هر سیگنال، آنالوگ یا دیجیتال، نوسانات الکترومغناطیسی است که در فرکانس خاصی منتشر می شود، بسته به اینکه چه سیگنالی در حال انتقال است، دستگاهی که این سیگنال را دریافت می کند آن را به متن، گرافیک یا اطلاعات صوتی که برای کاربر یا خود دستگاه مناسب است ترجمه می کند. . به عنوان مثال، یک سیگنال تلویزیونی یا رادیویی، یک برج یا یک ایستگاه رادیویی می تواند سیگنال آنالوگ و در حال حاضر سیگنال دیجیتال را ارسال کند. دستگاه گیرنده با دریافت این سیگنال، آن را به تصویر یا صدا تبدیل می کند و آن را با اطلاعات متنی (گیرنده های رادیویی مدرن) تکمیل می کند.

صدا به صورت آنالوگ منتقل می شود و قبلاً از طریق دستگاه گیرنده به نوسانات الکترومغناطیسی تبدیل می شود و همانطور که قبلاً گفته شد نوسانات با فرکانس خاصی منتشر می شوند. هر چه فرکانس صدا بیشتر باشد، ارتعاش بیشتر است، به این معنی که صدای خروجی بلندتر خواهد بود. به طور کلی، یک سیگنال آنالوگ به طور مداوم منتشر می شود، یک سیگنال دیجیتال به طور ناپیوسته (گسسته).

از آنجایی که سیگنال آنالوگ به طور مداوم منتشر می شود، نوسانات خلاصه می شوند و یک فرکانس حامل در خروجی ظاهر می شود که در این حالت فرکانس اصلی است و گیرنده روی آن تنظیم می شود. در خود گیرنده این فرکانس از سایر ارتعاشات که قبلاً به صدا تبدیل شده اند جدا می شود. از معایب آشکار انتقال با استفاده از سیگنال آنالوگ می توان به تداخل زیاد، امنیت پایین سیگنال ارسالی و همچنین حجم زیاد اطلاعات ارسالی اشاره کرد که برخی از آنها اضافی هستند.

اگر در مورد یک سیگنال دیجیتال صحبت کنیم، جایی که داده ها به طور مجزا منتقل می شوند، ارزش برجسته کردن مزایای آشکار آن را دارد:

• سطح بالای حفاظت از اطلاعات ارسال شده به دلیل رمزگذاری آن؛
• سهولت دریافت سیگنال دیجیتال؛
• عدم وجود "صدای" خارجی؛
• پخش دیجیتال قادر به ارائه تعداد زیادی کانال است.
• کیفیت بالای انتقال - سیگنال دیجیتال فیلتر داده های دریافتی را فراهم می کند.

برای تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال و بالعکس، از دستگاه های خاصی استفاده می شود - مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) و مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC). ADC در فرستنده نصب می شود، DAC در گیرنده نصب می شود و سیگنال گسسته را به آنالوگ تبدیل می کند.

تا آنجا که به امنیت مربوط می شود، چرا سیگنال دیجیتال از آنالوگ ایمن تر است. سیگنال دیجیتال به صورت رمزگذاری شده ارسال می شود و دستگاهی که سیگنال را دریافت می کند باید یک کد برای رمزگشایی سیگنال داشته باشد. همچنین شایان ذکر است که ADC می تواند آدرس دیجیتال گیرنده را نیز منتقل کند، در صورت رهگیری سیگنال، رمزگشایی کامل آن غیرممکن خواهد بود، زیرا بخشی از کد گم شده است - این رویکرد به طور گسترده در ارتباطات سیار استفاده می شود. .

به طور خلاصه، تفاوت اصلی سیگنال آنالوگ و دیجیتال در ساختار سیگنال ارسالی است. سیگنال های آنالوگ یک جریان پیوسته از نوسانات با دامنه و فرکانس متغیر هستند. سیگنال دیجیتال یک نوسان گسسته است که مقادیر آن به رسانه انتقال بستگی دارد.

امروز سعی خواهیم کرد بفهمیم سیگنال های آنالوگ و دیجیتال چیست؟ مزایا و معایب آنها. ما اصطلاحات و تعاریف مختلف علمی را مطرح نمی کنیم، بلکه سعی می کنیم وضعیت را در انگشتان خود کشف کنیم.

سیگنال آنالوگ چیست؟

سیگنال آنالوگ بر اساس تشابه سیگنال الکتریکی (مقادیر جریان و ولتاژ) به مقدار سیگنال اصلی (رنگ پیکسل، فرکانس و دامنه صدا و غیره) است. آن ها مقادیر مشخصی از جریان و ولتاژ مربوط به انتقال یک رنگ خاص از یک پیکسل یا یک سیگنال صوتی است.

من یک مثال در مورد سیگنال ویدئویی آنالوگ می زنم.

ولتاژ روی سیم 5 ولت مربوط به آبی، 6 ولت به سبز، 7 ولت به قرمز است.

