Ce transmit semnale analogice în. Semnale digitale, discrete și analogice. Cum diferă semnalele analogice, discrete și digitale una de cealaltă?
Toate semnalele utilizate în telecomunicații pot fi împărțite în două tipuri principale: analogice și digitale. Ambele specii sunt folosite în mod activ, dar diferențele dintre ele sunt uriașe și importante. Caracteristica principală a acestei separări este modul de prezentare a informațiilor: analog sau digital.
Inițial, în natură, toate informațiile apar și sunt percepute în formă analogă, adică continuu și definit pentru orice moment în timp. Viziunea percepe obiectele nu în fiecare secundă sau minut, ci în mod continuu și, prin urmare, schimbarea unui obiect va fi, de asemenea, percepută de o persoană în mod continuu. Același lucru se poate spune despre sunete, gust și senzații tactile etc. Cel mai convenabil mod de a transmite astfel de informații este de a utiliza semnale analogice, Ie specifice fiecărui moment în timp.
Vedeți ce înseamnă "semnalul analogic" în alte dicționare
Semnalul analogic este constant și continuu. Aceasta înseamnă că valoarea funcției este atribuită oricărui punct dorit în timp și că semnalul poate lua toate valorile unui interval dat. Pentru descrierea sistemelor de timp discrete, unele semnale au un înțeles special.
Semnalul principal este o secvență de impulsuri. Transferul de informații este realizat de un purtător fizic în care semnalul analog se propagă sub forma unui val. În aer, semnalul este reprezentat de o schimbare continuă a presiunii aerului în timp. Pentru transmisie sau stocare este rezonabil să se transmită un semnal, de exemplu, cu un microfon într-unul electric.
Este mai ușor să înțelegeți ce este analogul imaginând o linie continuă pe un grafic care reflectă o schimbare a unei cantități fizice: temperatură sau presiune. Dacă comparăm valorile pe graficul de tensiune, obținem un analog, amplitudinea căruia transmite informații despre valoarea valorii măsurate.
S-au aplicat semnale analogice o lungă perioadă de timp în toate tipurile de comunicații: rețeaua de telefonie, radiodifuzorul de televiziune, comunicațiile militare etc. Pentru a combate interferențele cu transmiterea acestui tip de semnal este de obicei folosit pentru a crește puterea, deoarece cu cât este mai mare efectul deranjant, cu atât intensitatea semnalului trebuie să fie mai mare, astfel încât să poată fi recepționată fără distorsiuni. În același timp, această metodă de luptă va produce rezultate până când cel amplificat va începe să influențeze alte canale de comunicare. În plus, această metodă de luptă nu este foarte eficientă din punct de vedere energetic, deoarece o energie de semnal foarte mare este disipată în căldură.
Dar acest lucru nu este de obicei cazul, semnalul este eșantionat în timp. Nu ne mai uităm la schimbarea în magnitudine pentru o perioadă continuă, dar suntem interesați numai de valorile semnalului la anumite momente în timp. Timpurile sunt de obicei alese la intervale regulate. Acest proces se numește scanare. Desigur, informațiile se pierd.
Principiile de bază ale electronicii digitale
În orice caz, semnalul este acum o serie de valori. Înlocuim timpul cu un set index de întregi. Pentru teoria procesării semnalului, asemenea semnale joacă un rol important. În practică, se folosesc adesea semnale digitale. Teoria semnalelor discrete de timp este, totuși, valoroasă, deoarece multe contexte se aplică și semnalelor de timp și discrete.
Cu toate acestea, semnalele analogice au avantaje. În special, dacă este transmis analogic (de exemplu vorbire) pe un canal digital, atunci va fi necesar să se efectueze conversia analog-digitală, ca urmare a calității semnalului redusă. La capătul receptorului, este necesară o procedură inversă (conversie digitală-analogică), ceea ce micșorează ușor calitatea semnalului. Dacă transmiteți informații analogice pe canal analogicatunci acest lucru poate fi evitat.
Dacă intervalul de valori este împărțit în părți în locul axei de timp, se obține un semnal discret. Semnalul digital este discret în timp și valoare. În practică, această reprezentare este foarte comună, deoarece prelucrarea acestor semnale este foarte economică. Semnalele sunt afișate aici ca numere întregi, numere cu puncte fixe sau numere în virgulă mobilă. Integerii și numerele punctelor fixe pot fi procesate mai ușor, ceea ce duce la erori mari de rotunjire relativă atunci când lucrează cu numere mici.
