Какая разница между аналоговым и цифровым сигналом

Примеры передачи цифрового и аналогового сигналов

Для цифрового сигнала передача происходит примерно так:

  • Видеомагнитофон: Эй, телевизор, цвет пикселя с координатами 120х300 — зеленый.
  • Помеха: АААААААААААААА!
  • Телевизор: Какой? Не слышу!
  • Видеомагнитофон: Зеленый!
  • Телевизор: Ага, понял! Рисую зеленый.
  • Видеомагнитофон: Следующий цвет красный!
  • Телевизор: Прошу подтвердить, что цвет красный.
  • Видеомагнитофон: подтверждаю.
  • Телевизор: Ок! рисую.

и. т. д.

Передача для аналогового сигнала:

  • Видеомагнитофон: Эй, телевизор, цвет пикселя с координатами 120х300 — зеленый.
  • Помеха: АААААААААААААА!
  • Телевизор: Какой? Не слышу! Блин, нарисую синий.
  • Видеомагнитофон: Следующий цвет красный!
  • Помеха: БАХ! БУМ!
  • Телевизор: Красный вроде! Рисую.
  • Видеомагнитофон: Лопата!
  • Помеха: ПШШШШШШ!
  • Телевизор: ?!. Надо что-то рисовать ?! Пусть будет лопата!

Преимущества и недостатки цифрового и аналогового сигналов

Из вышесказанного можно сделать вывод, что при прочих равных условиях качество передачи информации с помощью цифры будет выше, чем при аналоговом представлении сигнала. В то же время при хорошей помехозащищенности две технологии могут конкурировать на равных.

Расскажете об этой статье своим друзьям:

ÐналоговÑй Ñигнал

ÐÐ¸Ð´Ñ Ð¿ÑедÑÑÐ°Ð²Ð»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñигнала доволÑнÑй ÑазнÑе. ÐÑи ÑÑом нÑжно замеÑиÑÑ, ÑÑо аналоговÑй Ñигнал ÑвлÑеÑÑÑ Ð½ÐµÐ¿ÑеÑÑвнÑм. ÐÑли говоÑиÑÑ Ð¾ недоÑÑаÑкаÑ, Ñо многие оÑмеÑаÑÑ Ð½Ð°Ð»Ð¸Ñие ÑÑма, коÑоÑÑй можеÑ, к ÑожалениÑ, пÑиводиÑÑ Ðº поÑеÑи инÑоÑмаÑии.

ÐоволÑно ÑаÑÑо Ð²Ð¾Ð·Ð½Ð¸ÐºÐ°ÐµÑ ÑÐ°ÐºÐ°Ñ ÑиÑÑаÑиÑ, ÑÑо непонÑÑно, где в коде еÑÑÑ Ð´ÐµÐ¹ÑÑвиÑелÑно Ð²Ð°Ð¶Ð½Ð°Ñ Ð¸Ð½ÑоÑмаÑиÑ, а где пÑоÑÑо иÑкажениÑ. Ðменно из-за ÑÑого аналоговÑй Ñигнал ÑÑал менее попÑлÑÑен, и на даннÑй Ð¼Ð¾Ð¼ÐµÐ½Ñ ÐµÐ³Ð¾ вÑÑеÑнÑÐµÑ ÑиÑÑÐ¾Ð²Ð°Ñ ÑеÑнологиÑ.

Основные форматы аудио файлов

На самом деле форматов, с помощью которых можно читать аудио файлы, очень много. Но есть те, которые получили всеобщее признание. Все они делятся на три группы:

  • аудиоформаты без сжатия;
  • со сжатием без потерь;
  • со сжатием с потерями.

Рассмотрим основные форматы аудио файлов:

  1. WAV – первый аудио формат, который мог обрабатываться компьютерными программами на высоком профессиональном уровне. Недостаток – запись занимает слишком много места.
  2.  CD-диски – расширение .cda не поддается редактированию, однако его можно переформатировать и сохранить любой программой по обработке аудио.
  3. MP3 кодек – универсальный формат, максимально сжимающий аудио файлы.
  4. AIFF-файлы – формат поддерживает монофонические и стереофонические данные размером 8 и 16 бит, изначально разрабатывался для Macintosh, однако после дополнительных разработок может использоваться и на других площадках ОС.
  5. OGG – популярный формат, однако имеет недостатки в виде использования собственных кодеков и декодеров и перегрузки системных ресурсов компьютера.
  6. AMR – низкопробный аудиоформат.
  7. Формат MIDI позволяет производить редактуру записи нажатием клавиш, изменением темпа, тональности, высоты, а также добавлением эффектов.
  8. FLAC – формат, воспроизводящий аудио в высоком качестве.

