Cтраница 3
Однако современная теория и практика систем управления и связи требует дальнейшего развития результатов, полученных ранее. То обстоятельство, что исходные непрерывные сигналы имеют случайную природу, заставляет рассматривать процессы восстановления в статистическом плане. Кроме того, необходимо также учитывать свойства физически реализуемых восстанавливающих устройств. [31]
![]() |
Временные диаграммы сигналов в системе ИКМ. [32] |
Рассмотрим сущность операций дискретизации, квантования и кодирования применительно к цифровой передаче непрерывных сигналов. На рис. 3.6 а показан исходный непрерывный сигнал с ограниченным спектром, дискретизирован-ный с интервалом Atl / 2F, где F - верхняя частота спектра, на рис. 3.6 6 - полученная в результате квантования и кодирования последовательность двоичных видеосигналов. Из-за искажений сигналов и шумов в канале принятая последовательность ( рис. 3.6 е) отличается от переданной. [33]
![]() |
Оптимальные ( решетчатые весовые функции цифрового фильтра в полном дискретно-непрерывном канале ( алгоритм поиска без ограничения на структуру для характеристик, ( а. [34] |
Полученный результат, представленный графиками рис. 20, имеет очевидный физический смысл. Одна из них - это составляющая, определяемая помехой, вызываемой преобразова-ййем исходного непрерывного сигнала в дискретную последовательность. Вторая составляющая - это динамическая погрешность, имеющая в свою очередь две ( амплитудную и фазовую) компоненты; эта составляющая появляется в связи с необходимым ( из-за присутствия первой составляющей) отличием динамической характеристики реализуемого оператора от характеристик желаемой непрерывной операции. [35]
![]() |
Пример компоновки информационной подсистемы из задач пакета прикладных программ ( для отделения электролиза. [36] |
По мере повышения единичной мощности объектов общим их свойством в задачах обработки информации становится существенное уменьшение эквивалентной ширины спектра полезных сигналов, которая в подобных случаях может составлять тысячные доли Гц. Вместе с тем, разрабатываемые в настоящее время датчики, контрольно-измерительные приборы и другие источники исходных непрерывных сигналов обладают быстродействием, которое позволяет получать ( и, следовательно, передавать на вход цифровой части системы управления) сигналы с эквивалентной полосой спектра порядка 1 Гц. Все мешающие случайные составляющие ( особенно внутренние шумы объекта и предшествующих ему звеньев технологической схемы, а также шумы измерений и помехи в линиях передачи данных) обладают спектром, занимающим всю эту полосу частот. Таким образом, при частоте дискретного отбора, выбираемой для передачи полезной составляющей в соответствии с ее свойствами, фактически получаемая последовательность оказывается, по отношению к этой составляющей, практически чистой помехой. [37]
Таким образом, рассмотрена методгха выбора интервала дискретизации сигнала без помехи, исходя из требований обеспечения заданной точности. Однако практически на сигналы, подлежащие дискретизации, как правило, наложены случайные помехи, и ставится задача воспроизведения не исходного непрерывного сигнала, а лишь его полезной составляющей. В этих условиях задача дискретизации приобретает принципиально иное содержание, поскольку полезный сигнал и помеха могут иметь разные частотные диапазоны; и если верхняя частота помех выше верхней частоты полезного сигнала, то проводить дискретизацию в соответствии с верхней частотой помех оказывается не целесообразным. Здесь необходимо рассмотреть случаи перекрывающихся и неперекрывающихся спектров полезного сигнала и помехи. [38]
Для того чтобы приемный аппарат по последовательности импульсов, получаемых от передающей станции, мог восстановить исходный непрерывный сигнал, который подавался от связанного с ним передающего аппарата, необходимо, чтобы частота следования импульсов, а следовательно, и скорость замыкания и размыкания ключей были бы достаточно большими. В этом случае каждый приемный аппарат будет получать последовательность импульсов, следующих друг за другом через достаточно короткие промежутки времени; огибающая такой последовательности будет достаточно точно соответствовать исходному непрерывному сигналу. [39]
При модуляции происходит изменение одного из информационных параметров несущего процесса соответственно исходному непрерывному сигналу: амплитуды ( см. рис. 1.3, о), фазы ( см. рис. 1.3, б) или частоты ( см. рис. 1.3, в) - исходный непрерывный сигнал показан на рис. 1.3, а пунктирной линией. Соответственно различаются амплитудная, фазовая и частотная непрерывная модуляции. Восстановление исходного непрерывного сигнала достигается демодуляцией, в частности выпрямлением и сглаживанием амплитудно-модулиро-ванногр тока высокой частоты. [40]
Исходный непрерывный сигнал показан на рис. 1.3, а пунктирной линией. Соответственно различаются амплитудная, фазовая и частотная непрерывная модуляции. Восстановление исходного непрерывного сигнала достигается демодуляцией, в частности выпрямлением и сглаживанием амшштудно-модулированного тока высокой частоты. [41]
Это ключевое свойство показано на рисунке 2.4 ( Ь) и будет иметь место всегда, независимо от дискретизируемого сигнала и частоты дискретизации. Этот эффект особенно важен, когда мы оцифровываем непрерывные сигналы. Он предупреждает нас о том, что любая энергия, расположенная выше В Гц и ниже - В Гц в спектре исходного непрерывного сигнала, показанного на рисунке 2.4 ( а), всегда после дискретизации окажется в интересующей нас полосе частот, независимо от частоты дискретизации. По этой причине на практике необходимы непрерывные ( аналоговые) фильтры нижних частот. [42]
Оказывается, ДПФ дискретизированных сигналов реального мира дает в частотной области результаты, которые могут сбивать с толку. Особенность ДПФ, известная как утечка, приводит к тому, что результаты ДПФ представляют собой только аппроксимацию истинного спектра исходного непрерывного сигнала. Хотя существуют способы минимизации утечки, мы не можем устранить ее полностью. [43]