Har kuni odamlar foydalanishga duch kelishadi elektron qurilmalar. Ularsiz zamonaviy hayot mumkin emas. Axir, biz televizor, radio, kompyuter, telefon, multivark va boshqalar haqida gapiramiz. Ilgari, bir necha yil oldin, har bir ishlaydigan qurilmada qanday signal ishlatilganligi haqida hech kim o'ylamagan. Endi "analog", "raqamli", "diskret" so'zlari uzoq vaqtdan beri mavjud. Ro'yxatda keltirilgan signallarning ayrim turlari yuqori sifatli va ishonchli.

Raqamli uzatish analogga qaraganda ancha kechroq qo'llanila boshlandi. Buning sababi shundaki, bunday signalni saqlash ancha oson va o'sha paytda texnologiya unchalik yaxshilanmagan.

Har bir inson "diskretlik" tushunchasiga doimo duch keladi. Agar siz ushbu so'zni lotin tilidan tarjima qilsangiz, bu "uzilish" degan ma'noni anglatadi. Ilm-fanni chuqurroq o'rganib, shuni aytishimiz mumkinki, diskret signal axborotni uzatish usuli bo'lib, u tashuvchining vaqtini o'zgartirishni nazarda tutadi. Ikkinchisi barcha mumkin bo'lgan har qanday qiymatni oladi. Chipdagi tizimlarni ishlab chiqarish to'g'risida qaror qabul qilingandan so'ng, endi diskretlik fonga o'tmoqda. Ular yaxlit va barcha komponentlar bir-biri bilan chambarchas bog'liq. Diskretlikda hamma narsa aksincha - har bir tafsilot to'ldiriladi va maxsus aloqa liniyalari orqali boshqalarga ulanadi.

Signal

Signal - bu bir yoki bir nechta tizimlar tomonidan kosmosga uzatiladigan maxsus kod. Ushbu formula umumiydir.

Axborot va aloqa sohasida signal - bu xabarlarni uzatish uchun ishlatiladigan maxsus ma'lumot tashuvchisi. U yaratilishi mumkin, lekin qabul qilinmaydi, oxirgi shart shart emas. Agar signal xabar bo'lsa, u holda "tutish" zarur deb hisoblanadi.

Ta'riflangan kod matematik funktsiya bilan belgilanadi. Bu parametrlardagi barcha mumkin bo'lgan o'zgarishlarni tavsiflaydi. Radiotexnika nazariyasida bu model asosiy hisoblanadi. Unda shovqin signalning analogi deb ataldi. U uzatilgan kod bilan erkin ta'sir o'tkazadigan va uni buzadigan vaqtning funktsiyasini ifodalaydi.

Maqolada signallarning turlari tasvirlangan: diskret, analog va raqamli. Ta'riflangan mavzu bo'yicha asosiy nazariya ham qisqacha berilgan.

Signal turlari

Bir nechta signallar mavjud. Keling, qanday turlar borligini ko'rib chiqaylik.

1. Axborot tashuvchining fizik tashuvchisiga ko'ra ular elektr, optik, akustik va elektromagnit signallarga bo'linadi. Yana bir qancha turlari bor, lekin ular kam ma'lum.
2. O'rnatish usuliga ko'ra signallar muntazam va tartibsizlarga bo'linadi. Birinchisi, ma'lumotlarni uzatishning deterministik usullari bo'lib, ular analitik funktsiya bilan belgilanadi. Tasodifiy bo'lganlar ehtimollik nazariyasi yordamida tuzilgan va ular turli vaqtlarda har qanday qiymatlarni oladilar.
3. Barcha signal parametrlarini tavsiflovchi funktsiyalarga qarab, ma'lumotlarni uzatish usullari analog, diskret, raqamli (darajada kvantlangan usul) bo'lishi mumkin. Ular ko'plab elektr jihozlarini quvvatlantirish uchun ishlatiladi.

Endi o'quvchi signal uzatishning barcha turlarini biladi. Ularni tushunish hech kimga qiyin bo'lmaydi, asosiysi biroz o'ylash va maktab fizikasi kursini eslab qolishdir.

Signal nima uchun qayta ishlanadi?

Signal unda shifrlangan ma'lumotlarni uzatish va qabul qilish uchun qayta ishlanadi. U olib tashlanganidan keyin foydalanish mumkin turli yo'llar bilan. Ba'zi hollarda u qayta formatlanadi.

Barcha signallarni qayta ishlashning yana bir sababi bor. U chastotalarni engil siqishdan iborat (ma'lumotga zarar bermaslik uchun). Shundan so'ng, u sekin tezlikda formatlanadi va uzatiladi.

Analog va raqamli signallar maxsus texnikadan foydalanadi. Xususan, filtrlash, konvolyutsiya, korrelyatsiya. Agar signal buzilgan yoki shovqin bo'lsa, ular signalni tiklash uchun zarur.

Yaratilish va shakllantirish

Ko'pincha signallarni ishlab chiqarish uchun analog-raqamli konvertor (ADC) kerak bo'ladi.Ko'pincha ularning ikkalasi faqat DSP texnologiyalari qo'llaniladigan vaziyatlarda qo'llaniladi. Boshqa hollarda, faqat DAC dan foydalanish mumkin.

Raqamli usullardan keyingi foydalanish bilan jismoniy analog kodlarni yaratishda ular maxsus qurilmalardan uzatiladigan olingan ma'lumotlarga tayanadi.

Dinamik diapazon

Bu desibellarda ifodalangan yuqori va pastki tovush darajalari orasidagi farq bilan hisoblanadi. Bu butunlay ish va ishlash xususiyatlariga bog'liq. Xuddi shunday musiqa treklari, va odamlar o'rtasidagi oddiy dialoglar haqida. Agar, masalan, yangiliklarni o'qiyotgan diktorni oladigan bo'lsak, uning dinamik diapazoni 25-30 dB atrofida o'zgarib turadi. Va har qanday ishni o'qiyotganda, u 50 dB gacha ko'tarilishi mumkin.

Analog signal

Analog signal ma'lumotlarni uzatishning vaqt bo'yicha uzluksiz usulidir. Uning kamchiligi shovqinning mavjudligi bo'lib, ba'zida ma'lumotlarning to'liq yo'qolishiga olib keladi. Ko'pincha shunday vaziyatlar paydo bo'ladiki, muhim ma'lumotlar kodning qayerda ekanligini va qayerda oddiy buzilishlar borligini aniqlashning iloji yo'q.

Aynan shuning uchun raqamli signalni qayta ishlash katta mashhurlikka erishdi va asta-sekin analogni almashtirmoqda.

Raqamli signal

Raqamli signal maxsus bo'lib, u diskret funktsiyalar bilan tavsiflanadi. Uning amplitudasi allaqachon belgilangan qiymatlardan ma'lum bir qiymatga ega bo'lishi mumkin. Agar analog signal katta miqdordagi shovqinni qabul qilishga qodir, keyin raqamli filtrlar qabul qilingan shovqinlarning ko'p qismini o'chiradi.

Bundan tashqari, ushbu turdagi ma'lumotlarni uzatish keraksiz semantik yuksiz ma'lumotlarni uzatadi. Bir jismoniy kanal orqali bir vaqtning o'zida bir nechta kodlar yuborilishi mumkin.

Raqamli signalning turlari mavjud emas, chunki u alohida va mustaqil ma'lumotlarni uzatish usuli sifatida ajralib turadi. Bu ikkilik oqimni ifodalaydi. Hozirgi vaqtda bu signal eng mashhur hisoblanadi. Bu foydalanish qulayligi bilan bog'liq.

Raqamli signalni qo'llash

Raqamli elektr signali boshqalardan qanday farq qiladi? Gap shundaki, u repetitorda to'liq regeneratsiyani amalga oshirishga qodir. Aloqa uskunasiga eng kichik shovqinli signal kelganda, u darhol o'z shaklini raqamli shaklga o'zgartiradi. Bu, masalan, teleminoraga yana signal yaratish imkonini beradi, lekin shovqin effektisiz.

Agar kod katta buzilishlar bilan kelgan bo'lsa, afsuski, uni qayta tiklab bo'lmaydi. Agar taqqoslash uchun analog aloqani oladigan bo'lsak, unda shunga o'xshash vaziyatda takrorlovchi ko'p energiya sarflab, ma'lumotlarning bir qismini olishi mumkin.

Muhokama qilish uyali aloqa turli formatlar, agar raqamli chiziqda kuchli buzilish bo'lsa, gapirish deyarli mumkin emas, chunki so'zlar yoki butun iboralar eshitilmaydi. Bunday holda, analog aloqa samaraliroq bo'ladi, chunki siz suhbatni davom ettirishingiz mumkin.

Aynan shunday muammolar tufayli takrorlagichlar aloqa liniyasidagi bo'shliqni kamaytirish uchun juda tez-tez raqamli signal hosil qiladi.

Diskret signal

Endi hamma foydalanadi Mobil telefon yoki kompyuteringizda qandaydir "teruvchi". Qurilmalarning vazifalaridan biri yoki dasturiy ta'minot- bu signalning uzatilishi, bu holda ovozli oqim. Uzluksiz to'lqinni o'tkazish uchun eng yuqori darajadagi o'tkazuvchanlikka ega kanal kerak. Shuning uchun diskret signaldan foydalanish to'g'risida qaror qabul qilindi. U to'lqinning o'zini emas, balki uning raqamli ko'rinishini yaratadi. Nima sababdan? Chunki uzatish texnologiyadan (masalan, telefon yoki kompyuter) keladi. Ushbu turdagi axborot uzatishning afzalliklari nimada? Uning yordami bilan uzatiladigan ma'lumotlarning umumiy miqdori kamayadi va ommaviy yuborishni tashkil qilish ham osonroq.

