Nauki formalne, techniczne, przyrodnicze, społeczne, humanitarne i inne. W jaki sposób sygnał pomiarowy różni się od sygnału? Podaj przykłady sygnałów pomiarowych stosowanych w różnych działach nauki i technologii

Koncepcja połączenia cyfrowych automatycznych centrali telefonicznych

DSC powinien zapewnić interfejs (interfejs) z analogowymi i cyfrowymi liniami abonenckimi (AL) i systemami transmisji.

Ze stawemjest granicą między dwoma blokami funkcjonalnymi, która jest określona przez cechy funkcjonalne, ogólną charakterystykę fizycznego połączenia, charakterystykę sygnałów i inne cechy, w zależności od specyfiki.

Połączenie zapewnia jednorazowe określenie parametrów połączenia między dwoma urządzeniami. Parametry te są związane z typem, liczbą i funkcjami obwodów łączących, a także z rodzajem, kształtem i sekwencją sygnałów przesyłanych przez te obwody.

Podano dokładną definicję rodzajów, wielkości, form i sekwencji połączeń oraz związek między dwoma blokami funkcjonalnymi na połączeniu między nimi specyfikacja złącza.

Połączenia cyfrowej centrali PBX można podzielić na następujące

Analogowy interfejs użytkownika;

Cyfrowe połączenie abonenckie;

Interfejs abonencki ISDN;

Połączenia sieciowe (cyfrowe i analogowe).

Złącza pierścieniowe

Struktury pierścieniowe są używane w wielu obszarach komunikacyjnych. Po pierwsze, te układy transmisji pierścienia z multipleksowaniem w czasie, które zasadniczo mają konfigurację połączonych szeregowo jednokierunkowych linii tworzących zamknięty obwód lub pierścień. W tym samym czasie dwie główne funkcje są realizowane w każdym węźle sieci:

1) każdy węzeł działa jako regenerator, aby przywrócić przychodzący sygnał cyfrowy i przekazać go ponownie;

w węzłach sieci rozpoznawana jest struktura cyklu tymczasowego tworzenia grup i komunikacja odbywa się na pierścieniu za pomocą

2) usuwanie i wprowadzanie sygnału cyfrowego w określonych odstępach czasu kanału przypisanych do każdego węzła.

Możliwość redystrybucji odstępów między dowolnymi parami węzłów w układzie pierścieniowym z multipleksowaniem w czasie oznacza, że ​​pierścień jest rozproszonym systemem transmisji i przełączania. Idea jednoczesnej transmisji i przełączania w strukturach pierścieniowych została rozszerzona na cyfrowe pola przełączające.

W tym schemacie połączenie dupleksowe można ustanowić przy użyciu pojedynczego kanału między dowolnymi dwoma węzłami. W tym sensie obwód pierścieniowy wykonuje transformację czasoprzestrzenną współrzędnych sygnału i może być uważany za jedną z opcji konstruowania kroku S / T.

Sygnały analogowe, cyfrowe, cyfrowe

W systemach telekomunikacyjnych informacja jest przesyłana sygnałami. Międzynarodowa Unia Telekomunikacyjna zawiera następującą definicję sygnał:

Sygnałem systemów telekomunikacyjnych jest zestaw fal elektromagnetycznych, które propagują się przez jednokierunkowy kanał transmisyjny i są zaprojektowane do działania na urządzeniu odbiorczym.

1) sygnał analogowy- sygnał, w którym każdy reprezentujący parametr jest nadawany przez ciągłą funkcję czasu z ciągłym zestawem możliwych wartości

2) dyskretny sygnał poziomu -sygnał, którego wartości reprezentujących parametrów są podane przez ciągłą funkcję czasu z skończonym zbiorem możliwych wartości. Wywoływany jest proces próbkowania sygnału według poziomu kwantyzacja;

3) dyskretny sygnał czasu -sygnał, w którym każdy reprezentujący parametr jest podany przez funkcję czasu dyskretnego z ciągłym zbiorem możliwych wartości

4) sygnał cyfrowy -sygnał, w którym wartości reprezentatywnych parametrów są podawane przez dyskretną funkcję czasu z skończonym zbiorem możliwych wartości

Modulacjajest konwersją jednego sygnału na inny przez zmianę parametrów sygnału nośnego zgodnie z przekształcanym sygnałem. Jako nośnik sygnału stosowane są sygnały harmoniczne, okresowe sekwencje impulsów itp.

Na przykład, gdy sygnał cyfrowy jest transmitowany za pomocą kodu binarnego, może pojawić się stała składowa sygnału z powodu przewagi jednostek we wszystkich słowach kodowych.

Brak stałego składnika w linii umożliwia użycie dopasowania transformatory  w urządzeniach liniowych, a także zapewnia zdalne zasilanie regeneratorów prądem stałym. Aby pozbyć się niepożądanego stałego składnika sygnału cyfrowego, sygnały binarne są przekształcane za pomocą specjalnych kodów przed wysłaniem ich do linii. Dla podstawowego cyfrowego systemu przesyłowego (DSP) przyjęto kod HDB3.

Kodowanie sygnału binarnego do zmodyfikowanego quasi-potrójnego sygnału za pomocą kodu HDB3 odbywa się zgodnie z następującymi regułami (rysunek 1.5).

Ryc. 1.5.  Binarny i odpowiadające mu kody HDB3

Modulacja kodu impulsowego

Konwersja ciągłego pierwotnego sygnału analogowego na kod cyfrowy jest wywoływana modulacja impuls-kod(PCM). Główne operacje z PCM to próbkowanie w czasie, kwantyzacja (dyskretyzacja przez poziom sygnału dyskretnego) i kodowanie.

Pobieranie próbek sygnału analogowego w czasiewywoływana jest transformacja, w której reprezentatywny parametr sygnału analogowego jest podany przez zbiór jego wartości w dyskretnych chwilach czasu, lub innymi słowy, z ciągłego sygnału analogowego c (t)(Rysunek 1.6, a) otrzymują wartości próbek z "(Rysunek 1.6, b). Wartości sygnału reprezentującego parametr, uzyskane w wyniku operacji próbkowania w czasie, są nazywane zliczeniami.

