Podoben signal. Digitalni in analogni signal: kakšne so podobnosti in razlike, prednosti in slabosti? Digitalni in diskretni signali

Digitalno vezje je najpomembnejša disciplina, ki se preučuje v vseh višjih in srednjih izobraževalnih ustanovah, ki izobražujejo strokovnjake za elektroniko. Tudi pravi radijski amater bi moral biti dobro podkovan v tej zadevi. Toda večina knjig in učni pripomočki napisano v jeziku, ki ga je zelo težko razumeti, inženir elektronike (morda šolar) pa ga bo težko obvladal nove informacije... Niz novih materialov za usposabljanje iz Master Kit -a je namenjenih zapolnitvi te vrzeli: v naših člankih so kompleksni koncepti opisani z najpreprostejšimi besedami.

8.1. Analogni in digitalni signali

Najprej morate ugotoviti, kako se analogno vezje na splošno razlikuje od digitalnega. In glavna razlika je v signalih, s katerimi delujejo ta vezja.
Vse signale lahko razdelimo na dve glavni vrsti: analogne in digitalne.

Analogni signali

Analogni signali so nam najbolj znani. Lahko rečemo, da je ves okoliški naravni svet okoli nas analogen. Naš vid in sluh, pa tudi vsi drugi čuti, zaznavajo dohodne informacije v analogni obliki, torej neprekinjeno v času. Prenos zvočnih informacij - človeški govor, zvoki glasbil, ropotanje živali, zvoki narave itd. - tudi v analogni obliki.
Da bi to vprašanje še bolje razumeli, narišimo analogni signal(slika 1.):

Slika 1. Analogni signal

Vidimo, da je analogni signal časovno in amplitudno neprekinjen. V vsakem trenutku lahko določite natančno vrednost amplitude analognega signala.

Digitalni signali

Analizirajmo amplitudo signala ne stalno, ampak diskretno, v določenih intervalih. Na primer enkrat na sekundo ali pogosteje: desetkrat na sekundo. Kako pogosto to počnemo, se imenuje frekvenca vzorčenja: enkrat na sekundo - 1 Hz, tisočkrat na sekundo - 1000 Hz ali 1 kHz.

Zaradi jasnosti narišimo grafe analognega (zgoraj) in digitalnega (spodaj) signala (slika 2.):

Slika 2. Analogni signal (zgoraj) in digitalna kopija (spodaj)

Vidimo, da je v vsakem trenutnem časovnem obdobju mogoče ugotoviti trenutno digitalno vrednost amplitude signala. Kaj se zgodi s signalom (po kakšnem zakonu se spreminja, kakšna je njegova amplituda) med intervali »preverjanja«, ne vemo, te informacije se nam izgubijo. Manj pogosto preverjamo raven signala (nižja je stopnja vzorčenja), manj informacij imamo o signalu. Seveda velja tudi obratno: višja kot je frekvenca vzorčenja, boljša je kakovost predstavitve signala. V meji, ki poveča frekvenco vzorčenja do neskončnosti, dobimo praktično enak analogni signal.
Ali to pomeni, da je analogni signal vseeno boljši od digitalnega? V teoriji morda ja. Toda v praksi sodobni analogno-digitalni pretvorniki (ADC) delujejo pri tako visoki hitrosti vzorčenja (do nekaj milijonov vzorcev na sekundo), tako kakovostno opisujejo analogni signal v digitalni obliki, da človeški čuti (oči, ušesa) ne čuti več razlike med izvirnim signalom in njegovim digitalnim modelom. Digitalni signal ima zelo pomembno prednost: lažje ga je prenašati po žicah ali radijskih valovih, motnje na tak signal ne vplivajo bistveno. Zato vse moderno mobilna povezava, televizijsko in radijsko oddajanje - digitalno.

Spodnji graf na sl. 2 lahko preprosto predstavimo v drugi obliki - kot dolgo zaporedje para števil: čas / amplituda. In številke so točno tisto, kar digitalna vezja potrebujejo. Resnica, digitalna vezja raje delajte s številkami na poseben način, vendar bomo o tem govorili v naslednji lekciji.

Zdaj lahko naredimo pomembne zaključke:

Digitalni signal je diskreten, določimo ga lahko le za določene časovne točke;
- višja kot je frekvenca vzorčenja, boljša je natančnost predstavitve digitalnega signala.

