Osnovni pojmovi o električnim signalima

Question 1

12. Definicija signala (opšti pojam) i definicija električnog signala

Answer 1

Signal je manifestacija neke fizičke pojave.
U matematičkom smislu, signal je funkcija koja sadrži informaciju o fizičkoj pojavi. Na primer,
zvuk predstavlja funkciju pritiska koji zavisi od koordinata prostora i vremena.
U elektronici, pod signalom podrazumevamo promenu elektromagnetnog polja, napona ili
struje u vremenu, koja sadrži neku informaciju. Prema tome, signal možemo predstaviti kao
funkciju čiji je argument vreme

Question 2

13. Objasniti šta su šumovi i smetnje

Answer 2

U kategoriju signala se ponekad uključuju i fizičke pojave koje imaju stohastički karakter i ne
prenose informaciju – šumovi.
Informacija koju prenosi signal može biti različita: govor, zvuk, slika, video,… Osim korisnih
informacija, signal može nositi i beskorisne informacije koje nisu stohastičkog karaktera,
smetnje.

Question 3

14. Objasniti šta je transdukcija i transduktor. Ilustrovati na primeru.

Answer 3

Proces pretvaranja jednog oblika energije u drugi poznat je kao transdukcija.
Uređaj koji pretvara signal jednog oblika energije u signal drugog oblika se naziva pretvarač
ili transduktor. Na primer, mikrofon pretvara zvučni signal (promenu pritiska u vremenu) u
naponski signal, a zvučnik radi obrnuto – pretvara električni signal u zvučni, tj. u promenu
pritiska u vremenu.

Question 4

15. Objasniti šta je senzor. Navesti različite vrste senzora.

Answer 4

Pretvarač koji pretvara u električni signal se naziva senzor, pri čemu se izvorni oblik signala
pretvara u električni.
Prema izvornom signalu koji se konvertuje u električni, senzori se mogu podeliti na:
1. elektromagnetne (električno i magnetno polje),
2. mehaničke (senzori pritiska, protoka, ubrzanja, pravca),
3. toplotne i temperaturne,
4. hemijske (senzori hemijskih elemenata i jedinjenja),
5. optičke (u različitim oblastima EM spektra),
6. akustičke (zvučni, ultrazvučni, infrazvučni i senz. vibracija),
7. senzore zračenja (neutrona, alfa, beta i gama zračenja)

Question 5

16. Objasniti šta je izvor signala i kako se predstavlja u električnom kolu.

Answer 5

Senzor i fizički sistem koji pobuđuje senzor u elektronici često nazivamo izvor signala.
Izvori signala se najjednostavnije predstavljaju ekvivalentnim Tevenenovim ili Nortonovim
generatorom. Napon (struja) generatora zavise od spoljašnje pobude (izvornog signala),
impedansa generatora u opštem slučaju nije linearna.

Question 6

17. Navesti prednosti električnih signala u odnosu na ostale fizičke signale.

Answer 6

Električnim signalima se može manipulisati lakše nego drugim fizičkim signalima.
Električni signali se mogu lako prenositi na velike udaljenosti.
Informacija koju prenose električni signali se može memorisati.

Question 7

18. Navesti kriterijume podele električnih signala

Answer 7

Signali se mogu klasifikovati prema više kriterijuma:

1. prema fizičkoj veličini koja manifestuje signal – naponski signal, strujni signal.
2. prema osobini (kardinalnosti) skupa vrednosti koje signal može da ima – analogni
   (kontinualni) signali i digitalni (diskretni) signali;
3. prema statističkim osobinama signala - deterministički signali i slučajni signali