Чем отличается аналоговое телевидение от цифрового (видео)

Разница между цифрой и аналоговым сигналом в способе трансляции сигнала:

  • Аналоговый (ATV), континуальный – подается беспрерывно.
  • Цифровой (DVT), дискретный – подается прерывисто.

На вопрос, ATV это цифровое или аналоговое, правильный ответ – аналоговое. Реакция на помехи у сигналов присутствует, но отличия от реакций на лицо:

  • ATV – Расстояние между приемником и передатчиком играет важную роль. Если оно увеличивается то, ухудшается качество трансляции. Погода тоже имеет сильное взаимодействие на него. Чтобы сигнал был в порядке, его нужно усиливать, а это дополнительные затраты энергии.
  • DVT – Такой код является неизменным, то есть, при внесении в него каких либо иных данных это уже будет другой код, который не воспримет приемник. Усиление импульса возможно без особых проблем, поскольку единица в коде будет все той же единицей. Никаких реакций на погодные условия у дискретного сигнала нет. Сигнал либо есть, либо его нет. Цифру нужно декодировать, и делается это с помощью специального ключа, без знания которого сигнал не распознает то устройство, которому оно не передается.

Основные отличия двух типов вещания.

Тип Цифровое Аналоговое
Устойчивость к помехам Есть защита Нет защиты
Качество звука и видео Высокое (без сторонних шумов) Низкое (присутствует рябь, шипение)
Оригинальная картинка Воссоздается Не воссоздается
Ограничения Ограничено зоной покрытия провайдера Качество и количество транслируемых данных не ограничено
Разрешение SD, HD, Full-HD SD
Тюнер Внешний или внутренний DVB-T2 Не нужен
Антенна ДМВ дециметрового диапазона МВ метрового или ДМВ дециметрового диапазона
Кол-во к-лов 20 телеканалов бесплатно через эфирное ТВ, и сколько угодно за деньги с помощью сети провайдера 1-10, зависит от местности
Цена Эфирное – без оплаты,

Кабельное – платно,

Спутниковое – платно (некоторые каналы бесплатно),

IPTV – платно / без оплаты

Бесплатно

Примеры передачи цифрового и аналогового сигналов

Для цифрового сигнала передача происходит примерно так:

  • Помеха: АААААААААААААА!
  • Телевизор: Какой? Не слышу!
  • Видеомагнитофон: Зеленый!
  • Телевизор: Ага, понял! Рисую зеленый.
  • Телевизор: Прошу подтвердить, что цвет красный.
  • Видеомагнитофон: подтверждаю.
  • Телевизор: Ок! рисую.

Передача для аналогового сигнала:

  • Видеомагнитофон: Эй, телевизор, цвет пикселя с координатами 120х300 — зеленый.
  • Помеха: АААААААААААААА!
  • Телевизор: Какой? Не слышу! Блин, нарисую синий.
  • Видеомагнитофон: Следующий цвет красный!
  • Помеха: БАХ! БУМ!
  • Телевизор: Красный вроде! Рисую.
  • Видеомагнитофон: Лопата!
  • Помеха: ПШШШШШШ!
  • Телевизор: ?!. Надо что-то рисовать?! Пусть будет лопата!

Преимущества и недостатки цифрового и аналогового сигналов

Из вышесказанного можно сделать вывод, что при прочих равных условиях качество передачи информации с помощью цифры будет выше, чем при аналоговом представлении сигнала. В то же время при хорошей помехозащищенности две технологии могут конкурировать на равных.

Аналоговый сигнал – это функция непрерывного аргумента (времени). Если график периодически прерывается, как происходит в последовательности импульсов, к примеру, уже говорят о некой дискретности пачки.

Сигнал

Сигнал представляет собой специальный код, который передается в пространство одной или несколькими системами. Эта формулировка является общей.

В сфере информации и связи сигналом назван специальный носитель каких-либо данных, который используется для передачи сообщений. Он может быть создан, но не принят, последнее условие не обязательно. Если же сигнал является сообщением, то его «ловля» считается необходимой.

Описываемый код передачи данных задается математической функцией. Она характеризует все возможные изменения параметров. В радиотехнической теории эта модель считается базовой. В ней же аналогом сигнала был назван шум. Он представляет собой функцию времени, которая свободно взаимодействует с переданным кодом и искажает его.

READ  Магнитное поле

В статье охарактеризованы виды сигналов: дискретный, аналоговый и цифровой. Также коротко дана основная теория по описываемой теме.

