Mạch điện tử - Tín hiệu

A Signalcó thể được hiểu là "một biểu diễn cung cấp một số thông tin về dữ liệu có tại nguồn mà từ đó nó được tạo ra." Điều này thường là thời gian thay đổi. Do đó, một tín hiệu có thể làsource of energy which transmits some information. Điều này có thể dễ dàng được biểu diễn trên đồ thị.

Ví dụ

• Chuông báo động báo hiệu rằng đã đến giờ.
• Một tiếng còi của bếp xác nhận rằng thức ăn đã chín.
• Đèn đỏ báo hiệu một số nguy hiểm.
• Một tín hiệu giao thông cho biết bạn đang di chuyển.
• Điện thoại đổ chuông báo hiệu cuộc gọi cho bạn.

Một tín hiệu có thể thuộc bất kỳ loại nào để truyền tải một số thông tin. Tín hiệu này được tạo ra từ một thiết bị điện tử, được gọi làElectronic Signal hoặc là Electrical Signal. Đây thường là các biến thể thời gian.

Các loại tín hiệu

Tín hiệu có thể được phân loại là Analog hoặc Digital, tùy thuộc vào đặc điểm của chúng. Tín hiệu tương tự và tín hiệu kỹ thuật số có thể được phân loại thêm, như thể hiện trong hình sau.

Tín hiệu tương tự

Một tín hiệu thay đổi thời gian liên tục, biểu thị một đại lượng thay đổi theo thời gian, có thể được gọi là Analog Signal. Tín hiệu này liên tục thay đổi theo thời gian, theo các giá trị tức thời của đại lượng đại diện cho nó.

Tín hiệu kĩ thuật số

Một tín hiệu là discrete trong tự nhiên hoặc đó là non-continuous trong hình thức có thể được gọi là Digital signal. Tín hiệu này có các giá trị riêng lẻ, được ký hiệu riêng biệt, không dựa trên các giá trị trước đó, như thể chúng được bắt nguồn tại thời điểm cụ thể đó.

Tín hiệu định kỳ & Tín hiệu theo chu kỳ

Bất kỳ tín hiệu tương tự hoặc kỹ thuật số nào, lặp lại mẫu của nó trong một khoảng thời gian, được gọi là Periodic Signal. Tín hiệu này có mô hình lặp đi lặp lại và dễ được giả định hoặc tính toán.

Bất kỳ tín hiệu tương tự hoặc kỹ thuật số nào, không lặp lại kiểu của nó trong một khoảng thời gian, được gọi là Aperiodic Signal. Tín hiệu này có mô hình tiếp tục nhưng mô hình không lặp lại và không dễ được giả định hoặc tính toán.

Tín hiệu & Ký hiệu

Trong sô Periodic Signals, các tín hiệu được sử dụng phổ biến nhất là sóng Sine, sóng Cosine, sóng hình tam giác, sóng vuông, sóng hình chữ nhật, sóng răng cưa, dạng sóng xung hoặc tàu xung, vv. Hãy cùng chúng tôi xem xét các dạng sóng đó.

Tín hiệu bước đơn vị

Tín hiệu bước đơn vị có giá trị bằng một đơn vị tính từ điểm gốc đến một đơn vị trên trục X. Điều này chủ yếu được sử dụng như một tín hiệu thử nghiệm. Hình ảnh của tín hiệu bước đơn vị được hiển thị bên dưới.

Hàm bước đơn vị được ký hiệu là $ u \ left (t \ right) $. Nó được định nghĩa là -

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

Tín hiệu xung đơn vị

Tín hiệu xung đơn vị có giá trị bằng một đơn vị tại gốc của nó. Diện tích của nó là một đơn vị. Hình ảnh của tín hiệu xung đơn vị được hiển thị bên dưới.

Hàm xung đơn vị được biểu thị bằng ẟ(t). Nó được định nghĩa là

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

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

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

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

Tín hiệu đường dốc đơn vị

Tín hiệu đường dốc đơn vị có giá trị tăng theo cấp số nhân so với gốc của nó. Hình ảnh của tín hiệu đường dốc đơn vị được hiển thị bên dưới.