Din acest motiv, în măsura posibilului, există suficiente resurse dacă sunt posibile numere în virgulă mobilă. Orice sistem fizic care modifică, procesează sau transmite semnale sub orice formă poate fi denumit "sistem" sau "filtru" în sensul procesării semnalelor. Obiectul analizei este, în primul rând, modul în care starea sistemului depinde de semnalele de intrare diferite și, în al doilea rând, modul în care această schimbare de stare afectează variabilele de ieșire observate.
Informațiile digitale reprezintă un set de date, adică este discret. În consecință, digitalul este definit numai pentru anumite puncte în timp. Informațiile digitale sunt, de obicei, codificate în cod binar, de exemplu "0" și "1". În consecință, digital, de regulă, ia una din cele două valori posibile (mai puțin de 3 sau mai multe valori sunt folosite, de exemplu, pentru a crește imunitatea la zgomot sau capacitatea de informare a elementelor de semnal). Astfel, digitalul este o secvență de valori alternante brusc. Mai mult, cu cât este mai clară tranziția între nivelele de semnal, cu atât mai precis va fi posibilă decodarea celei originale.
Sistem digital de procesare a semnalului
Foarte adesea, starea internă a sistemului nu contează, și numai conexiunea dintre intrare și ieșire este interesantă. Sistemele cu proprietati invariabile liniare si temporare au o mare importanta. În practică, sistemele sunt rareori liniare și temporare. Sistemele invariabile temporar au un comportament constant de transfer. Transmisia semnalului nu depinde de momentul în care este aplicat sistemului. Același semnal de ieșire este generat în orice moment. Sistemele liniare sunt numite sisteme pentru care se aplică principiul suprapunerii.
Digital are multe avantaje. În primul rând, este mai robust. Pentru a proteja împotriva erorilor, o anumită redundanță este introdusă de obicei în fluxul digital, ceea ce face posibilă identificarea erorilor care s-au produs în timpul transmisiei sau chiar eliminarea acestora. În plus, energia digitală eficientă, deoarece Redundanța introdusă permite utilizarea unei surse de alimentare mai mici în timpul transmisiei decât atunci când transmite un semnal analogic. Digitalul utilizează, de asemenea, mai eficient resursele de comunicare alocate pentru transmisie.
Aceasta înseamnă că răspunsul la suma mai multor semnale de intrare poate fi reprezentat ca suma răspunsurilor la semnalele de intrare individuale. Convoluția este extrem de simplă de implementat și are un set de proprietăți dorite pentru procesarea semnalului. Eșantionarea este procesul prin care un semnal continuu este convertit la un semnal distinct de timp și de valoare. Pentru a converti semnalele de valoare și de timp discrete în semnalul continuu corespunzător, este nevoie de un instrument care să servească drept convertor între aceste semnale.
După cum am menționat mai devreme, majoritatea informațiilor despre sursă sunt continuu în timp și adesea apare o situație când astfel de informații trebuie transmise prin intermediul unui canal de comunicare digitală. Pentru a face acest lucru, efectuați procedura de conversie analogică-digitală (), care reduce oarecum calitatea semnalului original. La sfârșitul recepției, trebuie să efectuați procedura inversă: conversia digitală la analogică (DAC). Astfel, transmiterea de date de voce, de măsurare sau orice altă informație analogică pe un canal digital va avea ca rezultat o anumită pierdere a calității. Cu toate acestea, datorită performanțelor ridicate ale procesoarelor de semnal digital (procesor digital de semnalizare, DSP) și apariției de bandă largă canale digitale daunele cauzate de proceduri sunt minimizate.
Acolo, informațiile erau disponibile ca semnal analogic și trebuiau convertite în semnale digitale. Conexiuni ale acestor două lumi. Pentru a restabili complet un semnal de timp continuu pentru o eșantionare perfectă cu un filtru ideal de reconstrucție, frecvența de eșantionare trebuie să fie mai mare de două ori mai mare decât cea mai mare din frecvența semnalului. Cu toate acestea, deoarece nu există scanare perfectă sau filtru ideal pentru reconstrucție, în practică, se impun de obicei cerințe mai stricte.
