický proud :-). Čím se vyznačuje elektrický proud? No, samozřejmě, napětí a proud. Nejpozoruhodnější je, že je velmi výhodné přenášet elektrický proud prostorem pomocí drátů. V tomto případě bude jeho rychlost šíření rovna rychlosti světla. Přestože se elektrony ve vodiči pohybují rychlostí pouhých několika milimetrů za sekundu, elektrické pole okamžitě pokryje celý drát rychlostí světla! Pamatujte, že rychlost světla je 300 000 kilometrů za sekundu! Proto se elektron na druhém konci drátu téměř okamžitě začne pohybovat.

Přenos elektrických signálů

Takže k přenosu signálu vesmírem použijeme dráty. O něco výše jsme analyzovali podmínky pro výskyt signálu. Takže v první řadě potřebujeme generátor těchto signálů! To znamená, že to může být jakákoli baterie nebo obvod, který by generoval elektrický proud. Dále musí být někdo, kdo by tento signál přijal. Může to být nějaký druh zátěže, jako je žárovka, topné těleso nebo celý obvod, který by tento signál přijímal. A za třetí, zátěž musí na tento signál nějak reagovat. Žárovka musí vydávat světlo, topné těleso se musí zahřívat a obvod musí plnit nějakou funkci.

Jak jste pochopili ze všeho výše uvedeného, ​​hlavním trumfem signálu je jeho generátor. Takže, jak jsme již diskutovali, dva parametry elektrického proudu mohou být přenášeny přes dráty - je napětí a proud. To znamená, že můžeme vytvořit generátor, který by měnil buď své napětí nebo proud v zátěži, která by ulpívala dráty k tomuto generátoru. V elektronice se v podstatě používá parametr „napětí“, protože napětí lze snadno získat a změnit jeho hodnotu.

Čas a elektrický signál

Jak jsem řekl, signál je přenášen v čase a prostoru. To znamená, že čas je důležitý parametr pro elektrický signál. Teď se musíme trochu zapotit a zavzpomínat na kurz matematiky a fyziky pro střední školu. Připomeňte si kartézský souřadnicový systém. Jak si vzpomínáte, vykreslili jsme osu Y svisle a osu X vodorovně:

V elektronice a elektrotechnice vykreslujeme čas podél X, říkejme tomu t, a svisle vykreslujeme napětí, označme ho U. Ve výsledku bude náš souřadnicový systém vypadat takto:

Zařízení, které nám ukazuje změnu napětí v čase, se nazývá osciloskop, a graf tohoto napětí se nazývá oscilogram. Osciloskop může být:

nebo analog:

Typy elektrických signálů

DC

Jaký je nejjednodušší elektrický signál v elektronice? Myslím, že to je DC signál. Co znamená stejnosměrný proud? Jedná se o proud, jehož hodnota napětí se v čase nemění Jak to vypadá na našem grafu? Přibližně takto:

Zde vidíme 3 voltový stejnosměrný signál.

Vertikálně máme napětí ve voltech a horizontálně - no, řekněme, v sekundách. Stejnosměrný proud má v čase vždy stejnou hodnotu napětí, takže je jedno, jestli měříme sekundy nebo hodiny. Napětí ani neskočilo, ani nekleslo. Je to jako 3 volty a zůstává. To znamená, že můžeme říci, že stejnosměrný signál je přímka rovnoběžná s časovou osou t.

Takto vypadá stejnosměrný signál na analogovém osciloskopu

Jaké generátory elektrického proudu mohou produkovat takový signál stejnosměrného napětí?

Jedná se samozřejmě o různé baterie.

baterie mobilních telefonů

pro notebook

autobaterie

a další chemické zdroje proudu.

V laboratorních podmínkách je jednodušší získat konstantní napětí ze střídavého. Zařízení, které to umí, se nazývá laboratorní stejnosměrný zdroj.

Šumový signál nebo jen šum

A co se stane, když napětí nabude chaotické hodnoty? Získáte něco takového:

Tento elektrický signál se nazývá hluk.

Myslím, že někteří z vás vidí křivku šumu poprvé, ale jsem si 100% jistý, že slyšeli zvuk tohoto signálu ;-). Tak klikni na Hrát ;-)

Syčení rozhlasového přijímače nebo staré televize, která není naladěna na žádnou stanici nebo žádný kanál, je šum ;-) Bez ohledu na to, jak divně to může znít, takový signál se také velmi často používá v elektronice. Můžete například sestavit obvod rušičky frekvence, který by uhasil všechny televizní a rozhlasové přijímače v okruhu kilometru). To znamená, že generujeme šumový signál, zesilujeme ho a vysíláme ;-) V důsledku toho rušíme všechna zařízení transceiveru.

Sinusový signál

Sinusový signál je oblíbeným signálem mezi elektronickými inženýry.

