Elektronika dixhitale tani gjithnjë e më shumë po largon analogun tradicional. Kompanitë kryesore që prodhojnë një shumëllojshmëri të gjerë të pajisjeve elektronike po deklarojnë gjithnjë e më shumë një kalim të plotë drejt teknologjisë dixhitale.
Përparimet në teknologjinë për prodhimin e mikroqarqeve elektronike siguruan zhvillimin e shpejtë të teknologjisë dhe pajisjeve dixhitale. Përdorimi i metodave dixhitale të përpunimit dhe transmetimit të sinjalit mund të përmirësojë ndjeshëm cilësinë e linjave të komunikimit. Metodat dixhitale të përpunimit dhe kalimit të sinjaleve në telefon ju lejojnë të zvogëloni disa herë karakteristikat e peshës dhe madhësisë së pajisjeve komutuese, të rrisin besueshmërinë e komunikimit dhe të prezantojnë funksionalitet shtesë.
Shfaqja e mikroprocesorëve me shpejtësi të lartë, çipa memorie me akses të rastësishëm me volum të madh dhe pajisje të ruajtjes së të dhënave me përmasa të vogla në media të forta me vëllim të madh bënë të mundur krijimin e kompjuterëve elektronikë personalë universalë mjaft të lirë (kompjuterë), të cilët janë gjetur shumë të gjerë aplikimi në jetën e përditshme dhe në prodhim.
Teknologjia dixhitale është e domosdoshme në sistemet e sinjalizimit dhe telekomandimit në distancë që përdoren në prodhimin e automatizuar, kontrollin e objekteve në distancë, për shembull, anijet kozmike, stacionet e pompimit të gazit, etj. Teknologjia dixhitale ka zënë një vend të fortë edhe në sistemet matëse radio elektrike. Pajisjet moderne për regjistrimin dhe riprodhimin e sinjaleve janë gjithashtu të paimagjinueshme pa përdorimin e pajisjeve dixhitale. Pajisjet dixhitale përdoren gjerësisht për të kontrolluar pajisjet shtëpiake.
Ka shumë të ngjarë që pajisjet dixhitale të dominojnë tregun e elektronikës në të ardhmen.
Së pari, le të japim disa përkufizime bazë..
SinjaliËshtë çdo sasi fizike (për shembull, temperatura, presioni i ajrit, intensiteti i dritës, rryma, etj.) që ndryshon me kalimin e kohës. Është falë këtij ndryshimi në kohë që sinjali mund të bartë një lloj informacioni.
Sinjali elektrikËshtë një sasi elektrike (për shembull, tension, rrymë, fuqi) që ndryshon me kalimin e kohës. E gjithë elektronika kryesisht punon me sinjale elektrike, megjithëse kohët e fundit po përdoren gjithnjë e më shumë sinjale drite, të cilat përfaqësojnë intensitetin e dritës që ndryshon me kalimin e kohës.
Sinjali analog- ky është një sinjal që mund të marrë çdo vlerë brenda kufijve të caktuar (për shembull, voltazhi mund të ndryshojë pa probleme nga zero në dhjetë volt). Pajisjet që pranojnë vetëm sinjale analoge quhen pajisje analoge.
Sinjali dixhitalËshtë një sinjal që mund të marrë vetëm dy vlera (ndonjëherë tre vlera). Për më tepër, disa devijime nga këto vlera janë të lejuara (Fig. 1.1). Për shembull, voltazhi mund të marrë dy vlera: nga 0 në 0,5 V (niveli zero) ose nga 2,5 në 5 V (niveli i unitetit). Pajisjet që punojnë ekskluzivisht me sinjale dixhitale quhen pajisje dixhitale.
Në natyrë, pothuajse të gjitha sinjalet janë analoge, domethënë ato ndryshojnë vazhdimisht brenda kufijve të caktuar. Kjo është arsyeja pse pajisjet e para elektronike ishin analoge. Ata i konvertuan sasitë fizike në një tension ose rrymë proporcionale me to, kryen disa veprime mbi to dhe më pas kryen shndërrimet e anasjellta në sasi fizike. Për shembull, zëri i njeriut (dridhjet e ajrit) shndërrohet në dridhje elektrike duke përdorur një mikrofon, pastaj këto sinjale elektrike përforcohen nga një përforcues elektronik dhe, me ndihmën e një sistemi altoparlant, shndërrohen përsëri në dridhje ajri, në një tingull më të fortë. .
Oriz. 1.1. Sinjalet elektrike: analoge (majtas) dhe dixhitale (djathtas).
Të gjitha operacionet e kryera nga pajisjet elektronike në sinjale mund të ndahen me kusht në tre grupe të mëdha:
Përpunimi (ose transformimi);
Transmetimi;
Magazinimi.
Në të gjitha këto raste, sinjalet e dobishme shtrembërohen nga sinjalet parazitare - zhurma, interferenca, interferenca. Për më tepër, gjatë përpunimit të sinjaleve (për shembull, kur amplifikoni, filtroni), forma e tyre shtrembërohet gjithashtu për shkak të papërsosmërisë, papërsosmërisë së pajisjeve elektronike. Dhe kur transmetohet në distanca të gjata dhe gjatë ruajtjes, sinjalet gjithashtu dobësohen.
Oriz. 1.2. Shtrembërimi nga zhurma dhe ndërhyrja e një sinjali analog (majtas) dhe një sinjali dixhital (djathtas).
Në rastin e sinjaleve analoge, e gjithë kjo degradon ndjeshëm sinjalin e dobishëm, pasi të gjitha vlerat e tij lejohen (Fig. 1.2). Prandaj, çdo transformim, çdo ruajtje e ndërmjetme, çdo transmetim me kabllo ose ajër, degradon sinjalin analog, ndonjëherë deri në shkatërrimin e tij të plotë. Duhet të kemi parasysh gjithashtu se e gjithë zhurma, ndërhyrja dhe marrja në thelb nuk mund të llogariten me saktësi, prandaj është absolutisht e pamundur të përshkruhet me saktësi sjellja e ndonjë pajisjeje analoge. Përveç kësaj, me kalimin e kohës, parametrat e të gjitha pajisjeve analoge ndryshojnë për shkak të plakjes së elementeve, kështu që karakteristikat e këtyre pajisjeve nuk mbeten konstante.
