Адамдар күн сайын электронды құрылғыларды пайдаланумен бетпе-бет келеді. Оларсыз қазіргі өмір мүмкін емес. Өйткені, біз теледидар, радио, компьютер, телефон, мультипісіргіш және т.б. Бұрын, бірнеше жыл бұрын, әрбір жұмыс істейтін құрылғыда қандай сигнал қолданылатыны туралы ешкім ойлаған жоқ. Қазір «аналогтық», «цифрлық», «дискретті» деген сөздер бұрыннан айтылып жүр. Жоғарыда аталған сигналдардың кейбірі жоғары сапалы және сенімді.
Сандық беріліс аналогтық беріліске қарағанда әлдеқайда кейінірек қолданыла бастады. Себебі, мұндай сигналды ұстау әлдеқайда оңай және ол кездегі технология онша жетілмеген еді.
Әр адам «дискреттілік» ұғымымен үнемі кездеседі. Егер сіз бұл сөзді латын тілінен аударсаңыз, онда ол «үзіліс» дегенді білдіреді. Ғылымға тереңірек үңілсек, дискретті сигналды тасымалдаушы орта уақытының өзгеруін білдіретін ақпаратты беру әдісі деп айта аламыз. Соңғысы барлық мүмкін болатын кез келген мәнді алады. Енді чипте жүйелерді шығару туралы шешім қабылданғаннан кейін дискреттілік фонға түсіп жатыр. Олар біртұтас және барлық компоненттер бір-бірімен тығыз әрекеттеседі.дос. Дискреттілікте бәрі керісінше - әрбір бөлшек аяқталып, басқалармен арнайы байланыс желілері арқылы қосылады.
Сигнал
Сигнал – бір немесе бірнеше жүйе арқылы ғарышқа жіберілетін арнайы код. Бұл сөз жалпы.
Ақпарат және коммуникация саласында сигнал хабарламаларды жіберу үшін қолданылатын кез келген деректердің арнайы тасымалдаушысы болып табылады. Оны жасауға болады, бірақ қабылданбайды, соңғы шарт міндетті емес. Егер сигнал хабарлама болса, оны "ұстап алу" қажет деп саналады.
Сипатталған деректерді тасымалдау коды математикалық функция арқылы берілген. Ол параметрлердің барлық мүмкін болатын өзгерістерін сипаттайды. Радиотехника теориясында бұл модель негізгі болып саналады. Онда шу сигналдың аналогы деп аталды. Бұл жіберілетін кодпен еркін әрекеттесетін және оны бұрмалайтын уақыт функциясы.
Мақалада сигналдардың түрлері сипатталған: дискретті, аналогтық және цифрлық. Сипатталған тақырып бойынша негізгі теория да қысқаша берілген.
Сигнал түрлері
Сигнал классификациясының бірнеше түрі қолжетімді. Қандай түрлер екенін қарастырыңыз.
- Деректер тасымалдаушының физикалық ортасына сәйкес электрлік сигнал оптикалық, акустикалық және электромагниттік болып бөлінеді. Бірнеше басқа түрлері бар, бірақ олар аз белгілі.
- Орнату әдісі бойынша сигналдар тұрақты және тұрақты емес болып бөлінеді. Біріншісі аналитикалық функция арқылы анықталған деректерді берудің детерминирленген әдістері. Кездейсоқтар ықтималдық теориясына байланысты тұжырымдалған және олар әртүрлі уақыт аралықтарында кез келген мәндерді қабылдайды.
- Барлық сигнал параметрлерін сипаттайтын функцияларға байланысты деректерді беру әдістері аналогтық, дискретті, сандық болуы мүмкін (деңгейде квантталған әдіс). Олар көптеген электр құрылғыларын қуаттандыру үшін қолданылады.
Енді оқырман сигнал берудің барлық түрін біледі. Оларды түсіну кез келген адамға қиын болмайды, бастысы аздап ойланып, мектептегі физика курсын есте сақтаңыз.
Сигнал не үшін өңделеді?