Hàm dốc đơn vị được biểu thị bằng u(t). Nó được định nghĩa là -

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

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

Tín hiệu Parabol đơn vị

Tín hiệu parabol đơn vị có giá trị thay đổi giống như một parabol tại điểm gốc của nó. Hình ảnh của tín hiệu parabol đơn vị được hiển thị bên dưới.

Hàm parabol đơn vị được ký hiệu là $ u \ left (t \ right) $. Nó được định nghĩa là -

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

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

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

Hàm Signum

Hàm Signum có giá trị được phân bố đều trong cả hai mặt phẳng dương và âm tính từ gốc của nó. Hình ảnh của hàm Signum được hiển thị bên dưới.

Hàm Signum được ký hiệu là sgn(t). Nó được định nghĩa là

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

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

Tín hiệu mũ

Tín hiệu hàm mũ có giá trị thay đổi theo cấp số nhân so với nguồn gốc của nó. Hàm mũ có dạng:

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

Hình dạng của cấp số nhân có thể được xác định bởi $ \ alpha $. Chức năng này có thể được hiểu trong 3 trường hợp

Case 1 -

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

Case 2 -

Nếu $ \ alpha <0 $ thì $ x \ left (t \ right) = e ^ {\ alpha t} $ trong đó $ \ alpha $ là số âm. Hình dạng này được gọi làdecaying exponential.

Case 3 -

Nếu $ \ alpha> 0 $ thì $ x \ left (t \ right) = e ^ {\ alpha t} $ trong đó $ \ alpha $ là số dương. Hình dạng này được gọi làraising exponential.

Tín hiệu hình chữ nhật

Tín hiệu hình chữ nhật có giá trị của nó được phân bố dưới dạng hình chữ nhật trong cả hai mặt phẳng âm và dương tính từ gốc của nó. Hình ảnh của tín hiệu hình chữ nhật được hiển thị dưới đây.

Hàm hình chữ nhật được ký hiệu là $ x \ left (t \ right) $. Nó được định nghĩa là

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

Tín hiệu tam giác

Tín hiệu hình chữ nhật có giá trị của nó được phân bố trong hình tam giác trong cả hai mặt phẳng âm và dương tính từ gốc của nó. Hình ảnh của tín hiệu tam giác được hiển thị dưới đây.

Hàm tam giác được ký hiệu là $ x \ left (t \ right) $. Nó được định nghĩa là

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

Tín hiệu hình sin

Tín hiệu hình sin có giá trị thay đổi theo hình sin so với nguồn gốc của nó. Hình ảnh của tín hiệu hình sin được hiển thị bên dưới.

Hàm hình sin được ký hiệu là x (t). Nó được định nghĩa là -

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

hoặc là

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

Trong đó $ T_ {0} = \ frac {2 \ pi} {w_ {0}} $

Hàm Sinc

Tín hiệu Sinc có giá trị thay đổi theo một mối quan hệ cụ thể như trong phương trình dưới đây. Nó có giá trị lớn nhất tại gốc và tiếp tục giảm khi di chuyển ra xa. Hình ảnh của một tín hiệu chức năng Sinc được hiển thị bên dưới.

Hàm Sinc được ký hiệu là sinc(t). Nó được định nghĩa là -

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

Vì vậy, đây là những tín hiệu khác nhau mà chúng ta thường bắt gặp trong lĩnh vực Điện tử và Truyền thông. Mọi tín hiệu có thể được xác định trong một phương trình toán học để làm cho việc phân tích tín hiệu dễ dàng hơn.

Mỗi tín hiệu có một dạng sóng cụ thể như đã đề cập trước đây. Sự định hình của sóng có thể làm thay đổi nội dung hiện có trong tín hiệu. Dù sao đi nữa, kỹ sư thiết kế có quyết định thay đổi sóng hay không cho bất kỳ mạch cụ thể nào. Tuy nhiên, để thay đổi hình dạng của sóng, có một số kỹ thuật sẽ được thảo luận trong các đơn vị tiếp theo