Ndryshe nga ato analoge, sinjalet dixhitale, të cilat kanë vetëm dy vlera të lejuara, mbrohen shumë më mirë nga zhurmat, interferencat dhe interferencat. Devijimet e vogla nga vlerat e lejuara nuk e shtrembërojnë sinjalin dixhital në asnjë mënyrë, pasi gjithmonë ka zona të devijimeve të lejuara (Fig. 1.2). Kjo është arsyeja pse sinjalet dixhitale lejojnë përpunim shumë më kompleks dhe me shumë faza, ruajtje shumë më të gjatë pa humbje dhe transmetim shumë më të mirë se ato analoge. Përveç kësaj, sjellja e pajisjeve dixhitale gjithmonë mund të llogaritet dhe parashikohet me saktësi. Pajisjet dixhitale janë shumë më pak të ndjeshme ndaj plakjes, pasi një ndryshim i vogël në parametrat e tyre nuk ndikon në funksionimin e tyre në asnjë mënyrë. Përveç kësaj, pajisjet dixhitale janë më të lehta për t'u dizajnuar dhe korrigjuar. Është e qartë se të gjitha këto avantazhe sigurojnë zhvillimin e shpejtë të elektronikës dixhitale.
Megjithatë, sinjalet dixhitale kanë gjithashtu një pengesë të madhe. Fakti është se në secilin prej niveleve të tij të lejuara sinjali dixhital duhet të qëndrojë të paktën për një interval minimal kohor, përndryshe do të jetë e pamundur ta njohësh atë. Dhe një sinjal analog mund të marrë çdo vlerë të tij për një kohë pafundësisht të vogël. Mund të thuhet në një mënyrë tjetër: sinjali analog përcaktohet në kohë të vazhdueshme (d.m.th., në çdo moment në kohë), dhe sinjali dixhital - në kohë diskrete (d.m.th., vetëm në momente të zgjedhura në kohë). Prandaj, shpejtësia maksimale e arritshme e pajisjeve analoge është gjithmonë thelbësisht më e lartë se pajisjet dixhitale. Pajisjet analoge mund të trajtojnë sinjale që ndryshojnë më shpejt sesa ato dixhitale. Shpejtësia e përpunimit dhe transmetimit të informacionit nga një pajisje analoge mund të jetë gjithmonë më e lartë se shpejtësia e përpunimit dhe transmetimit të tij nga një pajisje dixhitale.
Për më tepër, një sinjal dixhital transmeton informacion vetëm në dy nivele dhe duke ndryshuar një nga nivelet e tij në një tjetër, dhe një sinjal analog gjithashtu transmeton informacion me secilën vlerë aktuale të nivelit të tij, domethënë është më i gjerë nga pikëpamja e transferimi i informacionit. Prandaj, për të transferuar sasinë e informacionit të dobishëm që përmbahet në një sinjal analog, më shpesh është e nevojshme të përdoren disa sinjale dixhitale (zakonisht nga 4 në 16).
Për më tepër, siç është përmendur tashmë, në natyrë të gjitha sinjalet janë analoge-analoge, domethënë, për t'i kthyer ato në sinjale dixhitale dhe për konvertim të kundërt, përdorimi i pajisjeve speciale (konvertuesit analog në dixhital dhe dixhital në analog). kërkohet. Pra, asgjë nuk vjen falas, dhe tarifat për përfitimet e pajisjeve dixhitale ndonjëherë mund të rezultojnë të jenë të papranueshme të larta.
Kohët e fundit, gjithnjë e më shumë informacione në lidhje me kalimin nga transmetimi analog në transmetim dixhital filluan të shfaqen në rrjetin e informacionit, në lidhje me këtë, shfaqen shumë pyetje për këtë temë, gjenerohen të gjitha llojet e thashethemeve dhe supozimeve. Në këtë artikull, dua të sqaroj se cili është ndryshimi midis transmetimit "analog" dhe "dixhital" në një gjuhë të arritshme dhe të kuptueshme për një përdorues të zakonshëm (të paktën aq sa është e mundur).
Sinjalet fillimisht u dërguan në një formë vale të ngjashme me sinjalin origjinal, në krahasim me sinjalet e reja dixhitale që dërgohen si kod binar. Sinjalet analoge ishin jashtëzakonisht efikase dhe mund të kapeshin nga një distancë e gjatë, por ata gjithashtu merrnin gjerësi bande të konsiderueshme.
Një rreze elektronesh të lëshuar nga pjesa e pasme e tubit në mburojën në pjesën e përparme të tubit, duke ndriçuar fosforet në ekran. Duke moduluar ndriçimin dhe kodimin me ngjyra të rrezes, mund të krijohet një imazh i plotë në ekran. Rrezja ka ndryshuar pak imazhin e veçantë çdo fraksion të sekondës, duke i mashtruar sytë tuaj që të mendojnë se imazhi po lëviz.
Së pari, le të kuptojmë se çfarë është një sinjal "analog".
Sinjali analog
Si gjithmonë, do ta shpjegoj me një shembull të thjeshtë. Për shembull, le të marrim transmetimin e informacionit zanor nga një person te tjetri.
Gjatë një bisede, kordat tona vokale lëshojnë një dridhje të caktuar me tonalitet (frekuencë) dhe volum të ndryshëm (niveli i sinjalit të zërit). Kjo dridhje, pasi ka përshkuar një distancë, hyn në veshin e njeriut, duke vepruar atje, në të ashtuquajturën membranë dëgjimore. Kjo membranë fillon të dridhet me të njëjtën frekuencë dhe forcë dridhjeje siç emetojnë kordat tona vokale, me të vetmin ndryshim që forca e vibrimit për shkak të tejkalimit të distancës dobësohet disi.
Pra, transmetimi i të folurit zanor nga një person në tjetrin mund të quhet me siguri
transmetimi analog i sinjalit, dhe ja pse.
Fillimisht televizorët analogë transmetoheshin bardh e zi, gjë që mund të realizohej thjesht duke ndryshuar intensitetin e rrezes së elektroneve. Kur mbërriti ngjyra, informacioni i ri u kodua në sinjal, duke lejuar televizorët të interpretonin disa ngjyra. Janë përdorur tre lloje kryesore të kodimit të ngjyrave.
