Ikdienā cilvēki saskaras ar elektronisko ierīču lietošanu. Bez tiem mūsdienu dzīve nav iespējama. Galu galā mēs runājam par televizoru, radio, datoru, tālruni, multivarku un daudz ko citu. Iepriekš, pirms dažiem gadiem, neviens nedomāja par to, kāds signāls tiek izmantots katrā darbināmā ierīcē. Tagad jau sen ir dzirdēti vārdi "analogs", "digitāls", "diskrēts". Daži no iepriekš uzskaitītajiem signāliem ir augstas kvalitātes un uzticami.
Digitālā pārraide tika izmantota daudz vēlāk nekā analogā pārraide. Tas ir saistīts ar faktu, ka šādu signālu ir daudz vieglāk uzturēt, un tehnoloģija tajā laikā nebija tik attīstīta.
Ikviens cilvēks visu laiku saskaras ar jēdzienu "diskrētība". Ja jūs tulkojat šo vārdu no latīņu valodas, tas nozīmēs "pārtraukums". Iedziļinoties zinātnē, mēs varam teikt, ka diskrēts signāls ir informācijas pārraides metode, kas nozīmē nesējvides laika maiņu. Pēdējais paņem jebkuru vērtību no visa iespējamā. Tagad diskrētums pazūd fonā pēc tam, kad tika pieņemts lēmums ražot sistēmas uz mikroshēmas. Tie ir neatņemami, un visi komponenti cieši mijiedarbojas viens ar otru.draugs. Diskrētībā viss ir tieši otrādi - katra detaļa tiek pabeigta un savienota ar citām, izmantojot īpašas komunikācijas līnijas.
Signāls
Signāls ir īpašs kods, ko viena vai vairākas sistēmas pārraida kosmosā. Šis formulējums ir vispārīgs.
Informācijas un komunikācijas jomā signāls ir īpašs jebkādu datu nesējs, ko izmanto ziņojumu pārsūtīšanai. To var izveidot, bet nepieņemt, pēdējais nosacījums nav obligāts. Ja signāls ir ziņojums, tad tas tiek uzskatīts par nepieciešamu "noķert".
Aprakstītais datu pārsūtīšanas kods tiek dots ar matemātisku funkciju. Tas raksturo visas iespējamās parametru izmaiņas. Radiotehnikas teorijā šis modelis tiek uzskatīts par pamata. Tajā troksni sauca par signāla analogu. Tā ir laika funkcija, kas brīvi mijiedarbojas ar pārraidīto kodu un izkropļo to.
Rakstā ir aprakstīti signālu veidi: diskrētie, analogie un digitālie. Īsumā ir sniegta arī galvenā teorija par aprakstīto tēmu.
Signālu veidi
Ir pieejami vairāki signālu klasifikācijas veidi. Apsveriet, kādi veidi ir.
- Atbilstoši datu nesēja fiziskajam nesējam ir atdalīts elektriskais signāls, optiskais, akustiskais un elektromagnētiskais. Ir vairākas citas sugas, taču tās ir maz zināmas.
- Atbilstoši iestatīšanas metodei signāli tiek sadalīti parastajos un neregulārajos. Pirmās ir deterministiskas datu pārsūtīšanas metodes, kuras nosaka analītiskā funkcija. Nejaušie tiek formulēti varbūtības teorijas dēļ, un tie arī iegūst jebkādas vērtības dažādos laika intervālos.
- Atkarībā no funkcijām, kas apraksta visus signāla parametrus, datu pārraides metodes var būt analogās, diskrētās, digitālās (metode, kas tiek kvantificēta līmenī). Tos izmanto daudzu elektroierīču barošanai.
Tagad lasītājs zina visu veidu signalizāciju. Nevienam cilvēkam nebūs grūti tos saprast, galvenais ir mazliet padomāt un atcerēties skolas fizikas kursu.
Kam signāls tiek apstrādāts?
Signāls tiek apstrādāts, lai pārraidītu un saņemtu tajā šifrēto informāciju. Kad tas ir iegūts, to var izmantot dažādos veidos. Dažās situācijās tas tiks pārformatēts.
Visu signālu apstrādei ir vēl viens iemesls. Tas sastāv no nelielas frekvenču saspiešanas (lai nesabojātu informāciju). Pēc tam tas tiek formatēts un pārsūtīts lēnā ātrumā.
Analogajos un digitālajos signālos tiek izmantotas īpašas metodes. Jo īpaši filtrēšana, konvolūcija, korelācija. Tie ir nepieciešami, lai atjaunotu signālu, ja tas ir bojāts vai tajā ir troksnis.
Radīšana un veidošana
Bieži vien signālu ģenerēšanai ir nepieciešami analogo-digitālo (ADC) un ciparu-analogo (DAC) pārveidotāji. Visbiežāk abi tiek izmantoti tikai situācijā ar DSP tehnoloģiju izmantošanu. Citos gadījumos der tikai DAC izmantošana.
Veidojotfiziski analogie kodi, turpmāk izmantojot digitālās metodes, balstās uz saņemto informāciju, kas tiek pārraidīta no īpašām ierīcēm.
Dinamisks diapazons
Signāla diapazonu aprēķina pēc starpības starp augstāko un zemāko skaļuma līmeni, kas izteikts decibelos. Tas ir pilnībā atkarīgs no darba un izpildījuma iezīmēm. Runa ir gan par mūzikas celiņiem, gan parastajiem dialogiem starp cilvēkiem. Ja ņemam, piemēram, diktoru, kurš lasa ziņas, tad viņa dinamiskais diapazons svārstās ap 25-30 dB. Un, lasot darbu, tas var pieaugt līdz 50 dB.