Сигнал, создаваемый по образу и подобию

С аналоговыми сигналами мы сталкиваемся постоянно и наиболее эффектно их можно продемонстрировать с помощью виниловой музыкальной пластинки. На ней звук записан в виде извилистой борозды.

Идущая по ней игла проигрывателя повторяет контур и передает свои движения на устройство, издающее звук. Раньше, в граммофоне для этого использовался раструб, усиливавший амплитуду колебаний и превращавший их в звук.

Можно сказать, что на пластинке был записан именно аналоговый сигнал в чистом виде. И это подводит нас к мысли о том, что он представляет собой информацию о волновом процессе, параметрами которого являются амплитуда (громкость) и частота (тональность звука).

Здесь я хочу сделать научное отступление.

Образованные люди знают, что звук и свет, тепло и УФ излучение и радиосигналы – это все волны определенной частоты. Создавая подобные колебания, мы получаем их аналог (или аналоговый сигнал).

Продолжим рассматривать нашу виниловую пластинку. Мы знаем что граммофон – это позапрошлый век, и со временем он превратился в электроаппаратуру. Что добавилось?

Возле иглы поставили пьезокристалл, который под действием механических колебаний выдавал электрический ток, который уже можно передавать. Его напряжение изменялось такой же частотой и амплитудой, как и звуковой дорожке пластинки. Ток кристалла был ну очень маленький и требовал усиления.

Такое напряжение уже способно смещать сердечник в электромагнитной катушке динамика, заставляя его мембрану колебаться… Правильно, с такой же частотой и амплитудой.

Выходит, сигнал называется аналоговым, потому что он точно повторяет параметры, которые следует передать. И с ним мы сталкиваемся повсеместно:

  • вы сейчас читаете тест. В нем есть буквы-сигналы, аналогичные определенным звукам. А слова, которые вы мысленно произносите при этом – аналоги предметов или действий;
  • любая картина, рисунок или фотография – аналог того, что мы видим;
  • звук, которые превращается в радиоволны FM приемника так же аналоговый сигнал.

Способы обработки цифрового звука

Цифровой звук обрабатывают с помощью математических операций, которые применяют к отдельным отсчетам звука или к их группам разной длины. Математические операции могут имитировать традиционные аналоговые средства обработки (микширование, сложение, усиление или ослабление, модуляцию и т.д.) или альтернативные способы – спектральное разложение сигнала, коррекция частотных составляющих с обратной «сборкой» сигналов.

Обработка цифрового сигнала может быть линейной (проводится в реальном времени над «живым» звуком) и нелинейной (проводится с ранее записанным звуком). Обрабатываются звуки универсальными процессорами общего назначения (Intel 8035, 8051, 80×86, Motorola 68xxx, SPARC) или специализированными цифровыми сигнальными устройствами Analog Devices ADSP-xxxx, Texas Instruments TMS xxx, Motorola 56xxx и пр.

Способы обработки цифрового сигнала следующие:

  • линейная фильтрация;
  • анализ спектров;
  • временной и частотный анализ;
  • адаптивная фильтрация;
  • обработка нелинейного типа;
  • обработка многоскоростная;
  • свертка;
  • секционная свертка.

Как видим, даже простой аналоговый звук может быть качественным. Для этого нужно совсем немного – просто уметь его отформатировать и преобразовать. А чтобы научиться этому искусству, можно пройти специальный обучающий курс.  

← Уроки игры на барабанах от Филиппа СохиДомашняя студия звукозаписи →

comments powered by HyperComments

Аналогово цифровое преобразование

Звуковой сигнал может быть аналоговым или цифровым. Если рассматривать аналоговый сигнал, исходящий из аналоговой аппаратуры, то представляет он собой непрерывный электрический сигнал. Цифровой звук – это сигнал, представленный дискретными численными значениями его амплитуды. То есть такой сигнал записывается в виде чисел, а считывается он компьютерной техникой.

Аналоговый звук можно преобразовать в цифровой путем обработки аналогового сигнала, придавая ему численных значений. Сделать это можно в два этапа. Первый – дискретизация, в ходе которой из сигнала, который необходимо преобразовать, в определенные временные промежутки выбирают величины по заданным значениям. Второй – квантование: процесс разбиения значений, полученных в ходе дискретизации значений амплитуды звука с максимально приближенной точностью.

В аналогово-цифровом преобразовании точные значения не используются – все величины указываются округленными, поскольку из-за ограничения оперативной памяти приборов реальное значение амплитуды указать невозможно – оно бесконечное.

