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Proceso de señal análoga

Proceso de señal análoga es cualquiera proceso de señal conducido encendido señales análogas por medios análogos. El “análogo” indica algo que se representa matemáticamente como sistema de valores continuos. El diferencia de “digital” que utiliza una serie de cantidades discretas para representar la señal. Los valores análogos se representan típicamente como a voltaje, corriente eléctrica, o carga eléctrica alrededor de componentes en los dispositivos electrónicos. Un error o un ruido que afecta tales cantidades físicas dará lugar a un error correspondiente en las señales representadas por tales cantidades físicas.

Los ejemplos del proceso de señal análoga incluyen los filtros de la cruce en altavoces, los controles del “bajo”, del “triple” y del “volumen” en controles de las estereofonias, y del “tinte” en las TV. El análogo común que procesa elementos incluye los condensadores, los resistores, los inductores y los transistores.

Contenido

Herramientas usadas en el proceso de señal análoga

El comportamiento de un sistema se puede modelar matemáticamente y se representa en el dominio de tiempo como h (t) y en dominio de la frecuencia como H, donde está un número s complejo bajo la forma de s=a+ib, o s=a+jb en términos de la ingeniería eléctrica (los ingenieros eléctricos utilizan j porque la corriente es representada por la variable i). Las señales de entrada generalmente se llaman x (t) o X y las señales de salida generalmente se llaman y (t) o Y.

Circunvolución

Circunvolución es el concepto básico en el proceso de señal que los estados una señal de entrada se pueden combinar con la función del sistema para encontrar la señal de salida. El símbolo para la circunvolución es *.

Ésa es la circunvolución integral y se utiliza encontrar la circunvolución de una señal y de un sistema; típicamente a = - ∞ y b = +∞.

Fourier transforma

Fourier transforma es una función que transforma una señal o un sistema en el dominio de tiempo en el dominio de la frecuencia, pero trabaja solamente para los ciertos. El constreñimiento en el cual los sistemas o señala se puede transformar por el Fourier transforma es ése:

Éste es el Fourier transforma integral:

La mayor parte del tiempo el Fourier transforma integral no se utiliza determinar el transformar. Una tabla de transforma generalmente pares se utiliza encontrar el Fourier para transformar de una señal o de un sistema. Lo contrario Fourier transforma se utiliza ir de dominio de la frecuencia al dominio de tiempo:

Cada señal o sistema que pueden ser transformados hace que un Fourier único transforme; hay solamente una señal del tiempo y una señal de la frecuencia que va junta.

Laplace transforma

Laplace transforma es generalizado Fourier transforma. Permite un transformar de cualquier sistema o señal porque es un transformar en el plano complejo en vez apenas de la línea del jω como el Fourier transforma. La diferencia principal es que el Laplace transforma tiene una región de la convergencia para la cual el transformar sea válido. Esto implica que una señal en frecuencia puede tener más de una señal a tiempo; la señal correcta del tiempo para el transformar es determinada por la región de la convergencia. Si la región de la convergencia incluye el eje del jω, el jω se puede substituir en el Laplace transforma para s y es igual que el Fourier transforma. El Laplace transforma es:

y lo contrario Laplace transforma es:

Presagie los diagramas

Presagie los diagramas son los diagramas de la magnitud contra frecuencia y fase contra frecuencia para un sistema. El eje de la magnitud está adentro Decibelio (DB). El eje de la fase está grados o radianes. Las hachas de la frecuencia están en a escala logarítmica. Éstos son útiles porque para las entradas sinusoidales, la salida es la entrada multiplicada por el valor del diagrama de la magnitud en la frecuencia y cambiada de puesto por el valor del diagrama de la fase en la frecuencia.

Dominios

Dominio de tiempo

Éste es el dominio que la mayoría de la gente está al corriente de. Un diagrama en el dominio de tiempo demuestra la magnitud de una señal en un punto a tiempo.

Dominio de la frecuencia

Éste es el dominio que existen los ingenieros están alegres. Es desconocedor la mayoría de la gente, pero las marcas que la matemáticas se asoció al proceso de señal análoga mucho más fácil que si ha analizado en el dominio de tiempo. Un diagrama en el dominio de la frecuencia demuestra el desplazamiento de fase o la magnitud de una señal en cada frecuencia en la cual exista. Éstos se pueden encontrar tomando el Fourier transforman de una señal del tiempo y se trazan semejantemente a un diagrama del presagiar.

Señales

Mientras que cualquier señal puede ser utilizada en el proceso de señal análoga, hay muchos tipos de señales que se utilicen muy con frecuencia.

Sinusoids

Sinusoids es el bloque de edificio del proceso de señal análoga. El teorema indica que todas las señales del mundo real se pueden representar por una suma de sinusoids. Un sinusoid se puede representar por un exponencial complejo, e^ {st}.

