信号の種類、変調

アナログ値 — 値が指定された間隔で連続的に変化する値。その具体的な値は、測定装置の精度にのみ依存します。これは例えば温度です。

離散値 — 値が急激に変化する量。たとえば、教室の生徒の数です。測定信号 — 測定された物理量に関する定量的な情報を含む信号。たとえば、温度を測定する熱電変換器の出力の電圧です。

データアラート — 物理量によるデータ メッセージの表現形式。その変化を反映する 1 つまたは複数のパラメーターの変化。

マイクロプロセッサ技術では、信号は電気量 (電流、電圧) です。データ信号代表パラメータは、その変化がデータメッセージの変化（振幅、周波数、位相、パルス持続時間、ポーズ持続時間）を反映するデータ信号パラメータである。

アナログデータ信号 — 表現パラメータのそれぞれが時間の関数と可能な値の連続セットによって記述されるデータ信号。アナログ信号は連続 (または区分的連続) 関数 xа(t) で記述され、関数自体と引数 t はいくつかの間隔で任意の値を取ることができます。

t ごとに f (t + T) = f (t) となる実数 T がある場合、アナログ信号 f (t) は周期的と呼ばれ、T は信号の周期と呼ばれます。

離散データ信号 — その値が離散時間でのみ知られるという点でアナログとは異なります。離散信号は格子関数 — シーケンス — xd (nT) で記述されます。ここで、T = const はサンプリング間隔 (周期)、n = 0、1、2、…です。

関数 xd (nT) 自体は、特定の間隔内の離散的な瞬間に任意の値を取ることができます。これらの関数値は関数サンプルまたはサンプルと呼ばれます。格子関数 x(nT) の別の表記法は、x(n) または xn です。シーケンス x(n) は、関数の定義の間隔に応じて、有限または無限になります。

量子化されたデータ信号 — 連続値または離散値の値の範囲を有限数の間隔に分割するという点で、アナログまたは離散とは異なります。量子化の最も単純な形式は、量子化係数と呼ばれる、整数を自然数で割ることです。

デジタルデータ信号 — 表現パラメータのそれぞれが離散時間関数と可能な値の有限セットによって記述される信号。デジタル信号は、量子化された格子関数 x° C(nT) によって記述されます。アナログ信号からデジタル信号を取得する場合、サンプリングと量子化が行われます。

バイナリデジタル信号 — パラメータの値に関する情報を 2 つの値 (0 と 1) のマルチビットの組み合わせの形式で表す方法を使用するデータ信号であり、通常はバイナリ コードと呼ばれます。

バイナリ コードでは、1 と 0 の 2 つの数字だけが使用されます。各数字には複数の数字が含まれており、各数字にはこれらの数字のうち 1 つだけを含めることができます。 1 つの数値は要素の 1 つの状態 (たとえば閉接点) に対応し、もう 1 つの数字は要素の別の状態 (開接点) に対応します。

2 進法では、各ビットの単位は隣接する下位ビットの 2 倍です。整数の場合、最初の (最下位) ビットの単位は 20=1、2 桁目の単位は 2 ・ 20=21 = 2、3 番目 — 2 • 21=22= 4、4 番目 2 • 22=23= 8 など。たとえば、10 進数では 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100、2 進数では 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 となります。 +1• 22+1•21+0•20 となり、11010110 と書き込まれます。

変調 - 低周波情報信号（メッセージ）の法則に従って、高周波搬送波発振の 1 つ以上のパラメータを変更するプロセス。

現在、エンコードと処理が簡単なため、バイナリ デジタル信号がデジタル電子機器で使用されています。通信チャネル (電気チャネルや無線チャネルなど) を介してデジタル信号を送信するには、さまざまなタイプの変調が使用されます。

さまざまな種類の変調の例を使用して、データ信号のパラメータを表現する例を考えてみましょう (図 1 を参照)。考慮されている変調タイプに加えて、位相 (PM)、タイム パルス (VIM)、 パルス幅(PWM) およびその他のモジュレーション。

米。 1. さまざまなタイプの信号変調 - データ信号のさまざまな表現パラメータ

デジタル信号の本質を理解するには、次の分類を考慮してください。デジタル技術では、信号が区別されます (図 2)。

• サイズは任意で時間的に連続（アナログ）。

• サイズはランダム、時間は離散的（離散的）。

• サイズが量子化され、時間的に連続的（量子化）。

• 大きさが量子化され、時間的に離散化されます (デジタル)。

米。 2. アナログ、ディスクリート、量子化、デジタル信号

アナログ信号は、連続的に変化する物理量を表すためによく使用されます。たとえば、キャプチャされたアナログ電気信号は、 熱電対から、温度変化、マイクからの信号、つまり音波の急速な圧力変化などに関する情報を伝えます。

デジタルおよびパルス技術では、用語が十分に確立されていません。したがって、離散信号は、代表的なパラメータ値が特定の時点でのみ既知である信号であり、アナログとは異なり、代表的なパラメータが固定値のみを取ることができる信号でもあります（通常は2つ：論理「ゼロ」または論理「単位」）。

2 番目の場合、量子化された信号と呼ぶのが正しいですが、産業用モジュールは「ディスクリート信号入力モジュール」と呼ばれます。情報を伝えるために異なる物理量を使用することに加えて、信号はその表現パラメータも異なります。