Najbardziej rozpowszechnione są cyfrowe systemy transmisji, w których stosuje się jednorodne próbkowanie sygnału analogowego (próbki tego sygnału są wytwarzane w identycznych odstępach czasu). Przy jednolitym próbkowaniu stosowane są następujące pojęcia: w okresie próbkowania(odstęp czasu między dwoma sąsiednimi odczytami dyskretnego sygnału) i fd częstotliwość próbkowania(odwrotność przedziału próbkowania). Interwał próbkowania wybierany jest zgodnie z twierdzeniem Kotel'nikova.

Według Kotel'nikova twierdzenie, sygnał analogowy o ograniczonym zasięgu i nieskończony interwału obserwacji może być odtworzone z sygnału cyfrowego otrzymanego przez pierwotny sygnał analogowy próbą przy częstotliwości próbkowania razy maksymalna częstotliwość widma sygnału analogowego:

Twierdzenie Kotel'nikova

Twierdzenie Kotel'nikova (w literaturze angielskiej - Nyąuista-Shannona tw) wskazuje, że jeśli X sygnał analogowy (t) jest ograniczony zakres, można go odzyskać jednoznacznie, bez utraty jego dyskretnego otschѐtam pobranej z częstotliwością większą niż dwa razy maksymalna częstotliwość Fmax spektrum .

Podstawowe zasady elektroniki cyfrowej.

Wprowadzenie.

URZĄDZENIA CYFROWE

Notatki z wykładów

Cyfrowa elektronika obecnie coraz częściej zastępuje tradycyjny analog. Wiodące firmy wytwarzające różnorodne urządzenia elektroniczne coraz częściej deklarują całkowite przejście na technologię cyfrową.

Postępy w technologii elektronicznych mikroukładów zapewniły szybki rozwój cyfrowego sprzętu i urządzeń. Zastosowanie cyfrowych metod przetwarzania i transmisji sygnału pozwala znacznie poprawić jakość linii komunikacyjnych. Cyfrowe metody przetwarzania i przełączania sygnałów w telefonii pozwalają kilkakrotnie zmniejszyć masową charakterystykę przełączników, zwiększyć niezawodność komunikacji i wprowadzić dodatkową funkcjonalność. Pojawienie się procesorów o dużej prędkości, chip pamięci RAM dużych ilości małych urządzeń magazynujących na sztywnych podłożach o dużych objętościach wolno tworzyć wystarczająco przystępne uniwersalne komputery osobiste elektroniczne (komputery), które znalazły bardzo szerokie zastosowanie w domu i miejscu pracy. Technologia cyfrowa jest niezbędna w systemach telekontroli i zdalnej sygnalizacji stosowanego w zautomatyzowanej produkcji, zarządzanie zdalnych obiektów, takich jak statki kosmiczne, przepompowniach i tym podobne. N. technologia cyfrowa ma również stałe miejsce w electro systemów radiowych. Nowoczesne urządzenia do nagrywania i odtwarzania sygnałów są również niewyobrażalne bez użycia urządzeń cyfrowych. Urządzenia cyfrowe są szeroko stosowane do sterowania urządzeniami gospodarstwa domowego.

Jest bardzo prawdopodobne, że w przyszłości urządzenia cyfrowe zajmą dominującą pozycję na rynku elektroniki.

Na początek podajemy kilka podstawowych definicji.

Sygnałjest dowolną wielkością fizyczną (na przykład temperatura, ciśnienie powietrza, natężenie światła, natężenie prądu itp.), która zmienia się wraz z upływem czasu. To dzięki tej zmianie czasu sygnał może zawierać same informacje.

Sygnał elektrycznyjest wielkością elektryczną (na przykład napięcie, prąd, moc), która zmienia się wraz z upływem czasu. Cała elektronika działa głównie z sygnałami elektrycznymi, chociaż w ostatnich latach wykorzystuje się coraz więcej sygnałów świetlnych, które reprezentują zmienną w czasie intensywność światła.

Sygnał analogowyjest sygnałem, który może przyjmować dowolne wartości w pewnych granicach (na przykład napięcie może zmieniać się płynnie od zera do dziesięciu woltów). Urządzenia pracujące tylko z sygnałami analogowymi nazywane są urządzeniami analogowymi.

Sygnał cyfrowyjest sygnałem, który może przyjąć tylko dwie wartości (czasami trzy wartości). Niektóre odchylenia od tych wartości są dozwolone (rysunek 1.1). Na przykład napięcie może przyjmować dwie wartości: od 0 do 0,5 V (poziom zero) lub od 2,5 do 5 V (poziom jednostki). Urządzenia pracujące wyłącznie z sygnałami cyfrowymi nazywane są urządzeniami cyfrowymi.

W naturze prawie wszystkie sygnały są analogowe, to znaczy zmieniają się w sposób ciągły w pewnych granicach. Dlatego pierwsze urządzenia elektroniczne były analogowe. Przekształciły one wielkości fizyczne w proporcjonalne napięcie lub prąd, wykonały na nich pewne operacje, a następnie dokonały przekształceń odwrotnych do wielkości fizycznych. Na przykład głos osoby (drgania powietrza) jest przetwarzany na drgania elektryczne za pomocą mikrofonu, następnie te sygnały elektryczne są wzmacniane przez wzmacniacz elektroniczny i za pomocą systemu akustycznego są ponownie przekształcane w drgania powietrza, w głośniejszy dźwięk.

Ryc. 1.1. Sygnały elektryczne: analogowy (lewy) i cyfrowy (prawy).

Wszystkie operacje wykonywane przez urządzenia elektroniczne za pomocą sygnałów można warunkowo podzielić na trzy duże grupy:

Przetwarzanie (lub transformacja);

Transmisja;

Przechowywanie.

