ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ
Сигнал – физический процесс (или явление), несущий информацию о состоянии какого-либо объекта наблюдения. С точки зрения метрологии измерительным сигналом называется материальный носитель информации, представляющий собой некоторый физический процесс, один из параметров которого функционально связан с измеряемой физической величиной. В метрологии измерительные сигналы являются в основном электрическими и описываются различными математическим моделями. Наиболее распространено временнóе и спектральное (частотное) представление и описание электрических сигналов. Во временнóй области применяют определение функции времени Спектральное представление электрических измерительных сигналов играет особую роль в процессе их генерации, передачи, приема и обработки, так как оно по существу определяет параметры и характеристики используемой аппаратуры. Измерительные сигналы классифицируются по различным признакам и приведены ниже.
По характеру изменения информативного и временнóго параметров измерительные сигналы делятся на аналоговые, дискретные и цифровые. Если физический процесс, порождающий сигнал, можно представить в виде непрерывной функции времени, то такой сигнал называют аналоговым (непрерывным). Математическая модель дискретного сигнала – последовательность точек на временнóй оси, в каждой из которых заданы амплитудные значения соответствующего непрерывного сигнала. Эти значения называются выборками или отсчетами. Такие сигналы описываются решетчатыми функциями. Цифровым называют сигнал с конечным числом дискретных уровней, поскольку уровни можно пронумеровать числами с конечным количеством разрядов. В цифровом сигнале дискретные значения сигнала заменяются числами, чаще всего реализованными в двоичном коде, который представляют высоким (единица) и низким (нуль) уровнями потенциала напряжения. По характеру изменения во времени измерительные сигналы делятся на постоянные, амплитуда которых с течением времени не изменяется, и переменные, мгновенные значения которых меняются во времени. Переменные сигналы бывают непрерывными во времени и импульсными. Непрерывный сигнал – сигнал, параметры которого изменяются во времени непрерывно. Импульсный сигнал – сигнал с конечной энергией, существенно отличный от нуля в течение ограниченного интервала времени. По математическому представлению (по степени наличия априорной информации) все измерительные сигналы делятся на две основные группы: детерминированные (регулярные) и случайные. Детерминированными называют радиотехнические сигналы, мгновенные значения которых в любой момент времени достоверно известны, т.е. предсказуемы с вероятностью, равной единице. Детерминированными являются сигналы измерительных мер. Например, выходной сигнал генератора гармонических колебаний характеризуется значениями амплитуды, частоты и начальной фазы, которые установлены на его органах управления. Детерминированные сигналы бывают периодическими и импульсными. Случайные сигналы – это сигналы, мгновенные значения которых в любой момент времени не известны и не могут быть предсказаны с вероятностью, равной единице. Случайные сигналы делятся на стационарные и нестационарные. Стационарными называют случайные сигналы, статистические характеристики которых не изменяются во времени. Остальные случайные сигналы – нестационарные. Стационарные случайные сигналы бывают эргодическими и неэргодическими. Практически все реальные радиотехнические случайные процессы относятся к стационарным. Подавляющее большинство случайных стационарных процессов обладают свойством эргодичности,при котором усреднение по ансамблю реализаций можно заменить усреднением по времени одной реализациив пределах бесконечно длинного интервала времени. Проще говоря, для стационарного эргодического процесса любая его реализация является как бы «полномочным представителем» всей совокупности реализаций процесса. В радиотехнике возможны и другие виды случайных процессов. Стационарный неэргодический процесс – это случайный процесс, у которого вероятностные характеристики не зависят от времени, но зависят от номера реализации. Нестационарный эргодический процесс – это случайный процесс, у которого вероятностные характеристики зависят от текущего времени, но не зависят от номера реализации. Нестационарный неэргодический процесс – это процесс, у которого не эквивалентны ни временные сечения, ни реализации.
|
, наиболее точно описывающие изменение сигнала (например, в виде напряжения), в которых один из параметров 
и т.д. зависит от измеряемой величины.
