信號基礎(chǔ)知識
信號是運載消息的工具，是消息的載體。那么你對信號了解多少呢?以下是由學習啦小編整理關(guān)于信號 知識的內(nèi)容，希望大家喜歡!
信號是消息載體
信號(也稱為訊號)是運載消息的工具，是消息的載體。從廣義上講，它包含光信號、聲信號和電信號等。例如，古代人利用點燃烽火臺而產(chǎn)生的滾滾狼煙，向遠方軍隊傳遞敵人入侵的消息，這屬于光信號;當我們說話時，聲波傳遞到他人的耳朵，使他人了解我們的意圖，這屬于聲信號;遨游太空的各種無線電波、四通八達的電話網(wǎng)中的電流等，都可以用來向遠方表達各種消息，這屬電信號。人們通過對光、聲、電信號進行接收，才知道對方要表達的消息。
信號的分類
對信號的分類方法很多，信號按數(shù)學關(guān)系、取值特征、能量功率、處理分析、所具有的時間函數(shù)特性、取值是否為實數(shù)等，可以分為確定性信號和非確定性信號(又稱隨機信號)、連續(xù)信號和離散信號(即模擬信號和數(shù)字信號)、能量信號和功率信號、時域信號和頻域信號、時限信號和頻限信號、實信號和復信號等。
信號的邊沿速率
信號的邊沿速率是信號沿變化的響應時間，通常用信號的上升時間和下降時間來度量，如圖所示。器件的輸出驅(qū)動電流和信號的接口標準等都會影響該參數(shù)。由于器件的速度在不斷提高，所以可能導致差模電流增大，發(fā)生串擾和阻尼振蕩(振鈴)。
信號的邊沿特性
快速的信號切換時間(邊沿速率)將導致回流、串擾、阻尼振蕩(振鈴)及反射等問題的增加。信號的邊沿速率與信號的工作頻率是兩個不同的概念，高的邊沿速率不一定是高的頻率。例如在實際的應用中，可能系統(tǒng)的工作頻率并不高。但如果信號的上升速率過快的話，將會產(chǎn)生較大振鈴現(xiàn)象，同樣會帶來信號完整性的問題。當振鈴信號達到器件所能容忍的極限值時會使器件內(nèi)部的半導體特性發(fā)生變化(電子遷移)、器件發(fā)熱及功耗加大等現(xiàn)象，造成系統(tǒng)的可靠性降低，并且較快的邊沿速率其功耗也越大。
信號的邊沿速率與器件的輸出強度(輸出驅(qū)動電流)有直接的關(guān)系，過強的輸出驅(qū)動電流除了能夠提高信號的邊沿速率之外，還會對周圍的器件及傳輸線造成干擾(Crosstalk)。因此對電磁兼容性(EMI)非常敏感的系統(tǒng)，信號邊沿速率是重點需要考慮的，而系統(tǒng)的時鐘頻率反而放在第二位考慮。
虛擬信號與數(shù)字信號的裝換
(1)模擬信號與數(shù)字信號
不同的數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)換為相應的信號才能進行傳輸：模擬數(shù)據(jù)一般采用模擬信號(AnalogSignal)，例如用一系列連續(xù)變化的電磁波(如無線電與電視廣播中的電磁波)，或電壓信號(如電話傳輸中的音頻電壓信號)來表示;數(shù)字數(shù)據(jù)則采用數(shù)字信號(DigitalSignal)，例如用一系列斷續(xù)變化的電壓脈沖(如我們可用恒定的正電壓表示二進制數(shù)1，用恒定的負電壓表示二進制數(shù)0)，或光脈沖來表示。當模擬信號采用連續(xù)變化的電磁波來表示時，電磁波本身既是信號載體，同時作為傳輸介質(zhì);而當模擬信號采用連續(xù)變化的信號電壓來表示時，它一般通過傳統(tǒng)的模擬信號傳輸線路(例如電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng))來傳輸。當數(shù)字信號采用斷續(xù)變化的電壓或光脈沖來表示時，一般則需要用雙絞線、電纜或光纖介質(zhì)將通信雙方連接起來，才能將信號從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點。
(2)模擬信號與數(shù)字信號之間的相互轉(zhuǎn)換
模擬信號和數(shù)字信號之間可以相互轉(zhuǎn)換：模擬信號一般通過PCM脈碼調(diào)制(PulseCodeModulation)方法量化為數(shù)字信號，即讓模擬信號的不同幅度分別對應不同的二進制值，例如采用8位編碼可將模擬信號量化為2^8=256個量級，實用中常采取24位或30位編碼;數(shù)字信號一般通過對載波進行移相(PhaseShift)的方法轉(zhuǎn)換為模擬信號。計算機、計算機局域網(wǎng)與城域網(wǎng)中均使用二進制數(shù)字信號，在計算機廣域網(wǎng)中實際傳送的則既有二進制數(shù)字信號，也有由數(shù)字信號轉(zhuǎn)換而得的模擬信號。但是更具應用發(fā)展前景的是數(shù)字信號。
鐵路信號
“鐵路信號”是鐵路部門為保證列車運行安全和提高運輸效率而形成的一門學科。建國后，特別是1958年以來，鐵道部所屬的有關(guān)院校如北京鐵道學院(現(xiàn)北方交通大學)及上海鐵道學院等的電信系都設(shè)置了“信號”專業(yè)，為我國的鐵路信號事業(yè)培養(yǎng)了大批的專門人才。鐵路信號主要研究如何把“車站聯(lián)鎖”“集中”起來由車站值班員統(tǒng)一操控，以及如何實施單線或復線區(qū)間的“閉塞”，以防止列車迎面相撞或追尾，因之“信號”學科包括了信號、集中和閉塞三個方面，簡稱為“信集閉”。
信號是指示列車運行及調(diào)車作業(yè)的命令，有關(guān)行車人員必須嚴格執(zhí)行。
鐵路信號分為視覺信號和聽覺信號。
視覺信號又分晝間、夜間及晝夜通用信號。
視覺信號的基本顏色：
紅色——停車;
黃色——注意或減低速度;
綠色——按規(guī)定速度運行。
聽覺信號：號角、口笛、響墩發(fā)出的音響和機車、軌道車的鳴笛聲。
鐵路信號按信號機是否可移動又可分為固定信號、移動信號和手信號。
按停車信號的顯示意義可分為絕對信號和非絕對信號(亦稱容許信號)兩種。絕對信號是指當顯示停止運行的信號時，列車、調(diào)車必須無條件遵守的信號顯示。進站、出站、進路和通過信號機的燈光熄滅、顯示不明或顯示不正確時，均視為停車信號。接近信號機的燈光熄滅、顯示不明或顯示不正確時，均視為進站信號機為關(guān)閉狀態(tài)。裝有容許信號的通過信號機，顯示停車信號時，準許鐵路局規(guī)定停車后起動困難的貨物列車，在該信號機前不停車，以最高不超過20km/h，運行到次一通過信號機，按其顯示的要求運行。
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