Ishda "namuna olish" tushunchasi uzoq vaqtdan beri doimiy ravishda qo'llaniladi kompyuter texnologiyasi. Ushbu signal tufayli to'liq kodlangan uzluksiz ma'lumotlar uzatiladi maxsus belgilar va harflar va maxsus bloklarda to'plangan ma'lumotlar. Ular alohida va to'liq zarralardir. Ushbu kodlash usuli uzoq vaqtdan beri fonga o'tkazildi, ammo butunlay yo'qolmadi. U kichik ma'lumotlarni osongina uzatish uchun ishlatilishi mumkin.

Raqamli va analog signallarni solishtirish

Uskunani sotib olayotganda, deyarli hech kim u yoki bu qurilmada qanday turdagi signallar ishlatilishini va undan ham ko'proq atrof-muhit va tabiat haqida o'ylamaydi. Ammo ba'zida siz hali ham tushunchalarni tushunishingiz kerak.

Analog texnologiyalar talabni yo'qotayotgani uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'ldi, chunki ulardan foydalanish mantiqiy emas. Buning evaziga keladi raqamli aloqa. Biz nima haqida gapirayotganimizni va insoniyat nimani rad etayotganini tushunishimiz kerak.

Muxtasar qilib aytganda, analog signal - bu ma'lumotni vaqtning uzluksiz funktsiyalarida tavsiflashni o'z ichiga olgan ma'lumotni uzatish usuli. Aslida, maxsus gapiradigan bo'lsak, tebranishlarning amplitudasi ma'lum chegaralar ichida har qanday qiymatga teng bo'lishi mumkin.

Raqamli signalni qayta ishlash diskret vaqt funktsiyalari bilan tavsiflanadi. Boshqacha qilib aytganda, bu usulning tebranishlarining amplitudasi qat'iy belgilangan qiymatlarga teng.

Nazariyadan amaliyotga o'tadigan bo'lsak, shuni aytish kerakki, analog signal shovqin bilan tavsiflanadi. Raqamli bilan bunday muammolar yo'q, chunki u ularni muvaffaqiyatli "tekislaydi". Yangi texnologiyalar tufayli ma'lumotlarni uzatishning ushbu usuli olimning aralashuvisiz barcha dastlabki ma'lumotlarni o'z-o'zidan tiklashga qodir.

Televizor haqida gapiradigan bo'lsak, biz allaqachon ishonch bilan aytishimiz mumkin: analog uzatish o'zining foydaliligini uzoq vaqtdan beri o'tkazib yubordi. Aksariyat iste'molchilar raqamli signalga o'tishmoqda. Ikkinchisining kamchiligi shundaki, agar biron bir qurilma analog uzatishni qabul qila oladigan bo'lsa, u holda ko'proq zamonaviy usul- faqat maxsus jihozlar. Eskirgan usulga bo'lgan talab uzoq vaqtdan beri tushib ketgan bo'lsa-da, bu turdagi signallar hali ham kundalik hayotdan butunlay yo'q bo'lib keta olmaydi.

Ma'lumki, radioelektron qurilmalarning maqsadi shaklda taqdim etilgan ma'lumotlarni qabul qilish, o'zgartirish, uzatish va saqlashdir. elektr signallari. Elektron qurilmalarda ishlaydigan signallar va shunga mos ravishda qurilmalarning o'zlari ikkita katta guruhga bo'linadi: analog va raqamli.

Analog signal- daraja va vaqt bo'yicha uzluksiz signal, ya'ni bunday signal istalgan vaqtda mavjud bo'lib, berilgan diapazondan istalgan darajani olishi mumkin.

Kvantlangan signal- faqat kvantlash darajalariga mos keladigan ma'lum kvantlangan qiymatlarni qabul qilishi mumkin bo'lgan signal. Ikki qo'shni daraja orasidagi masofa kvantlash bosqichidir.

Namuna olingan signal- qiymatlari faqat vaqt momentlarida ko'rsatilgan signal, namuna olish momentlari deb ataladi. Qo'shni namuna olish lahzalari orasidagi masofa namuna olish bosqichidir. Konstantada Kotelnikov teoremasi qo'llaniladi: , bu erda signal spektrining yuqori chegara chastotasi.

Raqamli signal- daraja bo'yicha kvantlangan va vaqt bo'yicha diskretlashtirilgan signal. Raqamli signalning kvantlangan qiymatlari odatda ma'lum bir kod bilan kodlanadi, namuna olish jarayonida tanlangan har bir namuna tegishli kod so'zi bilan almashtiriladi, ularning belgilari ikkita ma'noga ega - 0 va 1 (2.1-rasm).

Analog elektronika qurilmalarining tipik vakillari aloqa, radioeshittirish va televizion qurilmalardir. Umumiy talablar analog qurilmalar uchun talablar - minimal buzilish. Ushbu talablarni qondirish istagi ortib borayotgan murakkablikka olib keladi elektr diagrammalar va qurilma dizaynlari. Analog elektronikaning yana bir muammosi zarur shovqin immunitetiga erishishdir, chunki analog aloqa kanalidagi shovqin tubdan kamaytirilmaydi.

Raqamli signallar ishlab chiqariladi elektron sxemalar, tranzistorlar yopiq (oqim nolga yaqin) yoki butunlay ochiq (kuchlanish nolga yaqin), shuning uchun ularga kam quvvat sarflanadi va raqamli qurilmalarning ishonchliligi analoglardan yuqori.

Raqamli qurilmalar analog qurilmalarga qaraganda ko'proq shovqinga chidamli, chunki kichik tashqi buzilishlar qurilmalarning noto'g'ri ishlashiga olib kelmaydi. Xatolar faqat shunday buzilishlar bilan paydo bo'ladiki, past signal darajasi yuqori deb qabul qilinadi yoki aksincha. Raqamli qurilmalarda siz xatolarni tuzatish uchun maxsus kodlardan ham foydalanishingiz mumkin. Analog qurilmalarda bunday imkoniyat yo'q.

Raqamli qurilmalar tranzistorlar va boshqa elektron elementlarning parametrlari va xususiyatlarining tarqalishiga (qabul qilinadigan chegaralar ichida) befarq. Xatosiz raqamli qurilmalar konfiguratsiyani talab qilmaydi va to'liq takrorlanadi. Bularning barchasi integratsiyalashgan texnologiyadan foydalangan holda qurilmalarni ommaviy ishlab chiqarishda juda muhimdir. Raqamli integral mikrosxemalarni ishlab chiqarish va ulardan foydalanishning iqtisodiy samaradorligi zamonaviy radioelektron qurilmalarda raqamli ishlov berish nafaqat raqamli, balki analog signallar ham ta'sir qiladi. Raqamli filtrlar, regulyatorlar, multiplikatorlar va boshqalar keng tarqalgan.Raqamli ishlov berishdan oldin analog signallar analog-raqamli konvertorlar (ADC) yordamida raqamli shaklga o'tkaziladi. Teskari konvertatsiya - raqamli signallardan analog signallarni tiklash - raqamli-analog konvertorlar (DAC) yordamida amalga oshiriladi.

Raqamli elektronika qurilmalari tomonidan hal qilinadigan turli xil muammolar bilan ularning ishlashi faqat ikkita raqam bilan ishlaydigan sanoq tizimlarida sodir bo'ladi: nol (0) va bitta (1).

Raqamli qurilmalarning ishlashi odatda soatli etarlicha yuqori chastotali soat generatori. Bir soat sikli davomida eng oddiy mikrooperatsiya amalga oshiriladi - o'qish, o'zgartirish, mantiqiy buyruq va boshqalar. Axborot raqamli so'z shaklida taqdim etiladi. So'zlarni uzatish uchun ikkita usul qo'llaniladi - parallel va ketma-ket. Raqamli qurilmalar o'rtasida ma'lumot almashishda ketma-ket kodlash qo'llaniladi (masalan, in kompyuter tarmoqlari, modem ulanishi). Raqamli qurilmalarda axborotni qayta ishlash parallel axborot kodlash yordamida amalga oshiriladi, bu esa maksimal ishlashni ta'minlaydi.

Raqamli qurilmalarni qurish uchun elementar asos integral mikrosxemalardan (IC) iborat bo'lib, ularning har biri ma'lum miqdordagi mantiqiy elementlar - elementar mantiqiy operatsiyalarni bajaradigan eng oddiy raqamli qurilmalar yordamida amalga oshiriladi.

Keling, signallarni tasniflaymiz. Signallar quyidagilarga bo'linadi:

deterministik;

tasodifiy.

Deterministik signallar har qanday vaqtda aniq belgilangan signallardir. Aksincha, tasodifiy signallarning ba'zi parametrlarini oldindan aytib bo'lmaydi.

To'g'risini aytganda, xabar manbai (masalan, sensor) tomonidan ma'lum bir xabarning chiqarilishi tasodifiy bo'lganligi sababli, signal parametrlari qiymatlaridagi o'zgarishlarni aniq taxmin qilish mumkin emas. Shunday qilib, signal asosan tasodifiydir. Deterministik signallar faqat axborot va kompyuter texnologiyalarini sozlash va sozlash, standartlar rolini o'ynash uchun juda cheklangan mustaqil qiymatga ega.

Parametrlarning tuzilishiga ko'ra signallar quyidagilarga bo'linadi:

diskret;

davomiy;

diskret-uzluksiz.

Agar ushbu parametr qabul qilishi mumkin bo'lgan qiymatlar soni chekli (hisoblanadigan) bo'lsa, signal berilgan parametr uchun diskret hisoblanadi. Aks holda, ushbu parametr bo'yicha signal uzluksiz hisoblanadi. Bir parametrda diskret, boshqasida uzluksiz bo'lgan signal diskret-uzluksiz deyiladi.

Bunga muvofiq signallarning quyidagi turlari ajratiladi (1.4-rasm):

a) daraja va vaqt bo'yicha uzluksiz (analog) - bu mikrofonlar, harorat sensorlari, bosim sensorlari va boshqalar chiqishidagi signallar.

b) Darajasi bo'yicha uzluksiz, lekin vaqt bo'yicha diskret. Bunday signallar analog signallarning vaqt namunalarini olish yo'li bilan olinadi.