برای اینکه نوارهای قرمز، آبی و سبز روی صفحه ظاهر شوند، باید به طور متناوب ولتاژهای 5، 6، 7 ولت را روی کابل اعمال کنید. هر چه سریعتر ولتاژها را تغییر دهیم، نوارهای نازک‌تری روی مانیتور می‌گیریم. با کاهش فاصله بین تغییرات ولتاژ به حداقل، ما دیگر نوارها را دریافت نمی کنیم، بلکه نقاط رنگی متناوب را یکی پس از دیگری می گیریم.

یکی از ویژگی های مهم سیگنال آنالوگ این واقعیت است که به شدت از فرستنده به گیرنده (به عنوان مثال، از آنتن به تلویزیون) منتقل می شود، هیچ بازخوردی وجود ندارد. بنابراین، اگر تداخل در انتقال سیگنال اختلال ایجاد کند (مثلاً به جای شش ولت، چهار ولت می آید)، رنگ پیکسل مخدوش می شود و موج هایی روی صفحه ظاهر می شود.
سیگنال آنالوگ پیوسته است.
سیگنال دیجیتال چیست؟

انتقال داده ها نیز با استفاده از سیگنال الکتریکی انجام می شود، اما مقادیر این سیگنال ها تنها دو است و با 0 و 1 مطابقت دارند. دنباله ای از صفر و یک از روی سیم ها منتقل می شود. چیزی شبیه به این: 01010001001 و غیره. برای اینکه دستگاه گیرنده (مثلا تلویزیون) در داده های ارسالی اشتباه نگیرد، اعداد به صورت دسته ای ارسال می شوند. این چیزی شبیه به این است: 10100010 10101010 10100000 10111110. هر بسته حاوی اطلاعاتی است، به عنوان مثال، رنگ یک پیکسل. یکی از ویژگی های مهم سیگنال دیجیتال این است که دستگاه های فرستنده و گیرنده می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و خطاهایی را که ممکن است در حین انتقال رخ دهد را یکی پس از دیگری تصحیح کنند.

نمونه هایی از انتقال سیگنال دیجیتال و آنالوگ

برای یک سیگنال دیجیتال، انتقال چیزی شبیه به این است:

• تداخل: AAAAAAAAAAAAAA!
• تلویزیون: کدام یک؟ نمی شنوم!
• VCR: سبز!
• تلویزیون: آره، فهمیدم! سبز می کشم
• تلویزیون: لطفاً تأیید کنید که رنگ قرمز است.
• VCR: تایید می کنم.
• تلویزیون: باشه! می کشم.

انتقال سیگنال آنالوگ:

• VCR: سلام، تلویزیون، رنگ پیکسل با مختصات 120x300 سبز است.
• تداخل: AAAAAAAAAAAAAA!
• تلویزیون: کدام یک؟ نمی شنوم! لعنتی، آبی می کشم.
• VCR: رنگ بعدی قرمز است!
• تداخل: بوم! رونق!
• تلویزیون: قرمز، یه جورایی! می کشم.
• VCR: بیل!
• تداخل: PShShShShSh!
• دستگاه تلویزیون:؟!. نیاز به کشیدن چیزی؟! بگذار یک بیل باشد!

مزایا و معایب سیگنال های دیجیتال و آنالوگ

با توجه به موارد فوق، می توان نتیجه گرفت که در صورت مساوی بودن همه چیزهای دیگر، کیفیت انتقال اطلاعات با استفاده از یک رقم بالاتر از نمایش سیگنال آنالوگ خواهد بود. در عین حال، با ایمنی خوب نویز، این دو فناوری می توانند در شرایط مساوی با یکدیگر رقابت کنند.

هنگامی که با پخش تلویزیونی و رادیویی و همچنین انواع ارتباطات مدرن سروکار دارید، اغلب باید با اصطلاحاتی مانند "سیگنال آنالوگ"و "سیگنال دیجیتال"... برای متخصصان این کلمات هیچ رمز و رازی وجود ندارد، اما برای افرادی که نادان هستند، ممکن است تفاوت بین "شکل" و "آنالوگ" کاملاً ناشناخته باشد. و با این حال یک تفاوت بسیار مهم وجود دارد.

وقتی در مورد سیگنال صحبت می کنیم، معمولاً منظور نوسانات الکترومغناطیسی است که باعث القای EMF و نوسانات جریان در آنتن گیرنده می شود. بر اساس این ارتعاشات، دستگاه گیرنده - تلویزیون، رادیو، واکی تاکی یا تلفن همراه - "ایده" را ایجاد می کند که چه تصویری روی صفحه نمایش داده شود (در حضور یک سیگنال ویدئویی) و چه صداهایی با این ویدئو همراه است. علامت.

در هر صورت، سیگنال یک ایستگاه رادیویی یا یک دکل ارتباطی سیار می تواند به دو صورت دیجیتال و آنالوگ ظاهر شود. از این گذشته، برای مثال، صدا خود یک سیگنال آنالوگ است. در ایستگاه رادیویی، صدای دریافت شده توسط میکروفون به نوسانات الکترومغناطیسی قبلا ذکر شده تبدیل می شود. هر چه فرکانس صدا بیشتر باشد، فرکانس نوسان خروجی بیشتر است و هر چه بلندگو بلندتر صحبت کند، دامنه آن بیشتر می شود.

