"सिग्नल" की अवधारणा की व्याख्या विभिन्न तरीकों से की जा सकती है। यह एक कोड या संकेत है जिसे अंतरिक्ष में स्थानांतरित किया जाता है, सूचना का वाहक, एक भौतिक प्रक्रिया। अलर्ट की प्रकृति और शोर से उनका संबंध इसके डिजाइन को प्रभावित करता है। सिग्नल स्पेक्ट्रा को कई तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है, लेकिन सबसे मौलिक में से एक समय के साथ उनका परिवर्तन (स्थिर और परिवर्तनशील) है। दूसरी मुख्य वर्गीकरण श्रेणी आवृत्तियाँ हैं। यदि हम समय क्षेत्र में संकेतों के प्रकारों पर अधिक विस्तार से विचार करते हैं, तो उनमें से हम भेद कर सकते हैं: स्थिर, अर्ध-स्थिर, आवधिक, दोहराव, क्षणिक, यादृच्छिक और अराजक। इनमें से प्रत्येक सिग्नल में विशिष्ट गुण होते हैं जो संबंधित डिज़ाइन निर्णयों को प्रभावित कर सकते हैं।
सिग्नल प्रकार
स्थिर, परिभाषा के अनुसार, बहुत लंबे समय तक अपरिवर्तित रहता है। अर्ध-स्थैतिक डीसी स्तर द्वारा निर्धारित किया जाता है, इसलिए इसे कम-बहाव एम्पलीफायर सर्किट में नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। इस प्रकार का सिग्नल रेडियो फ्रीक्वेंसी पर नहीं होता है क्योंकि इनमें से कुछ सर्किट एक स्थिर वोल्टेज स्तर का उत्पादन कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, निरंतरनिरंतर आयाम तरंग चेतावनी।
शब्द "अर्ध-स्थिर" का अर्थ है "लगभग अपरिवर्तित" और इसलिए एक संकेत को संदर्भित करता है जो लंबे समय से असामान्य रूप से धीरे-धीरे बदलता है। इसमें ऐसी विशेषताएं हैं जो गतिशील अलर्ट की तुलना में स्थिर अलर्ट (स्थायी) की तरह अधिक हैं।
आवधिक संकेत
ये वही हैं जो नियमित रूप से बिल्कुल दोहराते हैं। आवधिक तरंगों के उदाहरणों में साइन, वर्ग, चूरा, त्रिकोणीय तरंगें आदि शामिल हैं। आवधिक तरंग की प्रकृति इंगित करती है कि यह समयरेखा के साथ समान बिंदुओं पर समान है। दूसरे शब्दों में, यदि समयरेखा ठीक एक अवधि (T) से आगे बढ़ती है, तो वोल्टेज, ध्रुवता और तरंग परिवर्तन की दिशा दोहराई जाएगी। वोल्टेज तरंग के लिए, इसे इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है: वी (टी)=वी (टी + टी)।
दोहराए जाने वाले संकेत
वे प्रकृति में अर्ध-आवधिक हैं, इसलिए वे एक आवधिक तरंग के समान हैं। उनके बीच मुख्य अंतर f(t) और f(t + T) पर सिग्नल की तुलना करके पाया जाता है, जहां T अलर्ट अवधि है। आवधिक अलर्ट के विपरीत, बार-बार होने वाली ध्वनियों में ये बिंदु समान नहीं हो सकते हैं, हालांकि वे बहुत समान होंगे, जैसा कि समग्र तरंग होगा। विचाराधीन अलर्ट में अस्थायी या स्थायी संकेत हो सकते हैं, जो भिन्न हो सकते हैं।
क्षणिक संकेत और आवेग संकेत
दोनों प्रकार या तो एक बार के ईवेंट हैं याआवधिक, जिसमें तरंग की अवधि की तुलना में अवधि बहुत कम है। इसका मतलब है कि t1 <<< t2. यदि ये संकेत क्षणिक होते, तो वे जानबूझकर आरएफ सर्किट में दालों या क्षणिक शोर के रूप में उत्पन्न होते। इस प्रकार, उपरोक्त जानकारी से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि सिग्नल का चरण स्पेक्ट्रम समय में उतार-चढ़ाव प्रदान करता है, जो स्थिर या आवधिक हो सकता है।
फूरियर सीरीज