Guruch. 1.4. Signal turlari.

Namuna olish deganda biz uzluksiz vaqt funksiyasini (xususan uzluksiz signalni) koordinatalar, namunalar yoki namunalar (namuna qiymati) deb ataladigan miqdorlar ketma-ketligini ifodalovchi diskret vaqt funksiyasiga aylantirishni nazarda tutamiz.

Eng ko'p qo'llaniladigan usul diskretizatsiya usuli bo'lib, unda koordinatalar rolini S(t i) ma'lum vaqtlarda olingan uzluksiz funksiya (signal) ning oniy qiymatlari o'ynaydi, bu erda i=1,…,n. Bu momentlar orasidagi vaqt oraliqlari namuna intervallari deyiladi. Namuna olishning bunday turi ko'pincha impuls amplitudasi modulyatsiyasi (PAM) deb ataladi.

c) Darajasi bo'yicha diskret, vaqt bo'yicha uzluksiz. Bunday signallar darajani kvantlash natijasida uzluksiz signallardan olinadi.

Darajali kvantlash (yoki oddiygina kvantlash) deganda biz qiymatlarning uzluksiz shkalasi (masalan, signal amplitudasi) bilan qandaydir miqdorni diskret qiymatlar shkalasi bo'lgan miqdorga aylantirishni tushunamiz.

Ushbu doimiy qiymatlar shkalasi kvantlash bosqichlari deb ataladigan 2m + 1 oraliqlarga bo'linadi. J-kvantlash bosqichiga tegishli lahzali qiymatlar to'plamidan faqat bitta S j qiymatiga ruxsat beriladi, u j-chi kvantlash darajasi deb ataladi. Kvantlash uzluksiz signalning har qanday oniy qiymatini chekli kvantlash darajalaridan biri bilan almashtirishdan iborat (odatda eng yaqin):

S j , bu yerda j=-m,-m+1,…,-1,0,1,…,m.

S j qiymatlari to'plami kvantlash darajalarining diskret shkalasini tashkil qiladi. Agar bu o'lchov bir xil bo'lsa, ya'ni. farq DS j = S j - S j-1 doimiy, kvantlash bir xil deyiladi. Aks holda, u notekis bo'ladi. Texnik amalga oshirishning soddaligi tufayli bir xil kvantlash eng keng tarqalgan bo'lib qo'llaniladi.

d) daraja va vaqt bo'yicha diskret. Bunday signallar bir vaqtning o'zida namuna olish va kvantlash yo'li bilan olinadi. Ushbu signallar raqamli shaklda (raqamli namuna) osongina ifodalanishi mumkin, ya'ni. chekli sonli raqamlar ko'rinishida, har bir impulsni ma'lum bir vaqtda impuls erishgan kvantlash darajasining sonini ko'rsatadigan raqam bilan almashtiradi. Shu sababli, bu signallar ko'pincha raqamli deb ataladi.

Uzluksiz signallarni diskret (raqamli) shaklda taqdim etish uchun turtki Ikkinchi jahon urushi davrida nutq signallarini tasniflash zarurati edi. Uzluksiz signallarni raqamli konvertatsiya qilish uchun yanada katta rag'batlantirish ko'plab axborot uzatish tizimlarida signallarning manbai yoki qabul qiluvchisi sifatida foydalaniladigan kompyuterlarning yaratilishi bo'ldi.

Uzluksiz signallarni raqamli konvertatsiya qilishga misollar keltiraylik. Masalan, raqamli telefon tizimlarida (standart G.711) analog signal 2F = 8000 Gts, T d = 125 mks chastotali namunalar ketma-ketligi bilan almashtiriladi.(Chunki telefon signalining chastota diapazoni 300 ga teng). -3400 Hz va Nyquist teoremasiga ko'ra namuna olish chastotasi -Kotelnikov o'zgartirilgan signalning maksimal chastotasidan kamida ikki baravar ko'p bo'lishi kerak F). Keyinchalik, har bir impuls 8 bitli analog-raqamli konvertorda (ADC-Analog-to-Digital Converter) namunaning belgisi va amplitudasini (256 kvantlash darajasi) hisobga oladigan ikkilik kod bilan almashtiriladi. Ushbu kvantlash jarayoni impuls kodining modulyatsiyasi (PCM yoki Pulse Code Modulation) deb ataladi. Bunda "A=87,6" deb nomlangan chiziqli bo'lmagan kvantlash qonuni qo'llaniladi, bu esa insonning nutq signallarini idrok etish xususiyatini yaxshiroq hisobga oladi. Bitta telefon xabarini uzatish tezligi 8×8000=64 Kbit/s bo‘lib chiqadi. 30 kanalli telefon xabarlar tizimi (CCITT standarti ierarxiyasining birinchi darajasi tizimi - PDH-E1) kanallarning vaqt bo'linishi bilan allaqachon 2048 Kbit/s tezlikda ishlaydi.

Maksimal 74 daqiqa stereo tovushni o'z ichiga olgan kompakt diskga musiqani raqamli ravishda yozishda 2F≈44,1 kHz namuna olish chastotasi qo'llaniladi (chunki inson qulog'ining eshitish chegarasi 20 kHz va 10% chegara. ) va har bir namunani 16 bitli chiziqli kvantlash (65536 daraja ovozli signal, nutq uchun 7-8 raqam etarli).

Diskret (raqamli) signallardan foydalanish buzilgan ma'lumotni olish ehtimolini keskin kamaytiradi, chunki:

bu holda xatolarni aniqlash va tuzatishni ta'minlaydigan samarali kodlash usullari qo'llaniladi (6-mavzuga qarang);

uzatish va qayta ishlash jarayonida uzluksiz signalga xos bo'lgan buzilishning to'planishi ta'siridan qochish mumkin, chunki to'plangan buzilish miqdori kvantlash bosqichining yarmiga yaqinlashganda kvantlangan signalni osongina dastlabki darajasiga qaytarish mumkin.

Bundan tashqari, bu holda axborotni qayta ishlash va saqlash kompyuter texnologiyalari yordamida amalga oshirilishi mumkin.

Analog, diskret va raqamli signallar

Rivojlanish tendentsiyalaridan biri zamonaviy tizimlar kommunikatsiyalar - diskret-analog va raqamli signallarni qayta ishlash (DAO va DSP) ning keng qo'llanilishi.

Dastlab radiotexnikada foydalanilgan analog signal Z’(t) uzluksiz grafik sifatida tasvirlanishi mumkin (2.10a-rasm). Analog signallarga AM, FM, FM signallari, telemetriya sensori signallari va boshqalar kiradi. Analog signallar qayta ishlanadigan qurilmalar analog ishlov berish qurilmalari deb ataladi. Bunday qurilmalarga chastota konvertorlari, turli kuchaytirgichlar, LC filtrlari va boshqalar kiradi.

Analog signallarni maqbul qabul qilish, qoida tariqasida, shovqinga o'xshash murakkab signallardan foydalanishda ayniqsa dolzarb bo'lgan optimal chiziqli filtrlash algoritmini o'z ichiga oladi. Biroq, bu holatda mos keladigan filtrni qurish qiyinroq. Ko'p kranli kechikish chiziqlari (magnitostriktiv, kvarts va boshqalar) asosida mos keladigan filtrlardan foydalanilganda, katta zaiflashuv, o'lchamlar va kechikishning beqarorligi olinadi. Yuzaki akustik to'lqinlarga (SAW) asoslangan filtrlar istiqbolli, ammo ularda qayta ishlangan signallarning qisqa muddati va filtr parametrlarini sozlashning murakkabligi ularni qo'llash doirasini cheklaydi.

40-yillarda analog RES o'rniga analog kirish jarayonlarini diskret qayta ishlash qurilmalari paydo bo'ldi. Ushbu qurilmalar signallarni diskret analog ishlov berishni (DAO) ta'minlaydi va katta imkoniyatlarga ega. Bu erda vaqt bo'yicha diskret va holatda doimiy bo'lgan signal ishlatiladi. Bunday signal Z’(kT) t=kT diskret vaqtlarda Z’(t) analog signalining qiymatlariga teng amplitudali impulslar ketma-ketligidir, bunda k=0,1,2,… butun sonlardir. Uzluksiz Z'(t) signaldan Z'(kT) impulslar ketma-ketligiga o'tish vaqtni tanlash deyiladi.

2.10-rasm Analog, diskret va raqamli signallar

2.11-rasm Analog signal namunalarini olish

Analog signalni “VA” tasodif kaskadi orqali vaqtida namuna olish mumkin (2.11-rasm), uning kirishida analog signal Z’(t) ishlaydi. Tasodifiy kaskadi UT(t) taktli kuchlanish bilan boshqariladi - T>>ti oraliqlari bilan davom etadigan ti davomiyligining qisqa impulslari.

Namuna olish oralig'i T Kotelnikovning T=1/2Fmax teoremasiga muvofiq tanlanadi, bu erda Fmax analog signal spektridagi maksimal chastotadir. Fd = 1/T chastotasi namuna olish chastotasi deb ataladi va 0, T, 2T,... signal qiymatlari to'plami impuls amplitudasi modulyatsiyasi (PAM) bilan signal deb ataladi.

50-yillarning oxirigacha AIM signallari faqat nutq signallarini konvertatsiya qilishda ishlatilgan. Radiorele aloqa kanali orqali uzatish uchun AIM signali impuls fazasi modulyatsiyasi (PPM) bilan signalga aylanadi. Bunday holda, impulslarning amplitudasi doimiy bo'lib, nutq xabari haqidagi ma'lumot pulsning qandaydir o'rtacha pozitsiyaga nisbatan og'ishi (fazasi) Dt da mavjud. Bitta signalning qisqa impulslaridan foydalangan holda va ular orasiga boshqa signallarning impulslarini joylashtirish orqali ko'p kanalli aloqa olinadi (lekin 60 ta kanaldan oshmasligi kerak).