Každý se rád houpe na houpačkách?

Tady vidíme dívku, která se na nich vesele houpe. Ale předpokládejme, že nezná trik, že se můžete rozhoupat tím, že včas ohnete a rozložíte nohy. Proto přišel otec dívky a postrčil dceru dopředu.

Níže uvedený graf ukazuje tento případ.

Jak vidíte, trajektorie pohybu dívky v čase se ukázala jako velmi vtipná. Tento jízdní řád se nazývá " sinusoida“. V elektronice se tento signál nazývá sinusový. Zdá se, že je to bolestně nejjednodušší graf, ale nebudete tomu věřit, na tak jednoduché sinusoidě je postavena veškerá elektronika.

Protože sinusový signál opakuje svůj tvar po celou dobu, pak jej lze nazvat periodické. To znamená, že pravidelně stolujete – periody – stejná časová období. Tady je to stejné. Tento signál pravidelně opakuje. Důležitými parametry periodických signálů jsou amplituda, perioda a frekvence.

Amplituda (A) - maximální odchylka napětí od nuly do nějaké hodnoty.

Období (T) – doba, po kterou se signál znovu opakuje. To znamená, že pokud obědváte dnes ve 12:00, zítra také ve stejnou dobu, ve 12:00 a pozítří také ve stejnou dobu, pak váš oběd přichází s obdobím 24 hodin. Vše je jednoduché a jednoduché ;-)

Frekvence (F) je jen jednotka dělená obdobím, tzn

Měřeno v hertzech. Vysvětluje se to jako „tolik oscilací za sekundu“. No, pro začátek to stačí ;-).

Jak jsem řekl, sinusovka hraje v elektronice velmi důležitou roli. Nemusíte ani chodit daleko. Stačí zastrčit prst ... sondy osciloskopu do vaší domácí zásuvky a již můžete pozorovat sinusový signál o frekvenci 50 Hertzů a amplitudě 310 Voltů.

čtvercová vlna

Velmi často se v elektronice používá také obdélníkový signál:

Nazývá se čtvercová vlna na obrázku níže, kde se doba pauzy a doba trvání signálu rovnají meandr.

trojúhelníkový signál

Blízký přítel sinusovky je trojúhelníkový signál

Trojúhelníkový signál má velmi blízkou sidekick - toto pilový signál

Komplexní signál

Používá se také v elektronice komplexní signály. Tady je například jeden z nich (kreslil jsem ho z buldozeru):

Všechny tyto signály jsou periodické signály, protože pro ně můžete zadat doba, frekvence sledování a amplituda samotné signály:

Bipolární signály

U signálů, které „prolomí podlahu“, to znamená, že mohou mít zápornou hodnotu napětí, jako jsou tyto signály

kromě periody a amplitudy mají ještě jeden parametr. Jmenuje se to rozsah nebo dvojitá amplituda. V buržoazii to zní jako amplituda Peak-to-peak, což se doslova překládá jako „amplituda od vrcholu k vrcholu“.

Zde je dvojitá amplituda pro sinusoidu (2A)

a zde pro trojúhelníkový signál:

Nejčastěji se označuje jako 2A, což nám říká, že se jedná o dvojnásobnou amplitudu signálu.

Pulzní signály

Existují také signály, které se neřídí periodickým zákonem, ale také hrají důležitou roli v elektronice.

impulsy- jsou to stejné signály, ale nepodléhají periodickému zákonu a mění svůj význam v závislosti na situaci.

Zde je například sled impulsů:

Každý puls má v čase jinou dobu trvání, nelze tedy mluvit o nějaké periodicitě signálů.

Zvukový signál

K dispozici je také pípnutí

Přestože vypadá jako bílý šum, nese informaci ve formě zvuku. Pokud je takový elektrický signál přiveden na dynamickou hlavu, pak je slyšet jakýkoli záznam.

Závěr

V současné době hrají elektrické signály v radioelektronice velmi důležitou roli. Bez nich by nebyla žádná elektronika, a ještě více digitální. V současné době dosáhla digitální elektronika svého vrcholu díky digitálním signálům a složitému systému kódování Rychlost přenosu dat je prostě ohromující! Mohou to být gigabajty informací za sekundu. Ale všechno to kdysi začalo jednoduchým telegrafem...

Signál je hmotný nosič informací (dat), který je přenášen od zdroje ke spotřebiteli. Může představovat fyzické signály nebo matematické modely.

Signály mohou být analogové a diskrétní.

Analogový (spojitý) signál je odražen nějakou fyzikální veličinou, která se v daném časovém intervalu mění, například barvou nebo intenzitou zvuku.

Zde je příklad souvislé zprávy. Lidská řeč přenášená modulovanou zvukovou vlnou; v tomto případě je parametrem signálu tlak vytvořený touto vlnou v místě přijímače – lidského ucha.