Analogni signal je podatkovni signal, pri katerem je vsak od predstavljenih parametrov opisan s funkcijo časa in neprekinjenim nizom možnih vrednosti.

Obstajata dva signalna prostora - prostor L (neprekinjeni signali) in prostor l (L je majhen) - prostor zaporedij. Prostor l (L je majhen) je prostor Fourierjevih koeficientov (števnega niza števil, ki določajo neprekinjeno funkcijo na končnem intervalu področja definicije), prostor L je prostor neprekinjenih (analognih) signalov nad področje opredelitve. Pod določenimi pogoji je prostor L edinstveno preslikan v prostor l (na primer prva dva Kotelnikova izreka o diskretizaciji).

Analogni signali so opisani kot neprekinjene funkcije časa, zato se analogni signal včasih imenuje neprekinjen signal. Analogni signali so v nasprotju z diskretnimi (kvantizirani, digitalni). Primeri neprekinjenih prostorov in ustreznih fizikalnih količin:

neposredno: električna napetost

obseg: položaj rotorja, kolesa, zobnikov, kazalcev analogne ure ali faze nosilnega signala

segment: položaj bata, krmilne ročice, termometra za tekočino ali električnega signala, po amplitudi omejeni različni večdimenzionalni prostori: barva, kvadratno moduliran signal.

Lastnosti analognih signalov so v veliki meri nasprotne lastnostim kvantiziranih ali digitalnih signalov.

Odsotnost jasno ločljivih diskretnih ravni signala vodi do nemožnosti uporabe pojma informacije v obliki, kot jo digitalne tehnologije razumejo za opis. "Količina informacij" v enem vzorcu bo omejena le z dinamičnim razponom merilnega instrumenta.

Brez odvečnosti. Iz kontinuitete vrednostnega prostora izhaja, da se vse motnje, vnesene v signal, ne razlikujejo od samega signala, zato prvotne amplitude ni mogoče obnoviti. Pravzaprav je filtriranje mogoče, na primer s frekvenčnimi metodami, če so znane dodatne informacije o lastnostih tega signala (zlasti frekvenčni pas).

Uporaba:

Analogni signali se pogosto uporabljajo za predstavitev nenehno spreminjajočih se fizičnih količin. Na primer, analogni električni signal, posnet s termoelementa, nosi informacije o temperaturnih spremembah, signal iz mikrofona - o hitrih spremembah tlaka v zvočnem valu itd.

2.2 Digitalni signal

Digitalni signal je podatkovni signal, v katerem je vsak od predstavljenih parametrov opisan z diskretno časovno funkcijo in končnim nizom možnih vrednosti.

Signali so diskretni električni ali svetlobni impulzi. S to metodo se celotna zmogljivost komunikacijskega kanala uporablja za prenos enega signala. Digitalni signal uporablja celotno pasovno širino kabla. Pasovna širina je razlika med največjo in najmanjšo frekvenco, ki se lahko prenaša po kablu. Vsaka naprava v takih omrežjih pošilja podatke v obe smeri, nekatere pa lahko hkrati sprejemajo in prenašajo. Osnovni pasovni sistemi prenašajo podatke kot digitalni signal ene frekvence.

Diskretni digitalni signal je težje prenašati na dolge razdalje kot analogni signal, zato je predhodno moduliran na oddajniški strani in demoduliran na strani sprejemnika informacij. Uporaba algoritmov za preverjanje in obnavljanje digitalnih informacij v digitalnih sistemih lahko znatno poveča zanesljivost prenosa informacij.

Komentiraj. Upoštevati je treba, da je pravi digitalni signal analogen po svoji fizični naravi. Zaradi hrupa in sprememb parametrov daljnovodov ima nihanja amplitude, faze / frekvence (trepetanje), polarizacije. Toda ta analogni signal (impulzni in diskretni) je obdarjen z lastnostmi števila. Posledično je možno uporabiti numerične metode za njegovo obdelavo (računalniška obdelava).

Digitalna elektronika zdaj čedalje bolj izriva tradicionalni analog. Vodilna podjetja, ki proizvajajo najrazličnejšo elektronsko opremo, vse bolj razglašajo popoln prehod na digitalno tehnologijo.

Napredek tehnologije za proizvodnjo elektronskih mikrovezji je zagotovil hiter razvoj digitalne tehnologije in naprav. Uporaba digitalnih metod obdelave in prenosa signala lahko bistveno izboljša kakovost komunikacijskih linij. Digitalne metode obdelave in preklapljanja signalov v telefoniji večkrat omogočajo zmanjšanje značilnosti teže in velikosti stikalnih naprav, povečanje zanesljivosti komunikacije in uvedbo dodatne funkcionalnosti.

