Signal - bu manbadan iste'molchiga uzatiladigan ma'lumotlarning (ma'lumotlarning) moddiy tashuvchisi. Vakillik qilishi mumkin jismoniy signallar yoki matematik modellar.

Signallar analog yoki diskret bo'lishi mumkin.

Analog (uzluksiz) signal ma'lum vaqt oralig'ida o'zgarib turadigan ba'zi jismoniy miqdorlar, masalan, tembr yoki tovush intensivligi bilan aks ettiriladi.

Uzluksiz xabarga misol keltiraylik. Modulyatsiyalangan tovush to'lqini orqali uzatiladigan inson nutqi; bu holda signal parametri qabul qiluvchining joylashgan joyida bu to'lqin tomonidan yaratilgan bosim - inson qulog'i.

Diskret (raqamli) signal axborot elementlarining hisoblanuvchi to'plamidan iborat.

Signal parametri vaqt bo'yicha ketma-ket chekli miqdordagi qiymatlarni oladi.

Diskret signalning eng kichik elementlari to'plami alifbo deb ataladi va diskret signalning o'zi ham xabar deb ataladi.

Bunday signallar yordamida uzatiladigan xabar diskretdir.

Manba tomonidan uzatiladigan ma'lumotlar diskretdir.

Misol diskret xabar Kitobni o'qish jarayoni bo'lishi mumkin, unda ma'lumot matnda taqdim etiladi, ya'ni. alohida piktogrammalarning (harflarning) diskret ketma-ketligi.

Analog signal diskretga aylantirilishi mumkin. Bu jarayon diskretizatsiya deb ataladi.

Uzluksiz xabar ma'lum bir segmentda aniqlangan uzluksiz funksiya bilan ifodalanishi mumkin [a, b] (2.1-rasm). Uzluksiz xabar diskret xabarga aylantirilishi mumkin (bu protsedura namuna olish deb ataladi).

Buning uchun ushbu funktsiyaning cheksiz qiymatlari to'plamidan (signal parametri) qolgan qiymatlarni taxminan tavsiflashi mumkin bo'lgan ma'lum bir raqam tanlanadi. Natijada y 1, y 2, ... y n funksiya qiymatlari ketma-ketligi. uzluksiz funktsiyaning diskret tasviri bo'lib, uning aniqligi argument qiymatlari oralig'ini ajratuvchi segmentlar uzunligini qisqartirish orqali cheksiz ravishda yaxshilanishi mumkin.

Shunday qilib, har qanday xabar diskret, boshqacha aytganda, qandaydir alifbodagi belgilar ketma-ketligi sifatida ifodalanishi mumkin.

Uzluksiz signalni istalgan aniqlik bilan namuna olish qobiliyati (aniqlikni oshirish uchun qadamni kamaytirish kifoya) informatika nuqtai nazaridan juda muhimdir. Kompyuter raqamli mashinadir, ya'ni undagi axborotning ichki tasviri diskretdir. Kirish ma'lumotlarini diskretlashtirish (agar u uzluksiz bo'lsa) uni kompyuterda ishlov berish uchun qulay qiladi.

Signalni kodlash

bilan bog'liq ma'lumotlar bilan ishlashni avtomatlashtirish uchun har xil turlari, ularning vakillik shaklini birlashtirish juda muhim - buning uchun odatda kodlash usuli qo'llaniladi, ya'ni bir turdagi ma'lumotlarni boshqa turdagi ma'lumotlar orqali ifodalash.

Signalni kodlash quyidagilarni anglatadi:

· signalni keyinchalik ishlatish uchun qulay yoki mos keladigan ma'lum bir shaklda taqdim etilishi;

· bir belgilar to‘plamidan boshqa belgilar to‘plamiga solishtirishni tavsiflovchi qoida.

Asl alifboning har ikkala alohida belgilari ham, ularning birikmalari ham kodlanishi kerak.

Keling, misol keltiraylik.

Uch sanoq sistemasining natural sonlari orasidagi moslik jadvali berilgan.