Diskrétní (digitální) signál se skládá z počitatelného souboru informačních prvků.

Parametr signálu nabývá v čase sekvenčně konečného počtu hodnot.

Množina „nejmenších“ prvků diskrétního signálu se nazývá abeceda a samotný diskrétní signál se také nazývá zpráva.

Zpráva přenášená pomocí takových signálů je diskrétní.

Informace přenášené zdrojem jsou diskrétní.

Příkladem diskrétního sdělení může být proces čtení knihy, ve které jsou informace reprezentovány textem, tzn. diskrétní posloupnost jednotlivých ikon (písmen).

Analogový signál lze převést na digitální. Tento proces se nazývá diskretizace.

Spojitá zpráva může být reprezentována spojitou funkcí definovanou na některém segmentu [a, b] (obr. 2.1). Spojitou zprávu lze převést na diskrétní (tento postup se nazývá diskretizace).

K tomu je z nekonečné množiny hodnot této funkce (parametr signálu) vybrán určitý počet z nich, který může přibližně charakterizovat zbývající hodnoty. Výsledná posloupnost funkčních hodnot y 1 , y 2 , ... y n . je diskrétní reprezentace spojité funkce, jejíž přesnost lze donekonečna zlepšovat zmenšováním délek segmentů rozdělení rozsahu argumentů.

Každá zpráva tedy může být reprezentována jako diskrétní, jinými slovy jako sekvence znaků z nějaké abecedy.

Možnost vzorkování spojitého signálu s libovolnou přesností (pro zvýšení přesnosti stačí snížit krok) je z hlediska informatiky zásadně důležitá. Počítač je digitální stroj, to znamená, že vnitřní reprezentace informací v něm je diskrétní. Díky diskretizaci vstupní informace (pokud je spojitá) je vhodná pro počítačové zpracování.

Kódování signálu

Pro automatizaci práce s daty různých typů je velmi důležité sjednotit jejich prezentační formu - k tomu se obvykle používá technika kódování, tedy vyjádření dat jednoho typu prostřednictvím dat jiného typu.

Kódování signálu znamená:

jeho znázornění v určité formě, vhodné nebo vhodné pro následné použití signálu;

pravidlo, které popisuje mapování z jedné znakové sady na jinou znakovou sadu.

Kódování podléhají oba jednotlivé znaky zdrojové abecedy a jejich kombinace.

Vezměme si příklad.

Je uvedena tabulka shody mezi přirozenými čísly tří číselných soustav.

Tuto tabulku lze považovat za jakési pravidlo, které popisuje mapování množiny znaků z desítkové číselné soustavy do dvojkové a šestnáctkové soustavy. Pak počáteční abeceda jsou desetinné číslice od 0 do 9 a kódové abecedy jsou 0 a 1 pro binární systém; číslice od 0 do 9 a symboly (A, B, C, D, E, F) pro šestnáctkovou soustavu.

Typy kódování v závislosti na účelu kódování.

1. Kódování vzorů se používá vždy, když jsou do počítače zadány informace pro jejich vnitřní reprezentaci.

Tento typ kódování se používá k reprezentaci diskrétního signálu na jednom nebo druhém strojovém médiu.

Většina kódů používaných v informatice pro kódování vzorů má stejnou délku a k reprezentaci kódu používá binární systém (a možná hexadecimální jako přechodnou reprezentaci).

Tento typ kódování používá:

a) přímé kódy.

Používají se k reprezentaci číselných dat v počítači a používají binární číselnou soustavu. Lze použít pro kódování a nenumerická data.

b) ASCII kódy.

Nejběžnějším kódem je ASCII (American Standard Code for Information Interchange), který se používá pro interní reprezentaci znakových informací v operačním systému MS DOS, v poznámkovém bloku operačního systému Windows'xx a také pro kódování textových souborů na Internet.

c) kódy s ohledem na frekvenci symbolů.

V některých kódovacích systémech je hodnota kódu určena frekvencí kódovaného symbolu. Tyto frekvence jsou zpravidla známé pro písmena abeced přirozených jazyků, například angličtina nebo ruština, a používají se již dlouhou dobu při umisťování kláves klávesnice: nejčastěji používaná písmena se nacházejí na klávesách v uprostřed klávesnice, nejméně používaná písmena jsou na okraji, což vytváří pohodlí pro člověka.

2. Kryptografické kódování nebo šifrování se používá, když je nutné chránit informace před neoprávněným přístupem.

3. Efektivní, neboli optimální, kódování se používá k odstranění informační redundance, tzn. snížení jeho objemu např. v archivátorech.

Binární kódy s proměnnou délkou se používají ke kódování znaků původní abecedy: čím vyšší je frekvence znaku, tím kratší je jeho kód.
Účinnost kódu je určena průměrným počtem bitů pro zakódování jednoho znaku.