ارتعاشات الکترومغناطیسی حاصل، یا امواج، با استفاده از یک آنتن فرستنده در فضا منتشر می شوند. برای اینکه هوا با تداخل فرکانس پایین مسدود نشود و ایستگاه‌های رادیویی مختلف این امکان را داشته باشند که به طور موازی و بدون تداخل با یکدیگر کار کنند، ارتعاشات ناشی از تأثیر صدا خلاصه می‌شوند، یعنی «فوق‌العاده می‌شوند». روی ارتعاشات دیگری که فرکانس ثابتی دارند. آخرین فرکانس معمولاً "حامل" نامیده می شود و به این درک است که گیرنده رادیویی خود را تنظیم می کنیم تا سیگنال آنالوگ ایستگاه رادیویی را "گرفتن" کنیم.

در گیرنده، فرآیند معکوس انجام می شود: فرکانس حامل جدا می شود و نوسانات الکترومغناطیسی دریافت شده توسط آنتن به نوسانات صوتی تبدیل می شود و صدای آشنای بلندگو از بلندگو شنیده می شود.

در فرآیند انتقال سیگنال صوتی از رادیو به گیرنده هر اتفاقی ممکن است بیفتد. تداخل شخص ثالث ممکن است رخ دهد، فرکانس و دامنه ممکن است تغییر کند، که البته بر صداهای منتشر شده از گیرنده رادیویی تأثیر می گذارد. در نهایت، فرستنده و گیرنده هر دو خطا در هنگام تبدیل سیگنال ایجاد می کنند. بنابراین، صدای بازتولید شده توسط گیرنده رادیویی آنالوگ همیشه دارای مقداری اعوجاج است. با وجود تغییرات، صدا می تواند کاملا قابل پخش باشد، اما پس زمینه صدای خش خش یا حتی خس خس ناشی از تداخل خواهد بود. هرچه دریافت اطمینان کمتری داشته باشد، این اثرات نویز خارجی بلندتر و مشخص تر خواهد بود.

علاوه بر این، سیگنال آنالوگ زمینی درجه حفاظت بسیار ضعیفی در برابر دسترسی غیرمجاز دارد. برای ایستگاه های رادیویی عمومی، این، البته، مهم نیست. اما در طول استفاده از اولین تلفن های همراه، یک لحظه ناخوشایند همراه با این واقعیت بود که تقریباً هر گیرنده رادیویی بیرونی می تواند به راحتی با طول موج مورد نظر تنظیم شود تا مکالمه تلفنی شما را شنود کند.

پخش آنالوگ چنین معایبی دارد. به دلیل آنها، برای مثال، تلویزیون وعده می دهد که در مدت زمان نسبتاً کوتاهی کاملاً دیجیتالی شود.

در نظر گرفته می شود که ارتباطات دیجیتال و پخش از تداخل و تأثیرات خارجی مصون ترند. نکته این است که هنگام استفاده از "دیجیتال"، سیگنال آنالوگ از میکروفون در ایستگاه فرستنده به یک کد دیجیتال رمزگذاری می شود. خیر، البته جریان اعداد و ارقام به فضای اطراف سرایت نمی کند. به صدای فرکانس و حجم معین به سادگی یک کد از پالس های رادیویی اختصاص داده می شود. مدت زمان و فرکانس پالس ها از پیش تعریف شده است - هم برای فرستنده و هم برای گیرنده یکسان است. وجود یک ضربه مربوط به یک، عدم وجود - به صفر است. بنابراین به این ارتباط «دیجیتال» می گویند.

دستگاهی که سیگنال آنالوگ را به کد دیجیتال تبدیل می کند نامیده می شود مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC)... و دستگاه نصب شده در گیرنده و تبدیل کد به سیگنال آنالوگ متناظر با صدای دوست شما در بلندگوی تلفن همراه GSM، «مبدل دیجیتال به آنالوگ» (DAC) نامیده می شود.

در طول انتقال سیگنال دیجیتال، خطاها و اعوجاج عملا حذف می شوند. اگر ضربه کمی قوی‌تر، طولانی‌تر یا برعکس شود، سیستم همچنان به عنوان یک واحد آن را تشخیص می‌دهد. و صفر صفر خواهد ماند، حتی اگر سیگنال ضعیف تصادفی در جای خود ظاهر شود. برای ADC و DAC، مقادیر دیگری مانند 0.2 یا 0.9 وجود ندارد - فقط صفر و یک. بنابراین تداخل در ارتباطات دیجیتال و پخش اثر چندانی ندارد.