सभी निरंतर आवधिक संकेतों को एक मौलिक आवृत्ति साइन लहर और कोसाइन हार्मोनिक्स के एक सेट द्वारा दर्शाया जा सकता है जो रैखिक रूप से जोड़ते हैं। इन दोलनों में प्रफुल्लित आकार की फूरियर श्रृंखला होती है। एक प्राथमिक ज्या तरंग का वर्णन सूत्र द्वारा किया जाता है: v=Vm sin(_t), जहाँ:
- v - तात्कालिक आयाम।
- Vm शिखर आयाम है।
- "_" - कोणीय आवृत्ति।
- t - सेकंड में समय।
अवधि समरूप घटनाओं की पुनरावृत्ति या T=2 _ / _=1 / F के बीच का समय है, जहां F चक्रों में आवृत्ति है।
तरंग का निर्माण करने वाली फूरियर श्रृंखला को पाया जा सकता है यदि किसी दिए गए मान को उसके घटक आवृत्तियों में या तो एक आवृत्ति चयनात्मक फिल्टर बैंक द्वारा या एक डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग एल्गोरिथ्म द्वारा तेजी से परिवर्तन कहा जाता है। खरोंच से निर्माण की विधि का भी उपयोग किया जा सकता है। किसी भी तरंग के लिए फूरियर श्रृंखला को सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है: f(t)=ao/2+_ –1 [a cos(n_t) + b sin(n_t)। कहा पे:
- एक और बीएन -घटक विचलन।
- n एक पूर्णांक है (n=1 मौलिक है)।
सिग्नल का आयाम और चरण स्पेक्ट्रम
विचलन गुणांक (ए और बीएन) को लिखकर व्यक्त किया जाता है: f(t)cos(n_t) dt। यहाँ a=2/T, bn =2/T, f(t)sin(n_t) dt. चूँकि केवल कुछ निश्चित आवृत्तियाँ मौजूद होती हैं, मौलिक सकारात्मक हार्मोनिक्स, एक पूर्णांक n द्वारा परिभाषित, एक आवधिक संकेत के स्पेक्ट्रम को असतत कहा जाता है।
फूरियर श्रंखला के व्यंजक में शब्द ao/2, तरंग के एक पूर्ण चक्र (एक चक्र) पर f(t) का औसत है। व्यवहार में, यह एक डीसी घटक है। जब विचाराधीन तरंग अर्ध-तरंग सममित होती है, अर्थात, सिग्नल का अधिकतम आयाम स्पेक्ट्रम शून्य से ऊपर होता है, तो यह t या (+ Vm=_–Vm_) में प्रत्येक बिंदु पर निर्दिष्ट मान के नीचे शिखर विचलन के बराबर होता है। तब कोई डीसी घटक नहीं है, इसलिए एओ=0।
तरंग समरूपता
फूरियर संकेतों के स्पेक्ट्रम के बारे में इसके मानदंड, संकेतक और चर की जांच करके कुछ अभिधारणाओं को निकालना संभव है। उपरोक्त समीकरणों से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि सभी तरंगों पर हार्मोनिक्स अनंत तक फैलता है। यह स्पष्ट है कि व्यावहारिक प्रणालियों में बहुत कम अनंत बैंडविंड हैं। इसलिए, इनमें से कुछ हार्मोनिक्स इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के सामान्य संचालन से हटा दिए जाएंगे। इसके अलावा, कभी-कभी यह पाया जाता है कि उच्चतर बहुत महत्वपूर्ण नहीं हो सकते हैं, इसलिए उन्हें अनदेखा किया जा सकता है। जैसे-जैसे n बढ़ता है, आयाम गुणांक a और bn घटते जाते हैं। कुछ बिंदु पर, घटक इतने छोटे होते हैं कि तरंग में उनका योगदान या तो नगण्य होता हैव्यावहारिक उद्देश्य, या असंभव। n का मान जिस पर यह घटित होता है, आंशिक रूप से प्रश्न में मात्रा के बढ़ने के समय पर निर्भर करता है। वृद्धि की अवधि को एक लहर के अंतिम आयाम के 10% से 90% तक बढ़ने के लिए आवश्यक समय के रूप में परिभाषित किया गया है।
स्क्वायर वेव एक विशेष मामला है क्योंकि इसमें बहुत तेजी से उठने का समय होता है। सैद्धांतिक रूप से, इसमें अनंत संख्या में हार्मोनिक्स शामिल हैं, लेकिन सभी संभावित निश्चित नहीं हैं। उदाहरण के लिए, एक वर्ग तरंग के मामले में, केवल विषम 3, 5, 7 पाए जाते हैं। कुछ मानकों के अनुसार, एक वर्ग तरंग के सटीक प्रजनन के लिए 100 हार्मोनिक्स की आवश्यकता होती है। अन्य शोधकर्ताओं का दावा है कि उन्हें 1000 की आवश्यकता है।
