هر روز مردم با استفاده از وسایل الکترونیکی مواجه می شوند. بدون آنها، زندگی مدرن غیرممکن است. پس از همه، ما در مورد تلویزیون، رادیو، کامپیوتر، تلفن، مولتی کوکر و موارد دیگر صحبت می کنیم. پیش از این، چند سال پیش، هیچ کس به این فکر نمی کرد که چه سیگنالی در هر دستگاه قابل اجرا استفاده می شود. اکنون کلمات "آنالوگ"، "دیجیتال"، "گسسته" مدتهاست شنیده می شود. برخی از سیگنال های ذکر شده در بالا با کیفیت و قابل اعتماد هستند.
انتقال دیجیتال بسیار دیرتر از انتقال آنالوگ استفاده شد. این به این دلیل است که نگهداری چنین سیگنالی بسیار ساده تر است و فناوری در آن زمان چندان پیشرفته نبود.
هر فردی همیشه با مفهوم "گسستگی" مواجه است. اگر این کلمه را از لاتین ترجمه کنید، به معنای "ناپیوستگی" خواهد بود. با رفتن عمیق به علم، می‌توان گفت که سیگنال گسسته روشی برای انتقال اطلاعات است که بر تغییر زمان رسانه حامل دلالت دارد. دومی هر ارزشی را از همه ممکن می گیرد. اکنون پس از تصمیم گیری برای تولید سیستم ها بر روی یک تراشه، گسستگی در پس زمینه محو می شود. آنها یکپارچه هستند و همه اجزا به طور نزدیک با یکدیگر تعامل دارند.دوست در گسستگی، همه چیز دقیقاً برعکس است - هر جزئیات کامل شده و از طریق خطوط ارتباطی خاص به دیگران متصل می شود.
سیگنال
سیگنال کد خاصی است که توسط یک یا چند سیستم به فضا منتقل می شود. این عبارت کلی است.
در زمینه اطلاعات و ارتباطات، سیگنال حامل ویژه هر داده ای است که برای انتقال پیام استفاده می شود. می توان ایجاد کرد اما پذیرفته نشد، آخرین شرط اختیاری است. اگر سیگنال یک پیام است، "گرفتن" آن ضروری است.
کد انتقال داده توصیف شده توسط یک تابع ریاضی داده می شود. تمام تغییرات احتمالی پارامترها را مشخص می کند. در تئوری مهندسی رادیو، این مدل پایه در نظر گرفته می شود. در آن نویز آنالوگ سیگنال نامیده می شد. این تابعی از زمان است که آزادانه با کد ارسال شده در تعامل است و آن را تحریف می کند.
این مقاله انواع سیگنال ها را شرح می دهد: گسسته، آنالوگ و دیجیتال. تئوری اصلی در مورد موضوعی که شرح داده می شود نیز به طور خلاصه ارائه شده است.
انواع سیگنال
انواع مختلفی از طبقه بندی سیگنال موجود است. نوع ها را در نظر بگیرید.
- با توجه به رسانه فیزیکی حامل داده، سیگنال الکتریکی، نوری، صوتی و الکترومغناطیسی از هم جدا می شوند. چندین گونه دیگر وجود دارد، اما آنها کمتر شناخته شده اند.
- بر اساس روش تنظیم، سیگنال ها به منظم و نامنظم تقسیم می شوند. اولی روش های انتقال داده قطعی هستند که توسط یک تابع تحلیلی مشخص می شوند.تصادفی ها به دلیل تئوری احتمال فرموله می شوند و همچنین در بازه های زمانی مختلف مقادیری را به خود می گیرند.
- بسته به عملکردهایی که همه پارامترهای سیگنال را توصیف می کنند، روش های انتقال داده می توانند آنالوگ، گسسته، دیجیتال (روشی که سطح کوانتیزه می شود) باشند. آنها برای تامین انرژی بسیاری از وسایل الکتریکی استفاده می شوند.
اکنون خواننده همه نوع سیگنال دهی را می شناسد. درک آنها برای هیچ فردی دشوار نخواهد بود، نکته اصلی این است که کمی فکر کنید و درس فیزیک مدرسه را به خاطر بسپارید.
سیگنال برای چه پردازش شده است؟
سیگنال به منظور ارسال و دریافت اطلاعات رمزگذاری شده در آن پردازش می شود. پس از استخراج، می توان از آن به روش های مختلفی استفاده کرد. در برخی شرایط، دوباره قالب بندی می شود.