Сигнал ондағы шифрланған ақпаратты жіберу және алу үшін өңделеді. Оны шығарғаннан кейін оны әртүрлі тәсілдермен қолдануға болады. Кейбір жағдайларда ол қайта пішімделеді.
Барлық сигналдарды өңдеудің тағы бір себебі бар. Ол жиіліктердің аздап қысылуынан тұрады (ақпаратқа зақым келтірмеу үшін). Осыдан кейін ол пішімделеді және баяу жылдамдықпен жіберіледі.
Арнайы әдістер аналогтық және цифрлық сигналдарда қолданылады. Атап айтқанда, сүзгілеу, конволюция, корреляция. Олар сигнал зақымдалған немесе шу болса, оны қалпына келтіру үшін қажет.
Жасау және қалыптастыру
Сигналдарды жасау үшін жиі аналогты-цифрлық (ADC) және цифрлық-аналогты (DAC) түрлендіргіштер қажет. Көбінесе олардың екеуі де DSP технологияларын қолдану жағдайында ғана қолданылады. Басқа жағдайларда, тек DAC пайдалану орындалады.
Жасаған кездефизикалық аналогтық кодтар цифрлық әдістерді одан әрі қолдану арқылы арнайы құрылғылардан берілетін алынған ақпаратқа сүйенеді.
Динамикалық диапазон
Сигнал диапазоны децибелмен көрсетілген жоғары және төменгі дыбыс деңгейлері арасындағы айырмашылықпен есептеледі. Бұл толығымен жұмыс пен спектакльдің ерекшеліктеріне байланысты. Біз музыкалық тректер туралы да, адамдар арасындағы қарапайым диалогтар туралы да айтып отырмыз. Мысалы, жаңалықтарды оқитын дикторды алсақ, оның динамикалық диапазоны 25-30 дБ шамасында ауытқиды. Ал шығарманы оқу кезінде ол 50 дБ дейін өседі.
Аналогтық сигнал
Аналогтық сигнал деректерді берудің уақыт бойынша үздіксіз әдісі болып табылады. Оның кемшілігі - шудың болуы, кейде ақпараттың толық жоғалуына әкеледі. Көбінесе кодта маңызды деректердің қай жерде екенін және әдеттегі бұрмалаулардың қай жерде екенін анықтау мүмкін болмайтын жағдайлар жиі кездеседі.
Сондықтан цифрлық сигналды өңдеу өте танымал болды және бірте-бірте аналогты алмастырады.
Сандық сигнал
Сандық сигнал - бұл дискретті функциялармен сипатталатын арнайы деректер ағыны. Оның амплитудасы берілгендерден белгілі бір мәнді қабылдай алады. Аналогтық сигнал үлкен мөлшердегі шуды қабылдауға қабілетті болғанымен, цифрлық сигнал қабылданған шудың көп бөлігін сүзеді.
Сонымен қатар, деректерді берудің бұл түрі ақпаратты қажетсіз семантикасыз тасымалдайдыжүктер. Бір физикалық арна арқылы бірнеше кодты бірден жіберуге болады.
Цифрлық сигналдың түрлері жоқ, өйткені ол деректерді берудің жеке және тәуелсіз әдісі ретінде ерекшеленеді. Бұл екілік ағын. Қазіргі уақытта мұндай сигнал ең танымал болып саналады. Бұл пайдаланудың қарапайымдылығына байланысты.
Сандық сигналды қолдану
Сандық электр сигналының басқалардан айырмашылығы неде? Оның қайталағышта толық регенерацияны орындауға қабілеттілігі. Байланыс жабдығына шамалы кедергісі бар сигнал түскенде, ол дереу өзінің түрін цифрлық түрге ауыстырады. Бұл, мысалы, теледидар мұнарасына шу әсерінсіз қайтадан сигнал жасауға мүмкіндік береді.
Егер код үлкен бұрмаланулармен келген болса, өкінішке орай, оны қалпына келтіру мүмкін емес. Салыстыру үшін аналогтық байланысты алатын болсақ, онда ұқсас жағдайда қайталағыш көп энергия жұмсай отырып, деректердің бір бөлігін шығарып алады.
