電子回路-信号

A Signal「データが生成されたソースに存在するデータに関する情報を提供する表現」として理解できます。これは通常、時間によって変化します。したがって、信号はsource of energy which transmits some information。これは簡単にグラフで表すことができます。

  • アラームは時間だという合図を出します。
  • 炊飯器の笛は、食品が調理されたことを確認します。
  • 赤信号は危険を示します。
  • 信号はあなたの動きを示します。
  • 電話が鳴り、電話がかかってきます。

信号は、何らかの情報を伝達する任意のタイプにすることができます。電子機器から生成されるこの信号は、Electronic Signal または Electrical Signal。これらは一般的に時変です。

信号の種類

信号は、その特性に応じて、アナログまたはデジタルのいずれかに分類できます。次の画像に示すように、アナログ信号とデジタル信号はさらに分類できます。

アナログ信号

時間変化する量を表す連続的な時間変化する信号は、次のように呼ぶことができます。 Analog Signal。この信号は、それを表す量の瞬時値に従って、時間に対して変化し続けます。

デジタル信号

である信号 discrete 自然の中で、またはどちらですか non-continuous 形では、 Digital signal。この信号には、個別に示される個々の値があります。これらは、特定の時点で導出されたかのように、以前の値に基づいていません。

周期信号と非周期信号

一定期間にわたってそのパターンを繰り返すアナログまたはデジタル信号は、 Periodic Signal。この信号はそのパターンが繰り返し継続されており、推測や計算が容易です。

一定期間にわたってそのパターンを繰り返さないアナログまたはデジタル信号は、次のように呼ばれます。 Aperiodic Signal。この信号のパターンは継続されますが、パターンは繰り返されず、想定や計算が簡単ではありません。

信号と表記

間で Periodic Signals、最も一般的に使用される信号は、正弦波、余弦波、三角波、方形波、方形波、鋸歯状波形、パルス波形、パルス列などです。これらの波形を見てみましょう。

ユニットステップ信号

単位ステップ信号は、原点からX軸上の1単位までの1単位の値を持ちます。これは主にテスト信号として使用されます。単位ステップ信号の画像を以下に示します。

単位ステップ関数は$ u \ left(t \ right)$で表されます。それは次のように定義されます-

$$ u \ left(t \ right)= \ left \ {\ begin {matrix} 1&t \ geq 0 \\ 0&t <0 \ end {matrix} \ right。$$

ユニットインパルス信号

単位インパルス信号は、その原点で1単位の値を持ちます。その面積は1ユニットです。単位インパルス信号の画像を以下に示します。

単位インパルス関数はで表されます ẟ(t)。それは次のように定義されています

$$ \ delta \ left(t \ right)= \ left \ {\ begin {matrix} \ infty \:\:if \:\:t = 0 \\ 0 \:\:if \:\:t \ neq 0 \ end {matrix} \ right。$$

$$ \ int _ {-\ infty} ^ {\ infty} \ delta \ left(t \ right)d \ left(t \ right)= 1 $$

$$ \ int _ {-\ infty} ^ {t} \ delta \ left(t \ right)d \ left(t \ right)= u \ left(t \ right)$$

$$ \ delta \ left(t \ right)= \ frac {du \ left(t \ right)} {d \ left(t \ right)} $$

ユニットランプ信号

ユニットランプ信号の値は、原点から指数関数的に増加します。ユニットランプ信号の画像を以下に示します。

ユニットランプ関数は次のように表されます。 u(t)。それは次のように定義されます-

$$ \ int_ {0} ^ {t} u \ left(t \ right)d \ left(t \ right)= \ int_ {0} ^ {t} 1 dt = t = r \ left(t \ right) $$