Hozirgi vaqtda DAO "yong'in zanjirlari" (FC) va zaryadlangan qurilmalar (CCD) dan foydalanish asosida jadal rivojlanmoqda.

70-yillarning boshlarida turli mamlakatlar va SSSRda aloqa tarmoqlarida raqamli shaklda signallardan foydalanilgan impulsli kod modulyatsiyasi (PCM) tizimlari paydo bo'la boshladi.

PCM jarayoni analog signalni raqamlarga aylantirish bo'lib, uchta operatsiyadan iborat: vaqt oralig'ida T (2.10-rasm, b), darajani kvantlash (2.10-rasm, s) va kodlash (2.10-rasm, d). Vaqt namunalarini olish jarayoni yuqorida muhokama qilingan. Darajani kvantlash operatsiyasi shundan iboratki, amplitudalari vaqtning diskret momentlarida analog 3 signalning qiymatlariga mos keladigan impulslar ketma-ketligi amplitudalari faqat cheklangan sonni olishi mumkin bo'lgan impulslar ketma-ketligi bilan almashtiriladi. belgilangan qiymatlardan iborat. Bu operatsiya kvantlash xatosiga olib keladi (2.10d-rasm).

ZKV’(kT) signali vaqt bo‘yicha ham, holatlar bo‘yicha ham diskret signaldir. Qabul qiluvchi tomonda Z'(kT) signalining mumkin bo'lgan u0, u1,…,uN-1 qiymatlari ma'lum, shuning uchun ular signal T oralig'ida qabul qilingan uk qiymatlarini uzatmaydi, faqat. uning daraja raqami k. Qabul qiluvchi tomonda, qabul qilingan k raqamiga asoslanib, uk qiymati tiklanadi. Bunday holda, raqamlar ketma-ketligi ikkilik tizim Raqamlar kodli so'zlardir.

Kodlash jarayoni kvantlangan signal Z’(kT)ni kodli so‘zlar (x(kT)) ketma-ketligiga aylantirishdan iborat. Shaklda. 2.10d-rasmda uchta bitdan foydalangan holda ikkilik kod birikmalarining ketma-ketligi ko'rinishidagi kod so'zlari ko'rsatilgan.

Ko'rib chiqilgan PCM operatsiyalari DSP-li RPU-larda qo'llaniladi, PCM esa nafaqat analog signallar, balki raqamli signallar uchun ham zarur.

Radiokanal orqali raqamli signallarni qabul qilishda PCM ga ehtiyoj borligini ko'rsatamiz. Shunday qilib, n-kod elementini aks ettiruvchi xi(kT) (i=0,1) raqamli signalning xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxa elementini dekametr diapazonida uzatishda RPU kirishidagi kutilgan signal qo'shimcha shovqin bilan birga p(t) bo'lishi mumkin. shaklda ifodalanadi:

z / i (t)= mkx(kT) + p(t) , (2.2)

da (0 ≤ t ≥ TE),

bu erda m - kanal uzatish koeffitsienti, TE - signal elementining davomiyligi. (2.2) dan RPU kirishidagi shovqin analog tebranishlarni ifodalovchi signallar to'plamini tashkil etishi aniq.

Raqamli sxemalarga mantiqiy elementlar, registrlar, flip-floplar, hisoblagichlar, saqlash qurilmalari va boshqalar misol bo'ladi. IC va LSI lardagi tugunlar soniga ko'ra, DSPli RPUlar ikki guruhga bo'linadi:

1. ICda amalga oshirilgan individual komponentlarga ega bo'lgan analog-raqamli radio boshqaruv bloklari: chastota sintezatori, filtrlar, demodulyator, AGC va boshqalar.

2. Raqamli radio qabul qiluvchilar (DRD), ularda signal analog-raqamli konvertordan (ADC) keyin qayta ishlanadi.

Shaklda. 2.12-rasmda dekametr diapazoni raqamli ma'lumotlarni qayta ishlash blokining asosiy (axborot kanali) elementlari ko'rsatilgan: qabul qilish yo'lining analog qismi (ADP), ADC (namuna oluvchi, kvantizator va kodlovchidan iborat), qabul qilish yo'lining raqamli qismi (). DCPT), raqamli-analogli konvertor (DAC) va past chastotali filtr chastotalari (past o'tkazuvchan filtr). Ikki qatorli chiziqlar raqamli signallarning (kodlarning) uzatilishini, bir qatorlar esa analog va AIM signallarining uzatilishini bildiradi.

2.12-rasm Dekametr diapazonining asosiy (axborot kanali) CRPU elementlari

AFC dastlabki chastota selektivligini, Z'(T) signalining sezilarli kuchaytirilishini va chastota konvertatsiyasini ishlab chiqaradi. ADC Z’(T) analog signalini x(kT) raqamli signalga aylantiradi (2.10,e-rasm).

CCPTda, qoida tariqasida, qo'shimcha chastota konvertatsiyasi, selektivlik (raqamli filtrda - asosiy selektivlik) va analog va raqamli demodulyatsiya. diskret xabarlar(chastota, nisbiy faza va amplitudali telegrafiya). CCPT ning chiqishida biz raqamli signalni olamiz y(kT) (2.10-rasm, e). Berilgan algoritm bo'yicha qayta ishlangan bu signal markaziy chastota konvertorining chiqishidan DACga yoki kompyuterni saqlash qurilmasiga (ma'lumotlarni qabul qilishda) o'tadi.

Ketma-ket ulangan DAC va past chastotali filtrda raqamli signal y(kT) avval vaqt bo‘yicha uzluksiz va diskret holatda bo‘lgan y(t) signalga, so‘ngra uzluksiz bo‘lgan yF(t) ga aylanadi. vaqt va holat (rasm 2.10g , h).

Raqamli signalni qayta ishlash markazida raqamli signalni qayta ishlashning ko'plab usullaridan eng muhimi raqamli filtrlash va demodulyatsiyadir. Raqamli filtr (DF) va raqamli demodulyator (CD) algoritmlari va tuzilishini ko'rib chiqamiz.

Raqamli filtr diskret tizim (jismoniy qurilma yoki kompyuter dasturi). Unda kirish signalining raqamli namunalari (x(kT)) ketma-ketligi chiqish signalining ketma-ketligiga (y(kT)) aylantiriladi.

Asosiy DF algoritmlari quyidagilardir: chiziqli farq tenglamasi, diskret konvolyutsiya tenglamasi, z-tekisligida operatorni uzatish funktsiyasi va chastotali javob.

Raqamli filtrning kirish va chiqishidagi raqamlar (impulslar) ketma-ketligini tavsiflovchi tenglamalar (kechikishli diskret tizim) chiziqli farq tenglamalari deb ataladi.

Rekursiv raqamli funktsiyaning chiziqli farq tenglamasi quyidagi ko'rinishga ega:

, (2.3)

bu erda x[(k-m)T] va y[(k-n)T] mos ravishda (k-m)T va (k-n)T vaqtlarida raqamli namunalarning kirish va chiqish ketma-ketliklarining qiymatlari; m va n - mos ravishda kechiktirilgan yig'ilgan oldingi kirish va chiqish raqamli namunalar soni;

a0, a1, …, am va b1, b2, …, bn haqiqiy tortish koeffitsientlari.

(3) da birinchi had rekursiv bo'lmagan raqamli funksiyaning chiziqli farq tenglamasidir. Raqamli funktsiyaning diskret konvolyutsiya tenglamasi chiziqli ayirma rekursiv bo'lmagan raqamli funktsiyadan undagi al ni h(lT) bilan almashtirish orqali olinadi:

, (2.4)

Bu erda h (lT) - raqamli filtrning impulsli javobi, bu bitta impulsga javobdir.

Operatorni uzatish funktsiyasi raqamli filtrning chiqishi va kirishidagi Laplas o'zgartirilgan funktsiyalarning nisbati:

, (2.5)

Bu funksiya diskret Laplas konvertatsiyasi va siljish teoremasi yordamida ayirma tenglamalaridan bevosita olinadi.

Diskret Laplas konvertatsiyasi, masalan, ketma-ketlik (x(kT)) deganda biz shaklning L-tasvirini olishni nazarda tutamiz.

, (2.6)

bu yerda p=s+jw murakkab Laplas operatori.

Diskret funksiyalarga nisbatan siljish (siljish) teoremasini shakllantirish mumkin: originalning mustaqil o'zgaruvchisining vaqt bo'yicha ±mT ga siljishi L-tasvirni ga ko'paytirishga to'g'ri keladi. Masalan,

Diskret Laplas konvertatsiyasi va siljish teoremasining chiziqlilik xususiyatlarini hisobga olgan holda, rekursiv bo'lmagan raqamli funktsiya raqamlarining chiqish ketma-ketligi shaklga ega bo'ladi.

, (2.8)

Keyin rekursiv bo'lmagan raqamli filtrning operator uzatish funktsiyasi:

, (2.9)

2.13-rasm

Xuddi shunday, (2.3) formulani hisobga olgan holda, biz rekursiv raqamli filtrning operator uzatish funktsiyasini olamiz:

, (2.10)

Operator uzatish funksiyalarining formulalari murakkab shaklga ega. Shuning uchun p-tekisligida chastotasi davriy tuzilishga ega bo'lgan maydonlar va qutblarni o'rganishda katta qiyinchiliklar paydo bo'ladi (hisoblovchi ko'phadning 2.13-rasmdagi ildizlari va maxraj ko'phadning ildizlari).

Raqamli funktsiyalarning tahlili va sintezi z=epT yoki z-1=e-rT munosabati bilan p bilan bog'langan yangi kompleks o'zgaruvchiga o'tishda z - transformatsiyani qo'llash orqali soddalashtiriladi. Bu yerda p=s+jw kompleks tekisligi boshqa z=x+jy murakkab tekislikka tushiriladi. Buning uchun es+jw=x+jy bo'lishi kerak. Shaklda. 2.13-rasmda p va z kompleks tekisliklari ko'rsatilgan.