Pojav hitrih mikroprocesorjev, mikrovezja pomnilnik z naključnim dostopom velike količine, majhne naprave za shranjevanje informacij na trdih medijih velikih količin so omogočile ustvarjanje dokaj poceni univerzalnih osebnih elektronskih računalnikov (računalnikov), ki so našli zelo široko uporabo v vsakdanjem življenju in proizvodnji.

Digitalna tehnologija je nepogrešljiva v sistemih za daljinsko signalizacijo in daljinsko upravljanje, ki se uporabljajo pri avtomatizirani proizvodnji, nadzoru oddaljenih predmetov, na primer vesoljskih ladij, črpalnih postaj za plin itd. Digitalna tehnologija je močno zasedla tudi električne in radijske merilne sisteme. Sodobne naprave za snemanje in reprodukcijo signalov so tudi nepredstavljive brez uporabe digitalnih naprav. Digitalne naprave se pogosto uporabljajo za nadzor gospodinjskih aparatov.

Zelo verjetno je, da bodo digitalne naprave v prihodnje prevladovale na trgu elektronike.

Najprej podajmo nekaj osnovnih opredelitev..

Signal Je vsaka fizikalna količina (na primer temperatura, zračni tlak, jakost svetlobe, jakost toka itd.), Ki se s časom spreminja. Zahvaljujoč tej časovni spremembi lahko signal nosi nekakšne informacije.

Električni signal Je električna količina (na primer napetost, tok, moč), ki se s časom spreminja. Vsa elektronika deluje predvsem z električnimi signali, čeprav se v zadnjem času uporablja vedno več svetlobnih signalov, ki predstavljajo jakost svetlobe, ki se s časom spreminja.

Analogni signal Je signal, ki lahko sprejme kakršne koli vrednosti v določenih mejah (na primer napetost se lahko gladko spreminja od nič do deset voltov). Naprave, ki sprejemajo samo analogne signale, se imenujejo analogne naprave.

Digitalni signal Je signal, ki lahko sprejme le dve vrednosti (včasih tri vrednosti). Poleg tega so dovoljena neka odstopanja od teh vrednosti (slika 1.1). Na primer, napetost lahko ima dve vrednosti: od 0 do 0,5 V (ničelna raven) ali od 2,5 do 5 V (raven enotnosti). Naprave, ki delujejo izključno z digitalnimi signali, se imenujejo digitalne naprave.

V naravi so skoraj vsi signali analogni, torej se v določenih mejah neprestano spreminjajo. Zato so bile prve elektronske naprave analogne. Pretvorili so fizikalne količine v napetost ali tok, ki je sorazmeren z njimi, z njimi izvedli nekaj operacij in nato izvedli obratno pretvorbo v fizične količine. Na primer, človeški glas (zračne vibracije) se z mikrofonom pretvori v električne vibracije, nato pa te električne signale ojača elektronski ojačevalnik in se s pomočjo zvočniškega sistema spet pretvori v zračne vibracije, v glasnejši zvok .

Riž. 1.1. Električni signali: analogni (levo) in digitalni (desno).

Vse operacije, ki jih elektronske naprave izvajajo na signalih, lahko pogojno razdelimo v tri velike skupine:

Predelava (ali preoblikovanje);

Oddajanje;

Skladiščenje.

V vseh teh primerih uporabne signale popačijo parazitski signali - šum, motnje, motnje. Poleg tega se pri obdelavi signalov (na primer pri ojačanju, filtriranju) njihova oblika izkrivi tudi zaradi nepopolnosti, nepopolnosti elektronskih naprav. In ko se prenašajo na velike razdalje in med shranjevanjem, so tudi signali oslabljeni.

Riž. 1.2. Popačenje zaradi hrupa in motenj analognega signala (levo) in digitalnega signala (desno).

Pri analognih signalih vse to bistveno poslabša uporabni signal, saj so dovoljene vse njegove vrednosti (slika 1.2). Zato vsaka transformacija, vsako vmesno shranjevanje, vsak prenos po kablu ali zraku poslabša analogni signal, včasih do njegove popolne uničenja. Upoštevati moramo tudi, da vseh hrupov, motenj in zaznavanja v osnovi ni mogoče natančno izračunati, zato je popolnoma nemogoče natančno opisati obnašanje katere koli analogne naprave. Poleg tega se sčasoma parametri vseh analognih naprav spreminjajo zaradi staranja elementov, zato lastnosti teh naprav ne ostanejo konstantne.