دلیل دیگری برای پردازش همه سیگنال ها وجود دارد. این شامل فشرده سازی جزئی فرکانس ها است (به طوری که به اطلاعات آسیب نرساند). پس از آن، فرمت شده و با سرعت کم ارسال می شود.
روش های خاصی در سیگنال های آنالوگ و دیجیتال استفاده می شود. به طور خاص، فیلتر کردن، پیچیدگی، همبستگی. اگر سیگنال آسیب دیده یا نویز داشته باشد، برای بازیابی سیگنال مورد نیاز هستند.
آفرینش و شکل گیری
اغلب، مبدل های آنالوگ به دیجیتال (ADC) و دیجیتال به آنالوگ (DAC) برای تولید سیگنال ها مورد نیاز است. بیشتر اوقات ، هر دوی آنها فقط در شرایطی با استفاده از فناوری های DSP استفاده می شوند. در موارد دیگر، فقط استفاده از DAC کارساز خواهد بود.
هنگام ایجادکدهای فیزیکی آنالوگ با استفاده بیشتر از روش های دیجیتال به اطلاعات دریافتی متکی هستند که از دستگاه های خاص منتقل می شود.
محدوده دینامیک
محدوده سیگنال با تفاوت بین سطح صدای بالاتر و پایین تر که در دسی بل بیان می شود محاسبه می شود. کاملاً به کار و ویژگی های اجرا بستگی دارد. ما هم در مورد تراک های موسیقی صحبت می کنیم و هم در مورد دیالوگ های معمولی بین مردم. اگر مثلاً گوینده‌ای را در نظر بگیریم که اخبار را می‌خواند، محدوده دینامیکی او بین 25 تا 30 دسی‌بل در نوسان است. و هنگام خواندن یک اثر، می تواند تا 50 دسی بل افزایش یابد.
سیگنال آنالوگ
سیگنال آنالوگ روشی پیوسته برای انتقال داده است. عیب آن وجود نویز است که گاهی منجر به از بین رفتن کامل اطلاعات می شود. اغلب اوقات چنین موقعیت هایی وجود دارد که نمی توان تعیین کرد که داده های مهم کجا در کد هستند و کجا تحریف های معمولی وجود دارد.
دقیقاً به همین دلیل است که پردازش سیگنال دیجیتال بسیار محبوب شده است و به تدریج جایگزین آنالوگ می شود.
سیگنال دیجیتال
سیگنال دیجیتال یک جریان داده خاص است که با توابع گسسته توصیف می شود. دامنه آن می تواند مقدار مشخصی را از آنچه قبلا داده شده است، بگیرد. در حالی که سیگنال آنالوگ قادر به دریافت مقدار زیادی نویز است، سیگنال دیجیتال بیشتر نویز دریافتی را فیلتر می کند.
علاوه بر این، این نوع انتقال داده، اطلاعات را بدون معنایی غیر ضروری منتقل می کند.بارها چندین کد را می توان همزمان از طریق یک کانال فیزیکی ارسال کرد.
انواع سیگنال دیجیتال وجود ندارد، زیرا به عنوان یک روش جداگانه و مستقل برای انتقال داده برجسته می شود. این یک جریان باینری است. امروزه چنین سیگنالی محبوب ترین در نظر گرفته می شود. این به دلیل سهولت استفاده است.
کاربرد سیگنال دیجیتال
تفاوت بین یک سیگنال الکتریکی دیجیتال با سایرین چیست؟ این واقعیت که او قادر به انجام یک بازسازی کامل در تکرار کننده است. هنگامی که سیگنالی با کوچکترین تداخل وارد تجهیزات ارتباطی می شود، بلافاصله شکل خود را به دیجیتال تغییر می دهد. این به عنوان مثال، به یک برج تلویزیون اجازه می دهد تا سیگنالی را دوباره تشکیل دهد، اما بدون اثر نویز.
در صورتی که کد از قبل با اعوجاج های زیاد وارد شود، متأسفانه نمی توان آن را بازیابی کرد. اگر ارتباطات آنالوگ را مقایسه کنیم، در یک وضعیت مشابه، تکرارکننده می‌تواند بخشی از داده‌ها را استخراج کند و انرژی زیادی صرف کند.