Сравнение цифрового и аналогового сигналов

Покупая технику, вряд ли кто-то думает о том, какие виды сигналов использованы в том или другом приборе, а об их среде и природе уж тем более. Но иногда все же приходится разбираться с понятиями.

Уже давно стало ясно, что аналоговые технологии теряют спрос, ведь их использование нерационально. Взамен приходит цифровая связь. Нужно понимать, о чем идет речь и от чего отказывается человечество.

Если говорить коротко, то аналоговый сигнал — способ передачи информации, который подразумевает описание данных времени. По сути, говоря конкретно, может быть равна любому значению, находящемуся в определенных границах.

Цифровая обработка сигналов описывается дискретными функциями времени. Иначе говоря, амплитуда колебаний этого метода равна строго заданным значениям.

Переходя от теории к практике, надо сказать о том, что аналоговому сигналу характерны помехи. С цифровым же таких проблем нет, потому что он успешно их «сглаживает». За счет новых технологий такой метод передачи данных способен своими силами без вмешательства ученого восстановить всю исходную информацию.

Говоря о телевидении, можно уже с уверенностью сказать: аналоговая передача давно изжила себя. Большинство потребителей переходят на цифровой сигнал. Минус последнего заключается в том, что если аналоговую передачу способен принимать любой прибор, то более современный способ — только специальная техника. Хоть и спрос на устаревший метод уже давно упал, все же такие виды сигналов до сих пор не способны полностью уйти из повседневной жизни.

2.2 Цифровой сигнал

Цифровой сигнал —
сигнал данных, у которого каждый из
представляющих параметров описывается
функцией дискретного времени и конечным
множеством возможных значений.

Сигналы представляют
собой дискретные электрические или
световые импульсы. При таком способе
вся емкость коммуникационного канала
используется для передачи одного
сигнала. Цифровой сигнал использует
всю полосу пропускания кабеля. Полоса
пропускания — это разница между
максимальной и минимальной частотой,
которая может быть передана по кабелю.
Каждое устройство в таких сетях посылает
данные в обоих направлениях, а некоторые
могут одновременно принимать и передавать.
Узкополосные системы (baseband) передают
данные в виде цифрового сигнала одной
частоты.

READ  Реактивное сопротивление

Дискретный цифровой
сигнал сложнее передавать на большие
расстояния, чем аналоговый сигнал,
поэтому его предварительно модулируют
на стороне передатчика, и демодулируют
на стороне приёмника информации.
Использование в цифровых системах
алгоритмов проверки и восстановления
цифровой информации позволяет существенно
увеличить надёжность передачи информации.

Замечание. Следует
иметь в виду, что реальный цифровой
сигнал по своей физической природе
является аналоговым. Из-за шумов и
изменения параметров линий передачи
он имеет флуктуации по амплитуде,
фазе/частоте (джиттер), поляризации. Но
этот аналоговый сигнал (импульсный и
дискретный) наделяется свойствами
числа. В результате для его обработки
становится возможным использование
численных методов (компьютерная
обработка).

Сегодня попытаемся разобраться, что такое аналоговый и цифровой сигналы? Их преимущества и недостатки. Не будем кидаться различными научными терминами и определениями, а попытаемся разобраться в ситуации на пальцах.

Громкость в цифровом звуке

Громкость цифровых сигналов не должна превышать 0db. Если не учитывать этот нюанс, на входе или выходе мы получаем перегрузку цифрового сигнала. Это значение является самой высокой точкой, то есть пиковым значением. Она позволяет записывать качественный звук и воспринимать его надлежащим образом. Если превысить это значение, сигнал искажается, а оборудование от перенагрузки может испортиться.

Кроме пиковой точки, понятие громкости включает в себя еще и такой элемент, как значение RMS. Этим понятием определяют уровень актуальной громкости, который отражает плотность записи и выдает информацию о громкости, которую способен воспринять наш слух. RMS обозначают в децибелах, но с минусовым значением: звук тем громче, чем больше числовое значение RMS (максимально громко — -6db, максимально тихо — -20db). Оптимальные значения цифровой громкости — -12db —  -10db.