We wszystkich tych przypadkach przydatne sygnały są zniekształcane przez sygnały pasożytnicze - hałas, hałas, interferencja. Ponadto, podczas przetwarzania sygnałów (na przykład z amplifikacją, filtrowaniem) ich kształt jest również zniekształcony z powodu niedoskonałości, nieidealnych urządzeń elektronicznych. A gdy są przesyłane na duże odległości i podczas przechowywania, sygnały są również osłabione.

Ryc. 1.2. Zakłócenie szumu i interferencja sygnału analogowego (po lewej) i sygnału cyfrowego (po prawej).

W przypadku sygnałów analogowych wszystko to w znacznym stopniu obniża sygnał użyteczny, ponieważ wszystkie jego wartości są dozwolone (rysunek 1.2). Dlatego każda transformacja, każde magazynowanie pośrednie, każda transmisja za pomocą kabla lub eteru degraduje sygnał analogowy, czasami aż do całkowitego zniszczenia. Należy również wziąć pod uwagę, że nie można dokładnie obliczyć całego hałasu, interferencji i szumu, dlatego absolutnie niemożliwe jest dokładne opisanie zachowania dowolnych urządzeń analogowych. Ponadto, wraz z upływem czasu parametry wszystkich urządzeń analogowych zmieniają się ze względu na starzejące się elementy, więc właściwości tych urządzeń nie są stałe.

W przeciwieństwie do analogowych sygnałów cyfrowych o tylko dwóch dozwolonych wartościach są lepiej chronione przed zakłóceniami, zakłóceniami i zakłóceniami. Małe odchylenia od dopuszczalnych wartości nie zakłócają w żaden sposób sygnału cyfrowego, ponieważ zawsze istnieją strefy dopuszczalnych odchyleń (rysunek 1.2). Dlatego sygnały cyfrowe umożliwiają znacznie bardziej złożone i wieloetapowe przetwarzanie, znacznie dłuższe przechowywanie bez strat i transmisję o dużo wyższej jakości niż sygnały analogowe. Ponadto zachowanie urządzeń cyfrowych można zawsze dokładnie obliczyć i przewidzieć. Urządzenia cyfrowe są znacznie mniej podatne na starzenie, ponieważ niewielka zmiana ich parametrów w żaden sposób nie wpływa na ich funkcjonowanie. Ponadto urządzenia cyfrowe są łatwiejsze do zaprojektowania i debugowania. Oczywiste jest, że wszystkie te zalety zapewniają szybki rozwój cyfrowej elektroniki.

Jednak sygnały cyfrowe mają poważną wadę. Faktem jest, że na każdym z dozwolonych poziomów sygnał cyfrowy musi pozostawać co najmniej przez pewien minimalny interwał czasowy, w przeciwnym razie nie będzie można go rozpoznać. A sygnał analogowy może przyjmować dowolne z jego wartości przez czas nieskończony. Można powiedzieć inaczej: sygnał analogowy jest definiowany w czasie ciągłym (to jest w dowolnym momencie), a sygnał cyfrowy jest określany w dyskretnym czasie (tj. Tylko w wybranych punktach w czasie). Dlatego maksymalna osiągalna wydajność urządzeń analogowych jest zawsze większa niż urządzeń cyfrowych. Urządzenia analogowe mogą obsługiwać szybciej zmieniające się sygnały niż cyfrowe. Szybkość przetwarzania i przesyłania informacji przez urządzenie analogowe zawsze może być wyższa niż szybkość przetwarzania i transmisji przez urządzenie cyfrowe.

Ponadto sygnał cyfrowy przesyła informacje tylko na dwóch poziomach i zmieniając jeden poziom na drugi, a sygnał analogowy przesyła informacje również z każdą bieżącą wartością jego poziomu, to znaczy jest bardziej pojemny pod względem przesyłania informacji. Dlatego, aby przesłać ilość użytecznych informacji zawartych w jednym sygnale analogowym, często konieczne jest użycie kilku sygnałów cyfrowych

(zwykle od 4 do 16).

Ponadto, jak już wspomniano, w przyrodzie wszystkie sygnały są analogowe, to znaczy przetwarzają je na sygnały cyfrowe i do konwersji odwrotnej, specjalne wyposażenie (analogowo-cyfrowe i

konwertery cyfrowo-analogowe). Dlatego nic nie jest daremne, a zapłata za zalety urządzeń cyfrowych może czasami okazać się niedopuszczalnie duża.

Powołanie elektronicznych urządzeń radiowych znane jest jako pozyskiwanie, transformacja, transmisja i przechowywanie informacji przedstawianych w formie sygnałów elektrycznych. Sygnały działające w urządzeniach elektronicznych, a zatem same urządzenia są podzielone na dwie duże grupy: analogową i cyfrową.

Sygnał analogowy  - sygnał, który jest ciągły na poziomie i w czasie, tj. taki sygnał istnieje w dowolnym czasie i może przyjąć dowolny poziom z danego zakresu.

Kwantowy sygnał  - sygnał, który może akceptować tylko określone skwantowane wartości odpowiadające poziomom kwantyzacji. Odległość między dwoma sąsiadującymi poziomami jest krokiem kwantyzacji.

Próbkowany sygnał  - sygnał, którego wartości są określane tylko czasami, zwane czasami próbkowania. Odległość między sąsiednimi czasami próbkowania jest krokiem próbkowania. W przypadku stałej obowiązuje twierdzenie Kotel'nikova:   , gdzie jest górna częstotliwość graniczna spektrum sygnału.

Sygnał cyfrowy  - sygnał skwantowany na poziomie i próbkowany w czasie. Te kwantowane wartości są kodowane sygnał cyfrowy Zazwyczaj część kodu, każdy dedykowany liczyć procesu próbkowania jest zastąpiony przez odpowiedni słowa kodowego, które symbole mają dwie wartości - (fig. 2,1), 0 i 1.