علاوه بر این، "رقم" نیز از دسترسی غیرمجاز محافظت می شود. در واقع، برای اینکه DAC دستگاه بتواند سیگنال را رمزگشایی کند، لازم است که کد رمزگشایی را "دانست". ADC همراه با سیگنال می تواند آدرس دیجیتال دستگاه انتخاب شده به عنوان گیرنده را ارسال کند. بنابراین، حتی اگر سیگنال رادیویی رهگیری شود، به دلیل عدم وجود حداقل بخشی از کد، نمی توان آن را تشخیص داد. این به ویژه صادق است.

پس اینجا تفاوت بین سیگنال های دیجیتال و آنالوگ:

1) سیگنال آنالوگ را می توان با تداخل تحریف کرد، و سیگنال دیجیتال می تواند یا با تداخل مسدود شود یا بدون اعوجاج برسد. سیگنال دیجیتال یا دقیقاً وجود دارد یا کاملاً وجود ندارد (یا صفر یا یک).

2) سیگنال آنالوگ برای درک توسط تمام دستگاه هایی که بر اساس همان اصل فرستنده کار می کنند در دسترس است. سیگنال دیجیتال به طور قابل اعتماد توسط یک کد محافظت می شود، اگر برای شما در نظر گرفته نشده باشد، رهگیری آن دشوار است.

سیگنال های آنالوگ، گسسته و دیجیتال

مقدمه ای بر پردازش سیگنال دیجیتال

پردازش سیگنال دیجیتال (DSP یا DSP - پردازش سیگنال دیجیتال) یکی از جدیدترین و قدرتمندترین فناوری‌هایی است که به طور فعال در طیف گسترده‌ای از حوزه‌های علم و فناوری مانند ارتباطات، هواشناسی، رادار و سونار، تصویربرداری تصویر پزشکی اجرا می‌شود. ، پخش صوتی و تلویزیونی دیجیتال، اکتشاف میادین نفت و گاز و غیره. می توان گفت که نفوذ گسترده و عمیق فناوری های پردازش سیگنال دیجیتال در تمام حوزه های فعالیت انسانی وجود دارد. امروزه فناوری DSP یکی از دانش های اساسی است که دانشمندان و مهندسان تمامی صنایع بدون استثنا به آن نیاز دارند.

سیگنال ها

سیگنال چیست؟ در کلی ترین فرمول، این وابستگی یک کمیت به مقدار دیگر است. یعنی از نظر ریاضی سیگنال یک تابع است. متداول ترین وابستگی های زمانی در نظر گرفته شده است. ماهیت فیزیکی سیگنال متفاوت است. اغلب اوقات این یک ولتاژ الکتریکی است و کمتر جریان دارد.

فرم های ارائه سیگنال:

1. موقت؛

2. طیفی (در حوزه فرکانس).

هزینه پردازش دیجیتال کمتر از آنالوگ است و همچنان در حال کاهش است، در حالی که عملکرد عملیات محاسباتی همچنان در حال افزایش است. همچنین مهم است که سیستم های DSP بسیار انعطاف پذیر باشند. آنها را می توان با برنامه های جدید تکمیل کرد و برای انجام عملیات های مختلف بدون تغییر تجهیزات مجددا برنامه ریزی کرد. بنابراین علاقه به موضوعات علمی و کاربردی پردازش سیگنال دیجیتال در تمامی شاخه های علم و فناوری رو به افزایش است.

پیشگفتار پردازش سیگنال دیجیتال

سیگنال های گسسته

ماهیت پردازش دیجیتال این است سیگنال فیزیکی(ولتاژ، جریان و غیره) به دنباله تبدیل می شود شماره، که سپس در معرض تبدیل های ریاضی در VU قرار می گیرد.

سیگنال های آنالوگ، گسسته و دیجیتال

سیگنال فیزیکی اصلی تابع پیوسته زمان است. چنین سیگنال هایی که در همه زمان های t تعیین می شوند، فراخوانی می شوند آنالوگ.

چه سیگنالی دیجیتال نامیده می شود؟ بیایید برخی از سیگنال های آنالوگ را در نظر بگیریم (شکل 1.1 a). به طور مداوم در طول بازه زمانی در نظر گرفته شده تنظیم می شود. اگر عدم قطعیت اندازه گیری در نظر گرفته نشود، سیگنال آنالوگ کاملاً دقیق در نظر گرفته می شود.

برنج. 1.1 الف) سیگنال آنالوگ

برنج. 1.1 ب) سیگنال نمونه برداری شده

برنج. 1.1 ج) سیگنال کوانتیزه

برای دریافت نیاز دارید دیجیتالسیگنال، شما باید دو عملیات را انجام دهید - نمونه برداری و کمی سازی... فرآیند تبدیل سیگنال آنالوگ به دنباله ای از نمونه ها نامیده می شود نمونه برداری،و نتیجه چنین تحولی است سیگنال گسسته.T. آر.، نمونه برداریشامل کامپایل یک نمونه از یک سیگنال آنالوگ (شکل 1.1 ب) است که هر عنصر آن به نام شمارش معکوس، از نمونه های همسایه در یک بازه زمانی مشخص فاصله زمانی خواهد داشت تیتماس گرفت فاصله نمونه بردارییا (از آنجایی که فاصله نمونه گیری اغلب یکسان است) - دوره نمونه برداری... متقابل دوره نمونه برداری نامیده می شود نرخ نمونهبرداریو به این صورت تعریف می شود:

(1.1)

هنگام پردازش یک سیگنال در یک دستگاه محاسباتی، نمونه های آن به صورت اعداد باینری با تعداد بیت محدودی نمایش داده می شوند. در نتیجه، نمونه‌ها می‌توانند تنها مجموعه‌ای محدود از مقادیر را بگیرند و بنابراین، هنگامی که یک سیگنال ارائه می‌شود، گرد کردن آن ناگزیر رخ می‌دهد. فرآیند تبدیل نمونه سیگنال به اعداد نامیده می شود کوانتیزاسیون... به خطاهای گرد کردن حاصل، خطاهای گرد کردن یا نویز کوانتیزاسیون... بنابراین، کوانتیزاسیون کاهش سطوح سیگنال نمونه برداری شده به یک شبکه خاص است (شکل 1.1 c)، اغلب با گرد کردن معمول به سمت یک شبکه بزرگتر. سیگنال زمان گسسته و سطح کوانتیزه دیجیتال خواهد بود.

شرایطی که تحت آن امکان بازیابی کامل سیگنال آنالوگ از معادل دیجیتالی آن با حفظ تمام اطلاعات موجود در سیگنال وجود دارد، با قضایای نایکیست، کوتلنیکوف، شانون بیان می شود که ماهیت آن عملاً یکسان است. برای نمونه برداری از سیگنال آنالوگ با حفظ کامل اطلاعات در معادل دیجیتالی آن، حداکثر فرکانس در سیگنال آنالوگ باید حداقل نصف فرکانس نمونه برداری باشد، یعنی f max £ (1/2) f d، یعنی. در یک دوره از حداکثر فرکانس باید حداقل دو نمونه وجود داشته باشد. اگر این شرط نقض شود، اثر پوشاندن (جایگزینی) فرکانس های واقعی با فرکانس های پایین تر در سیگنال دیجیتال رخ می دهد. در این حالت، به جای فرکانس واقعی، فرکانس "ظاهری" در سیگنال دیجیتال ثبت می شود و بنابراین، بازیابی فرکانس واقعی در سیگنال آنالوگ غیرممکن می شود. سیگنال بازسازی شده به نظر می رسد که فرکانس های بالاتر از نیمی از نرخ نمونه برداری از فرکانس (1/2) f d به قسمت پایینی طیف منعکس شده و بر فرکانس های موجود در این قسمت از طیف سوار می شوند. این اثر نامیده می شود نام مستعاریا نام مستعار(متخلص کردن). یک مثال گویا از aliasing توهمی است که در سینما کاملاً رایج است - اگر چرخ بیش از نیمی از چرخش را بین فریم های متوالی (مشابه با نرخ نمونه برداری) انجام دهد، چرخ ماشین برخلاف حرکت خود شروع به چرخش می کند.

تبدیل سیگنال به دیجیتال توسط مبدل های آنالوگ به دیجیتال (ADC) انجام می شود. به طور معمول، آنها از یک سیستم اعداد باینری با تعداد ثابتی از ارقام در مقیاس یکنواخت استفاده می کنند. افزایش تعداد ارقام دقت اندازه گیری را افزایش می دهد و دامنه دینامیکی سیگنال های اندازه گیری شده را گسترش می دهد. اطلاعات از دست رفته به دلیل کمبود بیت های ADC غیرقابل بازیابی است و فقط تخمین هایی از خطای "گرد" نمونه ها وجود دارد، به عنوان مثال، از طریق توان نویز تولید شده توسط خطا در آخرین بیت ADC. برای این منظور از مفهوم نسبت سیگنال به نویز استفاده می شود - نسبت قدرت سیگنال به قدرت نویز (در دسی بل). متداول ترین آنها ADC های 8، 10، 12، 16، 20 و 24 بیتی هستند. هر رقم اضافی نسبت سیگنال به نویز را 6 دسی بل بهبود می بخشد. با این حال، افزایش تعداد بیت ها، نرخ نمونه برداری را کاهش می دهد و هزینه سخت افزار را افزایش می دهد. یک جنبه مهم نیز محدوده دینامیکی است که با حداکثر و حداقل مقادیر سیگنال تعیین می شود.

پردازش سیگنال دیجیتال یا توسط پردازنده های خاص یا بر روی رایانه های همه منظوره و رایانه هایی با استفاده از برنامه های خاص انجام می شود. آسان ترین در نظر گرفتن خطیسیستم های. خطیبه سیستم هایی گفته می شود که اصل برهم نهی برای آنها اتفاق می افتد (پاسخ به مجموع سیگنال های ورودی برابر است با مجموع پاسخ ها به هر سیگنال جداگانه) و همگنی (تغییر دامنه سیگنال ورودی باعث تغییر متناسب در سیگنال ورودی می شود). سیگنال خروجی).