ÐиÑкÑеÑнÑй Ñигнал

РданнÑй Ð¼Ð¾Ð¼ÐµÐ½Ñ Ñеловек полÑзÑеÑÑÑ ÑазлиÑнÑми звонилками или же дÑÑгими ÑлекÑÑоннÑми пÑибоÑами, коÑоÑÑе пÑинимаÑÑ ÑигналÑ. ÐÐ¸Ð´Ñ ÑÐ¸Ð³Ð½Ð°Ð»Ñ Ð´Ð¾Ð²Ð¾Ð»Ñно ÑазнообÑазнÑ, и одним из Ð½Ð¸Ñ ÑвлÑеÑÑÑ Ð´Ð¸ÑкÑеÑнÑй. ÐÑжно замеÑиÑÑ, ÑÑо, Ð´Ð»Ñ Ñого ÑÑÐ¾Ð±Ñ Ñакие пÑиÑпоÑÐ¾Ð±Ð»ÐµÐ½Ð¸Ñ ÑабоÑали, необÑодимо пеÑедаваÑÑ Ð·Ð²Ñковой Ñигнал. Ðменно поÑÑÐ¾Ð¼Ñ Ð½ÐµÐ¾Ð±Ñодим канал, коÑоÑÑй Ð¸Ð¼ÐµÐµÑ Ð¿ÑопÑÑкнÑÑ ÑпоÑобноÑÑÑ Ð½Ð°Ð¼Ð½Ð¾Ð³Ð¾ болÑÑего ÑÑовнÑ, Ñем бÑло опиÑано Ñанее.

С Ñем ÑÑо ÑвÑзано? Ðело в Ñом, ÑÑо, Ð´Ð»Ñ Ñого ÑÑÐ¾Ð±Ñ ÐºÐ°ÑеÑÑвенно пеÑедаÑÑ Ð·Ð²Ñк, необÑодимо иÑполÑзоваÑÑ Ð´Ð¸ÑкÑеÑнÑй Ñигнал. Ðн ÑÐ¾Ð·Ð´Ð°ÐµÑ Ð½Ðµ Ð²Ð¾Ð»Ð½Ñ Ð·Ð²Ñка, а его ÑиÑÑовÑÑ ÐºÐ¾Ð¿Ð¸Ñ. СооÑвеÑÑÑвенно, пеÑедаÑа Ð¸Ð´ÐµÑ Ð¾Ñ Ñамой ÑеÑники. ÐлÑÑÑ Ñакого пеÑеноÑа в Ñом, ÑÑо пакеÑÐ½Ð°Ñ Ð¾ÑпÑавка бÑÐ´ÐµÑ Ð¾ÑÑÑеÑÑвлÑÑÑÑÑ Ð¿Ð°ÐºÐµÑами, а колиÑеÑÑво пеÑедаваемÑÑ Ð´Ð°Ð½Ð½ÑÑ ÑменÑÑиÑÑÑ.

Свойства

Свойства аналоговых сигналов в значительной мере являются противоположностью свойств квантованных или цифровых сигналов.

Отсутствие чётко отличимых друг от друга дискретных уровней сигнала приводит к невозможности применить для его описания понятие информации в том виде, как она понимается в цифровых технологиях. Содержащееся в одном отсчёте «количество информации» будет ограничено лишь динамическим диапазоном средства измерения.

Отсутствие избыточности. Из непрерывности пространства значений следует, что любая помеха, внесенная в сигнал, неотличима от самого сигнала и, следовательно, исходная амплитуда не может быть восстановлена. В действительности фильтрация возможна, например, частотными методами, если известна какая-либо дополнительная информация о свойствах этого сигнала (в частности, полоса частот).

ÐÐ»Ñ Ñего обÑабаÑÑваеÑÑÑ Ñигнал?

Сигнал ÑледÑÐµÑ Ð¾Ð±ÑабаÑÑваÑÑ Ð´Ð»Ñ Ñого, ÑÑÐ¾Ð±Ñ Ð¿Ð¾Ð»ÑÑиÑÑ Ð¸Ð½ÑоÑмаÑиÑ, коÑоÑÐ°Ñ Ð² нем заÑиÑÑована. ÐÑли ÑаÑÑмаÑÑиваÑÑ Ð²Ð¸Ð´Ñ Ð¼Ð¾Ð´ÑлÑÑии Ñигнала, Ñо ÑледÑÐµÑ Ð¾ÑмеÑиÑÑ, ÑÑо по амплиÑÑдной и ÑаÑÑоÑной манипÑлÑÑии ÑÑо доволÑно ÑложнÑй пÑоÑеÑÑ, коÑоÑÑй необÑодимо полноÑÑÑÑ Ð¿Ð¾Ð½Ð¸Ð¼Ð°ÑÑ. Ðак ÑолÑко инÑоÑмаÑÐ¸Ñ Ð±ÑÐ´ÐµÑ Ð¿Ð¾Ð»ÑÑена, ее можно иÑполÑзоваÑÑ ÑовеÑÑенно ÑазлиÑнÑми ÑпоÑобами. РнекоÑоÑÑÑ ÑиÑÑаÑиÑÑ ÐµÐµ ÑоÑмаÑиÑÑÑÑ Ð¸ оÑпÑавлÑÑÑ Ð´Ð°Ð»ÐµÐµ.

