введение в теорию сигналов и систем

Julia Kjahrenova
ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ
СИГНАЛОВ И СИСТЕМ
Лекция
1
• Термин "сигнал" (signal, от латинского
signum – знак) - это определенные
сведения, сообщения, информация о
каких-либо процессах, состояниях или
физических
величинах
объектов
материального мира, выраженные в
форме,
удобной
для
передачи,
обработки, хранения и использования
этих сведений:
Julia Kjahrenova
1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ПОНЯТИЯ
2
1. электрический,
магнитный,
оптический сигналы;
2. материальное
воплощение
информационного
сообщения
изменение какого-либо параметра
носителя информации (напряжения,
частоты, мощности электромагнитных
колебаний, интенсивности светового
потока и т.п.)
Julia Kjahrenova
Сигналы
3
во времени, в пространстве или в
зависимости от изменения значений
каких-либо
других
аргументов
(независимых переменных);
3. сигналы
светофора,
звуковые
предупреждающие сигналы и т.п.
Julia Kjahrenova
Сигналы
4
Julia Kjahrenova
Рис. 1.1.1. Сигнал
5
• С математической точки зрения сигнал
представляет собой функцию, т.е.
зависимость одной величины от другой,
независимой переменной.
• В электрической форме в виде
зависимости напряжения от времени
U(t)
(например,
изменение
электрического напряжения на выходе
датчика аэромагнитометра, и запись
этого
напряжения
на
ленте
регистратора).
Julia Kjahrenova
Рис. 1.1.1. Сигнал
6
• Определение или оценка числовых
параметров сигналов (энергия,
средняя
мощность,
среднее
квадратическое значение и пр.).
• Разложение
сигналов
на
элементарные составляющие для
сравнения
свойств
различных
сигналов.
Julia Kjahrenova
Целями анализа сигналов обычно являются:
7
• Сравнение
степени
близости,
"похожести",
"родственности"
различных сигналов, в том числе с
определенными
количественными
оценками.
Julia Kjahrenova
Целями анализа сигналов обычно
являются:
8
Julia Kjahrenova
1.2. Сигнал с помехами.
9
• Источники помех бывают внутренние и
внешние.
• Внутренние шумы – тепловые шумы
электронных потоков в электрических
цепях или возникают в измерительных
устройствах и системах передачи и
обработки
сигналов
от
влияния
различных факторов:
Julia Kjahrenova
Внутренние шумы
10
• температуры
• повышенной влажности
• нестабильности
источников
питания
• влияния механических вибраций на
гальванические соединения, и т.п.
Julia Kjahrenova
Внутренние шумы
11
Внешние источники шумов бывают:
• искусственного
• естественного происхождения.
К искусственным источникам помех
относятся:
• индустриальные помехи - двигатели,
переключатели, генераторы сигналов
различной формы и т.д.
Julia Kjahrenova
Внешние источники шумов
12
• Естественными источниками помех
являются
молнии,
флюктуации
магнитных полей, всплески солнечной
энергии, и т.д.
• Помехи подразделяются на:
флюктуационные
импульсные
периодические.
Julia Kjahrenova
Виды помех
13
1. Флюктуационные (шумовые) помехи
—хаотический во времени процесс в
виде
нерегулярных
случайных
всплесков различной амплитуды.
2. Импульсные помехи проявляются как
в виде отдельных импульсов, так и в
виде последовательности импульсов,
форма и параметры которых имеют
случайный характер.
Julia Kjahrenova
Флюктуационные и импульсные помехи
14
Причины импульсных помех— резкие
броски
тока
и
напряжения
в
промышленных
установках,
транспортных
средствах,
а
также
природные электрические явления.
3. Периодические помехи вызываются
периодическими
низкочастотными
или высокочастотными полями линий
электропередач,
силовых
электроустановок и др.
Julia Kjahrenova
Периодические помехи
15