फूरियर श्रृंखला के लिए अवयव
एक अन्य कारक जो किसी विशेष तरंग की मानी गई प्रणाली की रूपरेखा को निर्धारित करता है, वह है विषम या सम के रूप में पहचाना जाने वाला कार्य। दूसरा वह है जिसमें f (t)=f (-t), और पहले के लिए - f (t)=f (-t) है। एक सम फलन में, केवल कोसाइन हार्मोनिक्स होते हैं। इसलिए, ज्या आयाम गुणांक bn शून्य के बराबर है। इसी तरह, एक विषम कार्य में केवल साइनसॉइडल हार्मोनिक्स मौजूद होते हैं। इसलिए, कोज्या आयाम गुणांक शून्य हैं।
समरूपता और विरोध दोनों एक तरंग में कई तरह से खुद को प्रकट कर सकते हैं। ये सभी कारक प्रफुल्लित प्रकार की फूरियर श्रृंखला की प्रकृति को प्रभावित कर सकते हैं। या, समीकरण के संदर्भ में, पद AO अशून्य है। डीसी घटक सिग्नल स्पेक्ट्रम विषमता का मामला है।यह ऑफसेट माप इलेक्ट्रॉनिक्स को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकता है जो एक गैर-भिन्न वोल्टेज के साथ युग्मित होते हैं।
विचलन में स्थिरता
शून्य-अक्ष समरूपता तब होती है जब तरंग का आधार बिंदु आधारित होता है और आयाम शून्य आधार से ऊपर होता है। रेखाएं आधार रेखा के नीचे विचलन के बराबर हैं, या (_ + Vm_=_ -Vm_)। जब एक सूजन शून्य-अक्ष सममित होती है, तो इसमें आमतौर पर कोई भी हार्मोनिक्स नहीं होता है, केवल विषम होते हैं। यह स्थिति होती है, उदाहरण के लिए, वर्ग तरंगों में। हालाँकि, शून्य-अक्ष समरूपता केवल साइनसॉइडल और आयताकार सूजन में नहीं होती है, जैसा कि प्रश्न में आरी के मूल्य द्वारा दिखाया गया है।
सामान्य नियम का अपवाद है। एक सममित रूप में, शून्य अक्ष मौजूद होगा। यदि सम हार्मोनिक्स मौलिक साइन वेव के साथ चरण में हैं। यह स्थिति डीसी घटक नहीं बनाएगी और शून्य अक्ष की समरूपता को नहीं तोड़ेगी। हाफ-वेव इनवेरिएंस का तात्पर्य हार्मोनिक्स की अनुपस्थिति से भी है। इस प्रकार के अपरिवर्तन के साथ, तरंग शून्य आधार रेखा से ऊपर होती है और प्रफुल्लित की दर्पण छवि होती है।
अन्य पत्राचार का सार
तिमाही समरूपता तब होती है जब तरंग के बाएँ और दाएँ भाग शून्य अक्ष के एक ही तरफ एक-दूसरे के दर्पण चित्र होते हैं। शून्य अक्ष के ऊपर, तरंग एक वर्ग तरंग की तरह दिखती है, और वास्तव में पक्ष समान होते हैं। इस मामले में, सम हार्मोनिक्स का एक पूरा सेट है, और जो भी विषम मौजूद हैं वे मौलिक साइनसॉइडल के साथ चरण में हैं।लहर।
संकेतों के कई आवेग स्पेक्ट्रा अवधि की कसौटी पर खरे उतरते हैं। गणितीय रूप से बोलते हुए, वे वास्तव में आवधिक हैं। फूरियर श्रृंखला द्वारा अस्थायी अलर्ट का ठीक से प्रतिनिधित्व नहीं किया जाता है, लेकिन सिग्नल स्पेक्ट्रम में साइन तरंगों द्वारा प्रतिनिधित्व किया जा सकता है। अंतर यह है कि क्षणिक चेतावनी असतत के बजाय निरंतर होती है। सामान्य सूत्र के रूप में व्यक्त किया जाता है: पाप x / x। इसका उपयोग दोहराए जाने वाले पल्स अलर्ट और संक्रमणकालीन रूप के लिए भी किया जाता है।
नमूना संकेत