(2.9) va (2.10) da e-pT=z-1 o'zgaruvchilarni almashtirib, biz rekursiv bo'lmagan va rekursiv raqamli filtrlar uchun mos ravishda z-tekisligida uzatish funksiyalarini olamiz:

, (2.11)

, (2.12)

Rekursiv bo'lmagan raqamli filtrning uzatish funktsiyasi faqat nolga ega, shuning uchun u mutlaqo barqaror. Rekursiv raqamli filtr, agar uning qutblari z-tekisligining birlik doirasi ichida joylashgan bo'lsa, barqaror bo'ladi.

Raqamli filtrning z o‘zgaruvchining manfiy darajalarida ko‘phad ko‘rinishidagi uzatish funksiyasi HC(z) funksiya ko‘rinishidan foydalangan holda raqamli filtrning blok-sxemasini to‘g‘ridan-to‘g‘ri tuzish imkonini beradi. z-1 o'zgaruvchisi birlik kechikish operatori deb ataladi va blok-sxemalarda u kechikish elementi hisoblanadi. Shuning uchun HC(z)rec uzatish funksiyasi hisoblagichi va maxrajining eng yuqori quvvatlari raqamli filtrning rekursiv bo'lmagan va rekursiv qismlarida mos ravishda kechikish elementlarining sonini aniqlaydi.

Raqamli filtrning chastotali javobi to'g'ridan-to'g'ri z ni ejl bilan (yoki z-1 ni e-jl bilan) almashtirish va kerakli transformatsiyalarni amalga oshirish orqali z-tekisligidagi uzatish funktsiyasidan olinadi. Shunday qilib, chastota javobini quyidagicha yozish mumkin:

, (2.13)

Bu erda CC(l) - amplituda-chastota javobi (AFC), ph (l) - raqamli filtrning faza-chastota xarakteristikasi; l=2 f’ - raqamli chastota; f ’=f/fD – nisbiy chastota; f – siklik chastota.

CC(jl) CC ning xarakteristikasi davriy funktsiyadir raqamli chastota l 2-davr bilan (yoki nisbiy chastotalarda birlik). Darhaqiqat, ejl±jn2 = ejl ±jn2 = ejl, chunki Eyler formulasi bo'yicha ejn2 =cosn2 +jsinn2 = 1.

Shakl 2.14 Tebranish zanjirining blok diagrammasi

Radiotexnikada analog signallarni qayta ishlash jarayonida eng oddiy chastota filtri LC tebranish davri hisoblanadi. Raqamli ishlov berishda eng oddiy chastota filtri ikkinchi tartibli rekursiv havola ekanligini ko'rsatamiz, uning z-tekisligida uzatish funktsiyasi

, (2.14)

A strukturaviy sxema rasmda ko'rsatilgan shaklga ega. 2.14. Bu erda Z-1 operatori raqamli filtrning bir taktli sikli uchun diskret kechikish elementi bo'lib, strelkali chiziqlar a0, b2 va b1 ga ko'paytirishni bildiradi, "blok +" qo'shimchani bildiradi.

Tahlilni soddalashtirish uchun (2.14) ifodada a0=1 ni olamiz, uni z ning musbat darajalarida ifodalaymiz.

, (2.15)

Raqamli rezonatorning uzatish funktsiyasi, xuddi tebranish LC davri kabi, faqat sxema parametrlariga bog'liq. Rol L, C, R b1 va b2 koeffitsientlarini bajaring.

(2.15) dan ko'rinib turibdiki, ikkinchi tartibli rekursiv bog'lanishning uzatish funksiyasi z tekislikda (z=0 nuqtalarda) ikkinchi ko'paytmaning nolga va ikkita qutbga ega.

Va

Tenglama chastotali javob z-1 ni e-jl (a0=1 bilan) bilan almashtirib, (2.14) dan ikkinchi tartibli rekursiv havolani olamiz:

, (2.16)

Amplituda-chastota javobi modulga (2.16) teng:

Asosiy o'zgarishlarni amalga oshirgandan so'ng. Ikkinchi tartibli rekursiv havolaning chastotali javobi quyidagi shaklda bo'ladi:

2.15-rasm Ikkinchi tartibli rekursiv zveno grafigi

Shaklda. 2.15 b1=0 uchun (2.18) ga muvofiq grafiklarni ko'rsatadi. Grafiklardan ko'rinib turibdiki, ikkinchi tartibning rekursiv aloqasi tor diapazonli saylov tizimidir, ya'ni. raqamli rezonator. Bu erda f ' rezonatorining chastota diapazonining faqat ishchi qismi ko'rsatilgan.<0,5. Далее характери-стики повторяются с интервалом fД

Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, f0' rezonans chastotasi quyidagi qiymatlarni oladi:

f0’=fD/4 da b1=0;

f0' 0;

f0’>fD/4 da b1<0.

b1 va b2 qiymatlari rezonans chastotasini ham, rezonatorning sifat omilini ham o'zgartiradi. Agar shartdan b1 tanlansa

, bu erda , u holda b1 va b2 faqat sifat omiliga ta'sir qiladi (f0'=const). Rezonator chastotasini sozlash fD ni o'zgartirish orqali amalga oshirilishi mumkin.

Raqamli demodulyator

Raqamli demodulyator aloqaning umumiy nazariyasida signal va shovqin aralashmasini qayta ishlovchi hisoblash qurilmasi sifatida qaraladi.

Signal-shovqin nisbati yuqori bo'lgan analog AM va FM signallarini qayta ishlash uchun CD algoritmlarini aniqlaymiz. Buning uchun AFC chiqishidagi tor diapazonli signal va shovqin Z’(t) analog aralashmasining kompleks konvertini Z/(t) eksponensial va algebraik shaklda keltiramiz:

Va

, (2.20)

aralashmaning konverti va umumiy fazasi, ZC(t) va ZS(t) esa kvadratura komponentlari.

(2.20) dan Z(t) signal konvertida modulyatsiya qonuni haqida to’liq ma’lumot borligi aniq. Shuning uchun, x(kT) raqamli signalning XC(kT) va XS(kT) kvadratura komponentlaridan foydalangan holda kompakt diskdagi analog AM signalini qayta ishlashning raqamli algoritmi quyidagi shaklga ega:

Ma'lumki, signalning chastotasi uning fazasining birinchi hosilasidir, ya'ni.

, (2.22)

Keyin (2.20) va (2.22) dan quyidagicha:

, (2.23)

2.16-rasm CCPT ning blok-sxemasi

(2.23) dagi x(kT) raqamli signalning XC(kT) b XS(kT) kvadratura komponentlaridan foydalanib va ​​hosilalarni birinchi farqlar bilan almashtirib, raqamli raqamli diskda analog FM signalini qayta ishlashning raqamli algoritmini olamiz:

Shaklda. 2.16-rasmda analog AM va FM signallarini qabul qilishda CCPT blok-sxemasining varianti ko'rsatilgan bo'lib, u kvadratik konvertor (QC) va CD dan iborat.

CPda murakkab raqamli signalning kvadraturali komponentlari x(kT) signalni ikkita ketma-ketlik (cos(2pf 1kT)) va (sin(2pf 1kT)) ga ko‘paytirish yo‘li bilan hosil bo‘ladi, bunda f1 ning markaziy chastotasi. signal spektrining eng past chastotali ekrani z'(t ). Ko'paytirgichlarning chiqishida raqamli past chastotali filtrlar (DLPF) 2f1 chastotali harmonikani bostirishni ta'minlaydi va kvadratura komponentlarining raqamli namunalarini ajratib ko'rsatadi. Bu erda DFLP'lar asosiy selektiv raqamli filtr sifatida ishlatiladi. CD ning blok diagrammasi (2.21) va (2.24) algoritmlariga mos keladi.

Ko'rib chiqilayotgan raqamli signallarni qayta ishlash algoritmlari apparat vositalarida (raqamli IC-larda ixtisoslashtirilgan kompyuterlar, zaryadlovchi ulanishlari bo'lgan qurilmalar yoki sirt akustik to'lqinlardagi qurilmalar yordamida) va kompyuter dasturlari ko'rinishida amalga oshirilishi mumkin.

Dasturiy ta'minotda signalni qayta ishlash algoritmini amalga oshirishda kompyuter al, bl koeffitsientlari va unda saqlangan x(kT), y(kT) o'zgaruvchilari bo'yicha arifmetik amallarni bajaradi.

Ilgari hisoblash usullarining kamchiliklari quyidagilardan iborat edi: cheklangan tezlik, aniq xatolar mavjudligi, qayta tanlash zarurati, yuqori murakkablik va narx. Hozirda bu cheklovlar muvaffaqiyatli yengib chiqilmoqda.

Raqamli signallarni qayta ishlash qurilmalarining analoglardan ustunligi signallarni o'rgatish va moslashtirish, xarakteristikani boshqarish qulayligi, parametrlarning yuqori vaqt va harorat barqarorligi, yuqori aniqlik va bir vaqtning o'zida va mustaqil ravishda bir nechta signallarni qayta ishlash qobiliyati bilan bog'liq rivojlangan algoritmlardir.

Oddiy va murakkab signallar. Signal bazasi

Aloqa tizimlarining xarakteristikalari (parametrlari) signallarning turlari va ularni qabul qilish va qayta ishlash (ajralish) usullari o'zlashtirildi. Har safar ishlaydigan radiostantsiyalar o'rtasida cheklangan chastota resurslarini vakolatli taqsimlashga ehtiyoj bor edi. Bunga parallel ravishda signallarning emissiya o'tkazuvchanligini kamaytirish masalasi ko'rib chiqildi. Biroq, signallarni qabul qilishda chastota resursini oddiygina taqsimlash orqali hal qilib bo'lmaydigan muammolar mavjud edi. Faqat signalni qayta ishlashning statistik usuli - korrelyatsiya tahlilidan foydalanish bu muammolarni hal qilish imkonini berdi.

