Віды сігналаў: аналагавы, лічбавай, дыскрэтны

Кожны дзень людзі сутыкаюцца з выкарыстаннем электронных прыбораў. Без іх немагчымая сучаснае жыццё. Бо гаворка ідзе аб тэлевізары, радыё, кампутары, тэлефоне, мультиварке і іншым. Раней, яшчэ некалькі гадоў таму, ніхто не задумваўся пра тое, які сігнал выкарыстоўваецца ў кожным працаздольным прыборы. Зараз жа словы «аналагавы», «лічбавай», «дыскрэтны» ужо даўно на слыху. Некаторыя віды сігналаў з пералічаных з'яўляюцца якаснымі і надзейнымі.

Лічбавая перадача стала выкарыстоўвацца нашмат пазней, чым аналагавая. Гэта звязана з тым, што такі сігнал нашмат прасцей абслугоўваць, ды і тэхніка на той момант не была настолькі ўдасканалена.

З паняццем «дыскрэтнасць» сутыкаецца кожны чалавек пастаянна. Калі перакладаць гэтае слова з лацінскай мовы, то азначаць яно будзе «перарывістасць». Паглыбляючыся далёка ў навуку, можна сказаць, што дыскрэтны сігнал ўяўляе сабой метад перадачы інфармацыі, які мае на ўвазе змяненне ў часе асяроддзя-пераносчыка. Апошняя прымае любое значэнне з усіх магчымых. Зараз дыскрэтнасць сыходзіць на другі план, пасля таго, як было прынята рашэнне вырабляць сістэмы на чыпе. Яны з'яўляюцца цэласнымі, а ўсе кампаненты цесна ўзаемадзейнічаюць адзін з адным. У дыскрэтнасці жа ўсё з дакладнасцю наадварот - кожная дэталь завершана і звязаная з іншымі за кошт спецыяльных ліній сувязі.

сігнал

Сігнал ўяўляе сабой адмысловы код, які перадаецца ў прастору адной ці некалькімі сістэмамі. Гэтая фармулёўка з'яўляецца агульнай.

У сферы інфармацыі і сувязі сігналам названы спецыяльны носьбіт якіх-небудзь дадзеных, які выкарыстоўваецца для перадачы паведамленняў. Ён можа быць створаны, але не прыняты, апошняя ўмова не абавязкова. Калі ж сігнал з'яўляецца паведамленнем, то яго «лоўля» лічыцца неабходнай.

Апісваны код перадачы дадзеных задаецца матэматычнай функцыяй. Яна характарызуе ўсе магчымыя змены параметраў. У радыётэхнічнай тэорыі гэтая мадэль лічыцца базавай. У ёй жа аналагам сігналу быў названы шум. Ён уяўляе сабой функцыю часу, якая свабодна ўзаемадзейнічае з перададзеным кодам і скажае яго.

У артыкуле ахарактарызаваны віды сігналаў: дыскрэтны, аналагавы і лічбавай. Таксама коратка дадзена асноўная тэорыя па апісванай тэме.

віды сігналаў

Існуе некалькі тыпаў класіфікацыі наяўных сігналаў. Разгледзім, якія бываюць віды.

1. Па фізічнай асяроддзі носьбіта дадзеных падзяляюць электрычны сігнал, аптычны, акустычны і электрамагнітны. Маецца яшчэ некалькі відаў, аднак яны малавядомыя.
2. Па спосабе заданні сігналы дзеляцца на рэгулярныя і нерэгулярныя. Першыя ўяўляюць сабой дэтэрмінаваных метады перадачы дадзеных, якія задаюцца аналітычнай функцыяй. Выпадковыя ж фармулююцца за кошт тэорыі верагоднасці, а таксама яны прымаюць любыя значэнні ў розныя прамежкі часу.
3. У залежнасці ад функцый, якія апісваюць ўсе параметры сігналу, метады перадачы дадзеных могуць быць аналагавымі, дыскрэтнымі, лічбавымі (спосаб, які з'яўляецца квантованным па ўзроўні). Яны выкарыстоўваюцца для забеспячэння працы шматлікіх электрычных прыбораў.

Цяпер чытачу вядомыя ўсе віды перадачы сігналаў. Разабрацца ў іх не складзе працы любому чалавеку, галоўнае - трохі падумаць і ўспомніць школьны курс фізікі.