Za razliko od analognih signalov so digitalni signali, ki imajo le dve dovoljeni vrednosti, veliko bolje zaščiteni pred šumom, motnjami in motnjami. Majhna odstopanja od dovoljenih vrednosti nikakor ne izkrivljajo digitalni signal, saj vedno obstajajo območja dovoljenih odstopanj (slika 1.2). Zato digitalni signali omogočajo veliko bolj zapleteno in večstopenjsko obdelavo, veliko daljše shranjevanje brez izgub in veliko boljši prenos kot analogni. Poleg tega je vedenje digitalnih naprav vedno mogoče natančno izračunati in predvideti. Digitalne naprave so veliko manj dovzetne za staranje, saj majhna sprememba njihovih parametrov nikakor ne vpliva na njihovo delovanje. Poleg tega je digitalne naprave lažje oblikovati in odpravljati napake. Jasno je, da vse te prednosti zagotavljajo hiter razvoj digitalne elektronike.

Vendar imajo digitalni signali tudi veliko pomanjkljivost. Dejstvo je, da mora na vsaki od njegovih dovoljenih ravni digitalni signal ostati vsaj nekaj minimalnega časovnega intervala, sicer ga ne bo mogoče prepoznati. In analogni signal lahko sprejme katero koli od svojih vrednosti za neskončno majhen čas. Lahko rečemo tudi drugače: analogni signal je definiran v neprekinjenem času (to je v vsakem trenutku v času), digitalni signal pa v diskretnem času (torej le v izbranih časovnih trenutkih). Zato je največja dosegljiva hitrost analognih naprav vedno bistveno višja od digitalnih naprav. Analogne naprave lahko prenesejo hitreje spreminjajoče se signale kot digitalne. Hitrost obdelave in prenosa informacij z analogno napravo je lahko vedno večja od hitrosti njene obdelave in prenosa z digitalno napravo.

Poleg tega digitalni signal prenaša informacije samo na dveh ravneh in s spreminjanjem ene od svojih ravni na drugo, analogni signal pa prenaša tudi informacije z vsako trenutno vrednostjo svojega nivoja, torej je bolj zmogljiv v smislu prenosa informacij. Zato je za prenos količine uporabnih informacij, ki jih vsebuje en analogni signal, najpogosteje potrebno uporabiti več digitalnih signalov (običajno od 4 do 16).

Poleg tega je, kot je bilo že omenjeno, v naravi vsi signali analogno-analogni, torej za njihovo pretvorbo v digitalne signale in za obratno pretvorbo je uporaba posebne opreme (analogno-digitalni in digitalno-analogni pretvornik) zahtevano. Tako nič ni brezplačno, pristojbine za prednosti digitalnih naprav pa se včasih lahko izkažejo za nesprejemljivo visoke.

Govoril sem o digitalnih signalih. Zakaj so ti digitalni signali tako dobri? Čeprav se sliši čudno, so digitalni signali po naravi analogni, saj se prenašajo s spreminjanjem vrednosti napetosti ali toka, vendar oddajajo signale s predhodno določenimi nivoji. V svojem jedru so diskreten signale. Kaj pomeni beseda "diskretno"? Diskretna sredstva, sestavljena iz ločenih delov, ločenih, prekinjenih. Digitalni signali so samo ločeni signali, saj imajo samo dve državi: "Aktivno" in "neaktivno" - "napetost / tok vklopljen" in "brez napetosti / toka".

Glavna prednost digitalnih signalov je, da jih je lažje prenašati in obdelovati. Za prenos se najpogosteje uporablja napetost. Zato sta sprejeti dve stanji: napetost je blizu nič (manj kot 10% vrednosti napetosti) in napetost je blizu napajalne napetosti (več kot 65% vrednosti). Na primer, ko je napajalna napetost vezja 5 voltov, dobimo signal z napetostjo 0,5 voltov - "nič", če pa 4,1 voltov - "ena".

Zaporedni način prenosa informacij

Preprosto sta dve žici, vir električnega signala in sprejemnik električnega signala, ki se oklepata teh žic.

To je FIZIKALNA NIVO.

Kot smo rekli, lahko po teh dveh žicah prenašamo le dva signala: Napetost / tok in brez napetosti / toka. Katere načine prenosa informacij lahko izvajamo?

Najlažji način - obstaja signal (lučka sveti) - to je ENO, ni signala (lučka ugasne) - to je nič

Če uporabite svoje možgane, lahko izmislite še nekaj različnih kombinacij. Na primer, vzemite širok impulz kot eno, ozkega pa kot nič:

Ali celo vzemite vodilni rob in mejo impulza kot enoto in nič. Spodaj je slika, če ste pozabili, kaj sta sprednji in rob pulza.

In tukaj je praktična izvedba:

Ja, vsaj pomislite na različne kombinacije, če se "prejemnik" in "pošiljatelj" dogovorita o sprejemu in prenosu... Tukaj sem navedel le najbolj priljubljene načine prenosa digitalnega signala. To pomeni, da so vse te metode PROTOKOLI. In kot sem rekel, si jih lahko omislite veliko.

Menjalni tečaj podatkov

Predstavljajte si sliko ... Učenci, predavanje je ... Učitelj diktira predavanje, učenci pa ga zapišejo

Če pa učitelj zelo hitro narekuje predavanje in je poleg tega to predavanje iz fizike ali matematične analize, potem dobimo:

Zakaj se je to zgodilo?

Z vidika digitalnega prenosa podatkov lahko rečemo, da je hitrost izmenjave podatkov med pošiljateljem in prejemnikom različna. Zato lahko pride do resnične situacije, ko "prejemnik" (učenec) ne more sprejeti podatkov od "pošiljatelja" (učitelja) zaradi neujemanja hitrosti prenosa podatkov: hitrost prenosa je lahko višja ali nižja od tisti, na katerega je sprejemnik (študent) konfiguriran ...

Ta problem V različnih standardih se serijski prenos podatkov rešuje na različne načine:

• predhodni dogovor o hitrosti prenosa podatkov (dogovorite se z učiteljem, da bo predavanje narekoval počasneje ali nekoliko hitreje);
• pred prenosom informacij "pošiljatelj" posreduje nekatere podatke o storitvah, s pomočjo katerih se "prejemnik" prilagodi "pošiljatelju" (učitelj: "kdor tega predavanja ne posname v celoti, ne bo prejel kredita")

Najpogosteje se uporablja prva metoda: zahtevani tečaj izmenjave podatkov je vnaprej nastavljen v komunikacijskih napravah. Za to se uporablja generator ure, ki generira impulze za sinhronizacijo vseh vozlišč naprave, pa tudi za sinhronizacijo komunikacijskega procesa med napravami.

Nadzor toka

Možno je tudi, da »prejemnik« (učenec) zaradi kakršnih koli razlogov: zasedenosti, okvare itd. Ni pripravljen sprejeti podatkov, ki jih posreduje »pošiljatelj« (učitelj).

Ta problem se reši na različne načine:

1) Na ravni protokola... Tako je na primer določeno v protokolu izmenjave: potem ko pošiljatelj za določen čas pošlje signal storitve "začetek prenosa podatkov", je "sprejemnik" dolžan potrditi sprejem tega signala s prenosom posebnega storitvenega signala "Pripravljen za sprejem". Ta metoda imenovano "programski nadzor pretoka" - "mehko"

2) Na fizični ravni- uporabljajo se dodatni komunikacijski kanali, po katerih "Pošiljatelj" PRED prenosom informacij vpraša "Prejemnika" o njegovi pripravljenosti za sprejem). Ta metoda se imenuje "strojni nadzor pretoka" - "trdi";

Obe metodi sta zelo pogosti. Včasih se uporabljajo hkrati: tako na fizični ravni kot na ravni protokola izmenjave.

Pri prenosu informacij je pomembno sinhronizirati delovanje oddajnika in sprejemnika... Način nastavitve komunikacijskega načina med napravami se imenuje "sinhronizacija". Samo v tem primeru lahko "prejemnik" pravilno (zanesljivo) sprejme sporočilo, ki ga pošlje "pošiljatelj".

Načini komunikacije

Enostavna komunikacija.

V tem primeru lahko prejemnik sprejema samo signale od pošiljatelja in nanj nikakor ne more vplivati. To je predvsem televizija ali radio. Lahko jih samo gledamo ali poslušamo.

Pol dupleksna komunikacija.