Также нÑжно оÑмеÑиÑÑ Ð´ÑÑгие пÑиÑинÑ, по коÑоÑÑм пÑоиÑÑÐ¾Ð´Ð¸Ñ Ð¾Ð±ÑабоÑка Ñигналов. Ðна заклÑÑаеÑÑÑ Ð² Ñом, ÑÑÐ¾Ð±Ñ ÑжаÑÑ ÑаÑÑоÑÑ, коÑоÑÑе пеÑедаÑÑÑÑ, однако не повÑедив вÑÑ Ð¸Ð½ÑоÑмаÑиÑ. Ðалее ее ÑоÑмаÑиÑÑÑÑ ÐµÑе Ñаз и пеÑедаÑÑ. ÐÑи ÑÑом делаеÑÑÑ ÑÑо на медленнÑÑ ÑкоÑоÑÑÑÑ. ÐÑли говоÑиÑÑ Ð¾ ÑÐ¸Ð³Ð½Ð°Ð»Ð°Ñ Ð°Ð½Ð°Ð»Ð¾Ð³Ð¾Ð²Ð¾Ð³Ð¾ и ÑиÑÑового вида, Ñо здеÑÑ Ð¸ÑполÑзÑÑÑÑÑ Ð¾ÑобеннÑе ÑпоÑобÑ. ÐмееÑÑÑ ÑилÑÑÑаÑиÑ, ÑвеÑÑка и некоÑоÑÑе дÑÑгие ÑÑнкÑии. Ðни нÑÐ¶Ð½Ñ Ð´Ð»Ñ Ñого, ÑÑÐ¾Ð±Ñ Ð²Ð¾ÑÑÑановиÑÑ Ð¸Ð½ÑоÑмаÑиÑ, еÑли Ñигнал бÑл повÑежден.

Аналоговый сигнал

Это природный тип сигналов окружает нас повсеместно и постоянно. Звук, изображение, тактильные ощущения, запах, вкус и команды мозга. Все возникающие, во Вселенной без участия человека, сигналы являются аналоговыми.

В электронике, электротехнике и системах связи аналоговую передачу данных применяют со времени изобретения электричества. Характерной особенностью является непрерывность и плавность изменения параметров. Графически сеанс аналоговой связи можно описать как непрерывную кривую, соответствующую величине электрического напряжения в определённый момент времени. Линия изменяется плавно, разрывы возникают только при обрыве связи. В природе и электронике аналоговые данные генерируются и распространяются непрерывно. Отсутствие непрерывного сигнала означает тишину или черный экран.

В непрерывных системах связи аналогом звука, изображения и любых других данных является электрические или электромагнитные импульсы. Например, громкость и тембр голоса передаются от микрофона на динамик посредством электрического сигнала. Громкость зависит от величины, а тембр от частоты напряжения. Поэтому при голосовой связи сначала напряжение становится аналогом звука, а потом звук аналогом напряжения. Таким же образом происходит передача любых данных в аналоговых системах связи.

Сигнал

РаÑÑмоÑÑим Ð²Ð¸Ð´Ñ Ñигналов ÑвÑзи ÑÑÑÑ Ð¿Ð¾Ð·Ð¶Ðµ, ÑейÑÐ°Ñ Ð¶Ðµ ÑледÑÐµÑ Ð¿Ð¾Ð·Ð½Ð°ÐºÐ¾Ð¼Ð¸ÑÑÑÑ Ñ Ñом, ÑÑо же Ñобой пÑедÑÑавлÑÐµÑ Ð² пÑинÑипе Ñам Ñигнал. ЭÑо обÑÑнÑй код, коÑоÑÑй пеÑедаеÑÑÑ Ð¿Ð¾ воздÑÑÑ ÑиÑÑемами. ЭÑо ÑоÑмÑлиÑовка обÑего Ñипа.

Ð ÑÑеÑе инÑоÑмаÑии и некоÑоÑÑÑ Ð´ÑÑÐ³Ð¸Ñ ÑеÑнологий имееÑÑÑ ÑпеÑиалÑнÑй ноÑиÑелÑ, коÑоÑÑй позволÑÐµÑ Ð¿ÐµÑедаваÑÑ ÑообÑениÑ. Ðго можно ÑоздаÑÑ, но пÑинÑÑÑ Ð½ÐµÐ²Ð¾Ð·Ð¼Ð¾Ð¶Ð½Ð¾. РпÑинÑипе в некоÑоÑÑÑ ÑиÑÑÐµÐ¼Ð°Ñ ÐµÐ³Ð¾ могÑÑ Ð¿ÑинÑÑÑ, но ÑÑо не обÑзаÑелÑно. ÐÑли Ñигнал бÑÐ´ÐµÑ ÑÑиÑаÑÑÑÑ ÑообÑением, Ñо «поймаÑÑ» его нÑжно обÑзаÑелÑно.

