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空中接口学园技术学习教材 → 《原理与实现》2.1.2小节的增补
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发贴心情 《原理与实现》2.1.2小节的增补
最近在领读《原理与实现》,发现2.1.2小节有些内容没有写全,因此这里做一些补充。

 1. 电信号的电压、电流、功率以及能量
 2. 连续信号与离散信号

[此贴子已经被作者于2018-7-18 14:08:22编辑过]

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电信号的电压、电流、功率以及能量

介绍了逻辑信号,下面讲物理信号。物理信号是真实世界中存在的信号,通常通过声、光、电、电磁波等物理现象来体现。由于电信号处理方便,传播迅捷,因此通信设备内部使用的是电信号,电信号由设备的电路产生,而无线通信中使用的无线电波,就是电磁波。

电信号利用电压、电流、功率、能量等物理量的变化来表示信息。为了方便理解这些物理量,这里以水电站为例,水坝的高度可以看成电压,水流的速度可以看成电流,水流推动发电机工作,就与功率和能量相关。

电信号通常通过电压来表述,电压有幅度、相位以及频率三大特征。

就像高度有绝对高度以及相对高度一样,电压幅度的大小与电压零点的选择相关,通常我们以大地作为电压的零点。

电压幅度的变化往往是周期性的,周期性的信号就会涉及相位。周期信号的相位是相对的,比如余弦波可以将峰值(幅度的最高值)作为相位的零点,也可以将幅度过零点作为相位的零点,这就有点像我们新年的开始,可以选择在冬至、元旦、春节或者春分。

频率是周期性信号周期的倒数,是信号最本质的物理特性,体现出了不同信号的特点与差异,后面我们还会详细讲解。

通过分压网络可以非常方便地测量电压的幅值,进而得到信号的周期以及频率。

利用固定阻值的电阻,我们就可以通过电压测量出电路中的电流。

我们知道功率是电压与电流的乘积,这样功率也可以测量出来了。

最后是能量,只要将功率积分,就可以得到能量了,当然积分的时长是信号周期的整数倍。

值得注意的是,高频的电信号只能测量功率,这是因为在高频电路中,由于传输线上存在驻波,电压和电流失去了唯一性。

而电磁波与电信号之间可以互相转换,转换后得到的电信号频率很高,称为射频信号。因此我们更关注射频信号的功率。

当然,信号的功率与电压类似,也有幅度、相位以及频率三大特征。

[此贴子已经被作者于2018-7-18 11:06:02编辑过]

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2.连续信号与离散信号
电信号通常随着时间而变化,也就是电信号的电压或者功率随着时间的变化。

如果连续测量电信号的电压或者功率,我们会发现,电信号的幅值可能会连续变化或者跳跃变化。前者,我们称为连续信号;后者,我们称为离散信号。

在离散信号中,又分为时间连续的离散信号以及时间离散的离散信号。所谓时间离散,就是在某些时间点上,信号有幅值;在其他点上,信号没有取值。

在自然界中,我们能感知到的信号都是连续的信号,即使像闪电这样的物理现象,虽然瞬时发生,也是连续变化的。

只有在微观世界,我们感知不到的地方,会出现离散的信号,比如原子核的质子数以及中子数,就是离散取值的。

当然,我们可以人为产生离散信号,这就是下面要介绍的数字信号。

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