Абсолютные и относительные характеристики электрических сигналов при измерении напряжения, тока и мощности

Сигн а л (франц. signal, нем. Signal, от лат. signum — знак) - знак, физический процесс или явление, несущие сообщение о каком-либо событии, состоянии объекта либо передающие команды управления, оповещения и т. д. Посредством совокупности С. можно с той или иной степенью полноты представить любое, сколь угодно сложное событие. По своей природе С. может быть механическим (например, деформация, изменение давления), тепловым (изменение температуры), световым (вспышка света, зрительный образ), электрическим (изменение силы тока, напряжения), электромагнитным (радиоволны), звуковым (акустические колебания) и др. [3].

Измерительный радиотехнический сигнал - электрическое напряжение или ток, изменяющиеся по времени, с заранее известными характеристиками, используемые для измерения характеристик радиотехнических цепей и их контроля[4].

По характеру изменения информативного параметры все измерительные сигналы можно разделить на аналоговые, дискретные и цифровые:

Аналоговые сигналы описываются непрерывной (или кусочно-непрерывной) функцией , причем сама функция и аргумент t могут принимать любые значения на некоторых интервалах .

Дискретные сигналы отличаются от аналоговых тем, что их значения известны лишь в дискретные моменты времени.Дискретные сигналы описываются решетчатыми функциями – последовательностями – x_д(nT), где T =const – интервал (период) дискретизации, n=0,1,2,…. Сама функция x_д(nT) может в дискретные моменты принимать произвольные значения на некотором интервале. Эти значения функции называются выборками или отсчетами функции.

Цифровые сигналы представляют собой дискретные сигналы, которые в дискретные моменты времени могут принимать лишь конечный ряд дискретных значений – уровней квантования. Процесс преобразования дискретного сигнала в цифровой называется квантованием по уровню.

Рис.1.

Рис.2

Периодический сигнал - детерминированный сигнал, мгновенные значения которого повторяются через равные промежутки времени[4].

Период периодического сигнала (T) - параметр, равный наименьшему интервалу времени, через который повторяются мгновенные значения периодического сигнала[4].

Частота периодического сигнала - параметр, представляющий собой величину, обратную периоду периодического сигнала[4].

Гармонический сигнал - сигнал, при которых физическая (или любая другая) величина изменяется с течением времени по синусоидальному или косинусоидальному закону[4].

где А – амплитуда, w- круговая частота, j - начальная фаза.

Полигармонические сигналы составляют наиболее широко распространенную группу периодических сигналов и описываются суммой гармонических колебаний.

x(t) = A_n sin (2pw_nt+j_n)

Помимо гармонического сигнала на практике достаточно часто приходится иметь дело с периодической последовательностью прямоугольных импульсов.

где А- амплитуда прямоугольного импульса; t_п- длительность прямоугольного импульса; Т - период.

Примечание. При

периодическая последовательность прямоугольных импульсов называется меандром.

Отношение называется скважностью, а обратная величина - коэффициентом заполнения

Максимальное значение сигнала - наибольшее мгновенное значение сигнала на протяжении заданного интервала времени[4].

,

где - заданный интервал времени.

Амплитуда - наибольшее значение, которое принимает какая-либо величина, изменяющаяся по периодическому закону[5].

Постоянная составляющая сигнала - среднее значение сигнала[4].

Переменная составляющая сигнала - р азность между сигналом и его постоянной составляющей[4].

Средневыпрямленное значение сигнала - среднее значение модуля сигнала[4].

Среднеквадратичное значение сигнала - корень квадратный из среднего значения квадрата сигнала[4].