اگر سیگنال ورودی x (t-t 0) یک سیگنال خروجی بدون ابهام y (t-t 0) برای هر جابجایی t 0 تولید کند، سیستم فراخوانی می شود. زمان ثابت... خواص آن را می توان در هر لحظه دلخواه در زمان بررسی کرد. برای توصیف سیستم خطی، یک سیگنال ورودی ویژه معرفی شده است - تک تکانه(عملکرد ضربه).

تکانه تکانه(تک شمار) u 0(n) (شکل 1.2):

برنج. 1.2. تکانه تکانه

با توجه به خواص برهم نهی و همگنی، هر سیگنال ورودی را می توان به عنوان مجموع چنین پالس هایی که در زمان های مختلف اعمال می شود و در ضرایب مربوطه ضرب می شود، نشان داد. سیگنال خروجی سیستم در این حالت مجموع پاسخ ها به این پالس ها است. پاسخ به یک تکانه (تکانه با دامنه واحد) نامیده می شود سیستم پاسخ ضربه ایh (n).دانستن پاسخ ضربه به شما امکان می دهد عبور هر سیگنال را از یک سیستم گسسته تجزیه و تحلیل کنید. در واقع، یک سیگنال دلخواه (x (n)) را می توان به عنوان یک ترکیب خطی از نمونه های واحد نشان داد.

تفاوت بین ارتباطات آنالوگ و دیجیتال
هنگامی که با ارتباطات رادیویی سروکار دارید، اغلب باید با اصطلاحاتی مانند "سیگنال آنالوگ"و "سیگنال دیجیتال"... برای متخصصان این کلمات هیچ رمز و رازی وجود ندارد، اما برای افرادی که نادان هستند، ممکن است تفاوت بین "شکل" و "آنالوگ" کاملاً ناشناخته باشد. و با این حال یک تفاوت بسیار مهم وجود دارد.
بنابراین. ارتباط رادیویی همیشه انتقال اطلاعات (صدا، پیام کوتاه، تلهسیگنالیزاسیون) بین دو مشترک، یک منبع سیگنال، یک فرستنده (ایستگاه رادیویی، تکرار کننده، ایستگاه پایه) و یک گیرنده است.
وقتی در مورد سیگنال صحبت می کنیم، معمولاً منظور نوسانات الکترومغناطیسی است که باعث القای EMF و نوسانات جریان در آنتن گیرنده می شود. علاوه بر این، دستگاه گیرنده ارتعاشات دریافتی را دوباره به سیگنال فرکانس صوتی تبدیل کرده و آن را به بلندگو ارسال می کند.
در هر صورت، سیگنال فرستنده را می توان به دو صورت دیجیتال و آنالوگ نشان داد. از این گذشته، برای مثال، صدا خود یک سیگنال آنالوگ است. در ایستگاه رادیویی، صدای دریافت شده توسط میکروفون به نوسانات الکترومغناطیسی قبلا ذکر شده تبدیل می شود. هر چه فرکانس صدا بیشتر باشد، فرکانس نوسان خروجی بیشتر است و هر چه بلندگو بلندتر صحبت کند، دامنه آن بیشتر می شود.
ارتعاشات الکترومغناطیسی حاصل، یا امواج، با استفاده از یک آنتن فرستنده در فضا منتشر می شوند. برای اینکه هوا با تداخل فرکانس پایین مسدود نشود و ایستگاه‌های رادیویی مختلف این امکان را داشته باشند که به طور موازی و بدون تداخل با یکدیگر کار کنند، ارتعاشات ناشی از تأثیر صدا خلاصه می‌شوند، یعنی «فوق‌العاده می‌شوند». روی ارتعاشات دیگری که فرکانس ثابتی دارند. آخرین فرکانس معمولاً "حامل" نامیده می شود و به این درک است که گیرنده رادیویی خود را تنظیم می کنیم تا سیگنال آنالوگ ایستگاه رادیویی را "گرفتن" کنیم.
در گیرنده، فرآیند معکوس انجام می شود: فرکانس حامل جدا می شود و نوسانات الکترومغناطیسی دریافت شده توسط آنتن به نوسانات صوتی تبدیل می شود و اطلاعاتی که شخصی که پیام را می خواست منتقل کند از بلندگو شنیده می شود.
در فرآیند انتقال سیگنال صوتی از ایستگاه رادیویی به گیرنده، تداخل شخص ثالث ممکن است رخ دهد، فرکانس و دامنه ممکن است تغییر کند، که البته بر صداهای منتشر شده از گیرنده رادیویی تأثیر می گذارد. در نهایت، فرستنده و گیرنده هر دو خطا در هنگام تبدیل سیگنال ایجاد می کنند. بنابراین، صدای بازتولید شده توسط گیرنده رادیویی آنالوگ همیشه دارای مقداری اعوجاج است. با وجود تغییرات، صدا می تواند کاملا قابل پخش باشد، اما پس زمینه صدای خش خش یا حتی خس خس ناشی از تداخل خواهد بود. هرچه دریافت اطمینان کمتری داشته باشد، این اثرات نویز خارجی بلندتر و مشخص تر خواهد بود.