डिजिटल कंप्यूटर एनालॉग इनपुट ध्वनि प्राप्त करने में सक्षम नहीं है, लेकिन इस सिग्नल के डिजीटल प्रतिनिधित्व की आवश्यकता है। एक एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर इनपुट वोल्टेज (या वर्तमान) को एक प्रतिनिधि बाइनरी शब्द में बदलता है। यदि डिवाइस दक्षिणावर्त चल रहा है या अतुल्यकालिक रूप से शुरू किया जा सकता है, तो यह समय के आधार पर सिग्नल के नमूनों का एक निरंतर क्रम लेगा। संयुक्त होने पर, वे बाइनरी रूप में मूल एनालॉग सिग्नल का प्रतिनिधित्व करते हैं।
इस मामले में तरंग समय वोल्टेज, वी (टी) का एक सतत कार्य है। सिग्नल को आवृत्ति एफएस और नमूना अवधि टी=1 / एफएस के साथ एक अन्य सिग्नल पी (टी) द्वारा नमूना किया जाता है और फिर बाद में पुनर्निर्माण किया जाता है। हालांकि यह तरंग का काफी प्रतिनिधि हो सकता है, अगर नमूना दर (एफएस) में वृद्धि हुई है तो इसे अधिक सटीकता के साथ पुनर्निर्मित किया जाएगा।
ऐसा होता है कि एक साइन वेव वी (टी) नमूना पल्स अलर्ट पी (टी) द्वारा नमूना किया जाता है, जिसमें समान रूप से अनुक्रम होता हैसमय टी में अलग-अलग संकीर्ण मान। फिर सिग्नल स्पेक्ट्रम आवृत्ति एफएस 1 / टी है। परिणाम एक और आवेग प्रतिक्रिया है, जहां आयाम मूल साइनसॉइडल अलर्ट का एक नमूना संस्करण है।
Nyquist प्रमेय के अनुसार नमूना आवृत्ति Fs लागू एनालॉग सिग्नल V (t) के फूरियर स्पेक्ट्रम में अधिकतम आवृत्ति (Fm) से दोगुनी होनी चाहिए। नमूना लेने के बाद मूल संकेत को पुनर्प्राप्त करने के लिए, नमूना तरंग को एक कम पास फिल्टर के माध्यम से पारित किया जाना चाहिए जो बैंडविड्थ को Fs तक सीमित करता है। व्यावहारिक आरएफ सिस्टम में, कई इंजीनियर पाते हैं कि न्यूनतम Nyquist गति अच्छे नमूने के आकार के पुनरुत्पादन के लिए पर्याप्त नहीं है, इसलिए बढ़ी हुई गति को निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। इसके अलावा, कुछ ओवरसैंपलिंग तकनीकों का उपयोग शोर के स्तर को काफी कम करने के लिए किया जाता है।
सिग्नल स्पेक्ट्रम विश्लेषक
नमूनाकरण प्रक्रिया आयाम मॉडुलन के एक रूप के समान है जिसमें V(t) DC से Fm तक के स्पेक्ट्रम के साथ निर्मित अलर्ट है और p(t) वाहक आवृत्ति है। प्राप्त परिणाम एक वाहक मात्रा AM के साथ एक डबल साइडबैंड जैसा दिखता है। मॉडुलन संकेतों का स्पेक्ट्रा आवृत्ति Fo के आसपास दिखाई देता है। वास्तविक मूल्य थोड़ा अधिक जटिल है। एक अनफ़िल्टर्ड AM रेडियो ट्रांसमीटर की तरह, यह न केवल वाहक की मौलिक आवृत्ति (Fs) के आसपास दिखाई देता है, बल्कि हार्मोनिक्स पर Fs ऊपर और नीचे की दूरी पर भी दिखाई देता है।
यह मानते हुए कि नमूना आवृत्ति समीकरण Fs 2Fm से मेल खाती है, मूल प्रतिक्रिया नमूना संस्करण से पुनर्निर्माण की जाती है,एक चर कटऑफ एफसी के साथ एक कम दोलन फिल्टर के माध्यम से इसे पारित करना। इस मामले में, केवल एनालॉग ऑडियो स्पेक्ट्रम प्रसारित किया जा सकता है।
असमानता Fs <2Fm के मामले में एक समस्या उत्पन्न होती है। इसका मतलब है कि आवृत्ति संकेत का स्पेक्ट्रम पिछले एक के समान है। लेकिन प्रत्येक हार्मोनिक के आसपास के खंड ओवरलैप करते हैं ताकि एक सिस्टम के लिए "-Fm" दोलन के अगले निचले क्षेत्र के लिए "+Fm" से कम हो। यह ओवरलैप एक नमूना संकेत में परिणाम देता है जिसकी वर्णक्रमीय चौड़ाई कम-पास फ़िल्टरिंग द्वारा बहाल की जाती है। यह साइन वेव Fo की मूल आवृत्ति उत्पन्न नहीं करेगा, लेकिन कम, बराबर (Fs - Fo), और तरंग में ले जाने वाली जानकारी खो जाती है या विकृत हो जाती है।