Для чаго апрацоўваецца сігнал?

Сігнал апрацоўваецца з мэтай перадачы і атрымання інфармацыі, якая ў ім зашыфравана. Як толькі яна будзе вынятая, яе можна выкарыстоўваць рознымі спосабамі. У асобных сітуацыях яе перафарматуе.

Існуе і іншая прычына апрацоўкі ўсіх сігналаў. Яна заключаецца ў невялікім сціску частот (каб не пашкодзіць інфармацыю). Пасля гэтага яе фарматуецца і перадаюць на павольных хуткасцях.

У аналагавым і лічбавым сігналах выкарыстоўваюцца асаблівыя метады. У прыватнасці, фільтраванне, скрутка, карэляцыя. Яны неабходны для аднаўлення сігналу, калі ён пашкоджаны або мае шум.

Стварэнне і фарміраванне

Часта для фарміравання сігналаў неабходны аналога-лічбавы (АЛП) і лічба-аналагавы (ЛАП) пераўтваральнікі. Часцей за ўсё яны абодва выкарыстоўваюцца толькі ў сітуацыі з ужываннем DSP-тэхналогій. У астатніх выпадках падыдзе толькі выкарыстанне ЛАП.

Пры стварэнні фізічных аналагавых кодаў з далейшым прымяненнем лічбавых метадаў належаць на атрыманую інфармацыю, якая перадаецца са спецыяльных прыбораў.

дынамічны дыяпазон

Дыяпазон сігналу вылічаецца рознасцю большага і меншага ўзроўню гучнасці, якія выяўленыя ў дэцыбелах. Ён цалкам залежыць ад творы і асаблівасцяў выканання. Гаворка ідзе як пра музычныя трэках, так і аб звычайных дыялогах паміж людзьмі. Калі браць, напрыклад, дыктара, які чытае навіны, то яго дынамічны дыяпазон вагаецца ў раёне 25-30 дб. А падчас чытання якога-небудзь творы ён можа вырастаць да 50 дб.

аналагавы сігнал

Аналагавы сігнал з'яўляецца бесперапынным ў часе спосабам перадачы дадзеных. Недахопам яго можна назваць прысутнасць шуму, які часам прыводзіць да поўнай страты інфармацыі. Вельмі часта ўзнікаюць такія сітуацыі, што немагчыма вызначыць, дзе ў кодзе важныя дадзеныя, а дзе звычайныя скажэнні.

Менавіта з-за гэтага лічбавая апрацоўка сігналаў набыла вялікую папулярнасць і паступова выцясняе аналагавую.

лічбавы сігнал

Лічбавы сігнал з'яўляецца асаблівым патокам дадзеных, ён апісваецца за кошт дыскрэтных функцый. Яго амплітуда можа прыняць пэўнае значэнне з ужо зададзеных. Калі аналагавы сігнал здольны паступаць з вялікай колькасцю шумоў, то лічбавай адфільтроўвае большую частку атрыманых перашкод.

Акрамя гэтага, такі від перадачы дадзеных пераносіць інфармацыю без лішняй сэнсавай нагрузкі. Праз адзін фізічны канал можа быць адпраўлена адразу некалькі кодаў.

Віды лічбавага сігналу не існуюць, так як ён вылучаецца як асобны і самастойны метад перадачы дадзеных. Ён уяўляе сабой двайковы струмень. У наш час такі сігнал лічыцца самым папулярным. Гэта звязана з прастатой выкарыстання.

Прымяненне лічбавага сігналу

Чым жа адрозніваецца лічбавай электрычны сігнал ад іншых? Тым, што ён здольны здзяйсняць у рэтранслятара поўную рэгенерацыю. Калі ў абсталяванне сувязі паступае сігнал, які мае найменшыя перашкоды, ён адразу ж змяняе сваю форму на лічбавую. Гэта дазваляе, напрыклад, тэлевышкі зноў сфармаваць сігнал, але ўжо без шумавы эфекту.

У тым выпадку, калі код паступае ўжо з вялікімі скажэннямі, то, на жаль, аднаўленню ён не падлягае. Калі браць у параўнанні аналагавую сувязь, то ў аналагічнай сітуацыі рэтранслятар можа атрымаць частку дадзеных, затрачваючы шмат энергіі.