Typowymi przedstawicielami urządzeń analogowej elektroniki są urządzenia komunikacyjne, nadawcze, telewizyjne. Ogólne wymagania dotyczące urządzeń analogowych to minimalne zniekształcenia. Chęć spełnienia tych wymagań prowadzi do bardziej skomplikowanych obwodów elektrycznych i projektowania urządzeń. Kolejnym problemem elektroniki analogowej jest uzyskanie niezbędnej odporności na zakłócenia, ponieważ w analogowym kanale komunikacji hałas jest zasadniczo nieodwracalny.

Sygnały cyfrowe są generowane przez układy elektroniczne, tranzystory, które są albo zamknięte (prąd jest bliskie zeru) lub całkowicie otwarty (napięcie bliskiej zeru), więc rozprasza znikoma moc i niezawodność urządzeń cyfrowych uzyskuje wyższy niż analogowy.

Urządzenia cyfrowe są bardziej odporne na szumy niż analogowe, ponieważ niewielkie zakłócenia zewnętrzne nie powodują błędnego działania urządzeń. Błędy pojawiają się tylko przy takich zakłóceniach, w których niski poziom sygnału jest postrzegany jako wysoki lub odwrotnie. W urządzeniach cyfrowych można również zastosować specjalne kody, aby poprawić błędy. W urządzeniach analogowych taka możliwość nie występuje.

Urządzenia cyfrowe są niewrażliwe na rozprzestrzenianie się (w dopuszczalnych granicach) parametrów i charakterystyk tranzystorów i innych elementów obwodu. Bezbłędnie produkowane urządzenia cyfrowe nie wymagają regulacji, a ich charakterystyka jest całkowicie powtarzalna. Wszystko to jest bardzo ważne w masowej produkcji urządzeń wykorzystujących zintegrowaną technologię. produkcja i eksploatacja cyfrowych układów scalonych opłacalne doprowadziła do tego, że w dzisiejszych urządzeń elektronicznych są poddawane obróbce cyfrowej nie tylko, ale również sygnały analogowe cyfrowe. Rozproszone filtry cyfrowe, regulatory, multiplikatory itp. Przed cyfrowym przetwarzaniem sygnały analogowe są przekształcane na cyfrowe za pomocą przetworników analogowo-cyfrowych (ADC). Transformacja odwrotna - przywracanie sygnałów analogowych za pomocą cyfrowej - odbywa się za pomocą przetworników cyfrowo-analogowych (DAC).

Przy całej różnorodności problemów rozwiązywanych przez cyfrowe urządzenia elektroniczne, ich działanie występuje w systemach liczbowych działających tylko z dwiema cyframi: zero (0) i jedna (1).

Obsługa urządzeń cyfrowych jest zwykle taktowanygenerator taktowania o wysokiej częstotliwości. Podczas jednego taktu zaimplementowana jest najprostsza mikrooperacja - odczyt, zmiana, logiczna instrukcja itd. Informacje prezentowane są w formie słowa cyfrowego. Do przekazywania słów wykorzystywane są dwie metody: równoległa i sekwencyjna. Kodowanie szeregowe jest używane podczas wymiany informacji między urządzeniami cyfrowymi (na przykład w sieciach komputerowych, komunikacji modemowej). Przetwarzanie informacji w urządzeniach cyfrowych odbywa się za pomocą równoległego kodowania informacji zapewniającej maksymalną szybkość.

podstawowego elementu do budowy urządzeń cyfrowych obejmują układy scalone (IC), z których każdy jest zrealizowany z wykorzystaniem pewnej liczby elementów logicznych - najprostszych urządzeń cyfrowych, które wykonują elementarnych operacji logicznych.

Aby wiadomość została przesłana ze źródła do odbiorcy, potrzebna jest pewna materialna substancja - nośnik informacji. Komunikat przesyłany przez medium nazywany jest sygnałem. Ogólnie rzecz biorąc, sygnał jest procesem fizycznym zmieniającym się w czasie. Taki proces może zawierać różne cechy (na przykład podczas przesyłania sygnałów elektrycznych napięcie i prąd mogą się różnić).

Parametry sygnału są jego cechami, które służą do reprezentowania komunikatów. W przypadku, gdy parametr sygnału przyjmuje skończoną liczbę wartości w spójnym czasie (z których wszystkie mogą być ponumerowane), sygnał nazywany jest dyskretnym, a komunikat przesyłany przez takie sygnały jest dyskretnym komunikatem. Informacje przekazywane przez źródło są również w tym przypadku nazywane dyskretnymi. Jeśli źródło generuje ciągły (analogowy) komunikat (odpowiednio, parametr sygnału jest ciągłą funkcją czasu), sygnał nazywany jest ciągłym (analogowy), a komunikat przesyłany przez takie sygnały jest komunikatem analogowym

Przykładem dyskretnej wiadomości jest proces czytania książki, w której informacja jest reprezentowana przez tekst, tj. dyskretna sekwencja pojedynczych ikon (liter). Przykładem ciągłej wiadomości jest mowa ludzka, transmitowana przez zmodulowaną falę dźwiękową; parametrem sygnału w tym przypadku jest ciśnienie wytwarzane przez tę falę w miejscu odbiornika - ludzkiego ucha.

Typowym przykładem sygnału analogowego jest napięcie na wyjściu z mikrofonu, gdy mówi się przed nim, śpiewając lub grając na instrumentach muzycznych. Ciśnienie powietrza na dźwięk źródła zmienia się w niewielkim zakresie w stosunku do normalnego ciśnienia atmosferycznego. Membrana mikrofonu, zginająca się pod wpływem ciśnienia akustycznego, wytwarza pewne napięcie na zaciskach cewki drgającej mikrofonu. To napięcie jest wprost proporcjonalne do ciśnienia akustycznego, tj. zmienia się podobnie, stąd nazwa "sygnał analogowy".

SYGNAŁ ANALOGOWY.