Oddiy signallar signal bazasiga ega

BS=TS*∆FS≈1, (2.25)

bu erda TS - signalning davomiyligi; ∆FS – oddiy signalning spektr kengligi.

Oddiy signallarda ishlaydigan aloqa tizimlari tor tarmoqli deb ataladi. Murakkab (kompozit, shovqinga o'xshash) signallar uchun TS signalining davomiyligi davomida chastota yoki fazada qo'shimcha modulyatsiya (manipulyatsiya) sodir bo'ladi. Shunday qilib, bu erda murakkab signalning asosi uchun quyidagi munosabatlar qo'llaniladi:

BSS=TS*∆FSS>>1, (2.26)

bu yerda ∆FSS - kompleks signalning spektr kengligi.

Ba'zan oddiy signallar uchun ∆FS = 1/ TS xabarning spektri deb aytiladi. Murakkab signallar uchun signal spektri ∆FSS / ∆FS marta kengayadi. Bu murakkab signallarning foydali xususiyatlarini aniqlaydigan signal spektrida ortiqcha bo'lishiga olib keladi. Agar murakkab signalli aloqa tizimida TS = 1/ ∆FSS murakkab signalning davomiyligini olish uchun axborot uzatish tezligi oshirilsa, u holda yana oddiy signal va tor polosali aloqa tizimi hosil bo'ladi. Aloqa tizimining foydali xususiyatlari yo'qoladi.

Signal spektrini kengaytirish usullari

Yuqorida muhokama qilingan diskret va raqamli signallar vaqtni taqsimlash signallaridir.

Keng polosali raqamli signallar va kanallarni kod bo'linishi (shaklda) bilan ko'p kirish usullari bilan tanishamiz.

Keng polosali signallar foydali xususiyatlari tufayli dastlab harbiy va sun'iy yo'ldosh aloqalarida qo'llanilgan. Bu yerda ularning interferensiyaga va maxfiylikka nisbatan yuqori immunitetidan foydalanilgan.Keng polosali signallarga ega aloqa tizimi signalni energetik tutib olish imkoni bo‘lmaganda, signal namunasisiz va maxsus jihozlarsiz tinglash hatto signal qabul qilinganda ham imkonsiz bo‘lganda ishlashi mumkin.

Shennon oq termal shovqin segmentlarini axborot tashuvchisi va keng polosali uzatish usuli sifatida ishlatishni taklif qildi. U kontseptsiyani kiritdi tarmoqli kengligi aloqa kanali. Berilgan nisbat bilan ma'lumotni xatosiz uzatish imkoniyati va signal egallagan chastota diapazoni o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatdi.

Oq termal shovqin segmentlaridan murakkab signallarga ega bo'lgan birinchi aloqa tizimi Kostas tomonidan taklif qilingan. Sovet Ittifoqida kod bo'linishi ko'p kirish usuli amalga oshirilganda keng polosali signallardan foydalanish L. E. Varakin tomonidan taklif qilingan.

Murakkab signalning istalgan variantini vaqtincha ifodalash uchun quyidagi munosabatni yozishingiz mumkin:

Bu erda UI (t) va (t) asta-sekin o'zgarib turadigan konvert va boshlang'ich fazalardir

cosō 0 t ga nisbatan funksiyalar; - tashuvchi chastotasi.

Da chastotani ifodalash signal, uning umumlashtirilgan spektral shakli shaklga ega

, (2.28)

koordinata funktsiyalari qayerda; - kengaytirish koeffitsientlari.

Koordinata funktsiyalari ortogonallik shartini qondirishi kerak

, (2.29)

va kengayish koeffitsientlari

(2.30)

Parallel kompleks signallar uchun birinchi bo'lib koordinata funktsiyalari ishlatilgan trigonometrik funktsiyalar bir nechta chastotalar

, (2.31)

hamma qachon i-variant murakkab signal shaklga ega

Z i (t) = t . (2.32)

Keyin, qabul qilib

Aki = va = - aktg (b ki / ki), (2.33)

Ki , bki – i-signalning trigonometrik Furye qatoriga kengayish koeffitsientlari;

i = 1,2,3,…,m; m - kodning asosi, biz olamiz

Z i (t) = t . (2.34)

Bu erda signal komponentlari ki1 /2p = ki1 /TS dan ki2 /2p = ki2 /TS gacha chastotalarni egallaydi; ki1 = min (ki1) va ki2 = maksimal (ki2); ki1 va ki2 - i-signal variantining shakllanishiga sezilarli ta'sir ko'rsatadigan eng kichik va eng katta garmonik komponentlarning raqamlari; Ni = ki2 - ki1 + 1 - kompleks i-signalning garmonik komponentlari soni.

Signal egallagan chastota diapazoni

∆FSS = (ki2 - ki1 + 1)ō 0 / 2p = (ki2 - ki1 + 1)/ TS . (2,35)

Signalning energiya spektrining asosiy qismi unda to'plangan.

(35) munosabatdan bu signalning asosi kelib chiqadi

BSS = TS ∙ ∆FSS = (ki2 - ki1 + 1) = Ni , (2.36)

i-signal varianti bilan hosil qilingan Ni signalining garmonik komponentlari soniga teng

2.17-rasm

b)

2.18-rasm Davriy ketma-ketlik sxemasi bilan signalning tarqalish spektri diagrammasi

1996-1997 yildan boshlab, tijorat maqsadlarida Qualcomm (28) ga asoslangan parallel kompleks signallarni yaratish uchun intervalda ortogonallashtirilgan to'liq Walsh funktsiyalarining kichik to'plamidan (ph k (t)) foydalanishni boshladi. Bunday holda, kodni ajratish ko'p kirish usuli amalga oshiriladi - CDMA standarti (Code Division Multiple Access)

2.19-rasm Korrelyatsiya qabul qiluvchi sxemasi

Keng polosali (kompozit) signallarning foydali xususiyatlari

2.20-rasm

Mobil stantsiyalar (MS) bilan aloqa qilishda ko'p yo'l (ko'p yo'l) signal tarqalishi sodir bo'ladi. Shuning uchun elektromagnit maydonning fazoviy taqsimlanishida chuqur pasayish (signalning susayishi) paydo bo'lishiga olib keladigan signal shovqini mumkin. Shunday qilib, shahar sharoitida, qabul qilish punktida to'g'ridan-to'g'ri ko'rinish bo'lmasa, faqat baland binolardan, tepaliklardan va hokazolardan signallarni aks ettirish mumkin. Shuning uchun, 16 sm yo'l farqi bilan 0,5 ns vaqt o'zgarishi bilan kelgan 937,5 MGts (l = 32 sm) chastotali ikkita signal antifazaga qo'shiladi.

Qabul qiluvchining kirish qismidagi signal darajasi, shuningdek, stansiya yonidan o'tayotgan transport vositalaridan ham o'zgaradi.

Tor polosali aloqa tizimlari ko'p yo'nalishli sharoitlarda ishlay olmaydi. Shunday qilib, agar bunday tizimning kirishida bitta Si(t) - Si1(t), Si2(t), Si3(t) to'plami signalining uchta nurlari mavjud bo'lsa, ular vaqt oralig'idagi farq tufayli bir-biriga yopishadi. uzatish yo'lining uzunligi, keyin ularni chiqishda ajrating tarmoqli filtri(Yi1(t), Yi2(t), Yi3(t)) mumkin emas.

Murakkab signallarga ega bo'lgan aloqa tizimlari radioto'lqinlarning tarqalishining ko'p yo'nalishli tabiati bilan kurashadi. Shunday qilib, korrelyatsiya detektori yoki mos keladigan filtr chiqishidagi katlanmış impulsning davomiyligi qo'shni nurlarning kechikish vaqtidan kamroq bo'lishi uchun ∆FSS diapazoni tanlab, bitta nurni qabul qilish yoki tegishli impuls kechikishlarini ta'minlash mumkin (Gi( t)), ularning energiyasini qo'shing, bu signal / shovqin nisbatini oshiradi. American Rake aloqa tizimi, xuddi rake kabi, Oydan aks ettirilgan qabul qilingan nurlarni to'pladi va ularni jamladi.

Signalni to'plash printsipi shovqin immunitetini va boshqa signal xususiyatlarini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. Signalni to'plash g'oyasi signalni oddiy takrorlash orqali beriladi.

Buning uchun birinchi element chastota-selektiv tizim (filtr) edi.

Korrelyatsiya tahlili qabul qilingan signal va qabul qiluvchi tomonda joylashgan mos yozuvlar signali o'rtasidagi statistik bog'liqlikni (qaramlikni) aniqlash imkonini beradi. Korrelyatsiya funksiyasi tushunchasi 1920 yilda Teylor tomonidan kiritilgan. Korrelyatsiya funksiyasi vaqt bo'yicha ikkinchi darajali statistik o'rtacha yoki spektral o'rtacha yoki ehtimollik o'rtacha.

Agar vaqt funksiyalari (uzluksiz ketma-ketliklar) x(t) va y(t) arifmetik vositalarga ega bo‘lsa.

Kanallarning vaqt bo'linishi bilan;

Kanallarning kod bo'linishi bilan.

Davriy funktsiya quyidagi shaklga ega:

f(t) = f(t+kT), (2.40)

Bu yerda T-davr, k-har qanday butun son (k= , 2, …). Davriylik butun vaqt o'qi bo'ylab mavjud (-< t <+ ). При этом на любом отрезке времени равном T будет полное описа­ние сигнала.

2.10, a, b, c-rasmda davriy garmonik signal u1(t) va uning amplitudalari va fazalari spektri ko'rsatilgan.

2.11, a, b, c-rasmda davriy signal u2(t) - to'rtburchak impulslar ketma-ketligi va uning amplitudalari va fazalari spektri grafiklari ko'rsatilgan.