Compararea procesării semnalelor analogice și digitale
Numărul de semnale de bandă de bază care au o frecvență minimă mai mare de 0 Hz, teorema de eșantionare este aplicată într-o formă generalizată, rata de eșantionare trebuie să fie mai mare de două ori mai mare decât lățimea de bandă a semnalului care ar trebui să fie.
Alegerea tipului de semnal (analog sau digital) în fiecare sarcină individuală specifică. Se atrage atenția asupra multor factori, inclusiv a imunității la zgomot și a lățimii de bandă a canalului de comunicare, necesitatea de a transfera calitatea semnalului original etc. În comunicațiile celulare se utilizează în principal semnale digitale. Principalul tip de informații transmise prin intermediul sistemelor de comunicații celulare este discursul. , precum și alte proceduri necesare pentru conversia semnalului original se realizează pe un telefon mobil și apoi sunt transmise prin sistemul de comunicație în formă digitală.
Semnale unidimensionale și multidimensionale
Pentru frecvența inferioară a limitei egală cu 0. Și în general. Efortul infinit de mare menționat în acest articol se referă la un filtru ideal de reconstrucție, trecere scăzută sau chiar lățime de bandă. În general, semnalele pot fi descompuse în componente de frecvențe diferite. Se folosește în diverse transformări Fourier.
Există următoarele opțiuni.
- O serie de semnale Fourier periodice.
- Transformarea Fourier a semnalelor neperiodice.
- Transformarea în timp Fourier discretă a semnalelor de timp discrete.
- Transformarea Fourier discretă a semnalelor de timp discrete.
Alegerea metodei digitale de transmitere a informațiilor în sistemele de comunicații celulare se datorează posibilității de codare și criptare prin metode moderne, posibilitatea transmiterii informațiilor eterogene (semnalizare, voce, date) prin intermediul acelorași canale datorită divizării timpului canalelor, precum și a imunității ridicate a semnalelor digitale.
Pentru ce este procesat semnalul?
Transformarea Fourier temporală discretă captează un semnal discret de timp într-un spectru de frecvență continuă. Fourier discrete transformă un spectru discret de frecvență într-un spectru de frecvență discret. Semnalele discrete temporare pot fi reprezentate ca o sumă a funcțiilor exponențiale complexe.
Alternativ, reprezentarea poate fi găsită ca convoluție. Semnalele sunt cantități fizice în care informațiile sunt stocate sau criptate. Astfel, acestea sunt purtători de informații și pot fi transferați de la un loc la altul. De asemenea, explică de ce semnalele sunt percepute ca bază pentru procesarea informațiilor moderne. Învățăm prin semnale - sau informații în ele - ce se întâmplă în lume. Implementarea stării mediului, informațiilor, numerelor etc. Se efectuează în componente, scheme, numere.
În fiecare zi, oamenii se confruntă cu utilizarea dispozitivelor electronice. Fără ei, viața modernă este imposibilă. La urma urmei, vorbim despre televiziune, radio, computer, telefon, multi-aragaz și așa mai departe. Anterior, cu câțiva ani în urmă, nimeni nu sa gândit la ce semnal este folosit în fiecare dispozitiv eficient. Acum, cuvintele "analogice", "digitale", "discrete" au fost auzite de mult. Unele dintre tipurile de semnale enumerate sunt de înaltă calitate și de încredere.
Implementarea duce la două tipuri principale de semnale, care diferă în funcție de caracteristicile lor de semnal. Un semnal analogic poate avea un număr infinit de valori între două valori limită. Pentru fiecare valoare de informație, există o singură valoare a semnalului care poate reprezenta această informație. Dar, din păcate, componenta nu funcționează perfect. Chiar și cele mai mici perturbări, cum ar fi fluctuațiile de temperatură și presiune, îmbătrânirea și tensiunea de funcționare, pot duce la abateri mari în valorile măsurate.
Transmisia digitală a început să fie folosită mult mai târziu decât analogic. Acest lucru se datorează faptului că un astfel de semnal este mult mai ușor de întreținut, iar tehnologia de atunci nu a fost atât de avansată.
Fiecare persoană întâlnește în mod constant conceptul de "discreție". Dacă traduceți acest cuvânt din limba latină, atunci înseamnă "discontinuitate". Depășind mult în știință, putem spune că un semnal discret este o metodă care implică o schimbare în timp a transportatorului mediu. Aceasta din urmă are orice valoare posibilă. Discretitudinea trece acum în fundal, după ce sa luat decizia de a produce sisteme pe un cip. Acestea sunt holistice și toate componentele colaborează strâns. În discrepanță, totul este exact opusul - fiecare detaliu este complet și legat de ceilalți prin linii speciale de comunicare.
Tehnici și tehnologii de procesare a semnalelor
Aceste abateri - erori - pot fi complexe sau nu pot fi corectate deloc. Un semnal digital poate avea doar un număr finit de valori între două valori limită. Valorile informațiilor trebuie să fie atribuite unei valori a semnalului. Nivelurile se formează aici. Semnalele digitale sunt mai puțin susceptibile la interferențe. Falsificarea valorii măsurate are loc numai atunci când nu se poate face nicio distincție între pașii unui semnal digital. Semnalele digitale sunt extrem de rezistente la interferențe și sunt fiabile chiar și cu dublarea intensivă și procesarea complexă a semnalelor.
semnal
Un semnal este un cod special care este transmis spațiului prin unul sau mai multe sisteme. Această formulare este generică.
În domeniul informațiilor și comunicațiilor, un mediu special de orice date se numește semnal, care este folosit pentru a transmite mesaje. Poate fi creat, dar nu este acceptat, ultima condiție nu este necesară. Dacă semnalul este un mesaj, atunci "capturarea" lui este considerată necesară.
Acestea sunt regenerate cu fiecare etapă de procesare și pot fi copiate ori de câte ori este necesar fără nici un fel de deteriorare și stocate pentru orice perioadă de timp. Rezistența la zgomot poate fi sporită prin reducerea numărului de etape cu etapă în creștere.
Un semnal digital în două etape se numește semnal binar sau semnal binar scurt. Poate avea doar două stări: Pe. Sau plecat. Ridicat sau scăzut, 1 sau 0. Calculatoarele moderne funcționează pe baza semnalelor binare: acestea sunt computere digitale.
Semnalele binare au multe avantaje.
- Ele sunt ușor de realizat din punct de vedere tehnic.
- Sunt extrem de imuni la interferențe.
Codul descris este definit printr-o funcție matematică. Caracterizează toate modificările posibile ale parametrilor. În teoria radio, acest model este considerat fundamental. De asemenea, el a numit zgomotul de semnal analogic. Este o funcție de timp care interacționează liber cu codul transmis și îl distorsionează.
Articolul descrie tipurile de analogice și digitale. De asemenea, prezentată pe scurt principala teorie cu privire la subiectul descris.
O arie largă de aplicare în domeniul tehnologiei de comunicații este de semnalizare. Este vorba despre modul în care se transferă multe date fără pierderi de-a lungul căii de transmisie. Când se transmit semnale diferite pe aceeași cale de transmisie, procesarea semnalelor este necesară înainte ca semnalul să fie transmis. În acest scop, tehnicile de modulare sunt utilizate pentru a transforma informațiile și datele în semnale electrice astfel încât acestea să fie adecvate pentru transmisie.
Reglarea frecvenței Reutilizarea mediului de transmisie Creșterea imunității la interferențe. Metoda de modulare descrie modul în care datele trebuie afișate astfel încât să poată fi transmise prin cablu sau aer. Fiecare semnal electric are trei caracteristici: amplitudine, frecvență și fază. În modulare, unul sau mai mulți dintre acești parametri de semnal sunt modulați sau modulați de un semnal de informație. Semnalul de informație, semnalat și ca semnal de modulație, este suprapus pe semnalul purtător.
Tipuri de semnale
Există mai multe tipuri de clasificare a semnalelor disponibile. Luați în considerare ce feluri sunt.
- Mediul fizic al suportului de date este separat de un semnal electric, optic, acustic și electromagnetic. Există mai multe specii, dar ele sunt puțin cunoscute.
- Prin stabilirea semnalelor sunt împărțite în regulat și neregulate. Primele sunt metode deterministe de transfer de date, care sunt definite printr-o funcție analitică. Cele aleatoare sunt formulate în detrimentul teoriei probabilității și, de asemenea, iau orice valoare la intervale de timp diferite.