Цифрлық желіде қатты бұрмаланатын әртүрлі пішімдегі ұялы байланысты талқылағанда, сөздер немесе тұтас тіркестер естілмейтіндіктен, сөйлесу мүмкін емес. Бұл жағдайда аналогтық қосылым тиімдірек, өйткені диалогты жалғастыруға болады.
Дәл осындай мәселелерге байланысты қайталағыштар байланыс желісіндегі алшақтықты азайту үшін жиі сандық сигнал жасайды.
Дискретті сигнал
Енді әр адам ұялы телефонды немесе «тергіштің» түрін пайдаланадыкомпьютер. Құрылғылардың немесе бағдарламалық жасақтаманың міндеттерінің бірі сигналды беру болып табылады, бұл жағдайда дауыс ағыны. Үздіксіз толқынды өткізу үшін өткізу қабілеті жоғарырақ болатын арна қажет. Сондықтан дискретті сигналды қолдану туралы шешім қабылданды. Ол толқынның өзін емес, оның цифрлық түрін жасайды. Неге солай? Өйткені беріліс технологиядан келеді (мысалы, телефон немесе компьютер). Ақпаратты тасымалдаудың бұл түрінің артықшылықтары қандай? Ол жіберілетін деректердің жалпы көлемін азайтады, сонымен қатар пакеттік жіберуді оңай ұйымдастырады.
Компьютерлік технологияда «дискретизация» түсінігі ұзақ уақыт бойы тұрақты түрде қолданылып келеді. Осындай сигналдың арқасында арнайы таңбалармен және әріптермен толығымен кодталған үздіксіз ақпарат емес, арнайы блоктарда жиналған деректер жіберіледі. Олар бөлек және толық бөлшектер. Бұл кодтау әдісі бұрыннан фонға ауыстырылды, бірақ толығымен жойылған жоқ. Оның көмегімен шағын ақпарат бөліктерін оңай тасымалдауға болады.
Сандық және аналогтық сигналдарды салыстыру
Жабдықты сатып алғанда, осы немесе басқа құрылғыда сигналдардың қандай түрлері қолданылатыны туралы, тіпті олардың қоршаған ортасы мен табиғаты туралы ешкім ойламайды. Бірақ кейде әлі де ұғымдармен айналысуға тура келеді.
Аналогтық технологиялар сұранысты жоғалтып жатқаны бұрыннан белгілі, себебі оларды пайдалану қисынсыз. Оның орнына цифрлық байланыс келеді. Сізге не қауіп төніп тұрғанын және адамзат нені қабылдамайтынын түсінуіңіз керек.
Қысқасы,аналогтық сигнал - уақыттың үздіксіз функцияларымен мәліметтерді сипаттауды білдіретін ақпаратты беру тәсілі. Нақтырақ айтсақ, тербеліс амплитудасы белгілі бір шектегі кез келген мәнге тең болуы мүмкін.
Сандық сигналды өңдеу дискретті уақыт функцияларымен сипатталады. Басқаша айтқанда, бұл әдістің тербеліс амплитудасы қатаң көрсетілген мәндерге тең.
Теориядан практикаға көшкенде аналогтық сигнал кедергімен сипатталады деп айту керек. Цифрлық жағдайда мұндай проблемалар болмайды, өйткені ол оларды сәтті «тегістейді». Жаңа технологиялардың арқасында деректерді берудің бұл әдісі ғалымның араласуынсыз барлық бастапқы ақпаратты өздігінен қалпына келтіруге қабілетті.
Теледидар туралы айтатын болсақ, біз қазірдің өзінде сенімді түрде айта аламыз: аналогтық беріліс өзінің пайдалылығын әлдеқашан асырды. Көптеген тұтынушылар цифрлық сигналға көшуде. Соңғысының кемшілігі мынада, егер кез келген құрылғы аналогтық беруді қабылдауға қабілетті болса, онда неғұрлым заманауи әдіс тек арнайы техника болып табылады. Ескірген әдіске сұраныс әлдеқашан азайғанымен, бұл сигнал түрлері әлі де күнделікті өмірден толығымен жойыла алмайды.
