Сигналы: измерения и источники


В следующей главе мы будем говорить о конденсаторах, а у этих радиоэлементов свойства зависят от изменений в схеме напряжения и тока. Закономерности изученные в прошлом уроке (Закон Ома и Эквивалентность) актуальны и в тех случаях когда ток и напряжение изменяются во времени. Напряжения - которые определенным образом изменяются во времени называются СИГНАЛОМ, самый распространённый из которых синусоидальный сигнал

U=A * sin2πf * t
Математическое описание синусоидального сигнала, где А - амплитуда сигнала, f - частота в циклах в секунду или в герцах

https://alexragulin.ru/img/lesson/12/12cd96d755a1c9f6e9dcde567df063d720210215181947.jpg

Синусоидальный сигнал самый распространенный сигнал не просто так, многие линейные дифференциальные уравнения решаются именно с помощью функции синуса, синусоида является более сложной формой круга, а в природе практически все имеет форму круга или синусоиды в той или иной степени. Сейчас Вы будете возражать и говорить, что я Вам показывал Миандр на осциллографе, но это всего лишь разновидность синусоиды имеющая более сложную форму. Световые и электромагнитные волны, колебание маятника или пружины все имеют форму синусоиды

Измерение амплитуды сигнала


Амплитуда это конечно же абсолютное максимальное значение, но оказывается ее можно измерять и по другому. Иногда применяют понятие двойной амплитуды, т.е. значению от пика до пика. Существует еще и понятие эффективное значение, которое равно 0.707 * А (амплитуда напряжения) В США эффективное значение напряжения имеет значение 117 вольт 60 гц, т.е. 165 вольт амплитуда напряжения или 330 вольт двойная амплитуда.

Что если я Вам скажу, что шум или амплитуда сигнала измеряется в Бел, но на слуху больше 0.1 часть от него, а именно ДециБел. Мы миллион раз слышали что стиральная машина шумит 30-40 дБ, но что это такое?

https://alexragulin.ru/img/lesson/22/22ba3566543c828e754c990ab7a84e9420210315214821.jpg

По сути у нас есть два сигнала, которые нужно сравнить, их разбег значений может быть очень большим, для ощутимого восприятия. Представ те соседа с перфоратором в воскресенье 6 утра, у Вас появился некий уровень раздражения, который мы обозначим X, теперь добавим еще соседа снизу с пылесосом, уровень Вашего раздражения стал 2X, но для того чтобы он стал 3X, уже будет не достаточно соседа сверху, нужно увеличить число раздражителей до 4

Т.е. изменение должно быть в геометрической прогрессии, а не арифметической, точнее формулировку этой зависимости выявили в эмпирическом законе Вебера — Фехнера, где 1 дБ= 20 lg В/А , где А значение первого сигнала, а B значение второго

Человеческое ухо воспринимает звук с частотой от 16 Гц – 20 кГц, но есть еще понятие плотности звука, при этом скорость звука в воздухе равна 331 м/с, в жидкостях 1500 м/с, в твердых телах 4000 м/с, поэтому индейцы прикладывали ухо к рельсам чтобы его услышать, но я Вам настоятельно не рекомендую этого делать

Виды сигналов

Если напряжение растет с постоянной скоростью, то такой сигнал называется Линейным, если же он растет до определенной точки и далее не меняется со временем, то такой сигнал называется ограниченным, если по достижение определённой точки он сходит к нулю и продолжает линейное увеличение, то такой сигнал называется Пилообразным.

https://alexragulin.ru/img/lesson/0d/0db6318d0419dd7a07e8db8ea80e2c9320210315230313.jpg

В отличие от синусоидального сигнала, прямоугольный сигнал имеет более резкое возрастание и убывание, которое происходит за время Tn, которое составляет наносекунды. Для прямоугольного сигнала эффективное значение равно амплитуде. Т.е. по сути идеального прямоугольного сигнала практически не существует, просто в наших масштабах кажется, что мы видим прямоугольник, но если увеличит, то мы поймем, что его вертикальные линии не совсем вертикальны.

https://alexragulin.ru/img/lesson/25/2516693dbe4c9962b078526c22ba647020210321231623.jpg

Импульсы, пики и скачки по сути прямоугольный сигнал это поток многократных импульсов, но под импульсом больше понимают резкое изменение текущего состояния, т.е. если человек лежит в коме много лет и в какой-то момент дернул пальцем, то это импульс, а вот если у алкоголика трясутся руки то это сигнал.

В цифровой техники импульсы используется всегда и везде, так например устройство блокировки люка стиральной машины подует импульс микроконтроллеру, сообщая о закрытие люка загрузки белья, в свою очередь микроконтроллер дает импульсы, на импульсную блокировку люка для ее закрытия или открытия, так некоторые УБЛ открываются одним импульсом, а открываются двумя, в то же время если бы импульсы были постоянные, то мы бы говорили, что это сигнал.

Комментарии и вопросы