Сигналы и их спектры

Под сигналом понимается любая физическая величина, параметры которой изменяются во времени. В радиоэлектронике под сигналом понимают напряжение u(t), ток i(t) и другие электродинамические величины. В предыдущем разделе, здесь и далее в качестве сигнала принимается напряжение.

Сигналы предназначены для передачи информации. Информация преобразуется в электрический сигнал с помощью преобразователей неэлектрических физических величин в электрическую. Например, оптическое изображение с помощью фоточувствительной мишени преобразуется на теневой стороне в потенциальный рельеф, который модулирует электронный луч (ток луча) при растровом его движении; в результате на нагрузочном сопротивлении создается напряжение, пропорциональное по величине яркости освещения мишени. Сигналы с выхода преобразователей будем называть сигналами сообщения.

Сигналы сообщения можно передавать по проводным сетям, но они не распространяются по высокочастотным линиям и в свободном пространстве. Для передачи информации по высокочастотным линиям (кабельные линии) и с помощью электромагнитных волн – ЭМВ свободного пространства используют высокочастотный гармонический сигнал (несущий сигнал)

, (2.1)

параметры которого изменяются по закону сигнала сообщения u_c(t). Процесс изменения параметра несущего сигнала по закону сигнала сообщения называется модуляцией, а устройства, реализующие этот процесс, – модуляторами. Имеют место амплитудная, фазовая и частотная модуляции:

;

;

.

При любом виде модуляции несущего сигнала спектр сигнала сообщения без изменений переносится в область высоких частот. В приемных устройствах радиолинии происходит преобразование высокочастотного модулированного сигнала с целью выделения сигнала сообщения. Таким образом, спектр высокочастотного модулированного сигнала определяется спектром сигнала сообщения.