Me "sinjalin analog", mendoj se e kuptuan
Përveç kësaj, tubat me rreze katodike kërkonin një strukturë të rëndë për t'u mbështetur dhe ishin të kufizuar në 480 linja vertikale për imazhe. Ja lajmi i mirë: televizori juaj i vjetër analog do të funksionojë me një pjatë satelitore edhe pas konvertimit dixhital.
Këtu fakti është se kordat tona vokale lëshojnë të njëjtën dridhje të tingullit që percepton vetë veshi i njeriut (ajo që ne themi, ne dëgjojmë), domethënë, sinjali i zërit i transmetuar dhe marrë ka një formë të ngjashme pulsi dhe të njëjtat vibrime të tingullit të spektrit të frekuencës. , ose me fjalë të tjera, dridhje zanore "analoge".
Instaloni pjatën tuaj satelitore ose instaloni vetë sipas specifikimeve të prodhuesit. Lidhni satelitin me një pjatë satelitore. Lidheni subwooferin tuaj me televizorin. Lidhni telin koaksial me portën e daljes së TV-së.
Sintonizoni televizorin tuaj në një kanal. Telefononi ofruesin tuaj satelitor për të aktivizuar marrësin satelitor. Shikoni blerjen e telit me cilësi të lartë; sa më i mirë teli, aq më i mirë është fotografia dhe zëri. Pjatë satelitore Marrës satelitor Tel boshtor. ... Jack Gorman ka qenë i përfshirë në shumë fusha të karrierës së tij profesionale. Specialitetet e tij përfshijnë prodhimin e filmit dhe videove, menaxhimin e sporteve, shkrimin, dizajnin grafik të ueb-faqes, marketingun, komunikimin, operacionet, burimet njerëzore dhe fotografinë.
Këtu, mendoj se është e qartë.
Tani, le të shohim një shembull më kompleks. Dhe për këtë shembull, le të marrim një diagram të thjeshtuar të një aparati telefonik, domethënë telefonin që njerëzit përdornin shumë kohë përpara ardhjes së komunikimeve celulare.
Gjatë një bisede, dridhjet e zërit të zërit transmetohen në membranën e ndjeshme të celularit (mikrofon). Më pas, në mikrofon, sinjali audio shndërrohet në impulse elektrike, dhe më pas kalon nëpër tela në marrësin e dytë telefonik, në të cilin, duke përdorur një konvertues elektromagnetik (altoparlant ose kufje), sinjali elektrik kthehet përsëri në një sinjal audio. .
Televizioni është zhvilluar me shpejtësi gjatë dekadës së fundit. Ndonëse janë të lidhura me njëri-tjetrin, nuk janë krejtësisht të njëjta. Ai gjithashtu ka aftësinë për të transmetuar më shumë të dhëna në më pak gjerësi bande dhe aftësinë për të transmetuar nënkanale individuale.
Darrin Meyer ka shkruar që nga ajo kohë. Meyer ka një Bachelor të Arteve në Gazetari Transmetuese nga Universiteti i Nebraska-Lincoln. Epo, ka një ndryshim të madh në cilësi midis të dyve. Cilësia e figurës është shumë më e lartë se ajo e transmetimit dixhital.
Një imazh dixhital është më i saktë sepse përdor një formulë dixhitale për transmetim, kështu që ju ose shihni foton e përsosur ose asgjë fare. Sistemi dixhital lejon që më shumë përmbajtje të transmetohet përmes valëve të radios. Ne patjetër jetojmë më shumë në botën e kompjuterëve dhe teknologjisë.
Në shembullin e mësipërm, përsëri, përdoret konvertimi i sinjalit "analog". Kjo do të thotë, dridhja e zërit ka të njëjtën frekuencë me frekuencën e impulsit elektrik në linjën e komunikimit, si dhe impulset e zërit dhe elektrike kanë një formë të ngjashme (d.m.th., të ngjashme).
Çdo stacion ka një frekuencë në të cilën transmetohet një sinjal analog televiziv. Kjo mund të rezultojë në statike, borë ose halo në kanal. Mund të shkaktojë gjithashtu luhatje në ngjyrën, shkëlqimin dhe cilësinë e zërit. Dhe, si sinjalet e radios, transmetimi analog është i reduktuar dhe më larg nga burimi.
Në një kod dixhital, ju mund të kodoni pothuajse çdo lloj sinjali elektrik të transmetuar (përfshirë analogun), dhe nuk ka rëndësi nëse është një foto, video sinjal, audio sinjali, ose informacioni i tekstit, dhe këto lloj sinjalesh mund të transmetohen praktikisht njëkohësisht (në një rrymë të vetme dixhitale).
Një sinjal dixhital, për nga vetitë e tij elektrike (si në shembullin me një sinjal tonik), ka një kapacitet më të lartë transmetimi informacioni sesa një sinjal analog. Gjithashtu, një sinjal dixhital mund të transmetohet në një distancë më të madhe se ai analog, dhe pa ulur cilësinë e sinjalit të transmetuar.
Kjo do të thotë që ju shijoni imazhe vazhdimisht të qarta, zë me cilësi të lartë dhe statike ose me borë. Transmetimi dixhital kërkon më pak gjerësi brezi sesa sinjali analog. Kjo ju lejon të përjetoni programim cilësor në shtëpi. Vlera e imazhit është 4 njësi gjerësie për çdo 3 njësi lartësie.
Fatkeqësisht, marrësit televizivë (televizorët) të krijuar për të marrë televizion analog nuk do të jenë më në gjendje të marrin një sinjal tokësor dixhital. Por në çdo rast, kjo nuk do të thotë që ju duhet të shkoni në dyqan dhe të blini një televizor të ri të aftë për të marrë TV dixhital.
Në mënyrë që të mund të merrni transmetim dixhital në një televizor që mbështet vetëm një sinjal transmetimi analog, mjafton të blini një të ashtuquajtur marrës transmetimi televiziv dixhital (ose, me fjalë të tjera, një marrës dixhital tokësor).