Demak, har qanday signal ma’lum vaqt oralig‘ida Furye qatori ko‘rinishida ifodalanishi mumkin. Keyin biz signalni ajratishni signal parametrlari orqali, ya'ni amplitudalar, chastotalar va fazalar almashinuvi orqali ifodalaymiz:

a) ixtiyoriy amplitudali, bir-birining ustiga chiqmaydigan chastotali va ixtiyoriy fazali ketma-ketliklari chastota bilan ajratilgan signallar;

b) ixtiyoriy amplitudali seriyalari chastotada bir-biriga mos keladigan, lekin qatorning mos keladigan komponentlari o'rtasida fazada siljigan signallar fazada ajratiladi (bu erda faza siljishi chastotaga proportsionaldir);

Kompozit signalli aloqa tizimlarining yuqori quvvati quyida tasvirlanadi.

v) ixtiyoriy amplitudali, komponentlari chastotasi (chastotalari mos kelishi mumkin) va ixtiyoriy fazalari bir-biriga mos keladigan ketma-ketliklari shakl bo'yicha ajratilgan signallar.

Shaklni ajratish - uzatuvchi va qabul qiluvchi tomonlar oddiy signallardan maxsus yaratilgan murakkab signallarga (naqshlarga) ega bo'lganda kod ajratishdir.

Murakkab signalni qabul qilishda u birinchi navbatda korrelyatsion ishlov berishga, keyin esa

oddiy signal qayta ishlanmoqda.

Ko'p kirish bilan chastotali manba bo'linishi

Hozirgi vaqtda signallar har qanday muhitda (atrof-muhitda, simda, optik tolali kabelda va boshqalarda) uzatilishi mumkin. Chastota spektrining samaradorligini oshirish uchun va shu bilan birga, uzatish liniyalari bitta aloqa liniyasi orqali signallarni uzatish uchun guruh kanallarini tashkil qiladi. Qabul qiluvchi tomonda teskari jarayon sodir bo'ladi - kanalni ajratish. Keling, kanallarni ajratish uchun ishlatiladigan usullarni ko'rib chiqaylik:

Shakl 2.21 Chastota bo'linishi ko'p kirish FDMA

Shakl 2.22 Vaqt bo'limiga ko'p kirish TDMA.

Shakl 2.23 Kod bo'linishi bir nechta kirish CDMA

Wi-Fi tarmoqlarida shifrlash

Simsiz tarmoqlarda ma'lumotlarni shifrlash bunday tarmoqlarning o'ziga xos xususiyati tufayli katta e'tiborni tortadi. Ma'lumotlar radio to'lqinlari yordamida simsiz uzatiladi, odatda ko'p yo'nalishli antennalar yordamida. Shunday qilib, hamma ma'lumotni eshitadi - nafaqat u mo'ljallangan odam, balki devor orqasida yashovchi qo'shni yoki deraza ostida noutbuk bilan qoladigan "qiziqilgan odam". Albatta, simsiz tarmoqlar ishlaydigan masofalar (kuchaytirgichlar yoki yo'nalishli antennalarsiz) kichik - ideal sharoitda taxminan 100 metr. Devorlar, daraxtlar va boshqa to'siqlar signalni sezilarli darajada susaytiradi, ammo bu hali ham muammoni hal qilmaydi.

Dastlab, himoya qilish uchun faqat SSID (tarmoq nomi) ishlatilgan. Ammo, umuman olganda, bu usulni katta cho'zilgan himoya deb atash mumkin - SSID aniq matnda uzatiladi va hech kim tajovuzkorning uni tinglashiga to'sqinlik qilmaydi va keyin uning sozlamalarida kerakli narsani almashtirmaydi. Shuni ta'kidlash kerakki (bu kirish nuqtalariga tegishli) SSID uchun translyatsiya rejimini yoqish mumkin, ya'ni. tinglayotgan har bir kishiga majburiy efirga uzatiladi.

Shuning uchun ma'lumotlarni shifrlash zarurati tug'ildi. Birinchi bunday standart WEP - Wired Equivalent Privacy edi. Shifrlash 40 yoki 104 bitli kalit yordamida amalga oshiriladi (statik kalitda RC4 algoritmidan foydalangan holda oqim shifrlash). Va kalitning o'zi uzunligi 5 (40 bitli kalit uchun) yoki 13 (104 bitli kalit uchun) bo'lgan ASCII belgilar to'plamidir. Ushbu belgilar to'plami kalit bo'lgan o'n oltilik raqamlar ketma-ketligiga tarjima qilinadi. Ko'pgina ishlab chiqaruvchilarning drayverlari sizga ASCII belgilar to'plami o'rniga to'g'ridan-to'g'ri o'n oltilik qiymatlarni (bir xil uzunlikdagi) kiritish imkonini beradi. E'tibor bering, ASCII belgilar ketma-ketligidan o'n oltilik kalit qiymatlariga o'tkazish algoritmlari turli ishlab chiqaruvchilar orasida farq qilishi mumkin. Shuning uchun, agar sizning tarmog'ingiz turli xil simsiz uskunadan foydalansa va siz ASCII kalit iborasi yordamida WEP shifrlashni sozlash imkoniga ega bo'lmasangiz, kalitni o'n oltilik formatda kiritib ko'ring.

Ammo ishlab chiqaruvchilarning 64 va 128 bitli shifrlashni qo'llab-quvvatlash haqidagi bayonotlari haqida nima deysiz? To'g'ri, marketing bu erda rol o'ynaydi - 64 40 dan ortiq, 128 esa 104. Aslida ma'lumotlarni shifrlash 40 yoki 104 kalit uzunligi yordamida amalga oshiriladi. Lekin ASCII iborasidan tashqari (kalitning statik komponenti) , Initializatsiya vektori - IV - ishga tushirish vektori kabi narsa ham mavjud. U kalitning qolgan qismini tasodifiylashtirishga xizmat qiladi. Vektor tasodifiy tanlanadi va ish paytida dinamik ravishda o'zgaradi. Asosan, bu oqilona yechim, chunki u kalitga tasodifiy komponentni kiritish imkonini beradi. Vektor uzunligi 24 bit, shuning uchun umumiy kalit uzunligi 64 (40+24) yoki 128 (104+24) bit bo'ladi.

Hammasi yaxshi bo'lardi, lekin ishlatiladigan shifrlash algoritmi (RC4) hozir unchalik kuchli emas - agar chindan ham xohlasangiz, nisbatan qisqa vaqt ichida qo'pol kuch bilan kalitni topishingiz mumkin. Shunga qaramay, WEP ning asosiy zaifligi ishga tushirish vektori bilan bog'liq. IV atigi 24 bit uzunlikda. Bu bizga taxminan 16 million kombinatsiyani beradi - 16 million turli vektor. "16 million" raqami juda ta'sirli bo'lsa-da, dunyodagi hamma narsa nisbiydir. Haqiqiy ishda barcha mumkin bo'lgan kalit variantlari o'n daqiqadan bir necha soatgacha (40 bitli kalit uchun) ishlatiladi. Shundan so'ng vektorlar takrorlana boshlaydi. Buzg'unchi faqat simsiz tarmoq trafigini tinglash va bu takrorlashlarni topish orqali etarli miqdordagi paketlarni to'plashi kerak. Shundan so'ng, statikni tanlash

Deyarli paydo bo'lgan paytdan boshlab, inson qabilalari nafaqat ma'lumot to'plash, balki uni bir-biri bilan almashish zarurati bilan duch kelgan. Biroq, agar sizga yaqin bo'lganlar (til va yozuv) bilan buni qilish unchalik qiyin bo'lmagan bo'lsa, unda uzoq masofalarda bo'lganlar bilan bu jarayon ba'zi muammolarni keltirib chiqardi.

Vaqt o'tishi bilan ular signal ixtirosi bilan hal qilindi. dastlab ular ancha ibtidoiy (tutun, tovush va boshqalar) edi, lekin asta-sekin insoniyat tabiatning yangi qonunlarini kashf etdi, bu esa axborotni uzatishning yangi usullarini ixtiro qilishga yordam berdi. Keling, qanday signal turlari mavjudligini bilib olaylik, shuningdek, ularning qaysi biri zamonaviy jamiyatda ko'proq qo'llanilishini ko'rib chiqaylik.

Signal nima?

Bu so'z bir tizim tomonidan kodlangan, maxsus kanal orqali uzatiladigan va boshqa tizim tomonidan dekodlanishi mumkin bo'lgan ma'lumotlarni anglatadi.

Ko'pgina olimlarning fikricha, biologik organizmlar yoki hatto alohida hujayralarning bir-biri bilan aloqa qilish qobiliyati (oziq moddalar mavjudligi yoki xavf haqida signal berish) evolyutsiyaning asosiy harakatlantiruvchi kuchiga aylandi.

Parametrlari uzatiladigan ma'lumotlar turiga moslashtirilgan har qanday jismoniy jarayon signal sifatida harakat qilishi mumkin. Masalan, telefon aloqasi tizimida uzatuvchi gapirayotgan abonentning so'zlarini elektr kuchlanish signaliga aylantiradi, u simlar orqali tinglayotgan odam joylashgan qabul qiluvchi qurilmaga uzatiladi.

Signal va xabar

Bu ikki tushuncha ma'no jihatidan juda yaqin - ular jo'natuvchidan qabul qiluvchiga uzatiladigan ma'lum ma'lumotlarni o'z ichiga oladi. Biroq, ular orasida sezilarli farq bor.

Ushbu maqsadga erishish uchun xabar qabul qiluvchi tomonidan qabul qilinishi kerak. Ya'ni, uning hayot aylanishi uch bosqichdan iborat: axborotni kodlash - uzatish - xabarni dekodlash.

Signal bo'lsa, uni qabul qilish uning mavjudligi uchun zaruriy shart emas. Ya'ni, unda shifrlangan ma'lumotlar dekodlanishi mumkin, ammo buni kimdir amalga oshiradimi yoki yo'qmi noma'lum.