Sygnały analogowe są wykorzystywane w komunikacji telefonicznej, nadawaniu i telewizji. Jest to technicznie łatwiejsze, a historia rozwoju inżynierii radiowej rozwinęła się tak, że pierwsze zaczęły stosować sygnały analogowe. Nie odnosi się to w żaden sposób do telegrafu, w którym zawsze dominowała figura.

W zwykłej rozmowie moc głośnych dźwięków ludzkiego głosu jest 10 000 razy większa niż intensywność słabych dźwięków.

W obecności hałasu (w pociągu metra, na lotnisku) słabe dźwięki nie powinny być zamaskowane przez hałas, aby można je było również zdemontować. Dlatego musisz wytężać głos w metrze, krzyczeć do ucha rozmówcy na lotnisku, gdy silnik odrzutowy ryczy z silnikami.

Podczas przesyłania sygnałów analogowych wymagany jest znacznie wyższy stosunek sygnału do szumu niż przy transmisji binarnych sygnałów cyfrowych.

Dużą wadą sygnałów analogowych jest to, że sygnały analogowe nie mogą być regenerowane, ponieważ ich kształt nie jest znany z góry (nie ma znanego sygnału do przesłania!).

W przypadku korzystania z sygnału analogowego w połączeniu telefonicznym o dużej odległości jakość połączenia była często niska. Wyjaśnia to fakt, że słaby sygnał mowy podczas transmisji przez przewodową linię telefoniczną powinien być okresowo wzmacniany co 100 do 200 km. Druty szumią, wzmacniacze są hałaśliwe, a każde z tych źródeł zakłóceń coraz bardziej zniekształca przesyłany sygnał.

Ze względu na przewagę sygnałów binarnych nad sygnałami analogowymi, obecnie szeroko stosowane są kanały binarne do transmisji analogowych sygnałów mowy. Wprowadzenie takich systemów na dalekie linie komunikacyjne znacznie poprawiło jakość komunikacji.

6.2. POMIARY STOSUNKÓW SYGNAŁU SYGNAŁU.

Stosunek maksymalnej chwilowej mocy sygnału P max do najmniejszej Pmin (zakres dynamiczny sygnału D s) jest zwykle mierzony w decybelach.

Bel to różnica w poziomach mocy, których stosunek wynosi 10 i odpowiednio, logarytm dziesiętny tego stosunku wynosi 1.

Decybel to dziesiętna część Bela.

(dB) różnica poziomów w decybelach to dziesięć dziesiętnych logarytmów stosunku mocy.

Ponieważ = - średnia moc sygnału jest równa kwadratowi amplitudy sygnału; = - średnia moc szumów jest równa kwadratowi amplitudy szumów

(dB) różnica poziomów w decybelach to logarytmy dwudziestu dziesiętnych współczynników napięć.

Aby uzyskać dobrą jakość głosu, konieczne jest zapewnienie stosunku sygnału do szumu wynoszącego około 10 000 lub 40 decybeli (dB): (dB). Innymi słowy, konieczne jest zapewnienie stosunku sygnału do szumu wynoszącego około 100: (dB)

Doświadczeni operatorzy radiowi mogą zdemontować mowę o stosunku sygnału do szumu około dziesięciu, ale pod warunkiem, że nadawany tekst jest znajomy i znajomy.

Koniec pracy -

Ten temat należy do sekcji:

INSTRUMENTACJA I INFORMATYKA

INSTRUMENTACJA I INFORMATYKA ... Departament Systemów Informacyjnych Wsparcie informacyjne dla robotów i mechatroników ...

Jeśli potrzebujesz dodatkowych materiałów na ten temat lub nie znalazłeś tego, czego szukasz, zalecamy skorzystanie z wyszukiwania w naszej bazie danych:

Co zrobimy z materiałem:

Jeśli ten materiał okazał się przydatny, możesz zapisać go na swojej stronie w sieciach społecznościowych:

Wszystkie tematy w tej sekcji:

FORMULA HARTLEY.
   Jeśli liczba stanów systemu wynosi N, jest to równoważne z informacjami podanymi przez odpowiedzi "TAK NIE" na zadane pytania, aby "TAK" i "NIE" były jednakowo prawdopodobne. N = 2I

ENROPY W INFORMATYCE I FIZYCE.
   W sensie fizycznym i informacyjnym wartość entropii charakteryzuje stopień różnorodności stanów systemu. Formuła Shannona pokrywa się z formułą Boltzmanna dotyczącą entropii fizycznej

PROBABILISTYCZNE I WOLUMENOWE PODEJŚCIA DO POMIARU ILOŚCI INFORMACJI.
   Trudno jest zdefiniować pojęcie "ilości informacji". Istnieją dwa główne podejścia do rozwiązania tego problemu. Historycznie powstały prawie jednocześnie. Pod koniec lat 40-tych XX wieku jeden z nich

RÓŻNE ASPEKTY ANALIZY INFORMACYJNEJ.
   Bez względu na to, jak ważny jest pomiar informacji, nie zmniejsza to wszystkich problemów związanych z tą koncepcją. Podczas analizy informacji, takie właściwości jak prawda

LIST (ZNAK, SYMBOL). ALFABETYCZNE.
   Informacje są przesyłane jako wiadomości. Dyskretne informacje są rejestrowane za pomocą jakiegoś skończonego zestawu znaków, które nazywamy literami, bez inwestowania w to słowo jak zwykle ograniczone

ENKODER I DEKODER.
   W kanale komunikacji wiadomość złożoną z liter (znaków, symboli) jednego alfabetu może zostać przekształcona w wiadomość z liter innego alfabetu. Kod jest regułą opisującą unikalną współ

MIĘDZYNARODOWE SYSTEMY KODOWANIA BYTE.
   Informatyka i jej zastosowania są międzynarodowe. Wynika to zarówno z obiektywnych potrzeb ludzkości w jednolitych zasadach i prawach przechowywania, przesyłania i przetwarzania informacji, jak i z faktu, że w tym

