Circuiti elettronici - Segnali
UN Signalpuò essere inteso come "una rappresentazione che fornisce alcune informazioni sui dati presenti alla fonte da cui sono prodotti". Questo di solito varia nel tempo. Quindi, un segnale può essere unsource of energy which transmits some information. Questo può essere facilmente rappresentato su un grafico.
Esempi
- Un allarme segnala che è ora.
- Un fischio del fornello conferma che il cibo è cotto.
- Una luce rossa segnala un pericolo.
- Un semaforo indica la tua mossa.
- Un telefono squilla segnalandoti una chiamata.
Un segnale può essere di qualsiasi tipo che trasmetta alcune informazioni. Questo segnale prodotto da un'apparecchiatura elettronica, è chiamato comeElectronic Signal o Electrical Signal. Queste sono generalmente varianti temporali.
Tipi di segnali
I segnali possono essere classificati come analogici o digitali, a seconda delle loro caratteristiche. I segnali analogici e digitali possono essere ulteriormente classificati, come mostrato nell'immagine seguente.
Segnale analogico
Un segnale continuo variabile nel tempo, che rappresenta una quantità variabile nel tempo, può essere definito come un Analog Signal. Questo segnale continua a variare rispetto al tempo, secondo i valori istantanei della grandezza che lo rappresenta.
Segnale digitale
Un segnale che è discrete in natura o che è non-continuous in forma può essere definito come a Digital signal. Questo segnale ha valori individuali, indicati separatamente, che non sono basati su valori precedenti, come se fossero derivati in quel particolare istante di tempo.
Segnale periodico e segnale aperiodico
Qualsiasi segnale analogico o digitale, che ripete il suo schema per un periodo di tempo, è chiamato come a Periodic Signal. Questo segnale ha il suo modello continuato ripetutamente ed è facile da presumere o da calcolare.
Qualsiasi segnale analogico o digitale, che non ripete il suo schema per un periodo di tempo, è chiamato come Aperiodic Signal. Questo segnale ha il suo modello continuato ma il modello non si ripete e non è così facile da assumere o da calcolare.
Segnali e notazioni
Tra i Periodic Signals, i segnali più comunemente usati sono onda sinusoidale, onda coseno, forma d'onda triangolare, onda quadra, onda rettangolare, forma d'onda a dente di sega, forma d'onda dell'impulso o treno di impulsi ecc.
Segnale di passo dell'unità
Il segnale di passo unitario ha il valore di un'unità dalla sua origine a un'unità sull'asse X. Viene utilizzato principalmente come segnale di prova. L'immagine del segnale di passo dell'unità è mostrata di seguito.
La funzione del passo unitario è indicata con $ u \ left (t \ right) $. È definito come -
$$ u \ left (t \ right) = \ left \ {\ begin {matrix} 1 & t \ geq 0 \\ 0 & t <0 \ end {matrix} \ right. $$
Segnale di impulso dell'unità
Il segnale di impulso dell'unità ha il valore di un'unità alla sua origine. La sua area è un'unità. L'immagine del segnale di impulso dell'unità è mostrata di seguito.
La funzione di impulso dell'unità è indicata da ẟ(t). È definito come
$$ \ delta \ left (t \ right) = \ left \ {\ begin {matrix} \ infty \: \: if \: \: t = 0 \\ 0 \: \: if \: \: t \ neq 0 \ end {matrix} \ right. $$
$$ \ int _ {- \ infty} ^ {\ infty} \ delta \ sinistra (t \ destra) d \ sinistra (t \ destra) = 1 $$
$$ \ int _ {- \ infty} ^ {t} \ delta \ sinistra (t \ destra) d \ sinistra (t \ destra) = u \ sinistra (t \ destra) $$
$$ \ delta \ sinistra (t \ destra) = \ frac {du \ sinistra (t \ destra)} {d \ sinistra (t \ destra)} $$
Segnale di rampa dell'unità
Il segnale di rampa dell'unità ha il suo valore crescente in modo esponenziale dalla sua origine. L'immagine del segnale di rampa dell'unità è mostrata di seguito.
La funzione di rampa dell'unità è indicata con u(t). È definito come -
$$ \ int_ {0} ^ {t} u \ sinistra (t \ destra) d \ sinistra (t \ destra) = \ int_ {0} ^ {t} 1 dt = t = r \ sinistra (t \ destra) $$
$$ u \ left (t \ right) = \ frac {dr \ left (t \ right)} {dt} $$
Segnale parabolico dell'unità
Il segnale parabolico dell'unità ha il suo valore che si altera come una parabola all'origine. L'immagine del segnale parabolico dell'unità è mostrata di seguito.