Signallarning turli mezonlari bo'yicha tasnifi: asosiy turlari

Tabiatda har xil xususiyatlarga ega signallarning ko'p turlari mavjud. Shu munosabat bilan ularni tasniflash uchun ushbu hodisalarning turli mezonlari qo'llaniladi. Shunday qilib, uchta toifa mavjud:

• Yetkazib berish usuli bo'yicha (muntazam / tartibsiz).
• Jismoniy tabiatning turi bo'yicha.
• Parametrlarni tavsiflovchi funksiya turi bo'yicha.

Jismoniy tabiatning turi bo'yicha signallar

Shakllanish usuliga qarab signallarning turlari quyidagilardan iborat.

• Elektr (ma'lumot tashuvchisi - elektr pallasida vaqt o'zgaruvchan oqim yoki kuchlanish).
• Magnit.
• Elektromagnit.
• Issiqlik.
• Ionlashtiruvchi nurlanish signallari.
• Optik / yorug'lik.
• Akustik (tovush).

Oxirgi ikki turdagi signallar, shuningdek, aloqa texnik operatsiyalarining eng oddiy misollari bo'lib, ularning maqsadi mavjud vaziyatning o'ziga xos xususiyatlari haqida xabar berishdir.

Ko'pincha ular xavf yoki tizimning noto'g'ri ishlashi haqida ogohlantirish uchun ishlatiladi.

Ko'pincha tovush va optik navlar avtomatlashtirilgan uskunalarning uzluksiz ishlashi uchun muvofiqlashtiruvchi sifatida ishlatiladi. Shunday qilib, ba'zi turdagi boshqaruv signallari (buyruqlar) tizimning harakat qilishni boshlashini rag'batlantiradi.

Misol uchun, yong'in signalizatsiyasida, sensorlar tutun izlarini aniqlaganda, ular baland ovoz chiqaradilar. Bu, o'z navbatida, tizim tomonidan yong'inni o'chirish uchun nazorat signali sifatida qabul qilinadi.

Signalning (jismoniy tabiatning turi bo'yicha signallarning turlari yuqorida sanab o'tilgan) xavf tug'ilganda tizimni qanday faollashtirishiga yana bir misol - bu inson tanasining termoregulyatsiyasi. Shunday qilib, agar turli omillar tufayli tana harorati ko'tarilsa, hujayralar bu haqda miyaga "xabar beradi" va u "tanani sovutish tizimi" ni ishga tushiradi, bu hamma uchun terlash deb nomlanadi.

Funktsiya turi bo'yicha

Ushbu parametr uchun turli toifalar mavjud.

• Analog (uzluksiz).
• Kvant.
• Diskret (puls).
• Raqamli signal.

Ushbu turdagi signallarning barchasi elektrdir. Buning sababi shundaki, ularni qayta ishlash oson emas, balki ular uzoq masofalarga ham osonlik bilan uzatiladi.

Analog signal nima va uning turlari

Bu nom vaqt o'tishi bilan uzluksiz (doimiy) o'zgarib turadigan va ma'lum bir vaqt oralig'ida turli qiymatlarni qabul qila oladigan tabiiy kelib chiqadigan signallarga beriladi.

Xususiyatlari tufayli ular telefon aloqasi, radioeshittirish va televidenieda ma'lumotlarni uzatish uchun idealdir.

Aslida, boshqa barcha turdagi signallar (raqamli, kvant va diskret) o'z tabiatiga ko'ra analogga aylantiriladi.

Uzluksiz bo'shliqlar va mos keladigan jismoniy miqdorlarga qarab, analog signallarning har xil turlari farqlanadi.

• Streyt.
• Chiziq segmenti.
• Doira.
• Ko'p o'lchovlilik bilan tavsiflangan bo'shliqlar.

Kvantlangan signal

Oldingi paragrafda aytib o'tilganidek, bu hali ham bir xil analog turi, ammo uning farqi shundaki, u kvantlangan. Shu bilan birga, uning barcha qiymatlari diapazoni darajalarga bo'linishi mumkin. Ularning miqdori ma'lum bir bit chuqurligidagi raqamlarda ifodalanadi.

Odatda, bu jarayon audio yoki optik signallarni siqishda amalda qo'llaniladi. Kvantlash darajalari qanchalik ko'p bo'lsa, analogdan kvantga o'tish shunchalik aniq bo'ladi.

Ko'rib chiqilayotgan xilma-xillik sun'iy ravishda paydo bo'lganlarga ham tegishli.

Signal turlarining ko'p tasniflarida bu signal ajratilmaydi. Biroq, u mavjud.

Diskret ko'rinish

Bu signal ham sun'iy bo'lib, cheklangan miqdordagi darajalarga (qiymatlarga) ega. Qoida tariqasida, ularning ikkitasi yoki uchtasi bor.

Amalda, diskret va analog signal uzatish usullari o'rtasidagi farqni vinil plastinada va kompakt diskdagi ovoz yozishni solishtirish orqali ko'rsatish mumkin. Birinchisida ma'lumot uzluksiz audio trek shaklida taqdim etiladi. Ammo ikkinchisida - turli xil aks ettiruvchi lazer bilan yondirilgan nuqtalar shaklida.

Ushbu turdagi ma'lumotlarni uzatish uzluksiz analog signalni ikkilik kodlar ko'rinishidagi diskret qiymatlar to'plamiga aylantirish orqali sodir bo'ladi.

Bu jarayon diskretizatsiya deb ataladi. Kod birikmalaridagi belgilar soniga qarab (bir xil/notekis) ikki turga bo'linadi.

Raqamli signallar

Bugungi kunda ma'lumot uzatishning ushbu usuli doimiy ravishda analogni almashtirmoqda. Oldingi ikkitasi singari, u ham sun'iydir. Amalda, u raqamli qiymatlar ketma-ketligi sifatida ifodalanadi.

Analogdan farqli o'laroq, bu ma'lumotlarni tezroq va sifatli uzatadi, shu bilan birga shovqin shovqinidan tozalaydi. Shu bilan birga, bu raqamli signalning zaifligi (boshqa turdagi signallar oldingi uchta paragrafda). Gap shundaki, shu tarzda filtrlangan ma'lumotlar "shovqinli" ma'lumotlar zarralarini yo'qotadi.

Amalda, bu butun qismlar uzatilgan tasvirdan yo'qolishini anglatadi. Va agar biz tovush haqida gapiradigan bo'lsak - so'zlar yoki hatto butun jumlalar.

Aslida, har qanday analog signalni raqamli modulyatsiya qilish mumkin. Buning uchun u bir vaqtning o'zida ikkita jarayondan o'tadi: namuna olish va kvantlash. Axborotni uzatishning alohida usuli bo'lgan raqamli signal turlarga bo'linmaydi.

Uning mashhurligi so'nggi yillarda yangi avlod televizorlari tasvir va tovushni analog uzatish uchun emas, balki raqamli uzatish uchun maxsus yaratilganiga yordam berdi. Biroq, ular adapterlar yordamida oddiy televizor kabellariga ulanishi mumkin.

Signal modulyatsiyasi

Yuqoridagi barcha ma'lumotlarni uzatish usullari modulyatsiya deb ataladigan hodisa bilan bog'liq (raqamli signallar uchun - manipulyatsiya). Nima uchun kerak?

Ma'lumki, elektromagnit to'lqinlar (ularning yordami bilan har xil turdagi signallar uzatiladi) zaiflashishga moyil bo'lib, bu ularning uzatish diapazonini sezilarli darajada kamaytiradi. Buning oldini olish uchun past chastotali tebranishlar uzoq, yuqori chastotali to'lqinlar hududiga o'tkaziladi. Bu hodisa modulyatsiya (manipulyatsiya) deb ataladi.

Ma'lumot uzatish masofasini oshirishdan tashqari, u signallarning shovqin immunitetini yaxshilaydi. Bundan tashqari, bir vaqtning o'zida ma'lumot uzatish uchun bir nechta mustaqil kanallarni tashkil qilish mumkin bo'ladi.

Jarayonning o'zi quyidagicha. Modulyator deb ataladigan qurilma bir vaqtning o'zida ikkita signalni qabul qiladi: past chastotali (ma'lum ma'lumotlarni olib yuradi) va yuqori chastotali (ma'lumotsiz, lekin uzoq masofalarga uzatilishi mumkin). Ushbu qurilmada ular bir vaqtning o'zida ikkalasining afzalliklarini birlashtiradigan biriga aylantiriladi.

Chiqish signallarining turlari kirish tashuvchisi yuqori chastotali tebranishning o'zgartirilgan parametriga bog'liq.

Agar u garmonik bo'lsa, bu modulyatsiya jarayoni analog deb ataladi.

Agar davriy bo'lsa - impulsli.

Agar tashuvchi signal oddiygina to'g'ridan-to'g'ri oqim bo'lsa, bu tur shovqinga o'xshash deb ataladi.

Signal modulyatsiyasining dastlabki ikki turi, o'z navbatida, kichik turlarga bo'linadi.

Analog modulyatsiya shunday ishlaydi.

• Amplituda (AM) - tashuvchi signal amplitudasining o'zgarishi.
• Faza (PM) - faza o'zgaradi.
• Chastota - faqat chastota ta'sir qiladi.

Impuls (diskret) signallarni modulyatsiya qilish turlari.

• Amplituda-puls (AIM).
• Puls chastotasi (PFM).
• Puls kengligi (PWM).
• Faza-impuls (PPM).

Ma'lumotlarni uzatishning qanday usullari mavjudligini ko'rib chiqsak, ularning turidan qat'i nazar, ularning barchasi inson hayotida muhim rol o'ynaydi, uning har tomonlama rivojlanishiga yordam beradi va uni mumkin bo'lgan xavflardan himoya qiladi.

Analog va raqamli signallarga kelsak (zamonaviy dunyoda ularning yordami bilan ma'lumot uzatiladi), ehtimol, yaqin yigirma yil ichida rivojlangan mamlakatlarda birinchisi deyarli butunlay ikkinchisiga almashtiriladi.