ÐодобнÑй код пеÑедаÑи даннÑÑ Ð¼Ð¾Ð¶Ð½Ð¾ назваÑÑ Ð¾Ð±ÑÑной маÑемаÑиÑеÑкой ÑÑнкÑией. Ðн опиÑÑÐ²Ð°ÐµÑ Ð»Ñбое изменение доÑÑÑпнÑÑ Ð¿Ð°ÑамеÑÑов. ÐÑли ÑаÑÑмаÑÑиваÑÑ ÑадиоÑеÑниÑеÑкÑÑ ÑеоÑиÑ, Ñо ÑледÑÐµÑ ÑказаÑÑ, ÑÑо Ñакие опÑии ÑÑиÑаÑÑÑÑ Ð±Ð°Ð·Ð¾Ð²Ñми. СледÑÐµÑ Ð·Ð°Ð¼ÐµÑиÑÑ, ÑÑо понÑÑие «ÑÑм» ÑвлÑеÑÑÑ Ð°Ð½Ð°Ð»Ð¾Ð³Ð¸ÑнÑм ÑигналÑ.

READ  Сколько ватт в киловатте?

Ðн иÑÐºÐ°Ð¶Ð°ÐµÑ ÐµÐ³Ð¾, Ð¼Ð¾Ð¶ÐµÑ Ð½Ð°ÐºÐ»Ð°Ð´ÑваÑÑÑÑ Ð½Ð° Ñже пеÑеданнÑй код, а Ñакже Ñам Ñобой пÑедÑÑавлÑÐµÑ ÑÑнкÑÐ¸Ñ Ð²Ñемени. Ð ÑÑаÑÑе бÑдÑÑ Ð½Ð¸Ð¶Ðµ оÑаÑакÑеÑÐ¸Ð·Ð¾Ð²Ð°Ð½Ñ ÑÐ¸Ð³Ð½Ð°Ð»Ñ Ð¸ Ð²Ð¸Ð´Ñ Ñигналов, ÑеÑÑ Ð¸Ð´ÐµÑ Ð¾ диÑкÑеÑном, аналоговом и ÑиÑÑовом. ÐоÑоÑко ÑаÑÑмоÑÑим вÑÑ ÑеоÑÐ¸Ñ Ð¿Ð¾ Ñеме.

Свойства

Свойства аналоговых сигналов в значительной мере являются противоположностью свойств квантованных или цифровых сигналов.

Отсутствие чётко отличимых друг от друга дискретных уровней сигнала приводит к невозможности применить для его описания понятие информации в том виде, как она понимается в цифровых технологиях. Содержащееся в одном отсчёте «количество информации» будет ограничено лишь динамическим диапазоном средства измерения.

Отсутствие избыточности. Из непрерывности пространства значений следует, что любая помеха, внесённая в сигнал, неотличима от самого сигнала и, следовательно, исходная амплитуда не может быть восстановлена. В действительности фильтрация возможна, например, частотными методами, если известна какая-либо дополнительная информация о свойствах этого сигнала (в частности, полоса частот).

Что такое диаграмма направленности антенны

Помимо чувствительности антенны, есть параметр, определяющий, в какой степени она способна фокусировать энергию. Он называется направленным усилением или направленностью, и являет собой отношение плотности излучения в заданном направлении к средней плотности излучения.Графическая интерпретация этой характеристики представляет собой диаграмму направленности антенны. По своей сути это трёхмерная фигура, но для удобства работы её выражают в двух плоскостях, расположенных перпендикулярно друг к другу. Имея под рукой такую плоскую диаграмму и сопоставляя её с картой местности, можно спланировать зону приёма антенной аналогового видеосигнала. Также из этого графика можно извлечь ряд полезных практических характеристик телеантенны, таких как интенсивность бокового и обратного излучения и коэффициент защитного действия.

Виды сигналов

Существует несколько типов классификации имеющихся сигналов. Рассмотрим, какие бывают виды.