- În funcție de funcțiile care descriu toți parametrii de semnal, metodele de transfer de date pot fi analogice, discrete, digitale (o metodă care este cuantificată la nivel). Ele sunt folosite pentru a opera multe aparate electrice.
Acum cititorul este conștient de toate tipurile de semnalizare. Pentru a le înțelege nu este dificil pentru nici o persoană, principalul lucru este să gândești puțin și să-ți amintești cursul fizicii școlare. 
Modificarea formei de undă. Tehnicile simple de modulare modifică parametrul semnalului o singură dată pe fiecare pas de transmisie. În cazul semnalelor digitale de informație, semnalul oscilează în cel mai simplu caz numai între două state. Pentru fiecare etapă de transmisie, se transmite un bit. Tehnicile de modulare mai complexe modifică caracteristicile semnalului de mai multe ori în fiecare pas. Mai mult de un bit este transmis pe caracter. Alte metode de modulare combină mai multe metode de modulare. Acest lucru vă permite să transferați mai multe date printr-un singur pas de transfer.
Consecința este că, pe măsură ce densitatea de modulație crește, sensibilitatea semnalului modulat crește în contrast cu tulburările. Modulele de modulare sunt supuse limitărilor fizice. Din punct de vedere matematic, modularea este multiplicarea semnalelor purtătoare și a informațiilor. Modulatorul este disponibil ca funcție, component sau circuit discret. Pentru a combina semnalele purtătoare și cele de informație, semnalele sunt adăugate de circuit. Acest semnal este apoi convertit la un semnal cu o frecvență neliniară. În cel mai simplu caz, acest lucru se face de către emitorul de bază al tranzistorului.
Pentru ce este procesat semnalul?
Semnalul este procesat pentru a transmite și a primi informații criptate în el. Odată ce este recuperată, poate fi utilizată în diverse moduri. În unele situații, este reformatată.
Există un alt motiv pentru procesarea tuturor semnalelor. Aceasta constă într-o ușoară comprimare a frecvențelor (pentru a nu afecta informațiile). După aceea, este formatat și transmis la viteze reduse.
Semnalele analogice și digitale utilizează metode speciale. În special, filtrarea, convoluția, corelația. Ele sunt necesare pentru a restabili semnalul dacă acesta este deteriorat sau are zgomot.
Crearea și formarea
Adesea, generarea de semnale necesită analog-to-digital (ADC) și cel mai adesea ambele sunt utilizate doar într-o situație cu utilizarea tehnologiei DSP. În alte cazuri, utilizați numai DAC.
Atunci când se creează coduri analogice fizice cu aplicarea în continuare a metodelor digitale se bazează pe informațiile obținute, care sunt transmise de la dispozitive speciale.
Intervalul dinamic
Intervalul de semnal se calculează prin diferența dintre nivelurile de volum mai mari și mai mici, exprimate în decibeli. Depinde complet de munca și caracteristicile spectacolului. Vorbim despre piesele muzicale și despre dialogurile obișnuite dintre oameni. Dacă luați, de exemplu, un difuzor care citește știri, atunci gama sa dinamică variază între 25-30 dB. În timp ce citește o lucrare, poate crește până la 50 dB. 
Semnal analogic
Un semnal analogic este o metodă de transfer continuu în timp. Dezavantajul este prezența zgomotului, care uneori duce la pierderea completă a informațiilor. De foarte multe ori apar astfel de situații că este imposibil să se determine unde sunt datele importante din cod și unde sunt distorsiunile obișnuite.
Din acest motiv, procesarea semnalelor digitale a devenit foarte populară și înlocuiește treptat analogic.
Semnal digital
Semnalul digital este un flux de date special, este descris prin funcții discrete. Amplitudinea sa poate avea o anumită valoare față de cea specificată deja. Dacă semnalul analogic este capabil să primească o cantitate mare de zgomot, atunci cel digital elimină majoritatea interferențelor primite.
În plus, acest tip de transfer de date transporta informații fără semnificație semantică inutilă. Mai multe coduri pot fi trimise simultan printr-un singur canal fizic.