Marrës dixhital tokësor (marrës), i lidhur me televizorin nëpërmjet folesë së antenës ose nëpërmjet një kablloje audio-video me frekuencë të ulët. Në këtë rast, antena tokësore nuk është më e lidhur me folenë e antenës së televizorit, por me folenë e vetë marrësit dixhital. Diagrami i përgjithshëm i një lidhjeje të tillë është paraqitur në Fig. një.
Parimi i përgjithshëm i një teknike të tillë do të jetë si më poshtë:
Sinjali radio dixhital tokësor do të merret nga antena tokësore, nga antena ky sinjal do të vijë te marrësi dixhital dhe nga marrësi sinjali analog do të shkojë në televizorin tuaj. Këtu televizori do të përdoret tashmë si monitor dhe kalimi ndërmjet kanaleve televizive do të bëhet nga telekomanda e marrësit (marrësit) dixhital tokësor.
Këtu mendoj se duhet përmendur dhe për pritjen e stacioneve radiofonike të zërit.
Për të marrë një sinjal dixhital nga stacionet e transmetimit, marrësit e radios të stilit të vjetër (që mbështesin marrjen e transmetimit analog) gjithashtu nuk do të funksionojnë më, dhe do t'ju duhet një marrës i veçantë radio që mbështet marrjen e një sinjali radio dixhital.
Përfitimet e TV dixhital tokësor:
* Siç u përmend më herët, avantazhi kryesor dhe më i rëndësishëm i TV dixhital tokësor është sigurisht lëvizshmëria. Ju mund të shikoni programet tuaja të preferuara jo vetëm në shtëpi, por edhe gjatë rrugës. Gjithashtu, ndoshta në të ardhmen, TV dixhital tokësor mund të shikohet në një telefon celular.
* Televizori dixhital tokësor është aftësia për të marrë imazhe dhe tinguj në cilësi shumë të mirë.
* Sipas vetive të tij elektrike, ose më mirë të vetive elektromagnetike, një sinjal dixhital mund të transmetohet në një distancë më të madhe se ai analog dhe pa ulur cilësinë e sinjalit të transmetuar.
Këtu duhet të kihet parasysh gjithashtu se sinjali i radios dixhitale është më rezistent ndaj ndërhyrjeve elektromagnetike që na rrethojnë (ndërhyrja mund të vijë si nga pajisjet elektrike dhe radio afër, ashtu edhe nga linjat e energjisë që kalojnë aty pranë).
* Në formatin dixhital, mund të transmetohen dukshëm më shumë kanale televizive, ndërsa cilësia e figurës dhe e zërit do të jetë shumë më e mirë sesa me transmetimin e sinjalit analog.
* Avantazhi i padyshimtë i transmetimit dixhital është, natyrisht, lehtësia e konfigurimit, ndërsa, për shembull, instalimi dhe konfigurimi i televizionit satelitor kërkon njohuri dhe aftësi të caktuara.
Unë mendoj se, natyrisht, kjo nuk është e gjithë lista e avantazheve të transmetimit dixhital ndaj analogut, por, siç thonë ata, prisni dhe shikoni.
Televizioni dixhital po fiton me shpejtësi popullaritet në vendin tonë, por shumë njerëz ende nuk e dinë se si është thelbësisht i ndryshëm nga televizori i mirë i vjetër analog.
Përshkrimi i televizionit analog dhe dixhital
Është e lehtë të merret me mend se televizioni analog dhe dixhital bazohen në sinjale analoge dhe dixhitale, përkatësisht. Sinjali analog shkon vazhdimisht, që do të thotë se në rast të ndonjë ndikimi të jashtëm, ai bëhet i prekshëm, gjë që çon në një cilësi më të keqe të figurës dhe zërit. Avantazhi i padyshimtë i një sinjali analog është aftësia për ta marrë atë duke përdorur një antenë të thjeshtë tokësore. Ju gjithashtu mund të përdorni shërbimet e një ofruesi të TV kabllor. Mund të themi se sinjali analog është tashmë i vjetëruar sot, pasi është dukshëm inferior ndaj sinjalit dixhital në një numër parametrash të rëndësishëm - cilësi, siguri, etj.
Televizorët modernë janë krijuar kryesisht për të punuar me një sinjal dixhital, megjithëse kanë gjithashtu një lidhës analog. Është vetëm se sinjali analog nuk është në gjendje të zbulojë potencialin e plotë të televizorëve plazma dhe LCD moderne; vetëm një sinjal dixhital mund të japë cilësinë më të mirë të figurës. Ai, ndryshe nga analogu, vjen në "pjesë" kompakte që ndahen me pauza, dhe për këtë arsye është shumë e vështirë të ndikohet në një sinjal të tillë. Edhe kur transmetoni një sinjal dixhital në një distancë shumë të gjatë, cilësia e figurës dhe e zërit mbetet në nivelin më të lartë. Ndër të tjera, një sinjal dixhital ju lejon të transmetoni shumë më shumë kanale sesa një analog, kështu që pajtimtarët që lidhen me televizionin dixhital marrin më shumë se njëqind kanale televizive me një larmi temash.
Krahasimi i televizionit analog dhe atij dixhital
Mjerisht, televizioni analog sot nuk ka praktikisht asnjë avantazh të qartë ndaj transmetimit dixhital, përveç ndoshta aftësisë për të "kapur" një sinjal duke përdorur një antenë konvencionale. Megjithatë, televizioni dixhital mund të jetë gjithashtu i lëvizshëm duke përdorur një marrës sinjali dixhital. Duke marrë parasysh që pavarësisht distancës, sinjali dixhital mbetet i papërshkueshëm nga ndërhyrjet dhe i mbrojtur nga ndërhyrjet dhe garanton një nivel të lartë cilësie, avantazhet e televizionit dixhital bëhen mjaft të dukshme.
TheDifference.ru përcaktoi se ndryshimi midis televizionit analog dhe atij dixhital është si më poshtë:
Televizioni dixhital ofron një nivel më të lartë të cilësisë dhe mbrojtjes së sinjalit. Sinjali analog ishte dhe mbetet i prekshëm ndaj ndikimeve të jashtme dhe nuk mund të sigurojë një imazh kaq cilësor.
Televizioni dixhital është më i lëvizshëm - sot ju mund të merrni një sinjal dixhital ndërsa jeni në rrugë ose larg shtëpisë.
Televizioni analog nuk është në gjendje të ofrojë aq shumë kanale sa televizioni dixhital. Për shkak të veçorive të sinjalit dixhital, kur lidhet me TV dixhital, pajtimtari mund të ketë akses në disa qindra kanale të ndryshme televizive.
Regjistrohu për lajmet
Çdo ditë njerëzit përballen me përdorimin e pajisjeve elektronike. Jeta moderne është e pamundur pa to. Në fund të fundit, ne po flasim për një TV, radio, kompjuter, telefon, multicooker dhe kështu me radhë. Më parë, edhe disa vite më parë, askush nuk mendonte se çfarë sinjali përdoret në secilën pajisje pune. Tani fjalët "analog", "dixhital", "diskrete" janë dëgjuar prej kohësh. Disa nga llojet e sinjaleve të listuara janë të cilësisë së lartë dhe të besueshme.
Transmetimi dixhital hyri në përdorim shumë më vonë se ai analog. Kjo për faktin se një sinjal i tillë është shumë më i lehtë për t'u ruajtur, dhe teknologjia në atë kohë nuk ishte aq e përmirësuar.
Çdo person ndeshet vazhdimisht me konceptin e "diskretitetit". Nëse e përktheni këtë fjalë nga latinishtja, atëherë do të thotë "ndërprerje". Duke shkuar thellë në shkencë, mund të themi se një sinjal diskret është një metodë e transmetimit të informacionit, që nënkupton një ndryshim në mediumin bartës me kalimin e kohës. Ky i fundit merr ndonjë nga të gjitha vlerat e mundshme. Tani diskrecioni po zbehet në sfond, pasi u mor vendimi për të prodhuar sisteme në një çip. Ato janë holistike dhe të gjithë komponentët ndërveprojnë ngushtë me njëri-tjetrin. Në diskrete, gjithçka është saktësisht e kundërta - çdo detaj plotësohet dhe lidhet me të tjerët përmes linjave të veçanta të komunikimit.
Sinjali
Një sinjal është një kod i veçantë që transmetohet në hapësirë nga një ose më shumë sisteme. Ky formulim është i përgjithshëm.
Në fushën e informacionit dhe komunikimit, një sinjal është një mjet i veçantë i çdo të dhënë, i cili përdoret për të transmetuar mesazhe. Mund të krijohet, por nuk pranohet, kushti i fundit është fakultativ. Nëse sinjali është një mesazh, atëherë kapja e tij konsiderohet e nevojshme.
Kodi i përshkruar jepet nga një funksion matematikor. Karakterizon të gjitha ndryshimet e mundshme të parametrave. Në teorinë e inxhinierisë radio, ky model konsiderohet bazë. Në të, analogu i sinjalit quhej zhurmë. Është një funksion i kohës që ndërvepron lirisht me kodin e transmetuar dhe e shtrembëron atë.
Artikulli përshkruan llojet e sinjaleve: diskrete, analoge dhe dixhitale. Teoria kryesore mbi temën e përshkruar është dhënë gjithashtu shkurtimisht.
Llojet e sinjaleve
Ka disa sinjale në dispozicion. Konsideroni se cilat lloje ekzistojnë.
- Sipas mediumit fizik të bartësit të të dhënave, ndahet një sinjal elektrik, optik, akustik dhe elektromagnetik. Ka disa lloje të tjera, por ato janë pak të njohura.
- Sipas metodës së caktimit, sinjalet ndahen në të rregullta dhe të parregullta. Të parat janë metodat përcaktuese të transferimit të të dhënave, të cilat specifikohen nga një funksion analitik. Ato të rastësishme janë formuluar për shkak të teorisë së probabilitetit, dhe ato gjithashtu marrin çdo vlerë në intervale të ndryshme.
- Në varësi të funksioneve që përshkruajnë të gjithë parametrat e sinjalit, metodat e transmetimit të të dhënave mund të jenë analoge, diskrete, dixhitale (një metodë e kuantizuar në nivel). Ato përdoren për të fuqizuar shumë pajisje elektrike.
Tani lexuesi është i njohur me të gjitha llojet e transmetimit të sinjalit. Nuk do të jetë e vështirë për asnjë person t'i kuptojë ato, gjëja kryesore është të mendoni pak dhe të mbani mend kursin e fizikës shkollore.
Për çfarë përpunohet sinjali?
Sinjali përpunohet për të transmetuar dhe marrë informacionin që është i koduar në të. Pasi të jetë nxjerrë, mund të përdoret në mënyra të ndryshme. Në disa situata, ai do të riformatohet.
Ekziston një arsye tjetër për përpunimin e të gjitha sinjaleve. Ai konsiston në një ngjeshje të lehtë të frekuencave (në mënyrë që të mos dëmtojë informacionin). Pas kësaj, ai formatohet dhe transmetohet me shpejtësi të ngadaltë.
Në sinjalet analoge dhe dixhitale përdoren teknika të veçanta. Në veçanti, filtrimi, konvolucioni, korrelacioni. Ato janë të nevojshme për të rivendosur sinjalin nëse është i dëmtuar ose ka zhurmë.
Krijimi dhe formimi
Shpesh, për të gjeneruar sinjale nevojiten analog-to-dixhital (ADC), dhe më shpesh të dyja përdoren vetëm në një situatë me përdorimin e teknologjive DSP. Në raste të tjera, vetëm përdorimi i një DAC është i përshtatshëm.
Kur krijohen kode fizike analoge me përdorimin e mëtejshëm të metodave dixhitale, ato mbështeten në informacionin e marrë, i cili transmetohet nga pajisje speciale.
Gama dinamike
Ai llogaritet si diferenca midis niveleve më të larta dhe më të ulëta të zërit, të cilat shprehen në decibel. Kjo varet plotësisht nga pjesa dhe karakteristikat e performancës. Po flasim si për këngë muzikore ashtu edhe për dialogë të zakonshëm mes njerëzve. Nëse marrim, për shembull, një spikeri që lexon lajmet, atëherë diapazoni i tij dinamik luhatet rreth 25-30 dB. Dhe ndërsa lexoni një pjesë, ajo mund të rritet deri në 50 dB.