هنگام بحث در مورد ارتباطات سلولی با فرمت های مختلف، با اعوجاج شدید در یک خط دیجیتال، صحبت کردن تقریبا غیرممکن است، زیرا کلمات یا عبارات کامل شنیده نمی شوند. اتصال آنالوگ در این مورد موثرتر است، زیرا می توانید به گفتگو ادامه دهید.
دقیقاً به دلیل چنین مشکلاتی است که تکرارکننده‌ها اغلب یک سیگنال دیجیتال را برای کاهش شکاف در خط ارتباطی تشکیل می‌دهند.
سیگنال گسسته
اکنون هر شخصی از تلفن همراه یا نوعی «شماره‌گیر» روی خود استفاده می‌کندکامپیوتر. یکی از وظایف دستگاه ها یا نرم افزارها، انتقال سیگنال، در این مورد جریان صدا است. برای حمل یک موج پیوسته، به کانالی نیاز است که پهنای باند سطح بالاتری داشته باشد. به همین دلیل تصمیم به استفاده از سیگنال گسسته گرفته شد. خود موج را ایجاد نمی کند، بلکه شکل دیجیتالی آن را ایجاد می کند. چرا؟ زیرا انتقال از طریق فناوری (مثلاً تلفن یا رایانه) انجام می شود. مزایای این نوع انتقال اطلاعات چیست؟ این مقدار کل داده های ارسالی را کاهش می دهد و همچنین ارسال دسته ای را راحت تر سازماندهی می کند.
مفهوم "گسسته سازی" مدتهاست که به طور مداوم در فناوری رایانه استفاده می شود. به لطف چنین سیگنالی، اطلاعات پیوسته ای منتقل نمی شود که کاملاً با نمادها و حروف خاص رمزگذاری شده است، بلکه داده ها در بلوک های ویژه جمع آوری می شوند. آنها ذرات مجزا و کامل هستند. این روش رمزگذاری مدتهاست که به پس زمینه منتقل شده است، اما به طور کامل ناپدید نشده است. با آن می‌توانید اطلاعات کوچک را به راحتی انتقال دهید.
مقایسه سیگنال های دیجیتال و آنالوگ
هنگام خرید تجهیزات، به ندرت کسی به این فکر می کند که چه نوع سیگنال هایی در این یا آن دستگاه استفاده می شود و حتی بیشتر در مورد محیط و طبیعت آنها. اما گاهی اوقات هنوز باید با مفاهیم سر و کار داشته باشید.
مدتهاست که مشخص شده است که فناوری های آنالوگ در حال از دست دادن تقاضا هستند، زیرا استفاده از آنها غیرمنطقی است. در عوض ارتباطات دیجیتالی می آید. شما باید بفهمید که چه چیزی در خطر است و بشریت چه چیزی را رد می کند.
به طور خلاصه،سیگنال آنالوگ روشی برای انتقال اطلاعات است که به توصیف داده ها با توابع پیوسته زمان دلالت دارد. در واقع، به طور خاص، دامنه نوسانات می تواند برابر با هر مقداری باشد که در محدوده خاصی باشد.
پردازش سیگنال دیجیتال با توابع زمان گسسته توصیف می شود. به عبارت دیگر، دامنه نوسان این روش برابر با مقادیر کاملاً مشخص شده است.
گذر از تئوری به عمل، باید گفت که سیگنال آنالوگ با تداخل مشخص می شود. با دیجیتال، چنین مشکلاتی وجود ندارد، زیرا با موفقیت آنها را "صاف" می کند. با توجه به فن آوری های جدید، این روش انتقال داده قادر است تمام اطلاعات اصلی را به تنهایی و بدون دخالت دانشمند بازیابی کند.
وقتی در مورد تلویزیون صحبت می کنیم، می توانیم با اطمینان بگوییم: انتقال آنالوگ مدت هاست که مفید است. بیشتر مصرف کنندگان به سمت سیگنال دیجیتال حرکت می کنند. نقطه ضعف دومی این است که اگر هر دستگاهی قادر به دریافت انتقال آنالوگ باشد، روش مدرن تر تنها یک تکنیک خاص است. اگرچه تقاضا برای روش منسوخ مدت زیادی کاهش یافته است، اما این نوع سیگنال ها هنوز نمی توانند به طور کامل از زندگی روزمره ناپدید شوند.