V tem načinu lahko pošiljatelj in sprejemnik izmenično prenašata signale drug na drugega, če je kanal prost. Odličen primer poldupleksne komunikacije je voki-toki. Če oba naročnika istočasno čivkata vsak v svoj voki-toki, potem nihče ne bo nikogar slišal.

- Prvi, prvi. Jaz sem drugi. Kako slišiš?

- Slišim, v redu, odložite!

Signal lahko pošlje le pošiljatelj, v tem primeru ga bo prejemnik prejel. Ali pa signal lahko pošlje prejemnik, v tem primeru ga pošiljatelj prejme. To pomeni, da imata pošiljatelj in prejemnik enake pravice za dostop do kanala (komunikacijske linije). Če oba hkrati prenašata signal na linijo, potem, kot sem rekel, iz tega ne bo nič.

Dupleksna komunikacija.

V tem načinu se lahko sprejem in prenos signala izvajata hkrati v dveh smereh. hkrati... Živahen primer tega je pogovor na mobilnem oz domači telefon ali pogovor v Skypeu.

Analogni signal je funkcija neprekinjenega argumenta (časa). Če se graf občasno prekine, kot se to na primer zgodi v zaporedju impulzov, že govorijo o določeni diskretnosti izbruha.

Zgodovina pojavljanja izraza

Računalniški inženiring

Če ga natančno preberete, nikjer ni zapisano, od kod izvira definicija - analogna. Na zahodu izraz računalniški strokovnjaki uporabljajo že od štiridesetih let. Med drugo svetovno vojno so se pojavili prvi računalniški sistemi, imenovani digitalni. In za razlikovanje je moral priti do novih epitetov.

Svetu gospodinjski aparati koncept analognega je vstopil šele v zgodnjih 80. letih, ko je bil prvi Intelovi procesorji, svet pa se je igral z igračami na ZX-Spectrumu, emulator za naprave, ki jih je danes mogoče dobiti na internetu. Igra je zahtevala izjemno vztrajnost, spretnost in odlično reakcijo. Skupaj z otroki so zbirali škatle in premagali sovražne tujce in odrasle. Sodobne igre so precej slabše od prvih ptic, ki so za nekaj časa zajele misli igralcev.

Zvočni posnetek in telefonija

Do zgodnjih 80 -ih se je začela pojavljati pop glasba v elektronski obdelavi. Glasbeni telegraf je bil javnosti predstavljen leta 1876, vendar ni dobil priznanja. Priljubljena glasba je občinstvu všeč v najširšem pomenu besede. Telegraf je lahko izdal eno samo noto, jo poslal na daljavo, kjer jo je reproduciral zvočnik posebne zasnove. Čeprav so Beatles pri ustvarjanju narednika Pepperja uporabili elektronske orgle, je sintetizator prišel v uporabo v poznih 70. letih. Resnično priljubljen in digitalni instrument je postal že sredi osemdesetih let: spomnimo se Modern Talking. Prej uporabljeni sintetizatorji na analognih vezjih, začenši z Novachordom leta 1939.

Tako navadnemu državljanu ni bilo treba razlikovati med analognimi in digitalnimi tehnologijami, dokler slednja ni postala trdno v uporabi. Beseda analog je v javni lasti od zgodnjih osemdesetih let. Kar zadeva izvor izraza, se tradicionalno meni, da je bil indeks izposojen iz telefonije, kasneje pa se je preselil v zvočni posnetek. Analogne vibracije se oddajajo neposredno v zvočnik in glas se takoj zasliši. Signal je podoben človeškemu govoru in postaja električni analog.

Če na zvočnik pošljete digitalni signal, se sliši neopisljiva kakofonija not različnih tipk. Ta "govor" je znan vsakomur, ki je programe in igre z magnetnega traku naložil v računalniški pomnilnik. Ne zveni kot človek, ker je digitalno. Kar se tiče diskretnega signala, se v najpreprostejših sistemih dovaja neposredno v zvočnik, ki služi kot integrator. Uspeh ali neuspeh podjetja je v celoti odvisen od pravih parametrov.

Hkrati se je izraz pojavil pri snemanju zvoka, kjer sta glasba in glas šla neposredno iz mikrofona na kaseto. Magnetno snemanje je postalo analog resničnim umetnikom. Vinilne plošče so kot glasbeniki in še vedno veljajo za najboljši medij za katero koli skladbo. Čeprav kažejo omejeno življenjsko dobo. Danes CD -ji pogosto vsebujejo digitalni zvok, ki ga je mogoče dekodirati z dekoderjem. Po Wikipediji se je leta 1975 začela nova doba (en.wikipedia.org/wiki/History_of_sound_recording).