Sinjali analog
Një sinjal analog është një mënyrë e vazhdueshme për transmetimin e të dhënave. Disavantazhi i tij është prania e zhurmës, e cila ndonjëherë çon në një humbje të plotë të informacionit. Shumë shpesh lindin situata që është e pamundur të përcaktohet se ku janë të dhënat e rëndësishme në kod dhe ku janë shtrembërimet e zakonshme.
Është për shkak të kësaj që përpunimi dixhital i sinjalit ka fituar popullaritet të madh dhe gradualisht po zëvendëson analogun.
Sinjali dixhital
Një sinjal dixhital është i veçantë, ai përshkruhet përmes funksioneve diskrete. Amplituda e saj mund të marrë një vlerë të caktuar nga ato të vendosura tashmë. Ndërsa sinjali analog është në gjendje të arrijë me shumë zhurmë, atëherë sinjali dixhital filtron pjesën më të madhe të zhurmës së marrë.
Përveç kësaj, ky lloj i transferimit të të dhënave transferon informacion pa ngarkesë semantike të panevojshme. Disa kode mund të dërgohen përmes një kanali fizik menjëherë.
Llojet e sinjalit dixhital nuk ekzistojnë, pasi ai dallohet si një metodë e veçantë dhe e pavarur e transmetimit të të dhënave. Është një rrymë binare. Në ditët e sotme, një sinjal i tillë konsiderohet më i popullarizuari. Kjo është për shkak të lehtësisë së përdorimit.
Aplikimi i sinjalit dixhital
Çfarë e bën një sinjal elektrik dixhital të ndryshëm nga të tjerët? Fakti që ai është i aftë të kryejë rigjenerim të plotë në përsëritës. Kur një sinjal që ka ndërhyrjen më të vogël hyn në pajisjen e komunikimit, ai menjëherë ndryshon formën e tij në dixhital. Kjo lejon, për shembull, kullën televizive të formojë përsëri një sinjal, por pa efektin e zhurmës.
Në rast se kodi arrin tashmë me shtrembërime të mëdha, atëherë, për fat të keq, ai nuk mund të rikthehet. Nëse marrim në krahasim komunikimin analog, atëherë në një situatë të ngjashme përsëritësi mund të nxjerrë një pjesë të të dhënave, duke shpenzuar shumë energji.
Kur diskutoni komunikime celulare të formateve të ndryshme, është pothuajse e pamundur të flisni në një linjë dixhitale me shtrembërim të fortë, pasi nuk dëgjohen fjalë ose fraza të tëra. Në këtë rast, komunikimi analog është më efektiv, sepse mund të vazhdoni të zhvilloni një dialog.
Është për shkak të problemeve të tilla që sinjali dixhital gjenerohet nga përsëritësit shumë shpesh për të zvogëluar ndërprerjen në linjën e komunikimit.
Sinjali diskret
Tani çdo person përdor një telefon celular ose një lloj "dialeri" në kompjuterin e tij. Një nga detyrat e instrumenteve ose softuerit është të transmetojë një sinjal, në këtë rast një rrymë zanore. Për të bartur një valë të vazhdueshme, nevojitet një kanal që ka një kapacitet të nivelit më të lartë. Kjo është arsyeja pse u mor vendimi për të përdorur një sinjal diskret. Ajo nuk krijon vetë valën, por formën e saj dixhitale. Pse eshte ajo? Sepse transmetimi vjen nga teknologjia (për shembull, një telefon ose një kompjuter). Cilat janë avantazhet e këtij lloji të transferimit të informacionit? Me ndihmën e tij, sasia totale e të dhënave të transmetuara zvogëlohet, dhe dërgimi i grupit është gjithashtu më i lehtë për t'u organizuar.
Koncepti i "diskretizimit" është përdorur prej kohësh në mënyrë të qëndrueshme në punën e teknologjisë kompjuterike. Falë një sinjali të tillë, nuk transmetohet informacion i vazhdueshëm, i cili është plotësisht i koduar me karaktere dhe shkronja të veçanta, por të dhëna të mbledhura në blloqe speciale. Ato janë grimca të veçanta dhe të plota. Kjo metodë e kodimit ka kohë që është zhvendosur në sfond, por nuk është zhdukur plotësisht. Me të, ju lehtë mund të transferoni pjesë të vogla informacioni.
Krahasimi i sinjaleve dixhitale dhe analoge
Kur blejnë pajisje, vështirë se dikush mendon se çfarë lloje sinjalesh përdoren në këtë apo atë pajisje, dhe aq më tepër për mjedisin dhe natyrën e tyre. Por ndonjëherë ju ende duhet të merreni me koncepte.
Prej kohësh është e qartë se teknologjitë analoge po humbasin kërkesën, sepse përdorimi i tyre është irracional. Në vend të kësaj, vjen komunikimi dixhital. Ju duhet të kuptoni se çfarë është në rrezik dhe çfarë njerëzimi po refuzon.
Shkurtimisht, një sinjal analog është një metodë e transmetimit të informacionit, e cila nënkupton përshkrimin e të dhënave sipas funksioneve të vazhdueshme të kohës. Në fakt, duke folur konkretisht, amplituda e lëkundjeve mund të jetë e barabartë me çdo vlerë brenda kufijve të caktuar.
Përpunimi dixhital i sinjalit përshkruhet nga funksione diskrete të kohës. Me fjalë të tjera, amplituda e lëkundjes së kësaj metode është e barabartë me vlerat e specifikuara rreptësisht.
Duke kaluar nga teoria në praktikë, duhet thënë se sinjali analog karakterizohet nga interferenca. Me dixhitalin nuk ka probleme të tilla, sepse i “zbut” me sukses. Falë teknologjive të reja, kjo metodë e transmetimit të të dhënave është në gjendje të rivendosë të gjithë informacionin origjinal më vete pa ndërhyrjen e një shkencëtari.