علاوه بر این، سیگنال آنالوگ زمینی درجه حفاظت بسیار ضعیفی در برابر دسترسی غیرمجاز دارد. برای ایستگاه های رادیویی عمومی، این، البته، مهم نیست. اما در طول استفاده از اولین تلفن های همراه، یک لحظه ناخوشایند همراه با این واقعیت بود که تقریباً هر گیرنده رادیویی بیرونی می تواند به راحتی با طول موج مورد نظر تنظیم شود تا مکالمه تلفنی شما را شنود کند.

برای محافظت در برابر این، به اصطلاح "تونینگ" سیگنال یا، به عبارت دیگر، سیستم CTCSS (سیستم Squelch Tone-Coded Continuous)، یک سیستم کاهش نویز کدگذاری شده پیوسته یا یک سیستم شناسایی سیگنال "دوست / دشمن" طراحی شده برای جداسازی کاربرانی که در یک محدوده فرکانسی کار می کنند، به گروه ها استفاده می شود. کاربران (خبرنگاران) از همان گروه به لطف کد شناسایی می توانند یکدیگر را بشنوند. با توضیح در دسترس، اصل عملکرد این سیستم به شرح زیر است. همراه با اطلاعات ارسال شده، یک سیگنال اضافی (یا با لحن دیگر) نیز روی هوا ارسال می شود. گیرنده علاوه بر حامل، این تن را با تنظیم مناسب تشخیص داده و سیگنال را دریافت می کند. اگر صدا در گیرنده رادیویی تنظیم نشده باشد، سیگنال دریافت نمی شود. استانداردهای رمزگذاری بسیار زیادی وجود دارد که برای سازندگان مختلف متفاوت است.
پخش آنالوگ چنین معایبی دارد. به دلیل آنها، برای مثال، تلویزیون وعده می دهد که در مدت زمان نسبتاً کوتاهی کاملاً دیجیتالی شود.

در نظر گرفته می شود که ارتباطات دیجیتال و پخش از تداخل و تأثیرات خارجی مصون ترند. نکته این است که هنگام استفاده از "دیجیتال"، سیگنال آنالوگ از میکروفون در ایستگاه فرستنده به یک کد دیجیتال رمزگذاری می شود. خیر، البته جریان اعداد و ارقام به فضای اطراف سرایت نمی کند. به صدای فرکانس و حجم معین به سادگی یک کد از پالس های رادیویی اختصاص داده می شود. مدت زمان و فرکانس پالس ها از پیش تعریف شده است - هم برای فرستنده و هم برای گیرنده یکسان است. وجود یک ضربه مربوط به یک، عدم وجود - به صفر است. بنابراین به این ارتباط «دیجیتال» می گویند.
دستگاهی که سیگنال آنالوگ را به کد دیجیتال تبدیل می کند نامیده می شود مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC)... دستگاهی که در گیرنده نصب شده و کد را به سیگنال آنالوگ مطابق با صدای دوست شما در بلندگوی تلفن همراه GSM تبدیل می کند. مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) نامیده می شود.
در طول انتقال سیگنال دیجیتال، خطاها و اعوجاج عملا حذف می شوند. اگر ضربه کمی قوی‌تر، طولانی‌تر یا برعکس شود، سیستم همچنان به عنوان یک واحد آن را تشخیص می‌دهد. و صفر صفر خواهد ماند، حتی اگر سیگنال ضعیف تصادفی در جای خود ظاهر شود. برای ADC و DAC، مقادیر دیگری مانند 0.2 یا 0.9 وجود ندارد - فقط صفر و یک. بنابراین تداخل در ارتباطات دیجیتال و پخش اثر چندانی ندارد.
علاوه بر این، "رقم" نیز از دسترسی غیرمجاز محافظت می شود. در واقع، برای اینکه DAC دستگاه بتواند سیگنال را رمزگشایی کند، لازم است که کد رمزگشایی را "دانست". ADC همراه با سیگنال می تواند آدرس دیجیتال دستگاه انتخاب شده به عنوان گیرنده را ارسال کند. بنابراین، حتی اگر سیگنال رادیویی رهگیری شود، به دلیل عدم وجود حداقل بخشی از کد، نمی توان آن را تشخیص داد. این به ویژه در مورد ارتباطات صادق است.
بنابراین، تفاوت بین سیگنال های دیجیتال و آنالوگ:
1) سیگنال آنالوگ را می توان با تداخل تحریف کرد، و سیگنال دیجیتال می تواند یا با تداخل مسدود شود یا بدون اعوجاج برسد. سیگنال دیجیتال یا دقیقاً وجود دارد یا کاملاً وجود ندارد (یا صفر یا یک).
2) سیگنال آنالوگ برای درک توسط تمام دستگاه هایی که بر اساس همان اصل فرستنده کار می کنند در دسترس است. سیگنال دیجیتال به طور قابل اعتماد توسط یک کد محافظت می شود، اگر برای شما در نظر گرفته نشده باشد، رهگیری آن دشوار است.

