כל יום אנשים מתמודדים עם שימוש במכשירים אלקטרוניים. בלעדיהם, החיים המודרניים בלתי אפשריים. אנחנו הרי מדברים על טלוויזיה, רדיו, מחשב, טלפון, מולטי כיריים ועוד. בעבר, לפני כמה שנים, אף אחד לא חשב באיזה אות נעשה שימוש בכל מכשיר שניתן לתפעול. עכשיו המילים "אנלוגי", "דיגיטלי", "בדיד" נשמעו מזמן. חלק מהאותות המפורטים למעלה הם באיכות גבוהה ואמינות.
שידור דיגיטלי נכנס לשימוש הרבה יותר מאוחר משידור אנלוגי. זה נובע מהעובדה שאות כזה קל הרבה יותר לתחזוקה, והטכנולוגיה באותה תקופה לא הייתה כל כך מתקדמת.
כל אדם מתמודד כל הזמן עם המושג "דיסקרטיות". אם אתה מתרגם את המילה הזו מלטינית, המשמעות היא "אי רציפות". אם נלך לעומק המדע, אנו יכולים לומר שאות בדיד הוא שיטה להעברת מידע, אשר מרמזת על שינוי בזמן של המדיום. האחרון לוקח כל ערך מכל אפשרי. כעת הדיסקרטיות מתפוגגת ברקע, לאחר שהתקבלה ההחלטה לייצר מערכות על שבב. הם אינטגרליים, וכל הרכיבים מקיימים אינטראקציה הדוק זה עם זה.חבר. בדיסקרטיות, הכל בדיוק הפוך - כל פרט מושלם ומחובר לאחרים באמצעות קווי תקשורת מיוחדים.
אות
אות הוא קוד מיוחד שמועבר לחלל על ידי מערכת אחת או יותר. ניסוח זה הוא כללי.
בתחום המידע והתקשורת, אות הוא נושא מיוחד של כל נתונים המשמשים להעברת הודעות. ניתן ליצור אותו אך לא לקבלו, התנאי האחרון הוא אופציונלי. אם האות הוא הודעה, אז "לתפוס" זה נחשב הכרחי.
קוד העברת הנתונים המתואר ניתן על ידי פונקציה מתמטית. זה מאפיין את כל השינויים האפשריים של פרמטרים. בתורת הנדסת רדיו, מודל זה נחשב בסיסי. בו, הרעש נקרא האנלוגי של האות. זוהי פונקציה של זמן שמקיימת אינטראקציה חופשית עם הקוד המשודר ומעוותת אותו.
המאמר מתאר את סוגי האותות: בדידים, אנלוגיים ודיגיטליים. התיאוריה העיקרית בנושא המתואר ניתנת גם בקצרה.
סוגי אותות
ישנם מספר סוגים של סיווג אותות זמינים. שקול אילו סוגים הם.
- לפי המדיום הפיזי של נושא הנתונים, אות חשמלי, אופטי, אקוסטי ואלקטרומגנטי מופרדים. ישנם עוד כמה מינים, אבל הם מעטים ידועים.
- לפי שיטת ההגדרה, האותות מחולקים לרגילים ולא סדירים. הראשונים הם שיטות העברת נתונים דטרמיניסטיות המצוינות על ידי פונקציה אנליטית.אלה אקראיים מנוסחים בשל תורת ההסתברות, והם גם מקבלים ערכים כלשהם במרווחי זמן שונים.
- בהתאם לפונקציות שמתארות את כל פרמטרי האות, שיטות העברת נתונים יכולות להיות אנלוגיות, בדידות, דיגיטליות (שיטה המקובלת ברמה). הם משמשים להפעלת מכשירי חשמל רבים.
עכשיו הקורא יודע כל מיני איתותים. לא יהיה קשה לאף אדם להבין אותם, העיקר לחשוב קצת ולזכור את הקורס בפיזיקה של בית הספר.
בשביל מה מעובד האות?