Duke folur për televizionin, tashmë mund të themi me besim: transmetimi analog ka tejkaluar prej kohësh dobinë e tij. Shumica e konsumatorëve po kalojnë në një sinjal dixhital. Disavantazhi i kësaj të fundit është se nëse ndonjë pajisje është në gjendje të marrë transmetim analog, atëherë një metodë më moderne është vetëm një teknikë e veçantë. Edhe pse kërkesa për metodën e vjetëruar ka rënë prej kohësh, këto lloj sinjalesh ende nuk janë në gjendje të zhduken plotësisht nga jeta e përditshme.
Kur keni të bëni me transmetimet televizive dhe radiofonike, si dhe me llojet moderne të komunikimit, shumë shpesh duhet të hasni terma të tillë si p.sh. "Sinjal analog" dhe "Sinjal dixhital"... Për specialistët në këto fjalë nuk ka asnjë mister, por për njerëzit që janë injorantë, ndryshimi midis "figurës" dhe "analogut" mund të jetë plotësisht i panjohur. E megjithatë ka një ndryshim shumë domethënës.
Kur flasim për një sinjal, zakonisht nënkuptojmë lëkundjet elektromagnetike, të cilat nxisin një EMF dhe shkaktojnë luhatje të rrymës në antenën e marrësit. Bazuar në këto dridhje, pajisja marrëse - televizori, radio, radio radiofonike ose celulari - krijon një "ide" se çfarë imazhi duhet të shfaqet në ekran (në prani të një sinjali video) dhe çfarë tingujsh do të shoqërojë këtë video. sinjal.
Në çdo rast, sinjali i një radiostacioni ose i një kulle komunikimi celular mund të shfaqet si në formë dixhitale ashtu edhe në atë analoge. Në fund të fundit, për shembull, vetë tingulli është një sinjal analog. Në stacionin e radios, tingulli i marrë nga mikrofoni shndërrohet në lëkundjet elektromagnetike të përmendura tashmë. Sa më e lartë të jetë frekuenca e zërit, aq më e lartë është frekuenca e lëkundjeve të daljes dhe sa më shumë të flasë altoparlanti, aq më e madhe është amplituda.
Dridhjet ose valët elektromagnetike që rezultojnë, përhapen në hapësirë duke përdorur një antenë transmetuese. Në mënyrë që ajri të mos bllokohet me ndërhyrje me frekuencë të ulët dhe që stacione të ndryshme radio të kenë mundësinë të punojnë paralelisht, pa ndërhyrë me njëri-tjetrin, dridhjet që vijnë nga efekti i zërit përmblidhen, d.m.th. Në vibracione të tjera që kanë një frekuencë konstante. Frekuenca e fundit zakonisht quhet "bartës" dhe është në perceptimin e saj që ne akordojmë marrësin tonë të radios në mënyrë që të "kapim" sinjalin analog të stacionit të radios.
Në marrës ndodh procesi i kundërt: frekuenca e bartësit ndahet, dhe lëkundjet elektromagnetike të marra nga antena shndërrohen në lëkundje të zërit dhe zëri i njohur i altoparlantit dëgjohet nga altoparlanti.
Çdo gjë mund të ndodhë në procesin e transmetimit të një sinjali audio nga radio te marrësi. Mund të ndodhë ndërhyrje nga palët e treta, frekuenca dhe amplituda mund të ndryshojnë, gjë që, natyrisht, do të ndikojë në tingujt e emetuar nga marrësi i radios. Së fundi, si transmetuesi ashtu edhe marrësi paraqesin disa gabime gjatë konvertimit të sinjalit. Prandaj, tingulli i riprodhuar nga një marrës radio analog ka gjithmonë një shtrembërim. Zëri mund të jetë mjaft i luajtshëm pavarësisht ndryshimeve, por sfondi do të jetë fërshëllimë apo edhe disa fishkëllima e shkaktuar nga ndërhyrja. Sa më pak e sigurt të jetë pritja, aq më të forta dhe më të dallueshme do të jenë këto efekte të zhurmës së jashtme.
Përveç kësaj, sinjali analog tokësor ka një shkallë shumë të dobët të mbrojtjes kundër aksesit të paautorizuar. Për stacionet radio publike, kjo, natyrisht, nuk ka rëndësi. Por gjatë përdorimit të celularëve të parë, pati një moment të pakëndshëm që lidhej me faktin se pothuajse çdo marrës i jashtëm i radios mund të sintonizohej lehtësisht në gjatësinë e dëshiruar të valës për të përgjuar bisedën tuaj telefonike.
Transmetimi analog ka disavantazhe të tilla. Për shkak të tyre, për shembull, televizioni premton të bëhet plotësisht dixhital në një kohë relativisht të shkurtër.
Komunikimet dixhitale dhe transmetimet konsiderohen të jenë më të imunizuara ndaj ndërhyrjeve dhe ndikimeve të jashtme. Çështja është se kur përdoret "dixhital" sinjali analog nga mikrofoni në stacionin transmetues është i koduar në një kod dixhital. Jo, sigurisht, rrjedha e numrave dhe numrave nuk përhapet në hapësirën përreth. Tingullit të një frekuence dhe vëllimi të caktuar thjesht i caktohet një kod nga pulset e radios. Kohëzgjatja dhe frekuenca e pulseve janë të paracaktuara - është e njëjtë si për transmetuesin ashtu edhe për marrësin. Prania e një impulsi korrespondon me një, mungesa - zero. Prandaj, kjo lidhje quhet "dixhitale".
Një pajisje që konverton një sinjal analog në një kod dixhital quhet konverteri analog në dixhital (ADC)... Dhe pajisja e instaluar në marrës dhe që konverton kodin në një sinjal analog që korrespondon me zërin e mikut tuaj në altoparlantin e një telefoni celular GSM quhet "konvertues dixhital në analog" (DAC).
Gjatë transmetimit të sinjalit dixhital, gabimet dhe shtrembërimet praktikisht eliminohen. Nëse impulsi bëhet pak më i fortë, më i gjatë ose anasjelltas, atëherë ai përsëri do të njihet nga sistemi si një njësi. Dhe zero do të mbetet zero, edhe nëse në vend të tij shfaqet një sinjal i dobët i rastësishëm. Për ADC dhe DAC, nuk ka vlera të tjera si 0.2 ose 0.9 - vetëm zero dhe një. Prandaj, ndërhyrja në komunikimet dixhitale dhe transmetimet ka pak efekt.