علاوه بر ایستگاه های کاملا آنالوگ و دیجیتالی، ایستگاه های رادیویی نیز وجود دارند که از دو حالت آنالوگ و دیجیتال پشتیبانی می کنند. آنها برای انتقال از ارتباطات آنالوگ به دیجیتال طراحی شده اند.
بنابراین، با در اختیار داشتن ناوگانی از ایستگاه های رادیویی آنالوگ، می توانید به تدریج به یک استاندارد ارتباط دیجیتال تغییر دهید.
به عنوان مثال، در ابتدا شما یک سیستم ارتباطی در ایستگاه های رادیویی بایکال 30 ساختید.
یادآوری می کنم که این یک ایستگاه آنالوگ با 16 کانال است.

اما زمان می گذرد و ایستگاه دیگر برای شما به عنوان یک کاربر مناسب نیست. بله، قابل اعتماد است، اما قدرتمند، و با باتری خوب تا 2600 میلی آمپر ساعت. اما وقتی پارک ایستگاه های رادیویی با بیش از 100 نفر گسترش می یابد و به ویژه هنگام کار گروهی، 16 کانال آن کم می شود.
لازم نیست بلافاصله تمام شده و ایستگاه های رادیویی دیجیتال بخرید. اکثر سازندگان به عمد مدلی با حالت انتقال آنالوگ معرفی می کنند.
یعنی می توانید به تدریج به مثلاً Baikal-501 یا Vertex-EVX531 بروید و در عین حال سیستم ارتباطی موجود را در حالت کار حفظ کنید.

مزایای این انتقال غیرقابل انکار است.
شما ایستگاه را راه اندازی می کنید
1) طولانی تر (در حالت دیجیتال مصرف کمتری وجود دارد.)
2) عملکردهای بیشتر (تماس گروهی، کارگر تنها)
3) 32 کانال حافظه.
یعنی در واقع شما در ابتدا 2 پایه کانال ایجاد می کنید. برای ایستگاه های جدید خریداری شده (کانال های دیجیتال) و پایه کانال های کمکی با ایستگاه های موجود (کانال های آنالوگ). به تدریج با خرید تجهیزات، تعداد ایستگاه های رادیویی بانک دوم کاهش و تعداد اولین ها افزایش می یابد.
در نهایت، شما به وظیفه تعیین شده دست خواهید یافت - انتقال کل پایگاه خود به یک استاندارد ارتباط دیجیتال.
تکرار کننده دیجیتال Yaesu Fusion DR-1 می تواند به عنوان یک افزودنی و افزودنی خوب برای هر پایه ای عمل کند.

این یک تکرار کننده دو بانده (144 / 430 مگاهرتز) است که از ارتباطات آنالوگ FM و همچنین پروتکل دیجیتال به طور همزمان پشتیبانی می کند. ادغام سیستم در محدوده فرکانس 12.5 کیلوهرتز. ما مطمئن هستیم که اجرای آخرین DR-1Xطلوع سیستم چند منظوره جدید و چشمگیر ما خواهد بود سیستم فیوژن.
یکی از ویژگی های کلیدی ادغام سیستم تابع است AMS (انتخاب حالت خودکار)که فورا تشخیص می دهد که آیا سیگنال در حالت V / D، حالت صدا یا حالت داده FR توسط FM آنالوگ یا C4FM دیجیتال دریافت می شود و به طور خودکار به سیگنال مربوطه سوئیچ می کند. بنابراین، به لطف فرستنده های دیجیتال ما FT1DRو FTM-400DRادغام سیستم برای حفظ ارتباط با ایستگاه های رادیویی FM آنالوگ، دیگر نیازی به تغییر حالت دستی در هر بار ندارید.
روی تکرار کننده DR-1X، AMSمی توان آن را به گونه ای پیکربندی کرد که سیگنال ورودی دیجیتال C4FM را به FM آنالوگ تبدیل کرده و مجدداً آن را ارسال کند، بنابراین امکان برقراری ارتباط بین گیرنده های دیجیتال و آنالوگ را فراهم می کند. AMSهمچنین می‌توان آن را به گونه‌ای پیکربندی کرد که حالت ورودی را به طور خودکار به خروجی منتقل کند، و به کاربران دیجیتال و آنالوگ اجازه می‌دهد تکرارکننده یکسانی را به اشتراک بگذارند.
تا کنون تکرار کننده های FM فقط برای ارتباطات سنتی FM و تکرار کننده های دیجیتال فقط برای دیجیتال استفاده می شده است. با این حال، اکنون به سادگی تکرار کننده FM آنالوگ معمولی را با DR-1X،می توانید به استفاده از ارتباطات معمولی FM ادامه دهید و همچنین از یک تکرار کننده برای ارتباطات رادیویی دیجیتال پیشرفته تر استفاده کنید ادغام سیستم ... سایر لوازم جانبی مانند دوبلکسر و تقویت کننده و غیره. می توان به طور معمول استفاده کرد.

مشخصات بیشتر تجهیزات را می توانید در وب سایت در بخش محصولات مشاهده کنید