4. Antiinterferenční nebo antiinterferenční kódování se používá k zajištění dané spolehlivosti v případě, kdy je na signál vynuceno rušení, například při přenosu informací komunikačními kanály.

Jako základní kód, který je podroben kódování proti rušení, se používá binární kód konstantní délky. Takový zdrojový (základní) kód se nazývá primární, protože prochází modifikací.

Data

termín "data"

Údaje znamenají:

1) prezentace informací ve formalizované (kódované) podobě, která umožňuje jejich ukládání, přenos nebo zpracování pomocí technických prostředků;

2) registrované signály.

Datové nosiče mohou být:

Papír je nejrozšířenějším médiem. Data se zaznamenávají změnou optických charakteristik jejich povrchu;

· CD ROM. Změna optických vlastností se využívá u zařízení, která zaznamenávají laserovým paprskem na plastová média s reflexním povlakem;

Magnetické pásky a disky – využívají změnu magnetických vlastností.

Datové operace

S daty můžete provádět různé operace:

Sběr dat - shromažďování dat za účelem zajištění dostatečné úplnosti informací pro rozhodování;

formalizace dat - přivádění dat z různých zdrojů do stejné podoby za účelem jejich vzájemné srovnatelnosti, tedy zvýšení jejich dostupnosti;

Filtrování dat – vylučování „nadbytečných“ dat, která nejsou nezbytná pro rozhodování; zároveň by se měla snížit míra „šumu“ a zvýšit spolehlivost a přiměřenost dat;

Řazení dat - řazení dat podle daného atributu pro snadné použití; zvyšuje dostupnost informací;

seskupování dat - kombinování dat podle daného atributu za účelem zvýšení jednoduchosti použití; zvyšuje dostupnost informací;

archivace dat - organizace ukládání dat pohodlnou a snadno dostupnou formou; slouží ke snížení ekonomických nákladů na ukládání dat a zvyšuje celkovou spolehlivost informačního procesu jako celku;

· ochrana dat – soubor opatření, jejichž cílem je zabránit ztrátě, reprodukci a úpravě dat;

Přenos dat - příjem a přenos (doručení a doručení) dat mezi vzdálenými účastníky informačního procesu; v tomto případě se zdroj dat v informatice obvykle nazývá server a spotřebitel se nazývá klient;

transformace dat - přenos dat z jednoho formuláře do druhého nebo z jedné struktury do druhé.

Signály - přenašeče informace v automatizačních nástrojích se mohou lišit jak fyzikální podstatou a parametry, tak formou prezentace informací. V rámci GSP (státního systému přístrojů) se v hromadné výrobě automatizačních zařízení používají následující typy signálů:

Elektrický signál (napětí, síla nebo frekvence elektrického proudu);

Pneumatický signál (tlak stlačeného vzduchu);

Hydraulický signál (tlak nebo rozdíl tlaku kapaliny).

V souladu s tím se v rámci GSP vytvářejí elektrické, pneumatické a hydraulické větve automatizačních zařízení.

Podle formy prezentace informací může být signál analogový, pulzní a kódový.

analogový signál charakterizované změnami proudu v některém fyzickém nosiči parametrů (například okamžité hodnoty elektrického napětí nebo proudu). Takový signál existuje prakticky v každém daném okamžiku a může nabývat libovolných hodnot v rámci daného rozsahu změn parametrů.

Pulzní signál je charakterizována prezentací informací pouze v diskrétních časových bodech, tzn. přítomnost kvantování času. V tomto případě jsou informace prezentovány jako sekvence pulsů stejné doby trvání, ale různých amplitud (pulzně-amplitudová modulace signálu) nebo stejné amplitudy, ale různé doby trvání (pulzně-šířková modulace signálu).

kódový signál je komplexní posloupnost pulsů používaných k přenosu digitální informace. Navíc každá číslice může být reprezentována jako komplexní sekvence impulsů, tzn. kód a přenášený signál je diskrétní (kvantovaný) jak v čase, tak v úrovni.

Optický signál- světelná vlna, která nese určitou informaci. Charakteristickým rysem světelné vlny ve srovnání s rádiovou vlnou je, že díky malé vlnové délce může prakticky vysílat, přijímat a zpracovávat signály modulované nejen v čase, ale i v prostorových souřadnicích. To umožňuje výrazně zvýšit množství informací zaváděných do optického signálu. Optický signál je funkcí čtyř proměnných (x,y,z,t) - 3 souřadnic a času. Elektromagnetická vlna je změna v čase a v každém bodě prostoru elektrických a magnetických polí, která jsou vzájemně propojena podle zákona indukce. Elektromagnetické vlnění je charakterizováno vzájemně kolmými vektory elektrického pole E a magnetického pole H, které se v čase mění podle stejného harmonického zákona.