Električne meritve

V analognem signalu obstaja sorazmernost med napetostjo ali tokom in odzivom na reprodukcijski napravi. Izraz bo nato veljal za izpeljan iz grškega analogosa. Kaj pomeni sorazmerno. Vendar je primerjava podobna zgornji: signal je podoben glasu, ki ga reproducirajo zvočniki.

Poleg tega se v tehnologiji za označevanje analognih signalov uporablja še en izraz - neprekinjen. Kar ustreza zgornji definiciji.

splošne informacije

Energija signala

Kot izhaja iz definicije, ima analogni signal neskončno energijo, časovno neomejeno. Zato so njegovi parametri povprečeni. Na primer 220 V, ki je prisotna v vtičnici, se iz tega razloga imenuje RMS. Zato se uporabljajo efektivne (povprečene v določenem intervalu) vrednosti. Že zdaj je jasno, da je v vtičnici 50 Hz analognega signala.

Ko gre za diskretnost, se uporabljajo končne vrednosti. Na primer, pri nakupu pištole za omamljanje morate paziti, da energija udarca ne preseže določene vrednosti, merjene v džulih. V nasprotnem primeru bo pri uporabi ali med pregledom prišlo do težav. Ker od posebne energijske vrednosti pištolo za omamljanje uporabljajo samo posebne sile z določeno zgornjo mejo. Drugi so načeloma nezakoniti in so lahko pri uporabi usodni.

Energijo impulza najdemo tako, da tok in napetost pomnožimo s trajanjem. To kaže na končnost parametra za diskretne signale. V tehnologiji obstajajo tudi digitalna zaporedja. Od diskretnega digitalnega signala se razlikuje po strogo nastavljenih parametrih:

1. Trajanje.
2. Amplituda.
3. Prisotnost dveh določenih stanj: 0 in 1.
4. Strojna bita 0 in 1 se dodata vnaprej dogovorjenim in udeležencem razumljivim besedam (montažni jezik).

Vzajemna pretvorba signala

Dodatna definicija analognega signala je njegova navidezna naključnost, odsotnost vidnih pravil ali podobnost z nekaterimi naravnimi procesi. Na primer, sinusni val lahko opiše vrtenje zemlje okoli sonca. To je analogni signal. V teoriji vezij in signalov je sinusoida predstavljena z rotacijskim vektorjem amplitude. Faza toka in napetosti je različna - to sta dva različna vektorja, ki povzročata reaktivne procese. Kaj opazimo pri induktorjih in kondenzatorjih.

Iz definicije izhaja, da se analogni signal zlahka pretvori v diskreten. Vsako stikalno napajanje zmanjša vhodno napetost iz vtičnice v svežnje. Zato se ukvarja s pretvorbo analognega signala s frekvenco 50 Hz v diskretne ultrazvočne izbruhe. S spreminjanjem rezalnih parametrov napajalnik prilagodi izhodne vrednosti zahtevam električne obremenitve.

Obratni proces poteka znotraj sprejemnika radijskih valov z detektorjem amplitude. Po odpravi signala se na diodah tvorijo impulzi različnih amplitud. Podatki so vdelani v ovoj takšnega signala, vrstica, ki povezuje vrhove sporočila. Filter je odgovoren za pretvorbo diskretnih impulzov v analogno vrednost. Načelo temelji na integraciji energije: v času prisotnosti napetosti se naboj kondenzatorja poveča, nato pa v intervalu med vrhovi nastane tok zaradi predhodno nakopičene zaloge elektronov. Nastali val se napaja v ojačevalnik nizke frekvence, kasneje zvočnikom, kjer rezultat slišijo drugi.

Digitalni signal je drugače kodiran. Tam je amplituda impulza vdelana v strojno besedo. Sestavljen je iz enot in nič, dekodiranje je potrebno. Operacijo izvajajo elektronske naprave: grafični adapter, programski izdelki... Vsi so prenesli kodeke K-Lite iz interneta, tako je. Voznik se ukvarja z dekodiranjem digitalnega signala in pretvorbo za izhod v zvočnike in zaslon.