Analogais signāls
Analogs signāls ir nepārtraukts datu pārraides veids. Tās trūkums ir trokšņa klātbūtne, kas dažkārt izraisa pilnīgu informācijas zudumu. Ļoti bieži ir tādas situācijas, ka nav iespējams noteikt, kur kodā ir svarīgi dati un kur parastie kropļojumi.
Tieši tāpēc digitālā signālu apstrāde ir kļuvusi ļoti populāra un pakāpeniski aizstāj analogo.
Digitālais signāls
Digitālais signāls ir īpaša datu plūsma, to raksturo diskrētas funkcijas. Tā amplitūda var iegūt noteiktu vērtību no jau dotajām. Kamēr analogais signāls spēj uztvert lielu trokšņa daudzumu, digitālais signāls filtrē lielāko daļu saņemtā trokšņa.
Turklāt šāda veida datu pārraide pārsūta informāciju bez liekas semantiskasslodzes. Pa vienu fizisko kanālu vienlaikus var nosūtīt vairākus kodus.
Ciparsignāla veidi nepastāv, jo tas izceļas kā atsevišķa un neatkarīga datu pārraides metode. Tā ir bināra straume. Mūsdienās šāds signāls tiek uzskatīts par vispopulārāko. Tas ir saistīts ar lietošanas vienkāršību.
Ciparsignāla pielietošana
Kāda ir atšķirība starp digitālo elektrisko signālu un citiem? Fakts, ka viņš spēj veikt pilnīgu reģenerāciju atkārtotājā. Kad signāls ar mazākajiem traucējumiem nonāk sakaru iekārtā, tas nekavējoties maina savu formu uz ciparu. Tas ļauj, piemēram, TV tornim atkal veidot signālu, bet bez trokšņa efekta.
Gadījumā, ja kods nonāk jau ar lieliem kropļojumiem, to diemžēl nevar atjaunot. Ja salīdzina analogos sakarus, tad līdzīgā situācijā atkārtotājs var iegūt daļu datu, tērējot daudz enerģijas.
Apspriežot dažādu formātu mobilo sakaru sakarus ar spēcīgiem traucējumiem digitālajā līnijā, ir gandrīz neiespējami runāt, jo netiek dzirdami vārdi vai veselas frāzes. Analogais savienojums šajā gadījumā ir efektīvāks, jo varat turpināt dialogu.
Tieši šādu problēmu dēļ retranslatori ļoti bieži veido ciparu signālu, lai samazinātu atstarpi sakaru līnijā.
Diskrēts signāls
Tagad katrs savā ierīcē izmanto mobilo tālruni vai kādu “zvanītājprogrammu”.dators. Viens no ierīču vai programmatūras uzdevumiem ir signāla, šajā gadījumā balss straumes, pārraide. Lai pārraidītu nepārtrauktu vilni, ir nepieciešams kanāls, kam būtu augstāka līmeņa joslas platums. Tāpēc tika pieņemts lēmums izmantot diskrētu signālu. Tas nerada pašu vilni, bet gan tā digitālo formu. Kāpēc? Jo pārraide nāk no tehnikas (piemēram, telefona vai datora). Kādas ir šāda veida informācijas pārsūtīšanas priekšrocības? Tas samazina kopējo pārsūtīto datu apjomu, kā arī vieglāk organizē pakešu nosūtīšanu.
Jēdziens "diskretizācija" jau sen ir konsekventi izmantots datortehnoloģijās. Pateicoties šādam signālam, tiek pārraidīta nevis nepārtraukta informācija, kas ir pilnībā kodēta ar īpašiem simboliem un burtiem, bet gan īpašos blokos savāktie dati. Tās ir atsevišķas un pilnīgas daļiņas. Šī kodēšanas metode jau sen ir bijusi otrajā plānā, taču tā nav pilnībā izzudusi. Izmantojot to, varat viegli pārsūtīt nelielas informācijas daļas.
Ciparu un analogo signālu salīdzinājums
Pērkot aprīkojumu, reti kurš domā par to, kāda veida signāli tiek izmantoti tajā vai citā ierīcē, un vēl jo vairāk par savu vidi un dabu. Bet dažreiz jums joprojām ir jārisina jēdzieni.
Jau sen ir skaidrs, ka analogās tehnoloģijas zaudē pieprasījumu, jo to izmantošana ir neracionāla. Tā vietā nāk digitālā komunikācija. Jums ir jāsaprot, kas ir likts uz spēles un no kā cilvēce atsakās.
Īsi sakot,analogais signāls ir informācijas pārraides veids, kas nozīmē datu aprakstu ar nepārtrauktām laika funkcijām. Faktiski, runājot konkrēti, svārstību amplitūda var būt vienāda ar jebkuru vērtību, kas ir noteiktās robežās.
Digitālo signālu apstrādi apraksta diskrēta laika funkcijas. Citiem vārdiem sakot, šīs metodes svārstību amplitūda ir vienāda ar stingri noteiktām vērtībām.
Pārejot no teorijas pie prakses, jāsaka, ka analogajam signālam raksturīgi traucējumi. Ar digitālo šādu problēmu nav, jo tas tās veiksmīgi “izlīdzina”. Pateicoties jaunajām tehnoloģijām, šī datu pārraides metode spēj pati atjaunot visu sākotnējo informāciju bez zinātnieka iejaukšanās.
Runājot par televīziju, mēs jau varam droši teikt: analogā pārraide jau sen ir novecojusi. Lielākā daļa patērētāju pāriet uz digitālo signālu. Pēdējā trūkums ir tāds, ka, ja jebkura ierīce spēj uztvert analogo pārraidi, tad modernāka metode ir tikai īpaša tehnika. Lai gan pieprasījums pēc novecojušās metodes jau sen ir samazinājies, tomēr šāda veida signāli joprojām nespēj pilnībā izzust no ikdienas.