POŚREDNIE KODOWANIE INFORMACJI.
   Teoria kodowania odpornego na szum jest dość złożona, a nasze rozumowanie jest bardzo uproszczone. Główny warunek wykrywania i korygowania błędów w odebranych kombinacjach kodów

TRANSMISJA INFORMACYJNA.
   Teoretyczną podstawą transmisji informacji jest Teoria sygnałów i transmisji informacji. Teoria sygnałów i przekazywania informacji bada procesy powstawania, gromadzenia, gromadzenia, pomiaru,

HISTORIA ROZWOJU TRANSMISJI INFORMACYJNEJ.
Problemy organizacji komunikacji sięgają wieków. Istota człowieka wymagała komunikacji i wymiany informacji. Prototypem linii komunikacyjnych była sygnalizacja za pomocą ognisk, wykorzystanie optycznego

Twierdzenie Kotelnikova.
   Twierdzenie Kotel'nikov jest również nazywane twierdzeniem o próbkowaniu lub twierdzeniem o próbkowaniu. Próbka to liczba amplitudy sygnału w

INFORMACYJNA ZDOLNOŚĆ SYGNAŁU DYSKRETNEGO (WIADOMOŚĆ). SHENNON'S FORMULA.
   Poziom szumu (interferencja) nie pozwala dokładnie określić amplitudy sygnału i w tym sensie wprowadza pewną niepewność w wartości próbek sygnału. Jeśli nie ma hałasu, liczba jest dyskretna

REGENERACJA SYGNAŁÓW BINARNYCH.
   Sygnały transmitowane przez kod binarny są wygodne pod wieloma względami. Podobnie jak wszelkie cyfrowe sygnały dyskretne, mogą być regenerowane, i. E. przywrócić, odtworzyć ich formę, zniekształcony przez zakłócenia. Kos

INTERFERENCJA SYGNAŁÓW BINARNYCH.
   Wielką zaletą binarnych sygnałów cyfrowych jest to, że wymagają one minimalnego stosunku sygnału do interferencji w kanale komunikacyjnym, tj. E. są najbardziej odporne na hałas. Wyjaśnimy, że to jest m

KODOWANIE SYGNAŁÓW BINARNYCH.
   Jakikolwiek sygnał jest przenoszony przez energię lub materię. Jest to albo fala akustyczna (dźwięk), albo promieniowanie elektromagnetyczne (światło, fale radiowe) lub kawałek papieru (napisany tekst) lub kamienna jaskinia

DYSKRETYZACJA I KODOWANIE SYGNAŁU ANALOGOWEGO.
   Ciągły komunikat może być reprezentowany przez ciągłą funkcję zdefiniowaną w pewnym przedziale [a, b]. Ciągła wiadomość może być przekształcona w dyskretną (ta procedura jest nazywana dyskretną

CYFROWA KOMUNIKACJA TELEFONICZNA.
   Oto jak opisany został proces komunikacji telefonicznej u zarania pojawienia się cyfrowych systemów telefonicznych autor książki "Dedication to Radio Electronics" VT. Polacy. "Kilka lat temu miałem szansę

CYFROWA KOMUNIKACJA TELEGRAFICZNA.
   Oszacujemy, jaki będzie przepływ informacji, jeśli rozmowa telefoniczna zostanie zastąpiona transmisją telegraficzną tego samego tekstu. Przy średniej szybkości wypowiedzi osoba wypowiada od 1 do 1,5 słów na sekundę. Każde słowo składa się z

CYFROWA TELEWIZJA.
   Trudności z przedstawieniem obrazów telewizyjnych w formie cyfrowej są oczywiste. Niech każdy element ma jeden sygnał próbki, który musi zostać przekonwertowany na odpowiednią kombinację kodów

PARAMETRY RADIOSIGNALÓW.
   Informacja to zbiór informacji o zdarzeniach, zjawiskach, obiektach - jednym słowem wszystko, co istnieje i dzieje się na świecie. Informacje prezentowane są w formie tekstu pisanego, zaszyfrowanego cyfrowo

MULTI-CHANNEL LINIE KOMUNIKACJI. USZCZELNIENIE INFORMACJI
   WIELOKANAŁOWE LINIE TELEFONICZNE. W naszym kraju rozwija się i usprawnia Unified Automated Communication Network (EASC). Opiera się na łączach kablowych i radiowych,

Z HISTORII KOMUNIKACJI KABLOWEJ.
   W 1876 roku Alexander Bell otrzymał patent na wynalazek "Telegraf, dzięki któremu można transmitować ludzką mowę". Telefon spotkał się na całym świecie z wielkim entuzjazmem

ZASADA KOMUNIKACJI OPTYCZNEJ.
   Ze względu na ogromną szerokość pasma kabel optyczny jest coraz częściej wykorzystywany w sieciach informacyjnych i komputerowych, gdzie wymagane jest przesyłanie dużej ilości informacji z wyłączeniem

SPRZĘT.
   Do sieci lokalnych (LAN) dołącza stosunkowo niewielka liczba komputerów (zwykle od 10 do 100, choć sporadycznie są też duże) w ramach jednego pokoju (klasa komputerów edukacyjnych), budynków lub błota

KONFIGURACJA SIECI LOKALNYCH.
   W najprostszych sieciach z niewielką liczbą komputerów mogą być całkowicie równe; sieć w tym przypadku zapewnia transfer danych z dowolnego komputera do dowolnego innego w celu pracy zbiorowej

ORGANIZACJA WYMIANY INFORMACJI.
   W dowolnej fizycznej konfiguracji obsługa dostępu z jednego komputera do drugiego jest wykonywana przez program - sieciowy system operacyjny, który w odniesieniu do systemów operacyjnych (OS) poszczególnych użytkowników.

OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA KOMUNIKACJI SATELITARNEJ.
   Idea korzystania z przestrzeni kosmicznej od dawna niepokoi najlepsze umysły ludzkości. Chociaż nie mogli umieścić samolotu na orbicie z reflektorem na pokładzie, łącze kosmiczne pozostało

ZASADY KOMUNIKACJI SATELITARNEJ.
   Rozważmy niektóre z najważniejszych zasad stosowanych w systemach satelitarnych przeznaczonych do przesyłania informacji. Najpierw przyjrzyjmy się informacjom przemiennika. Funkcja satelity

BRAK POZYTYWNYCH SYSTEMÓW OBLICZEŃ.
   W systemie bez pozycji wartość każdego symbolu w liczbie nie zależy od pozycji, jaką zajmuje znak w zapisie liczby (może istnieć zależność od miejsca symbolu w odniesieniu do innego symbolu). Naibo

POZYTYWNE SYSTEMY OBLICZANIA.
   W układzie pozycji wartość każdego znaku w liczbie zależy od pozycji, jaką zajmuje znak w pozycji liczby. Podstawą systemu liczb jest liczba różnych

PRZESYŁANIE NUMERÓW Z SYSTEMU DZIEDZICTWA DO INNEGO SYSTEMU.
   The Części całkowite i ułamkowe są tłumaczone osobno. To Aby przetłumaczyć całą część liczby z systemu dziesiętnego na system z podstawą B, należy podzielić ją na B.

PRZESYŁANIE NUMERÓW DO SYSTEMU DECIMAL INNYCH SYSTEMÓW.
   TŁUMACZENIE CAŁEJ LICZBY W SYSTEMIE DZIEDZICTWA. 23510 = 2 * 102 + 3 * 101 + 5 * 100; 011012 = 0 * 24 + 1 * 23 + 1 * 22 + 0 *

WZAJEMNE PRZEKSZTAŁCENIA NUMERÓW BINARNYCH, OSIEM ORAZ SZEŚCIU NUMERYCZNYCH.
   Z praktycznego punktu widzenia przedmiotem zainteresowania jest procedura wzajemnej konwersji liczb binarnych, ósemkowych i szesnastkowych. Aby przekonwertować całą liczbę binarną na ósemkową neo

JĘZYKI PROGRAMOWANIA. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA.
   Języki programowania to sztuczne języki, specjalnie stworzone do komunikacji osoby z komputerem. Języki programowania są systemami zapisu przeznaczonymi do dokładności

JĘZYK PROGRAMOWANIA SI. HISTORIA STWORZENIA. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA.
   Język programowania C (C) został opracowany przez Dennisa Ritchiego w 1972 roku jako narzędzie do pisania systemu operacyjnego UNIX dla komputera elektronicznego PDP-11 (komputer)

JĘZYK PROGRAMOWANIA SI. PROCES TWORZENIA WYKORZYSTYWANEGO PLIKU.
   · Plik źródłowy (tekst programu w języku programowania C) jest tworzony w edytorze systemu programowania, na przykład Borland C ++. · Rozszerzony plik źródłowy

JĘZYK PROGRAMOWANIA SI. PODSTAWOWE KONCEPCJE.
   Identyfikatory to nazwy zmiennych, stałych, funkcji, etykiet i tak dalej. Zewnętrzne identyfikatory (nazwy funkcji i zmienne globalne związane z procesem kompilacji) zgodnie z AN

Podstawowe typy danych;
   · Char-character; Int - liczby całkowite; Float - zmiennoprzecinkowy; · Podwójny - podwójny punkt zmiennoprzecinkowy; · Pustka - pusta, nieważna. Wpisz

Stałe ciągów.
   Stałe łańcuchowe są zdefiniowane jako ciąg znaków ujęty w podwójne cudzysłowy: "stała łańcuchowa". UWAGA: Patrz 4. LINIE I STAŁE STAŁE. Do

Inicjatory.
   Aby przypisać wartości początkowe do zmiennych, inicjatory są używane podczas definiowania ich. Inicjatory mają postać: = wartość; = (lista wartości); / * złożone znaki

JĘZYK PROGRAMOWANIA SI. STRUKTURA PROSTEGO PROGRAMU.
   / * PROGRAM: information.c - przykład wyjścia komunikatu. / * 1 * / * / / * / * / / * 2 * / / * ============================= inclu

Sygnał informacyjny -  fizyczny proces, który ma dla osoby lub urządzenia technicznego informacjeznaczenie. Może być ciągły (analogowy) lub dyskretny

Termin "sygnał" jest często utożsamiany z pojęciami "dane" i "informacje". Rzeczywiście, pojęcia te są ze sobą powiązane i nie istnieją bez siebie, ale należą do różnych kategorii.

Sygnałjest funkcją informacyjną, która przenosi komunikat o fizycznych właściwościach, stanie lub zachowaniu dowolnego fizycznego systemu, obiektu lub środowiska, a cel przetwarzania sygnału może być uznany za ekstrakcję pewnych informacji informacyjnych, które są wyświetlane w tych sygnałach (krótkie - użyteczne lub docelowe informacje) i transformacja Ta informacja w formie wygodnej dla percepcji i dalszego użytkowania.

Informacje przekazywane są w postaci sygnałów. Sygnał jest fizycznym procesem niosącym informacje w sobie. Sygnał może być dźwięk, światło, w postaci przesyłki pocztowej itp.

Sygnał jest materialnym nośnikiem informacji, który jest przekazywany od źródła do konsumenta. Może być dyskretny i ciągły (analogowy)

Sygnał analogowy- sygnał danych, w którym każdy z przedstawionych parametrów jest opisany funkcją czasu i ciągłym zbiorem możliwych wartości.

Sygnały analogowe są opisane ciągłymi funkcjami czasu, dlatego sygnał analogowy jest czasami nazywany sygnałem ciągłym. Sygnały analogowe są skontrastowane z dyskretnymi (skwantowanymi, cyfrowymi) sygnałami.

