Понятие сигнала

Сама по себе информация не материальна, но она является свойством материи и не может существовать без своего материального носителя – средства переноса информации в пространстве и во времени. В качестве носителей информации могут выступать самые разнообразные процессы и объекты, такие как электромагнитные волны, давление, механическое перемещение каких-либо объектов, бумага и т.д.

Все возможные носители сообщений, параметры которых содержат информацию, называют сигналами.

Формируют сигналы путем изменения одного или нескольких параметров носителя по закону, отображающему сообщение. Параметры сигнала, используемые для передачи сообщения, называют информационными. Правило, по которому производится изменение информационного параметра носителя при передаче сообщения, называют правилом кодирования или просто кодом.

Для передачи информации требуется, чтобы сигналы кроме информационных параметров имели и параметры селекции (отбора), позволяющие выделить полезный сигнал из совокупности других сигналов и помех.

Управление информационным параметром носителя в соответствии с передаваемым сообщением называется модуляцией. В зависимости от типа и числа параметров носителя может быть большое число различных методов модуляции. Например, если в качестве переносчика сообщений используется гармоническое колебание

,

где – амплитуда, – угловая частота, – начальная фаза, то может быть три метода модуляции: амплитудная (АМ), частотная (ЧМ) и фазовая (ФМ).

Применяют и комбинированные методы модуляции, когда в соответствии с передаваемым сообщением одновременно изменяется несколько параметров носителя. Примером может служить амплитудно-квадратурная модуляция, представляющая собой сочетание фазовой и амплитудной модуляций (применяется в модемах). Во всех случаях комбинированной модуляции один из параметров носителя не должен изменяться, чтобы играть роль параметра селекции.

Если при модуляции информационный параметр изменяется скачкообразно и имеет конечное число значений, то модуляцию называют манипуляцией. При гармоническом носителе манипулированные сигналы обозначают: , , . Примеры манипулированных сигналов приведены на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Простейшие манипулированные сигналы.

Переносчиками информации может быть как постоянный, так и переменный ток.

В случае применения постоянного тока для передачи дискретной информации обычно используются импульсы прямоугольной формы. Так представляется информационный сигнал, отображающий сообщение, поступающее, например, с выхода ЭВМ в двоичном коде.

Амплитудная модуляция связана с изменением амплитуды высокочастотного колебания. При с пассивной паузой сигнал передается только при передаче (может быть и наоборот), а при с активной паузой сигнал передается всегда, но отличается амплитудами.

Частотная манипуляция состоит в том, что символы и передаются синусоидами, имеющими различные частоты. На рис. 1.1 разность сделана слишком большой для наглядности, в реальных системах значительно меньше.

При фазовой манипуляции фаза синусоидального сигнала изменяется на при изменении информационного сигнала от к и от к .