האות מעובד על מנת לשדר ולקבל את המידע המוצפן בו. לאחר חילוץ, ניתן להשתמש בו במגוון דרכים. במצבים מסוימים, הוא יעוצב מחדש.
יש סיבה נוספת לעיבוד כל האותות. הוא מורכב מדחיסה קלה של תדרים (כדי לא לפגוע במידע). לאחר מכן, הוא מעוצב ומשודר במהירויות איטיות.
משתמשים בשיטות מיוחדות באותות אנלוגיים ודיגיטליים. בפרט, סינון, קונבולציה, מתאם. הם נחוצים כדי לשחזר את האות אם הוא פגום או שיש לו רעש.
יצירה והקמה
לעתים קרובות, יש צורך בממירים אנלוגיים לדיגיטליים (ADC) ודיגיטליים לאנלוגיים (DAC) כדי ליצור אותות. לרוב, שניהם משמשים רק במצב עם שימוש בטכנולוגיות DSP. במקרים אחרים, רק השימוש ב-DAC יתאים.
בעת יצירהקודים אנלוגיים פיזיים עם שימוש נוסף בשיטות דיגיטליות מסתמכים על המידע המתקבל, אשר מועבר ממכשירים מיוחדים.
טווח דינמי
טווח האות מחושב לפי ההפרש בין רמות הווליום הגבוהות והנמוכות יותר, המתבטאות בדציבלים. זה תלוי לחלוטין בעבודה ובתכונות של הביצוע. אנחנו מדברים גם על רצועות מוזיקה וגם על דיאלוגים רגילים בין אנשים. אם ניקח, למשל, קריין שקורא חדשות, אז הטווח הדינמי שלו נע סביב 25-30 dB. ובזמן קריאת יצירה, היא יכולה לגדול עד 50 dB.
אות אנלוגי
אות אנלוגי הוא דרך רציפה בזמן להעברת נתונים. החיסרון שלה הוא נוכחות של רעש, שלעתים מוביל לאובדן מוחלט של מידע. לעיתים קרובות יש מצבים כאלה שאי אפשר לקבוע היכן הנתונים החשובים נמצאים בקוד, ואיפה העיוותים הרגילים.
זו בדיוק הסיבה שעיבוד אותות דיגיטלי הפך לפופולרי מאוד והוא מחליף בהדרגה את האנלוגי.
אות דיגיטלי
אות דיגיטלי הוא זרם נתונים מיוחד, הוא מתואר על ידי פונקציות בדידות. המשרעת שלו יכולה לקבל ערך מסוים מאלה שכבר ניתנו. בעוד שהאות האנלוגי מסוגל לקלוט כמות עצומה של רעש, הדיגיטלי מסנן את רוב הרעש המתקבל.
מלבד זה, סוג זה של העברת נתונים מעביר מידע ללא סמנטיקה מיותרתהמון. ניתן לשלוח מספר קודים דרך ערוץ פיזי אחד בו-זמנית.
סוגי אותות דיגיטליים אינם קיימים, מכיוון שהוא בולט כשיטה נפרדת ועצמאית להעברת נתונים. זה זרם בינארי. כיום, אות כזה נחשב לפופולרי ביותר. זה נובע מנוחות השימוש.
יישום אות דיגיטלי
מה ההבדל בין אות חשמלי דיגיטלי לאחר? העובדה שהוא מסוגל לבצע רגנרציה מלאה ברפיטר. כאשר אות עם ההפרעה הקלה ביותר נכנס לציוד התקשורת, הוא משנה מיד את צורתו לדיגיטל. זה מאפשר, למשל, למגדל טלוויזיה ליצור שוב אות, אך ללא אפקט הרעש.
במקרה שהקוד מגיע כבר עם עיוותים גדולים, אז, למרבה הצער, לא ניתן לשחזר אותו. אם ניקח תקשורת אנלוגית בהשוואה, אז במצב דומה, המשחזר יכול לחלץ חלק מהנתונים ולהוציא הרבה אנרגיה.