$$ u \ left(t \ right)= \ frac {dr \ left(t \ right)} {dt} $$

単位放物線信号

単位放物線信号の値は、原点で放物線のように変化します。単位放物線信号の画像を以下に示します。

単位放物関数は$ u \ left(t \ right)$で表されます。それは次のように定義されます-

$$ \ int_ {0} ^ {t} \ int_ {0} ^ {t} u \ left(t \ right)dtdt = \ int_ {0} ^ {t} r \ left(t \ right)dt = \ int_ {0} ^ {t} t.dt = \ frac {t ^ {2}} {2} dt = x \ left(t \ right)$$

$$ r \ left(t \ right)= \ frac {dx \ left(t \ right)} {dt} $$

$$ u \ left(t \ right)= \ frac {d ^ {2} x \ left(t \ right)} {dt ^ {2}} $$

符号関数

符号関数の値は、原点から正と負の両方の平面に均等に分布しています。シグナム関数の画像を以下に示します。

符号関数はで表されます sgn(t)。それは次のように定義されています

$$ sgn \ left(t \ right)= \ left \ {\ begin {matrix} 1 \:\:for \:\:t \ geq 0 \\-1 \:\:for \:\:t <0 \ end {matrix} \ right。$$

$$ sgn \ left(t \ right)= 2u \ left(t \ right)-1 $$

指数信号

指数信号の値は、その原点から指数関数的に変化します。指数関数は-の形式です

$$ x \ left(t \ right)= e ^ {\ alpha t} $$

指数の形は$ \ alpha $で定義できます。この機能は3つのケースで理解できます

Case 1

$ \ alpha = 0 \ rightarrow x \ left(t \ right)= e ^ {0} = 1 $の場合

Case 2

$ \ alpha <0 $の場合、$ x \ left(t \ right)= e ^ {\ alpha t} $ここで、$ \ alpha $は負です。この形はdecaying exponential

Case 3

$ \ alpha> 0 $の場合、$ x \ left(t \ right)= e ^ {\ alpha t} $ここで、$ \ alpha $は正です。この形はraising exponential

長方形信号

長方形の信号の値は、原点から正と負の両方の平面に長方形の形で分布しています。矩形信号の画像を以下に示します。

矩形関数は$ x \ left(t \ right)$で表されます。それは次のように定義されています

$$ x \ left(t \ right)= A \:rect \ left [\ frac {t} {T} \ right] $$

三角波信号

長方形の信号の値は、原点から正と負の両方の平面に三角形で分布しています。三角信号の画像を以下に示します。

三角形関数は$ x \ left(t \ right)$で表されます。それは次のように定義されています

$$ x \ left(t \ right)= A \ left [1- \ frac {\ left | t \ right |} {T} \ right] $$

正弦波信号

正弦波信号の値は、その原点から正弦波的に変化します。正弦波信号の画像を以下に示します。

正弦関数はx(t)で表されます。それは次のように定義されます-

$$ x \ left(t \ right)= A \ cos \ left(w_ {0} t \ pm \ phi \ right)$$

または

$$ x \ left(t \ right)= A sin \ left(w_ {0} t \ pm \ phi \ right)$$

ここで$ T_ {0} = \ frac {2 \ pi} {w_ {0}} $

Sinc関数

Sinc信号の値は、以下の式のように特定の関係に従って変化します。原点で最大値を持ち、遠ざかるにつれて減少し続けます。Sinc関数信号の画像を以下に示します。

Sinc関数は次のように表されます。 sinc(t)。それは次のように定義されます-

$$ sinc \ left(t \ right)= \ frac {sin \ left(\ pi t \ right)} {\ pi t} $$

したがって、これらは、電子通信の分野で主に遭遇するさまざまな信号です。すべての信号を数式で定義して、信号分析を容易にすることができます。

前述のように、各信号には特定の波形があります。波の形状により、信号に存在する内容が変わる可能性があります。とにかく、特定の回路に対して波を変更するかどうかは、設計エンジニアが決定します。しかし、波の形を変えるために、さらなるユニットで議論されるいくつかのテクニックがあります