Impulso

Un impulso (Función delta de Dirac) se define como señal que tenga una magnitud infinita y una anchura infinitesimally estrecha con un área debajo de él de una, centrada en cero. Un impulso se puede representar como suma infinita de sinusoids que incluya todas las frecuencias posibles. Esta definición es realmente dura de utilizar en de la vida real, la mayoría de los ingenieros lo conceptúan tan a una señal que sea una en cero y cero por todas partes otros. El símbolo para un impulso es el delta (t). Si un impulso se utiliza como entrada a un sistema, la salida se conoce como la respuesta del impulso. La respuesta del impulso define el sistema porque todas las frecuencias posibles se representan en la entrada.

Paso

A función del paso está una señal que tiene una magnitud de cero antes de cero y una magnitud de una después de cero. El símbolo para un paso es u (t). Si un paso se utiliza como la entrada a un sistema, la salida se llama la respuesta de paso. La respuesta de paso demuestra cómo un sistema responde a una entrada repentina, similar a dar vuelta en un interruptor. El período antes de la salida se estabiliza se llama la parte transitoria de una señal. La respuesta de paso se puede multiplicar con otras señales de demostrar cómo responde el sistema cuando se gira una entrada repentinamente.

Sistemas

Tiempo-invariante linear (LTI)

La linearidad significa que si usted tiene dos entradas y dos salidas correspondientes, si usted toma una combinación linear de esas dos entradas usted conseguirá una combinación linear de las salidas. Un ejemplo de un sistema linear es un primer filtro low-pass o high-pass de la orden. Los sistemas lineares se hacen fuera de los dispositivos análogos que demuestran características lineares. Estos dispositivos no tienen que ser enteramente lineares, sino deben tener una región de la operación que es linear. Un amplificador operacional es un dispositivo no linear, pero tiene una región de la operación que es linear, así que puede ser modelada como linear dentro de esa región de la operación. los medios de la Tiempo-invariación que no importa cuando usted comienza un sistema, la misma salida resultarán. Por ejemplo, si usted tiene un sistema y pone una entrada en ella hoy, usted conseguiría la misma salida si usted comenzó el sistema mañana en lugar de otro. No hay ninguna sistemas verdadera que son LTI, pero muchos sistemas se pueden modelar como LTI para la simplicidad en la determinación de cuál será su salida. Todos los sistemas tienen cierta dependencia de las cosas como temperatura, el nivel de la señal u otros factores que los hacen ser no lineares o no-tiempo-invariantes, pero la mayoría son bastante estables modelar como LTI. Las linearidades y la tiempo-invariación son importantes porque son los únicos tipos de sistemas que se puedan solucionar fácilmente usando métodos de proceso convencionales de señal análoga. Una vez que un sistema llegue a ser no linear o no-tiempo-invariante, se convierte en un problema no linear de las ecuaciones diferenciales, y hay muy pocos de los que puedan ser solucionadas realmente. (Haykin y Van Veen 2003)

Sistemas comunes

Algunos sistemas comunes usados en vida diaria son filtros, radio de AM/FM, guitarras eléctricas y amplificadores musicales del instrumento. Los filtros se utilizan en casi todo que tenga trazado de circuito electrónico. La radio y la televisión son buenos ejemplos de aplicaciones diarias de filtros. Cuando un canal se cambia en una televisión o una radio análoga, un filtro análogo se utiliza para seleccionar la frecuencia portadora en la señal de entrada. Una vez que haya aislado, la información de la televisión o de la radio que es difusión se utiliza para formar el cuadro y/o el sonido. Otro sistema análogo común es una guitarra eléctrica y su amplificador. La guitarra utiliza un imán con una bobina envuelta alrededor de ella (inductor) para dar vuelta a la vibración de las secuencias en una corriente eléctrica pequeña. La corriente después se filtra, se amplifica y se envía a un altavoz en el amplificador. La mayoría de los amplificadores son análogos porque es más fácil y más barato que haciendo un amplificador digital. Hay también muchos pedales análogos de los efectos de la guitarra, aunque una gran cantidad de pedales son digitales ahora (dan vuelta a la entrada actual en un valor convertido a digital, realizan una operación en ella, entonces la convierten nuevamente dentro de una señal análoga).

Vea también

Fuentes

  • Haykin, Simon, y Barry Van Veen. Señales y sistemas. 2do ed. Hoboken, NJ: John Wiley y Sons, Inc., 2003.
  • McClellan, James H., Ronald W. Schafer, y marca A. Yoder. Proceso de señal primero. Río superior de la silla de montar, NJ: Pearson Education, Inc., 2003.

Referencias

  • Haykin, Simon, y Barry Van Veen. Señales y sistemas. 2do ed. Hoboken, NJ: John Wiley y Sons, Inc., 2003.
  • McClellan, James H., Ronald W. Schafer, y marca A. Yoder. Proceso de señal primero. Río superior de la silla de montar, NJ: Pearson Education, Inc., 2003.
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