  1. По физической среде носителя данных разделяют электрический сигнал, оптический, акустический и электромагнитный. Имеется еще несколько видов, однако они малоизвестны.
  2. По способу задания сигналы делятся на регулярные и нерегулярные. Первые представляют собой детерминированные методы передачи данных, которые задаются аналитической функцией. Случайные же формулируются за счет теории вероятности, а также они принимают любые значения в различные промежутки времени.
  3. В зависимости от функций, которые описывают все параметры сигнала, методы передачи данных могут быть аналоговыми, дискретными, цифровыми (способ, который является квантованным по уровню). Они используются для обеспечения работы многих электрических приборов.

Теперь читателю известны все виды передачи сигналов. Разобраться в них не составит труда любому человеку, главное — немного подумать и вспомнить школьный курс физики.

Пространства

Различают два пространства сигналов — пространство L (непрерывные сигналы), и пространство l (L малое) — пространство последовательностей.

Пространство l (L малое) есть пространство коэффициентов Фурье (счётного набора чисел, определяющих непрерывную функцию на конечном интервале области определения), пространство L — есть пространство непрерывных по области определения (аналоговых) сигналов.

При некоторых условиях, пространство L однозначно отображается в пространство l (например, первые две теоремы дискретизации Котельникова).

Аналоговые сигналы описываются непрерывными функциями времени, поэтому аналоговый сигнал иногда называют континуальным сигналом. Аналоговым сигналам противопоставляются дискретные (квантованные, цифровые). Примеры непрерывных пространств и соответствующих физических величин:

  • прямая: электрическое напряжение
  • окружность: положение ротора, колеса, шестерни, стрелки аналоговых часов, или фаза несущего сигнала
  • отрезок: положение поршня, рычага управления, жидкостного термометра или электрический сигнал, ограниченный по амплитуде
  • различные многомерные пространства: цвет, квадратурно-модулированный сигнал.

Преимущества и недостатки сигналов разных видов

Со времени изобретения аналоговая передача сигнала была значительно усовершенствована. И прослужила долгое время передавая информацию, звук и изображение. Несмотря на множество улучшений сохранила все свои недостатки – шумы при воспроизведении и искажения при передаче информации. Но главным аргументом для перехода на другую систему обмена данными стал потолок качества передаваемого сигнала. Аналоговый не может вместить объём современных данных.

Совершенствование методов записи и хранения, прежде всего видео контента, оставили аналоговый сигнал в прошлом. Единственным преимуществом аналоговой обработки данных пока ещё является широкое распространение и дешевизна устройств. Во всём остальном аналоговый уступает цифровому сигналу.

Дискретный сигнал

Латинская лексема discretus переводится на великий и могучий примерно как «разделённый», что даёт нам ключ к пониманию принципа работы дискретного кода. Если говорить о тех же графиках, то изображение дискретного сигнала будет сродни изображению аналогового, с той лишь разницей, что у первого кривая превратится в ступенчатую линию с прямыми углами и собственной амплитудой.

Дискретный способ передачи информации подразумевает либо изменение во времени при постоянной величине, либо, напротив, изменения по уровню без перерыва по времени.

Многие специалисты уточняют, что данный тип кода – промежуточное звено между аналоговым и цифровым способами передачи данных. Отчасти это так и есть, и многие из тех, кто родился раньше «нулевых» помнят, как в своё время все пользователи повально переходили на цифровое телевещание.

Методы и технологии обработки сигналов

Сигналы могут быть обработаны с использованием аналоговых методов (аналоговой обработки
сигналов, или ASP), цифровых методов (цифровой обработки сигналов, или DSP) или комбинации аналоговых
и цифровых методов (комбинированной обработки сигналов, или MSP). В некоторых случаях выбор методов
ясен, в других случаях нет ясности в выборе и принятие окончательного решения основывается на
определенных соображениях.

Что касается DSP, то главное отличие его от традиционного компьютерного анализа данных
заключается в высокой скорости и эффективности выполнения сложных функций цифровой обработки,
таких как фильтрация, анализ с использованием и сжатие данных в реальном масштабе времени.

Термин «комбинированная обработка сигналов» подразумевает, что системой выполняется и
аналоговая, и цифровая обработка. Такая система может быть реализована в виде печатной платы,
гибридной интегральной схемы (ИС) или отдельного кристалла с интегрированными элементами. АЦП и
ЦАП рассматриваются как устройства комбинированной обработки сигналов, так как в каждом из них
реализованы и аналоговые, и цифровые функции.

Недавние успехи технологии создания микросхем с очень высокой степенью интеграции (VLSI)
позволяют осуществлять комплексную (цифровую и аналоговую) обработку на одном кристалле. Сама
природа ЦОС подразумевает, что эти функции могут быть выполнены в режиме реального масштаба
времени.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: