Преобразование сигналов импульсным устройством

Способы передачи сигналов можно разделить на непрерывные и дискретные. При непрерывном способе передается каждое мгновенное значение сигнала x(t), рис. 8.5. При дискретном способе передаются отдельные мгновенные значения непрерывного сигнала, рис. 8.6.

x(t) x(t)

x₂ x_i x_n

x₁ x₃

0 t 0 t₁ t₂ t₃ t_i t_n t

Рис. 8.5. Рис. 8.6.

Представление непрерывного сигнала отдельными мгновенными его значениями называется квантованием. Непрерывный сигнал называют аналоговым. Квантование – превращение аналогового сигнала в дискретный. Осуществляют квантование по уровню, по времени, совместное. Делается это импульсными устройствами разной физической природы.

Квантование по уровню. Назначаются уровни сигнала. Непрерывный сигнал x(t) расчленяется на уровни x₁, x₂, …, как показано на рис. 8.7. И фиксируется мгновенное значение уровня сигнала в соответствующий момент времени. Промежутки времени получаются произвольными.

Квантование по времени. Назначаются промежутки времени. По истечении назначенного промежутка времени фиксируется мгновенное значение сигнала, рис. 8.8. Уровни сигнала произвольные.

Квантование по времени и по уровню.

Непрерывный сигнал заменяется дискретными уровнями, ближайшими к значениям непрерывного сигнала в дискретные моменты времени, рис. 8.9.

Рис. 8.7.

x(t)

t₁ t₂ t₃ t₄ t

Рис. 8.8.

Рис. 8.9.

Импульсная модуляция.

Модуляцией сигнала называют изменение параметров импульсов по заданному закону.

Импульс характеризуется следующими параметрами:

• амплитуда (высота) А;

• чередование (период повторения) Т;

• ширина (длительность)  = jT;

• скважность j = /T;

• частота  = 2  / T .

Пояснение дано на рис. 8.10.

Скважность – величина, пропорциональная ширине импульса. Частота импульсов обратно пропорциональна чередованию.

Разновидности импульсной модуляции следующие.

Амплитудно-импульсная модуляция – АИМ

Образуются узкие импульсы постоянной ширины  и разной высоты А, которые следуют один за другим с постоянным периодом T, рис. 8.11. Огибающая представляет собой входной сигнал x(t).

Широтно-импульсная модуляция – ШИМ

Образуются импульсы постоянной высоты А и постоянного периода Т, но ширина импульсов меняется в зависимости от высоты огибающей, рис. 8.12.

Частотно-импульсная модуляция – ЧИМ

Образуются импульсы постоянной высоты и ширины, но переменного периода Т, рис. 8.13.

АИМ, ШИМ, ЧИМ имеют общее название: «квантование по времени». Как говорилось выше, применяется так же квантование по уровню. На выходе такого устройства образуется ступенчатый сигнал, рис. 8.14.

В импульсных САР применяют как раздельное, так и совместное квантование.

В импульсных САР применяют как раздельное, так и совместное квантование.

Рис. 8.10.

Рис. 8.11. Модулированная последовательность импульсов (АИМ)

Рис. 8.12. Модулированная последовательность импульсов (ШИМ)

Рис. 8.13. Модулированная последовательность импульсов (ЧИМ)

Рис. 8.14.