Circuitos Eletrônicos - Sinais

UMA Signalpode ser entendido como “uma representação que dá alguma informação sobre os dados presentes na fonte a partir da qual são produzidos”. Isso geralmente varia com o tempo. Portanto, um sinal pode ser umsource of energy which transmits some information. Isso pode ser facilmente representado em um gráfico.

Exemplos

• Um alarme dá um sinal de que é hora.
• Um apito de fogão confirma que a comida está cozida.
• Uma luz vermelha sinaliza algum perigo.
• Um sinal de tráfego indica sua mudança.
• Um telefone toca sinalizando uma chamada para você.

Um sinal pode ser de qualquer tipo que transmita alguma informação. Este sinal produzido a partir de um equipamento eletrônico, é denominadoElectronic Signal ou Electrical Signal. Geralmente são variantes de tempo.

Tipos de Sinais

Os sinais podem ser classificados como analógicos ou digitais, dependendo de suas características. Os sinais analógicos e digitais podem ser classificados posteriormente, conforme mostrado na imagem a seguir.

Sinal analógico

Um sinal contínuo variável no tempo, que representa uma quantidade variável no tempo, pode ser denominado como um Analog Signal. Este sinal continua variando com o tempo, de acordo com os valores instantâneos da grandeza que o representa.

Sinal digital

Um sinal que é discrete na natureza ou que é non-continuous na forma pode ser denominado como um Digital signal. Este sinal possui valores individuais, denotados separadamente, que não são baseados em valores anteriores, como se fossem derivados naquele determinado instante de tempo.

Sinal Periódico e Sinal Aperiódico

Qualquer sinal analógico ou digital, que repete seu padrão ao longo de um período de tempo, é chamado de Periodic Signal. Este sinal tem seu padrão continuado repetidamente e é fácil de ser assumido ou calculado.

Qualquer sinal analógico ou digital, que não repete seu padrão durante um período de tempo, é chamado de Aperiodic Signal. Este sinal tem seu padrão continuado, mas o padrão não se repete e não é tão fácil de ser assumido ou calculado.

Sinais e Notações

Entre o Periodic Signals, os sinais mais comumente usados ​​são onda senoidal, onda cosseno, forma de onda triangular, onda quadrada, onda retangular, forma de onda dente de serra, forma de onda de pulso ou trem de pulso, etc. vamos dar uma olhada nessas formas de onda.

Sinal de etapa da unidade

O sinal de etapa da unidade tem o valor de uma unidade de sua origem a uma unidade no eixo X. Isso é usado principalmente como um sinal de teste. A imagem do sinal de etapa da unidade é mostrada abaixo.

A função de passo de unidade é denotada por $ u \ left (t \ right) $. É definido como -

$$ u \ left (t \ right) = \ left \ {\ begin {matrix} 1 & t \ geq 0 \\ 0 & t <0 \ end {matrix} \ right. $$

Sinal de Impulso da Unidade

O sinal de impulso unitário tem o valor de uma unidade em sua origem. Sua área é uma unidade. A imagem do sinal de impulso da unidade é mostrada abaixo.

A função de impulso unitário é denotada por ẟ(t). É definido como

$$ \ delta \ left (t \ right) = \ left \ {\ begin {matrix} \ infty \: \: if \: \: t = 0 \\ 0 \: \: if \: \: t \ neq 0 \ end {matriz} \ certo. $$

$$ \ int _ {- \ infty} ^ {\ infty} \ delta \ left (t \ right) d \ left (t \ right) = 1 $$

$$ \ int _ {- \ infty} ^ {t} \ delta \ left (t \ right) d \ left (t \ right) = u \ left (t \ right) $$

$$ \ delta \ left (t \ right) = \ frac {du \ left (t \ right)} {d \ left (t \ right)} $$

Sinal de rampa da unidade

O sinal de rampa unitária tem seu valor aumentando exponencialmente desde sua origem. A imagem do sinal de rampa unitária é mostrada abaixo.

A função de rampa unitária é denotada por u(t). É definido como -

$$ \ int_ {0} ^ {t} u \ left (t \ right) d \ left (t \ right) = \ int_ {0} ^ {t} 1 dt = t = r \ left (t \ right) $$

$$ u \ left (t \ right) = \ frac {dr \ left (t \ right)} {dt} $$

Sinal Parabólico Unidade

O sinal parabólico unitário tem seu valor alterado como uma parábola em sua origem. A imagem do sinal parabólico da unidade é mostrada abaixo.