Tipurile de semnal digital nu există, deoarece sunt alocate ca o metodă separată și independentă de transmitere a datelor. Este un flux binar. În timpul nostru, un astfel de semnal este considerat cel mai popular. Acest lucru se datorează ușurinței de utilizare. 
Aplicație semnal digital
Care este diferența dintre un semnal electric digital și altele? Faptul că este capabil să efectueze o regenerare completă în repetor. Când un semnal ajunge la echipamentul de comunicații care are cea mai mică interferență, acesta își schimbă imediat forma pe digital. Acest lucru permite, de exemplu, turnul TV să formeze din nou un semnal, dar fără efectul de zgomot.
În cazul în care codul vine deja cu distorsiuni mari, atunci, din păcate, nu poate fi recuperat. Dacă luați o conexiune analogică în comparație, atunci într-o situație similară, un repetor poate extrage niște date, consumând o mulțime de energie.
Când discutăm despre comunicarea celulară a diferitelor formate, cu distorsiuni puternice pe o linie digitală, este aproape imposibil să vorbim, pentru că nu se auzi cuvinte sau fraze întregi. Comunicarea analogică este mai eficientă în acest caz, deoarece puteți continua dialogul.
Din cauza unor astfel de probleme, semnalele digitale sunt generate de repetoare foarte des pentru a reduce deconectarea liniei de comunicație. 
Discret semnal
Acum, toată lumea folosește telefonul mobil sau un fel de "dialer" de pe computer. Una dintre sarcinile dispozitivelor sau software-ului este transmiterea unui semnal, în acest caz a unui flux de voce. Pentru a transfera un val continuu, este necesar un canal care ar avea o lățime de bandă mai mare. Acesta este motivul pentru care sa luat decizia de a folosi un semnal discret. El nu creează valul în sine, ci forma sa digitală. De ce? Deoarece transmisia provine de la tehnologie (de exemplu, un telefon sau un computer). Care sunt avantajele acestui tip de transfer de informații? Cu ajutorul acestuia, cantitatea totală de date transmise este redusă, iar trimiterea loturilor este, de asemenea, mai ușor de organizat.
Conceptul de "discretizare" a fost folosit de mult timp în muncă, datorită acestui semnal, nu este o informație continuă care este complet codificată cu caractere și litere speciale, dar datele colectate în blocuri speciale. Ele sunt particule separate și complete. Această metodă de codare a fost mult timp retrogradată în fundal, dar nu a dispărut complet. Cu aceasta, puteți transfera cu ușurință mici informații. 
Compararea semnalelor digitale și analogice
Atunci când cumpărăm echipament, aproape că nimeni nu se gândește la ce fel de semnale sunt folosite în acest dispozitiv sau în acel dispozitiv, și cu atât mai mult despre mediul și natura acestuia. Dar, uneori, trebuie să vă ocupați de concepte.
Este mult timp clar că tehnologiile analogice pierd cererea, deoarece utilizarea lor este irațională. În schimb există o conexiune digitală. Trebuie să înțelegeți ce este în joc și de ce refuză omenirea.
Pe scurt, un semnal analogic este o metodă de transmitere a informațiilor care implică o descriere a datelor de timp. De fapt, în mod specific, poate fi egal cu orice valoare care se încadrează în anumite limite.
Procesarea semnalelor digitale este descrisă de funcțiile discrete ale timpului. Cu alte cuvinte, amplitudinea oscilațiilor acestei metode este egală cu valorile specificate strict.
Trecând de la teorie la practică, trebuie spus că semnalul analogic este caracterizat prin interferențe. Cu ajutorul tehnologiei digitale, nu există astfel de probleme, deoarece acestea "reușesc" să le "smulgă" cu succes. În detrimentul noilor tehnologii, această metodă de transmisie de date este capabilă să restabilească singură toate informațiile originale fără intervenția unui om de știință.
Vorbind de televiziune, putem spune cu certitudine: transmisia analogică și-a depășit mult utilitatea. Majoritatea consumatorilor comută la un semnal digital. Minusul ultimului este că dacă un dispozitiv este capabil să primească o transmisie analogică, atunci mai mult mod modern - numai echipamente speciale. Deși cererea pentru o metodă depășită a căzut mult timp, astfel de tipuri de semnale nu sunt încă în stare să se retragă complet din viața de zi cu zi.
