Sygnaly i ich parametry_part 1.pdf

(643 KB) Pobierz
SYGNAŁY I ICH PARAMETRY
Pojęcia podstawowe
Sygnał
to zmienność dowolnej wielkości fizycznej, która może
być opisana za pomocą funkcji
jednej
f(x)
lub
wielu
zmiennych
f(x
1
, x
2
, x
3
, ...),
np. temperatury, ciśnienia,
napięcia elektrycznego itp.
W praktyce wykorzystuje się sygnały będące funkcjami
czasu
f(t)
lub
położenia w przestrzeni
f(x, y, z).
Sygnałem jest zatem
zmienność
jakiejś
wielkości fizycznej
w funkcji wybranego argumentu
(np. temperatury,
natężenia prądu w funkcji czasu lub np. chropowatości
w funkcji położenia).
Analiza sygnałów
ma za zadanie
wydobycie informacji
w nich zawartej. Przetwarzanie sygnałów to transformowanie
sygnału z jednej postaci do innej.
Klasyfikacja sygnałów
Ogólnie, wszystkie sygnały można podzielić na:
1) funkcje różnych argumentów, np.
czasu
,
położenia
(odległości)
2) funkcje różnej liczby argumentów (wieloargumentowe),
np.
jedno
-,
dwu-
lub
wielowy miarowe
3) funkcje przyjmujące różne wartości,
np.
rzeczywiste
lub
zespolone
4) sygnał y
ciągłe
(analogowe)
x(t)
oraz
dyskretne
x
k
(t), x(n), x
k
(n)
5) sygnał y
deter ministyczne
i
losowe
1
Klasyfikacja sygnałów
Sygnały
ciągłe czasu ciągłego
x(t)
są opisane ciągłymi funkcjami czasu,
przyjmującymi wartości ze zbioru liczb rzeczywistych.
Sygnały
dyskretne czasu ciągłego
x
k
(t)
są sygnałami ciągł ymi w czasie,
przyjmującymi wartości dyskretne.
Sygnały
ciągłe czasu dyskretnego
x(n)
powstają w wyniku dyskretyzacji
(spróbkowania) w czasie sygnałów ciągłych: z sygnału ciągłego pobierane
są wartości (próbki) tylko w w ybranych chwilach czasow ych.
Próbkowanie
może być
równomierne
(stałe odstępy czasowe między
pobieraniem wartości) lub
nierów nomierne.
W przypadku próbkowania
równomiernego odstęp między próbkami nazywa się okresem próbkowania
Dt,
a jego odwrotność
1/Dt
– częstotliwością próbkowania
f
p
.
Sygnały
cyfrowe
x
k
(n)
czyli
sygnały
dys kretne czasu dyskretnego
to
sygnał y ciągłe czasu dyskretnego
x(n),
w których dokonano
kwantowania
wartości sygnału. Po skwantowaniu sygnał przyjmuje tylko skończoną
liczbę dokładnie określonych wartości.
Klasyfikacja sygnałów
x
x
x
x
t
t
t
t
Przykłady sygnałów
2
Parametry sygnałów
Podstawowe parametry sygnału harmonicznego
Podstawowe parametry sygnału dynam icznego
Parametry sygnałów
Wartość m aksym alna
(szczytowa)
sygnału
X
m
jest to najw iększa wartość chwilowa
jaką sygnał osiąga w okresie zmienności.
Wartość średnia
–
średnia arytmetyczna sygnału obliczona za jeden okres.
Poniew aż dla sygnałów harmonicznych średnia za okres równa jest zero, podaje się
w tym przypadku wartość średnią obliczoną dla połowy okresu i wynosi ona
x
śr
=2/π ·X
m
Wartość skuteczna
Czasy uśredniania:
F: 125 ms
S: 1000 ms
IMP: 35 ms
Dla przebiegów harmonicznych:
1500 ms
x
sk
=
X
m
=
0,707
×
X
m
2
Parametry sygnałów
Współczynnik szczytu:
Dla przebiegów harmonicznych:
k
s
=
2
=
1,41
k
k
=
1,1
Współczynnik kształtu:
k
k
=
x
sk
x
śr
Dla przebiegów harmonicznych:
Współczynnik zniekształceń nieliniow ych:
Współczynnik zaw artości harmonicznych:
Tw ierdzenie Parsevala:
3
Parametry sygnałów
Charakterystyczne parametry przebiegu dynamicznego
Parametry sygnałów
Charakterystyczne parametry przebiegu dynamicznego
Parametry sygnałów
Charakterystyczne parametry przebiegu dynamicznego
4
Parametry sygnałów
Przykłady zniekształceń harmonicznych
Przebiegi prądów i napięć odbiorników z energoelektronicznymi nieliniow ymi układami w ejściowymi
Parametry sygnałów
Wielkości definiujące impulsy
Amplitudę impulsu
określa się, jako różnicę między
wartością maksy malną i minimalną (bez uwzględn iania
przerostó w).
Czas narastania
i
czas opadania
zboczy impulsu.
Punkty charakterystyczne, między którymi powinny być
mierzone czasy , określane są na poziomie 10% i 90%
wartości amplitudy impulsu (T
10
, T
90
).
Szerokość impulsu
zgodnie z pr zy jętą def inicją mierzy
się na poziomie 50% wa rtości amplitudy .
Zwis grzbietu
impulsu jest stosunkiem zmiany napięcia
wy jściowego ∆A w czasie trwa nia impulsu, odniesionej do
amplitudy A, wy rażony m w procentach. Wartość zwisu
jest zależna od ogran iczeń charaktery sty ki
częstotliwościowej od strony mały ch częstotliwości,
powod owany ch przez stałe czasowe układów
sprzęgający ch.
Przerosty
– zaf alowania (oscy lacje) na grzbiecie
impulsu, określane w % całkowitej amplitudy ;
powod owane są ograniczony m pasmem charaktery sty ki
częstotliwościowej w zakresie wy sokiej częstotliwości.
Skala decybelowa
Duża rozpiętość mierzonych wartości (tak zwana dynamika) spraw ia, że w pomiarach wielkości
dynamicznych często posługujemy się względną skalą logarytmiczną zwaną decybelową.
Początek takiej skali (0 decybeli) to pewna umow na wartość przyjęta za poziom odniesienia.
Skala decybelowa zdefiniowana jest następująco:
Gdzie:
L
x
PWR
x
0 PWR
– poziom wyrażany w decybelach
– kw adrat wartości skutecznej (proporcjonalny do energii procesu)
– przyjęty poziom odniesienia
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin