Popis impulsového signálu Střední odborná škola Otrokovice Popis impulsového signálu Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

Charakteristika 1 DUM Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /4 Autor Ing. Miroslav Hubáček Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-EL-ELZ/2-EL-2/6 Název DUM Popis impulsového signálu Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání Kód oboru RVP 26-51-H/01 Obor vzdělávání Elektrikář Vyučovací předmět Elektronická zařízení Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, 16 – 17 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: druhy impulsových signálů, definice impulsu, charakteristické impulsy, přenos impulsového signálu Vybavení, pomůcky Počítač, dataprojektor, interaktivní tabule Klíčová slova Signál jako informace, vzorkování, tvarování, jednotkový skok, Diracův impuls , přenos signálu Datum 13. 3. 2013

Popis impulsového signálu Náplň výuky Druhy impulsových signálů Definice impulsu Charakteristické impulsy Přenos impulsového signálu

Popis digitálního signálu vzorkovaný signál – není spojitý v čase je tvořen posloupností vzorků, které obecně mohou nabývat libovolnou hodnotu kvantovaný signál – jeho hodnota nemá spojitý průběh, ale mění se skokem nabývá pouze omezeného počtu úrovní digitální signál – je vzorkovaný a následně kvantovaný je tvořen posloupností vzorků vzorky mohou nabývat pouze omezeného počtu hodnot

Vzorkovaný signál je to proces diskretizace oboru daných hodnot signálu postup při vzorkování rozdělíme vodorovnou – časovou osu signálu z každého úseku odebereme jeden vzorek Obr. 1: Vzorkovaný signál

Kvantovaný signál je to proces diskretizace oboru hodnot signálu je ztrátový a nevratný pokud kvantování není dostatečně jemné, vznikají falešné kvantizační hrany Obr. 2: Kvantovaný signál

Digitální signál je to proces tvorby vzorků v čase s omezeným počtem hodnot vždy dochází ke ztrátě informace zvyšováním vzorkovacího kmitočtu a počtu úrovní kvantování se k původnímu signálu lze přiblížit Obr. 3: Digitální signál

Popis impulsu impuls je krátkodobá výchylka elektrické veličiny ze základní úrovně po určité době, představující šířku impulsu, se tato veličina do základní úrovně opět vrací impulsy mohou mít různý tvar pravoúhlý exponenciální Diracův atd. výchylka tvořící impuls může být kladná nebo záporná

Jednotkový skok signál se v čase t = 0 změní z hodnoty 0 na hodnotu 1 a tento stav setrvá je to nejčastěji používaný signál pro testování dynamického chování soustav σ(t) = 0 pro t < 0 σ(t) = 1 pro t ≥ 0 Obr. 4: Jednotkový skok

Diracův impuls Diracova funkce – dá se popsat jako funkce, která má v nule nekonečnou hodnotu a všude jinde má hodnotu nulovou δ(x) = ∞ pro x = 0 δ(x) = 0 pro x ≠ 0 Obr. 5: Diracův impuls

Obdélníkový impuls signál se v určitém časovém okamžiku (t = 0) změní skokem z hodnoty 0 na hodnotu x po určité době (Δt) se vrátí zpět na hodnotu 0 používá se pro testování stability soustav Obr. 6: Obdélníkový impuls

Použití číslicových signálů nejčastěji pracujeme s pravoúhlými (obdélníkovými )impulsy tyto impulsy se skládají z čela temene týlu ideální pravoúhlý impuls je tvořen dvěma jednotkovými skoky násobenými veličinami se stejnou absolutní hodnotou výškou impulsu šířkou impulsu v praxi se však za pravoúhlé označují impulsy, které se ideálním blíží odlišnost reálného impulsu od ideálního se vyjadřuje pomocí parametrů impulsu

Parametry obdélníkového impulsu doba čela tf doba týlu tr délka impulsu ti překmit γ pokles temene Δ Obr. 7: Reálný obdélníkový impuls

Přenos impulsového signálu lineárním článkem lineární články propouštějí široké kmitočtové pásmo omezení přenášeného pásma způsobuje lineární zkreslení lineární přenosové články mají nejčastěji charakter dolní propusti bude-li signál procházet kaskádou vzájemně se neovlivňujících lineárních článků můžeme z hlediska přenosu nahradit jednotlivé články článkem jediným Obr. 8: Kaskáda přenosových článků

Přenos impulsového signálu nelineárním článkem nelineárním přenosovým článkem je zesilovač s omezením dochází ke zpoždění impulsu, nedochází však k neomezenému prodlužování hran přenášená informace se tedy neztrácí zesilovač se nesmí rozkmitat Obr. 9: Zesilovač s omezením

Kontrolní otázky: Co to je digitální signál a jaké má vlastnosti? Nakreslete průběhy charakteristických impulsů. Popište obdélníkový signál, uveďte jaké má parametry. Jaké jsou odlišnosti při přenosu signálu lineárním a nelineárním článkem?

Seznam obrázků: Obr. 1: Vzorkovaný signál: In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. 2012 [vid. 14. 3. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Vzorkovan%C3%BD_sign%C3%A1l Obr. 2: Kvantovaný signál: In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. 2012 [vid. 14. 3. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Vzorkovan%C3%BD_sign%C3%A1l Obr. 3: Digitální signál: In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. 2012 [vid. 14. 3. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Vzorkovan%C3%BD_sign%C3%A1l Obr. 4: Jednotkový skok: In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. 2012 [vid. 14. 3. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Heaviside.svg Obr. 5: Diracův impuls: In: VSCHT: Měřicí a řídicí technika [online]. 2012 [vid. 14. 3. 2013]. Dostupné z: http://uprt.vscht.cz/kminekm/mrt/predn/txt-Mgr/FTOP09-reg1.pdf

Obr. 6: Obdélníkový impuls: In: VSCHT: Měřicí a řídicí technika [online]. 2012 [vid. 14. 3. 2013]. Dostupné z: http://uprt.vscht.cz/kminekm/mrt/predn/txt-Mgr/FTOP09- reg1.pdf Obr. 7: Reálný obdélníkový impuls: In: Encyklopedie fyziky [online]. 2012 [vid. 14. 3. 2013]. Dostupné z: http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/1381-impuls- televizniho-signalu Obr. 8: Káskáda přenosových článků: In: FEKT VUT: Impulsová a číslicová technika [online]. 2012 [vid. 14. 3. 2013]. Dostupné z: http://home.zcu.cz/~jvarga/skriptum.pdf Obr. 9: Zesilovač s omezením: In: FEKT VUT : Impulsová a číslicová technika [online]. 2012 [vid. 14. 3. 2013]. Dostupné z: http://home.zcu.cz/~jvarga/skriptum.pdf

Seznam použité literatury: [1] ANTOŠOVÁ, M., DAVÍDEK, V. Číslicová technika . Praha: KOPP, 2009. 978-80-7232-394-4. [2] HÄBERLE, H. a kol., Průmyslová elektrotechnika a informační technologie. Praha: Europa – Sobotáles, 2003. ISBN 80-86706-04-4. [3 ] Číselné soustavy. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. 2012 [cit. 6. 3. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/%C4%8C%C3%ADseln%C3%A9_soustavy [4] ADÁMEK, M. In: Úvod do číslicové techniky. [online]. 2010 [cit. 7.3.2013]. Dostupné z: Úvod do číslicové techniky - Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Děkuji za pozornost 