A função parabólica unitária é denotada por $ u \ left (t \ right) $. É definido como -

$$ \ int_ {0} ^ {t} \ int_ {0} ^ {t} u \ esquerda (t \ direita) dtdt = \ int_ {0} ^ {t} r \ esquerda (t \ direita) dt = \ int_ {0} ^ {t} t.dt = \ frac {t ^ {2}} {2} dt = x \ left (t \ right) $$

$$ r \ left (t \ right) = \ frac {dx \ left (t \ right)} {dt} $$

$$ u \ left (t \ right) = \ frac {d ^ {2} x \ left (t \ right)} {dt ^ {2}} $$

Função Signum

A função Signum tem seu valor igualmente distribuído nos planos positivo e negativo desde sua origem. A imagem da função Signum é mostrada abaixo.

A função Signum é denotada por sgn(t). É definido como

$$ sgn \ left (t \ right) = \ left \ {\ begin {matrix} 1 \: \: for \: \: t \ geq 0 \\ - 1 \: \: for \: \: t <0 \ end {matriz} \ certo. $$

$$ sgn \ left (t \ right) = 2u \ left (t \ right) -1 $$

Sinal Exponencial

O sinal exponencial tem seu valor variando exponencialmente de sua origem. A função exponencial está na forma de -

$$ x \ left (t \ right) = e ^ {\ alpha t} $$

A forma exponencial pode ser definida por $ \ alpha $. Esta função pode ser entendida em 3 casos

Case 1 -

Se $ \ alpha = 0 \ rightarrow x \ left (t \ right) = e ^ {0} = 1 $

Case 2 -

Se $ \ alpha <0 $ então $ x \ left (t \ right) = e ^ {\ alpha t} $ onde $ \ alpha $ é negativo. Esta forma é chamada dedecaying exponential.

Case 3 -

Se $ \ alpha> 0 $ então $ x \ left (t \ right) = e ^ {\ alpha t} $ onde $ \ alpha $ é positivo. Esta forma é chamada deraising exponential.

Sinal Retangular

O sinal retangular tem seu valor distribuído de forma retangular nos planos positivo e negativo desde sua origem. A imagem do sinal retangular é mostrada abaixo.

A função retangular é denotada por $ x \ left (t \ right) $. É definido como

$$ x \ left (t \ right) = A \: rect \ left [\ frac {t} {T} \ right] $$

Sinal Triangular

O sinal retangular tem seu valor distribuído em forma triangular nos planos positivo e negativo desde sua origem. A imagem do sinal triangular é mostrada abaixo.

A função triangular é denotada por $ x \ left (t \ right) $. É definido como

$$ x \ left (t \ right) = A \ left [1- \ frac {\ left | t \ right |} {T} \ right] $$

Sinal Sinusoidal

O sinal sinusoidal tem seu valor variando sinusoidalmente desde sua origem. A imagem do sinal sinusoidal é mostrada abaixo.

A função sinusoidal é denotada por x (t). É definido como -

$$ x \ left (t \ right) = A \ cos \ left (w_ {0} t \ pm \ phi \ right) $$

ou

$$ x \ left (t \ right) = A sin \ left (w_ {0} t \ pm \ phi \ right) $$

Onde $ T_ {0} = \ frac {2 \ pi} {w_ {0}} $

Função Sinc

O sinal Sinc tem seu valor variando de acordo com uma relação particular como na equação dada abaixo. Tem seu valor máximo na origem e vai diminuindo à medida que se afasta. A imagem de um sinal da função Sinc é mostrada abaixo.

A função Sinc é denotada por sinc(t). É definido como -

$$ sinc \ left (t \ right) = \ frac {sin \ left (\ pi t \ right)} {\ pi t} $$

Então, esses são os diferentes sinais que encontramos principalmente na área de Eletrônica e Comunicações. Cada sinal pode ser definido em uma equação matemática para tornar a análise do sinal mais fácil.

Cada sinal tem uma forma de onda particular, conforme mencionado anteriormente. O formato da onda pode alterar o conteúdo presente no sinal. De qualquer forma, é a decisão do engenheiro projetista de alterar uma onda ou não para um determinado circuito. Mas, para alterar a forma da onda, existem algumas técnicas que serão discutidas nas unidades seguintes