La funzione parabolica unitaria è indicata con $ u \ left (t \ right) $. È definito come -
$$ \ int_ {0} ^ {t} \ int_ {0} ^ {t} u \ sinistra (t \ destra) dtdt = \ int_ {0} ^ {t} r \ sinistra (t \ destra) dt = \ int_ {0} ^ {t} t.dt = \ frac {t ^ {2}} {2} dt = x \ left (t \ right) $$
$$ r \ left (t \ right) = \ frac {dx \ left (t \ right)} {dt} $$
$$ u \ left (t \ right) = \ frac {d ^ {2} x \ left (t \ right)} {dt ^ {2}} $$
Funzione Signum
La funzione Signum ha il suo valore equamente distribuito su entrambi i piani positivi e negativi dalla sua origine. L'immagine della funzione Signum è mostrata di seguito.
La funzione Signum è indicata con sgn(t). È definito come
$$ sgn \ left (t \ right) = \ left \ {\ begin {matrix} 1 \: \: for \: \: t \ geq 0 \\ - 1 \: \: for \: \: t <0 \ end {matrice} \ right. $$
$$ sgn \ sinistra (t \ destra) = 2u \ sinistra (t \ destra) -1 $$
Segnale esponenziale
Il segnale esponenziale ha il suo valore che varia esponenzialmente dalla sua origine. La funzione esponenziale ha la forma di -
$$ x \ sinistra (t \ destra) = e ^ {\ alpha t} $$
La forma dell'esponenziale può essere definita da $ \ alpha $. Questa funzione può essere compresa in 3 casi
Case 1 -
Se $ \ alpha = 0 \ rightarrow x \ left (t \ right) = e ^ {0} = 1 $
Case 2 -
Se $ \ alpha <0 $ allora $ x \ sinistra (t \ destra) = e ^ {\ alpha t} $ dove $ \ alpha $ è negativo. Questa forma è chiamata comedecaying exponential.
Case 3 -
Se $ \ alpha> 0 $ allora $ x \ sinistra (t \ destra) = e ^ {\ alpha t} $ dove $ \ alpha $ è positivo. Questa forma è chiamata comeraising exponential.
Segnale rettangolare
Il segnale rettangolare ha il suo valore distribuito in forma rettangolare su entrambi i piani positivi e negativi dalla sua origine. L'immagine del segnale rettangolare è mostrata di seguito.
La funzione rettangolare è indicata con $ x \ left (t \ right) $. È definito come
$$ x \ left (t \ right) = A \: rect \ left [\ frac {t} {T} \ right] $$
Segnale triangolare
Il segnale rettangolare ha il suo valore distribuito in forma triangolare su entrambi i piani positivi e negativi dalla sua origine. L'immagine del segnale triangolare è mostrata di seguito.
La funzione triangolare è indicata con $ x \ left (t \ right) $. È definito come
$$ x \ sinistra (t \ destra) = A \ sinistra [1- \ frac {\ sinistra | t \ right |} {T} \ right] $$
Segnale sinusoidale
Il segnale sinusoidale ha il suo valore che varia sinusoidalmente dalla sua origine. L'immagine del segnale sinusoidale è mostrata di seguito.
La funzione sinusoidale è indicata con x (t). È definito come -
$$ x \ left (t \ right) = A \ cos \ left (w_ {0} t \ pm \ phi \ right) $$
o
$$ x \ left (t \ right) = Un peccato \ left (w_ {0} t \ pm \ phi \ right) $$
Dove $ T_ {0} = \ frac {2 \ pi} {w_ {0}} $
Funzione Sinc
Il segnale Sinc ha il suo valore che varia secondo una particolare relazione come nell'equazione data di seguito. Ha il suo valore massimo all'origine e continua a diminuire man mano che si allontana. L'immagine di un segnale della funzione Sinc è mostrata di seguito.
La funzione Sinc è indicata da sinc(t). È definito come -
$$ sinc \ left (t \ right) = \ frac {sin \ left (\ pi t \ right)} {\ pi t} $$
Quindi, questi sono i diversi segnali che incontriamo maggiormente nel campo dell'elettronica e delle comunicazioni. Ogni segnale può essere definito in un'equazione matematica per semplificare l'analisi del segnale.
Ogni segnale ha una particolare forma d'onda come accennato in precedenza. La formazione dell'onda può alterare il contenuto presente nel segnale. Ad ogni modo, spetta al progettista decidere se alterare o meno un'onda per un circuito particolare. Ma, per alterare la forma dell'onda, ci sono poche tecniche che saranno discusse in ulteriori unità