ДИСКРЕТНЫЕ СИГНАЛЫ: 26 ВОПРОСОВ И ОТВЕТОВ

Введение | назад| оглавление| вперёд

Уже почти десять лет в программах курсов «Теория электрических цепей», «Радиотехнические цепи и сигналы», «Цифровая обработка сигналов» существует раздел «Дискретные сигналы и цепи». Этот материал является базовым для понимания процессов цифровой фильтрации и обработки сигналов во многих современных информационных системах.

По своей природе многие сигналы являются непрерывными. Это объясняется тем, что источники сообщений выдают информацию непрерывно, в любые моменты времени. К таким источникам относятся, например, микрофоны телефонных аппаратов, считывающие устройства факсимильных аппаратов, передающие телевизионные камеры.

Дискретные сигналы естественно возникают в тех случаях, когда источник сообщений выдает информацию в фиксированные моменты времени. Например, устройство измерения температуры, связанное с городским световым табло, посылает сигнал на это табло в определенные промежутки времени. В других промежутках на табло высвечиваются давление, время или другие параметры. Здесь ярко проявляется характер дискретного сигнала: в паузах нет никаких сведений об изменении температуры. Таким образом, мы имеем дело не с непрерывным изменением температуры, а лишь с ее значениями, отсчитанными через определенные промежутки времени. Подобный процесс называется дискретизацией непрерывного сигнала.

Свойство дискретного сигнала - существовать лишь в определенные промежутки времени - позволяет организовать передачу по одной и той же линии (радиоканалу, паре проводов, оптическому волокну) сообщений от нескольких различных источников. Примером этого служит упомянутая выше передача на городское световое табло сведений от датчиков температуры, давления и т.п. Говорят, что при этом происходит разделение каналов во времени.

Особой разновидностью дискретных сигналов являются цифровые сигналы. Цифровой сигнал - это последовательность импульсов. Если принять условно факт наличия импульса за 1, а факт его отсутствия за 0, то импульсную последовательность можно представить как чередование двух цифр: 0 и 1.

Число, которое принимает только значение 0 и 1 называется «двоичной цифрой». Отсюда и появилось название «цифровой сигнал».

Очевидно, что любое значение дискретного сигнала легко перевести в двоичное число. Поэтому цифровой сигнал можно рассматривать как закодированный двоичным кодом дискретный сигнал.

В последнее время системы с цифровыми сигналами активно вторгаются в нашу жизнь. Во всем мире сейчас пользуются цифровыми телефонами; в наши дома приходит цифровое телевидение; на прилавках магазинов мы видим аппаратуру цифровой звуко- и видеозаписи.

Цифровые сигналы в телефонии, телевидении, звуко- и видеозаписи ничем не отличаются от цифровых сигналов в компьютерных сетях. Появляется возможность применять для обработки текста, звука, изображения быстродействующие компьютерные системы. Для передачи телекоммуникационных сигналов теперь могут использоваться компьютерные сети, а для передачи компьютерных сигналов - обычная телефонная сеть.

Вот почему интерес к дискретным и цифровым сигналам и системам их обработки в последние годы не только не ослабевает, а в связи с развитием техники цифровой связи все более усиливается.

Эти причины побудили авторов вынести раздел «Дискретные сигналы и цепи» в отдельную брошюру.

В данном учебном пособии рассмотрены дискретные сигналы, их спектры и z-изображения. Показана связь z-преобразования, применяемого к дискретным сигналам, с преобразованием Лапласа для аналоговых сигналов.

Основное внимание уделяется дискретным цепям, используемым для преобразования и обработки дискретных сигналов, их передаточным функциям и частотным характеристикам.

Заключительная часть брошюры содержит материал по расчету дискретных частотных фильтров.

Главную свою задачу авторы видели в том, чтобы изложить материал, опираясь на базовые положения общей теории электрических цепей, и в то же время сделать это изложение вполне доступным для самостоятельного изучения. Насколько это удалось - судить читателям.

Свои замечания просим присылать по адресу: 630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86, Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики (СибГУТИ), кафедра теории электрических цепей.

назад | оглавление | вперёд