Ko se adapter imenuje 3-D pospeševalnik in obratno, vam ni treba hiteti v zmedo. Prva samo pretvori priloženi signal. Na primer, za digitalnim vhodom DVI je vedno adapter. Ukvarja se le s pretvorbo števil iz enot in ničel za prikaz na matriki zaslona. Pridobi podatke o svetlosti in vrednostih slikovnih pik RGB. Kar zadeva 3D pospeševalnik, ima naprava v sestavi pravico (vendar ni potrebna), da vsebuje adapter, vendar je glavna naloga zapleteni izračuni za izdelavo tridimenzionalnih slik. Ta tehnika vam omogoča razkladanje centralnega procesorja in pospešitev dela osebnega računalnika.

Iz analognega v digitalni se signal pretvori v ADC. To se zgodi v programski opremi ali znotraj mikro vezja. Ločeni sistemi združujejo obe metodi. Postopek se začne z odvzemom vzorcev, ki ustrezajo določenemu območju. Vsaka, preoblikovana, postane strojna beseda, ki vsebuje izračunano številko. Nato so vzorci pakirani s paketi, zato jih je mogoče poslati drugim naročnikom zapletenega sistema.

Pravila vzorčenja so normalizirana s Kotelnikovim izrekom, ki prikazuje največjo frekvenco vzorčenja. Prepovedano je pogostejše odštevanje, ker pride do izgube podatkov. Poenostavljeno velja, da zadostuje šestkratni presežek frekvence vzorčenja nad zgornjo mejo spektra signala. Več prostora za glavo velja za dodatno prednost dobra kakovost... Je že kdo videl navedbo stopnje vzorčenja zvočnega posnetka. Običajno je parameter višji od 44 kHz. Razlog so posebnosti človeškega sluha: zgornja meja spektra je 10 kHz. Zato za povprečno reprodukcijo zvoka zadostuje vzorčenje 44 kHz.

Razlika med diskretnim in digitalnim signalom

Končno, oseba iz zunanjega sveta običajno zazna analogne informacije. Če oko vidi utripajočo svetlobo, periferni vid zajame okoliško pokrajino. Posledično se zdi, da končni učinek ni ločen. Seveda je mogoče poskusiti ustvariti drugačno dojemanje, vendar je to težko in se bo izkazalo za popolnoma umetno. To je osnova za uporabo Morsejeve abecede, ki je sestavljena iz pik in črtic, ki se zlahka razlikujejo glede na hrup. Diskretne poteze telegrafske tipke je težko zamenjati z naravnimi signali, tudi ob močnem hrupu.

Podobno so bile v tehniki uvedene digitalne linije za odpravo motenj. Vsak ljubitelj videa poskuša priti do kodirane kopije filma pri najvišji ločljivosti. Digitalne informacije se lahko prenašajo na velike razdalje brez najmanjšega popačenja. Pravila, ki so na obeh straneh znana za tvorbo vnaprej dogovorjenih besed, postanejo pomočniki. Včasih so odvečne informacije vgrajene v digitalni signal, kar omogoča popravljanje ali opazovanje napak. To odpravlja napačno dojemanje.

Impulzni signali

Natančneje, diskretni signali so določeni s štetji v določenih časovnih točkah. Jasno je, da takšno zaporedje v resnici ni oblikovano zaradi dejstva, da imata sprednja stran in padec končno dolžino. Impulz se ne prenese takoj. Zato se spekter zaporedja ne šteje za diskreten. To pomeni, da signala ni mogoče tako imenovati. V praksi ločimo dva razreda:

1. Analogni impulzni signali, katerih spekter najdemo s Fourierjevo pretvorbo, zato so vsaj na nekaterih področjih neprekinjeni. Rezultat delovanja napetosti ali toka na tokokrogu najdemo pri operaciji zvijanja.
2. Diskretni impulzni signali kažejo tudi diskreten spekter, operacije z njimi se izvajajo z diskretnimi Fourierjevimi pretvorbami. Zato se uporablja tudi diskretna zvitka.

Ta pojasnila so pomembna za literaliste, ki so prebrali, da so impulzni signali analogni. Diskretne so bile poimenovane po značilnostih spektra. Izraz analog se uporablja za razlikovanje. Epitet neprekinjen je uporaben, kot je bilo že omenjeno, in v povezavi s posebnostmi spektra.

Pojasnitev: le spekter neskončnega zaporedja impulzov velja za strogo diskreten. Za paket so harmonične komponente vedno nejasne. Takšen spekter je podoben zaporedju amplitudno moduliranih impulzov.