Question 8

19. Objasniti šta je analogni signal. Navesti osobine analognih signala.

Answer 8

Analogni signali mogu imati proizvoljnu vrednost iz nekog opsega u proizvoljnom trenutku.
Matematički formulisano, domen (vreme) i kodomen (vrednost signala) funkcije koja
matematički predstavlja analogni signal su kontinualni skupovi (neprebrojivi, imaju moć
kontinuuma).
Osobine analognih signala su:
1. Talasni oblik (zavisnost vrednosti signala od vremena)
2. Minimalna vrednost, maksimalna vrednost i opseg signala
3. Srednja vrednost (V0)
4. Efektivna vrednost (Vef)

Question 9

29. Objasniti šta je to spektar signala.

Answer 9

Zavisnost amplituda harmonika od frekvencije je spektar signala. Periodični signali imaju
diskretan spektar. Zavisnost faza harmonika od frekvencije je fazni spektar signala.

Question 10

30. Objasniti u čemu se razlikuju analiza kola u vremenskom i frekvencijskom domenu.

Answer 10

Kada analiziramo signale kao fizičke veličine koju su funkcije vremena, to je vremenski
domen.Primenom Furijeove transformacije, dobijamo zavisnost vrednosti signala od
frekvencije. Analiza signala kao funkcija frekvencije se naziva analiza u frekvencijskom
domenu.

Question 11

31. Objasniti šta su digitalni signali. Navesti osobine digitalnih signala.

Answer 11

Digitalni signali se mogu predstaviti kao niz diskretnih vrednosti; u određenom trenutku mogu
imati jednu vrednost iz konačnog skupa vrednosti.Po tome se razlikuju od analognih signala,
koji predstavljaju kontinuirane vrednosti i u bilo kom trenutku se mogu predstaviti realnim
brojem u neprekidnom opsegu vrednosti.

Question 12

32. Objasniti šta je nivo digitalnog signala.

Answer 12

Digitalni signali predstavljaju informacije u nivoima. Nivoi su diskretni opsezi analognih
vrednosti. Sve vrednosti signala unutar nivoa predstavljaju isto informaciono stanje.
Informacija predstavljena jednim nivoom signala se naziva simbol

Question 13

33. Objasniti šta je semplovanje signala.

Answer 13

Digitalni signali često nastaju semplovanjem (uzorkovanjem) analognih signala.
Analogni signal se može digitalizovati pomoću analogno-digitalnog konvertora, pri čemu A/D
konvertor očitava vrednost signala u konstantnim periodima. Dobijeni digitalni signal ima
diskretizovanu (kvantovanu) amplitudu i predstavljen je u diskretnim vremenskim intervalima.
Frekvencija kojom A/D konvertor očitava analogni signal se naziva frekvencija semplovanja.
Frekvencija semplovanja mora biti najmanje dvostruko veća od frekvencijskog opsega
signala – Nikvist-Šenonova teorema odmeravanja.

Question 14

34. Objasniti šta su binarni (logički) digitalni signali. Navesti osobine binarnih (logičkih)
    digitalnih signala.

Answer 14

U većini digitalnih kola signal može imati dve moguće dozvoljene vrednosti, tj. dva nivoa.
Ovakav digitalni signal se naziva binarni ili logički signal.
Binarni signali su predstavljeni sa dva (naponska) nivoa: jedan u blizini referentne vrednosti
(obično se naziva masa), a drugi ima vrednost blizu napona napajanja. Ovi nivoi odgovaraju
dvema vrednostima – 0 i 1, ili „netačno“ i „tačno“.
Binarni signal u bilo kom trenutku predstavlja jednu binarnu cifru – bit (Binary digit). Kod
binarnog signala, simbol predstavlja jedan bit.
Zbog kvantizacije signala, relativno male promene analognog signala ne utiču na nivo
digitalnog signala.
Ukoliko šum nije veliki, neće uticati na digitalne signale, dok uvek u određenoj meri utiče na
analogne signale.
Digitalni signali koji imaju veći broj nivoa prenose veću količinu informacija, ali su podložniji
uticaju šumova.
Binarni signal prenosi najmanju količinu informacija (jedan bit) i šumovi najmanje utiču na
njih.