Për më tepër, "shifra" është gjithashtu më e mbrojtur nga aksesi i paautorizuar. Në të vërtetë, në mënyrë që DAC e pajisjes të jetë në gjendje të deshifrojë sinjalin, është e nevojshme që ai të "njeh" kodin e deshifrimit. ADC së bashku me sinjalin mund të transmetojnë adresën dixhitale të pajisjes së zgjedhur si marrës. Kështu, edhe nëse sinjali i radios përgjohet, ai nuk mund të njihet për shkak të mungesës së të paktën një pjese të kodit. Kjo është veçanërisht e vërtetë.
Pra këtu dallimet midis sinjaleve dixhitale dhe analoge:
1) Sinjali analog mund të shtrembërohet nga ndërhyrja, dhe sinjali dixhital mund të bllokohet fare me ndërhyrje, ose të arrijë pa shtrembërim. Sinjali dixhital ose është saktësisht aty, ose mungon plotësisht (ose zero, ose një).
2) Sinjali analog është i disponueshëm për perceptim nga të gjitha pajisjet që funksionojnë në të njëjtin parim si transmetuesi. Sinjali dixhital mbrohet në mënyrë të besueshme nga një kod, është e vështirë ta përgjosh atë nëse nuk është menduar për ty.
Një sinjal analog është një sinjal i të dhënave në të cilin secili prej parametrave përfaqësues përshkruhet nga një funksion i kohës dhe një grup i vazhdueshëm vlerash të mundshme.
Ekzistojnë dy hapësira sinjalesh - hapësira L (sinjale të vazhdueshme), dhe hapësira l (L është e vogël) - hapësira e sekuencave. Hapësira l (L është e vogël) është hapësira e koeficientëve Furier (një grup i numërueshëm numrash që përcaktojnë një funksion të vazhdueshëm në një interval të fundëm të fushës së përcaktimit), hapësira L është hapësira e sinjaleve të vazhdueshme në domenin e përkufizim. Nën kushte të caktuara, hapësira L është hartuar në mënyrë unike me hapësirën l (për shembull, dy teoremat e para të diskretimit të Kotelnikov).
Sinjalet analoge përshkruhen si funksione të vazhdueshme të kohës, kështu që një sinjal analog nganjëherë referohet si një sinjal i vazhdueshëm. Sinjalet analoge janë të kundërta me ato diskrete (të kuantizuara, dixhitale). Shembuj të hapësirave të vazhdueshme dhe sasive fizike përkatëse:
direkt: tension elektrik
perimetri: pozicioni i rotorit, rrotës, ingranazheve, akrepat e orës analoge ose faza e sinjalit bartës
segment: pozicioni i pistonit, leva e kontrollit, termometri i lëngshëm ose sinjali elektrik, i kufizuar në amplitudë hapësira të ndryshme shumëdimensionale: ngjyra, sinjali i moduluar me kuadraturë.
Vetitë e sinjaleve analoge janë kryesisht të kundërta me ato të sinjaleve të kuantizuara ose dixhitale.
Mungesa e niveleve të sinjaleve diskrete të dallueshme qartë nga njëri-tjetri çon në pamundësinë e aplikimit të konceptit të informacionit në përshkrimin e tij në formën siç kuptohet në teknologjitë dixhitale. "Sasia e informacionit" që përmbahet në një kampion do të kufizohet vetëm nga diapazoni dinamik i instrumentit matës.
Asnjë tepricë. Nga vazhdimësia e hapësirës së vlerës, rrjedh se çdo ndërhyrje e futur në sinjal është e padallueshme nga vetë sinjali dhe, për rrjedhojë, amplituda origjinale nuk mund të rikthehet. Në fakt, filtrimi është i mundur, për shembull, me metoda të frekuencës, nëse dihet ndonjë informacion shtesë në lidhje me vetitë e këtij sinjali (në veçanti, brezi i frekuencës).
Aplikacion:
Sinjalet analoge shpesh përdoren për të përfaqësuar sasitë fizike që ndryshojnë vazhdimisht. Për shembull, një sinjal elektrik analog i marrë nga një termoelement mbart informacion në lidhje me ndryshimet e temperaturës, një sinjal nga një mikrofon - për ndryshimet e shpejta të presionit në një valë zanore, etj.
2.2 Sinjali dixhital
Sinjali dixhital është një sinjal i të dhënave në të cilin secili prej parametrave përfaqësues përshkruhet nga një funksion kohe diskrete dhe një grup i kufizuar vlerash të mundshme.
Sinjalet janë impulse diskrete elektrike ose të lehta. Me këtë metodë, i gjithë kapaciteti i kanalit të komunikimit përdoret për të transmetuar një sinjal. Sinjali dixhital përdor të gjithë gjerësinë e brezit të kabllit. Gjerësia e brezit është diferenca midis frekuencës maksimale dhe minimale që mund të transmetohet përmes kabllos. Çdo pajisje në rrjete të tilla dërgon të dhëna në të dy drejtimet, dhe disa mund të marrin dhe transmetojnë njëkohësisht. Sistemet e brezit bazë transmetojnë të dhëna si një sinjal dixhital i një frekuence të vetme.
Një sinjal dixhital diskret është më i vështirë për t'u transmetuar në distanca të gjata sesa një sinjal analog, prandaj ai është i para-moduluar në anën e transmetuesit dhe i demoduluar në anën e marrësit të informacionit. Përdorimi i algoritmeve për kontrollimin dhe rikthimin e informacionit dixhital në sistemet dixhitale mund të rrisë ndjeshëm besueshmërinë e transmetimit të informacionit.
Komentoni. Duhet të kihet parasysh se një sinjal dixhital i vërtetë është analog për nga natyra e tij fizike. Për shkak të zhurmës dhe ndryshimeve në parametrat e linjave të transmetimit, ai ka luhatje në amplitudë, fazë/frekuencë (dridhje), polarizimi. Por ky sinjal analog (pulsi dhe diskret) është i pajisur me vetitë e një numri. Si rezultat, bëhet i mundur përdorimi i metodave numerike për përpunimin e tij (përpunimi kompjuterik).