Абмяркоўваючы сотавую сувязь розных фарматаў, пры моцным скажэнні на лічбавы лініі размаўляць практычна немагчыма, бо не чуваць словы або цэлыя фразы. Аналагавая сувязь у такім выпадку больш дзейсная, бо можна працягваць весці дыялог.

Менавіта з-за падобных непаладак лічбавы сігнал рэтранслятары фармуюць вельмі часта для таго, каб скараціць разрыў лініі сувязі.

дыскрэтны сігнал

Цяпер кожны чалавек карыстаецца мабільным тэлефонам ці нейкі «тэлефанавалку» на сваім кампутары. Адна з задач прыбораў або праграмнага забеспячэння - гэта перадача сігналу, у дадзеным выпадку галасавога патоку. Для пераносу бесперапыннай хвалі неабходны канал, які меў бы прапускную здольнасць вышэйшага ўзроўню. Менавіта таму было прадпрынята рашэнне выкарыстаць дыскрэтны сігнал. Ён стварае не саму хвалю, а яе лічбавы выгляд. Чаму ж? Таму што перадача ідзе ад тэхнікі (напрыклад, тэлефона або камп'ютэра). У чым плюсы такога выгляду пераносу інфармацыі? З яго дапамогай памяншаецца агульная колькасць перадаюцца дадзеных, а таксама лягчэй арганізуецца пакетная адпраўка.

Паняцце «дыскрэтызацыя» ужо даўно стабільна выкарыстоўваецца ў працы вылічальнай тэхнікі. Дзякуючы такому сігнале перадаецца ня бесперапынная інфармацыя, якая цалкам закадавана адмысловымі знакамі і літарамі, а дадзеныя, сабраныя ў асаблівыя блокі. Яны з'яўляюцца асобнымі і скончанымі часціцамі. Такі метад кадоўкі ўжо даўно адсунуўся на другі план, аднак не знік цалкам. З дапамогай яго можна лёгка перадаваць невялікія кавалкі інфармацыі.

Параўнанне лічбавага і аналагавага сігналаў

Купляючы тэхніку, наўрад ці хто-небудзь думае пра тое, якія віды сігналаў выкарыстаны ў тым ці іншым прыборы, а пра іх асяроддзі і прыродзе ўжо тым больш. Але часам усё ж даводзіцца разбірацца з паняццямі.

Ужо даўно стала зразумела, што аналагавыя тэхналогіі губляюць попыт, бо іх выкарыстанне нерацыянальна. Узамен прыходзіць лічбавая сувязь. Трэба разумець, пра што ідзе гаворка і ад чаго адмаўляецца чалавецтва.

Калі казаць коратка, то аналагавы сігнал - спосаб перадачы інфармацыі, які мае на ўвазе апісанне дадзеных бесперапыннымі функцыямі часу. Па сутнасці, кажучы канкрэтна, амплітуда ваганняў можа быць роўная любому значэнні, які знаходзіцца ў пэўных межах.

Лічбавая апрацоўка сігналаў апісваецца дыскрэтнымі функцыямі часу. Інакш кажучы, амплітуда ваганняў гэтага метаду роўная строга зададзеным значэнняў.

Пераходзячы ад тэорыі да практыкі, трэба сказаць пра тое, што аналагаваму сігнале характэрныя перашкоды. З лічбавым ж такіх праблем няма, таму што ён паспяхова іх «згладжвае». За кошт новых тэхналогій такі метад перадачы дадзеных здольны сваімі сіламі без ўмяшання вучонага аднавіць усю зыходную інфармацыю.

Кажучы аб тэлебачанні, можна ўжо з упэўненасцю сказаць: аналагавая перадача даўно зжыла сябе. Большасць спажыўцоў пераходзяць на лічбавы сігнал. Мінус апошняга заключаецца ў тым, што калі аналагавую перадачу здольны прымаць любы прыбор, то больш сучасны спосаб - толькі спецыяльная тэхніка. Хоць і попыт на састарэлы метад ўжо даўно зваліўся, усё ж такія віды сігналаў да гэтага часу не здольныя цалкам сысці з паўсядзённага жыцця.