Przykłady ciągłych przestrzeni i odpowiednich wielkości fizycznych: (proste: napięcie elektryczne, okrąg: położenie wirnika, koła, koła zębate, analogowe wskazówki zegarowe lub faza nośna, segment: położenie tłoka, dźwignia sterowania, termometr cieczy lub sygnał elektryczny, ograniczone pod względem amplitudy przestrzenie wielowymiarowe: kolor, sygnał modulowany kwadraturą.)

Własności sygnałów analogowych są w dużym stopniu przeciwieństwo właściwości skwantowanych lub cyfrowychsygnały.

Brak dyskretnych poziomów sygnałów, które są wyraźnie odróżnialne od siebie, prowadzi do niemożności wykorzystania pojęcia informacji do jego opisu, tak jak jest to rozumiane w technologiach cyfrowych. "Ilość informacji" zawartych w jednej próbce będzie ograniczona tylko przez dynamiczny zakres przyrządu pomiarowego.

Brak nadmiarowości. Z ciągłości przestrzeni wartości wynika, że ​​jakakolwiek interferencja wprowadzona do sygnału jest nieodróżnialna od samego sygnału, a zatem pierwotnej amplitudy nie można przywrócić. W rzeczywistości filtrowanie jest możliwe, na przykład, za pomocą metod częstotliwościowych, jeśli znane są jakiekolwiek dodatkowe informacje o właściwościach tego sygnału (w szczególności pasma częstotliwości).

Zastosowanie:

Sygnały analogowe są często używane do reprezentowania ciągle zmieniających się wielkości fizycznych. Na przykład analogowy sygnał elektryczny pobierany z termopary przenosi informacje o zmianach temperatury, sygnał z mikrofonu - o szybkich zmianach ciśnienia w fali dźwiękowej itp.

Sygnał dyskretnyskłada się z zestawu policzalnego (to jest zestawu, którego elementy można policzyć) elementów (np. elementów informacyjnych). Na przykład sygnał "cegła" jest dyskretny. Składa się on z następujących dwóch elementów (jest to składniowa charakterystyka tego sygnału): czerwone kółko i biały prostokąt wewnątrz koła, położony poziomo w środku. Jest w formie dyskretnego sygnału, że prezentowana jest informacja, którą uczy się teraz czytelnik. Możesz wybrać następujące elementy: sekcje (na przykład "Informacje"), podsekcje (na przykład "Właściwości"), akapity, zdania, oddzielne wyrażenia, słowa i pojedyncze znaki (litery, cyfry, znaki interpunkcyjne itp.). Ten przykład pokazuje, że w zależności od pragmatyki sygnału można rozróżnić różne elementy informacyjne. W rzeczywistości dla osoby studiującej informatykę na tym tekście ważniejsze są większe elementy informacyjne, takie jak sekcje, podsekcje, osobne akapity. Pozwalają mu łatwiej nawigować po strukturze materiału, lepiej przyswoić i przygotować się do egzaminu. Dla tych, którzy przygotowali ten materiał metodyczny, oprócz tych elementów informacji, ważne są również mniejsze, na przykład pojedyncze zdania, które pomagają wyrazić jedną lub inną myśl i które realizują taki lub inny sposób dostępu do materiału. Zbiór "najmniejszych" elementów dyskretnego sygnału nazywany jest alfabetem, a dyskretny sygnał jest również wywoływany wiadomość.

Discretization to konwersja ciągłego sygnału na dyskretny (cyfrowy).

Różnica między dyskretną i ciągłą reprezentacją informacji jest wyraźnie widoczna na przykładzie zegara. W elektronicznym zegarze z cyfrowym pokrętłem informacja jest prezentowana dyskretnie - z liczbami, wyraźnie różniącymi się od siebie. W zegarku mechanicznym z tarczą informacja jest prezentowana w sposób ciągły - przez położenie dwóch strzałek, przy czym dwie różne pozycje strzałek nie zawsze są wyraźnie rozróżnialne (szczególnie, jeśli na tarczy nie ma podziałów minutowych).

Ciągły sygnał- znajduje odbicie w pewnej ilości fizycznej, która zmienia się w danym przedziale czasu, na przykład tonem lub siłą dźwięku. W formie ciągłego sygnału informacja ta jest prezentowana uczniom, którzy uczęszczają na wykłady z informatyki i poprzez fale dźwiękowe (innymi słowy, głos wykładowcy), którzy mają ciągły charakter, dostrzegają materiał.

Jak zobaczymy w dalszej części, dyskretny sygnał jest bardziej transformowalny, więc ma przewagę nad ciągłą. Jednocześnie w systemach technicznych i rzeczywistych procesach panuje ciągły sygnał. Zmusza nas to do opracowania metod przekształcania ciągłego sygnału w dyskretny sygnał. \\

Aby przekształcić ciągły sygnał w dyskretny, używana jest procedura, która jest wywoływana kwantyzacja.

Sygnał cyfrowy jest sygnałem danych, w którym każdy z przedstawionych parametrów jest opisany przez dyskretną funkcję czasu i skończony zestaw możliwych wartości.

Cyfrowy sygnał cyfrowy jest trudniejszy do przesłania na większe odległości niż sygnał analogowy, dlatego jest wstępnie zmodulowany po stronie nadajnika i demodulowany po stronie odbiorczej informacji. Zastosowanie w cyfrowych systemach algorytmów do sprawdzania i przywracania informacji cyfrowych pozwala znacznie zwiększyć niezawodność transmisji informacji.

UWAGA. Należy pamiętać, że rzeczywisty sygnał cyfrowy jest analogiczny pod względem fizycznym. Z powodu szumu i zmian parametrów linii przesyłowej, ma on fluktuacje amplitudy, fazy / częstotliwości (jittera) i polaryzacji. Ale ten sygnał analogowy (pulsacyjny i dyskretny) jest wyposażony w właściwości liczby. W rezultacie możliwe jest wykorzystanie metod numerycznych do ich przetwarzania (przetwarzania komputerowego).