כאשר דנים בתקשורת סלולרית בפורמטים שונים, עם עיוות חזק בקו דיגיטלי, כמעט בלתי אפשרי לדבר, מכיוון שמילים או ביטויים שלמים אינם נשמעים. חיבור אנלוגי יעיל יותר במקרה זה, כי אתה יכול להמשיך לנהל דיאלוג.
דווקא בגלל בעיות כאלה, המחזרים יוצרים אות דיגיטלי לעתים קרובות מאוד כדי לצמצם את הפער בקו התקשורת.
אות דיסקרטי
עכשיו כל אדם משתמש בטלפון נייד או בסוג "חייגן" שלומַחשֵׁב. אחת המשימות של מכשירים או תוכנה היא העברת אות, במקרה זה זרם קול. כדי לשאת גל מתמשך, יש צורך בערוץ שיהיה לו רוחב פס ברמה גבוהה יותר. לכן התקבלה ההחלטה להשתמש באות דיסקרטי. הוא לא יוצר את הגל עצמו, אלא את צורתו הדיגיטלית. למה? כי השידור מגיע מטכנולוגיה (למשל טלפון או מחשב). מהם היתרונות של סוג זה של העברת מידע? זה מפחית את הכמות הכוללת של הנתונים המועברים, וגם מארגן שליחת אצווה ביתר קלות.
המושג של "דיסקרטיזציה" נמצא זה מכבר בשימוש עקבי בטכנולוגיית מחשבים. הודות לאות כזה, לא מועבר מידע רציף, שמקודד לחלוטין בסמלים ואותיות מיוחדים, אלא נתונים שנאספים בלוקים מיוחדים. הם חלקיקים נפרדים ושלמים. שיטת הקידוד הזו נדחקה מזמן לרקע, אך לא נעלמה לחלוטין. בעזרתו תוכל להעביר בקלות פיסות מידע קטנות.
השוואה של אותות דיגיטליים ואנלוגיים
כשקונים ציוד, כמעט אף אחד לא חושב על אילו סוגי אותות משתמשים במכשיר זה או אחר, ועוד יותר מכך על הסביבה והטבע שלהם. אבל לפעמים אתה עדיין צריך להתמודד עם מושגים.
כבר מזמן ברור שטכנולוגיות אנלוגיות מאבדות ביקוש, כי השימוש בהן הוא לא הגיוני. במקום זה מגיעה תקשורת דיגיטלית. אתה צריך להבין מה עומד על הכף ומה האנושות מסרבת.
בקיצור,אות אנלוגי הוא דרך להעברת מידע, אשר מרמזת על תיאור הנתונים לפי פונקציות רציפות של זמן. למעשה, אם מדברים ספציפית, משרעת התנודות יכולה להיות שווה לכל ערך שנמצא בגבולות מסוימים.
עיבוד אותות דיגיטלי מתואר על ידי פונקציות זמן בדידות. במילים אחרות, משרעת התנודה של שיטה זו שווה לערכים שצוינו בקפדנות.
מעבר מתיאוריה לפרקטיקה, יש לומר שהאות האנלוגי מאופיין בהפרעות. עם דיגיטל, אין בעיות כאלה, כי זה "מחליק" אותן בהצלחה. הודות לטכנולוגיות חדשות, שיטה זו של העברת נתונים מסוגלת לשחזר את כל המידע המקורי בעצמה ללא התערבות של מדען.
אם כבר מדברים על טלוויזיה, אנחנו כבר יכולים לומר בביטחון: שידור אנלוגי האריך ימים מזמן את השימושיות שלה. רוב הצרכנים עוברים לאות דיגיטלי. החיסרון של האחרון הוא שאם מכשיר כלשהו מסוגל לקבל שידור אנלוגי, אז שיטה מודרנית יותר היא רק טכניקה מיוחדת. למרות שהביקוש לשיטה המיושנת ירד מזמן, עדיין סוגים אלה של אותות עדיין אינם מסוגלים להיעלם לחלוטין מחיי היומיום.