Ushbu jadvalni o'nlik sanoq sistemasidagi belgilar to'plamini ikkilik va o'n oltilik sanoqlarga solishtirishni tavsiflovchi ma'lum bir qoida sifatida qarash mumkin. Keyin asl alifbo 0 dan 9 gacha bo'lgan o'nlik raqamlardir va ikkilik tizim uchun kod alifbolari 0 va 1 dir; 0 dan 9 gacha raqamlar va belgilar (A, B, C, D, E, F) - o'n oltilik uchun.

Kodlash maqsadlariga qarab kodlash turlari.

1. Shaklni kodlash har doim ma'lumot kompyuterga uning ichki tasviri uchun kiritilganda qo'llaniladi.

Ushbu turdagi kodlash ma'lum bir kompyuter muhitida diskret signalni ifodalash uchun ishlatiladi.

Kompyuter fanida naqsh kodlash uchun ishlatiladigan kodlarning ko'pchiligi bir xil uzunlik va foydalanishga ega ikkilik tizim kodni ko'rsatish uchun (va ehtimol oraliq vakillik vositasi sifatida o'n oltilik).

Ushbu turdagi kodlashda quyidagilar qo'llaniladi:

a) to'g'ridan-to'g'ri kodlar.

Ular kompyuterda raqamli ma'lumotlarni ifodalash va ikkilik sanoq sistemasidan foydalanish uchun ishlatiladi. Raqamli bo'lmagan ma'lumotlarni kodlash uchun ishlatilishi mumkin.

b) ASCII kodlari.

Eng keng tarqalgani ASCII kodi (American Standard Code for Information Interchange), u MS DOS operatsion tizimida, bloknotda ramziy ma'lumotlarni ichki ko'rsatish uchun ishlatiladi. operatsion tizim Windows’xx, shuningdek, Internetdagi matnli fayllarni kodlash uchun.

v) belgilar chastotasini hisobga oluvchi kodlar.

Ba'zi kodlash tizimlarida kodning qiymati kodlanayotgan belgining chastotasi bilan belgilanadi. Qoidaga ko'ra, bunday chastotalar tabiiy tillar alifbosi harflari uchun ma'lum, masalan, ingliz yoki rus va klaviatura tugmachalarini joylashtirishda uzoq vaqt davomida ishlatilgan: eng ko'p ishlatiladigan harflar klaviaturadagi tugmachalarda joylashgan. Klaviaturaning o'rtasida, eng kamdan-kam qo'llaniladiganlari periferiyada joylashgan bo'lib, bu odam uchun qulaylik yaratadi.

2. Kriptografik kodlash yoki shifrlash axborotni ruxsatsiz kirishdan himoya qilish zarur bo'lganda qo'llaniladi.

3. Axborotning ortiqchaligini bartaraf etish uchun samarali yoki optimal kodlash qo'llaniladi, ya'ni. uning hajmini kamaytirish, masalan, arxivchilarda.

Asl alifboning belgilarini kodlash uchun o'zgaruvchan uzunlikdagi ikkilik kodlar qo'llaniladi: belgining chastotasi qanchalik baland bo'lsa, uning kodi shunchalik qisqa bo'ladi.
Kodning samaradorligi bitta belgini kodlash uchun ikkilik raqamlarning o'rtacha soni bilan belgilanadi.

4. Shovqindan himoya qiluvchi yoki shovqinga chidamli kodlash signalga shovqin paydo bo'lganda, masalan, aloqa kanallari orqali ma'lumot uzatishda berilgan ishonchlilikni ta'minlash uchun qo'llaniladi.

Shovqinga qarshi kodlashga duchor bo'lgan asosiy kod sifatida doimiy uzunlikdagi ikkilik kod ishlatiladi. Bunday manba (asosiy) kod birlamchi deb nomlanadi, chunki u o'zgartirilishi mumkin.

Ma'lumotlar

"ma'lumotlar" atamasi

Ma'lumotlar quyidagilarni anglatadi:

1) axborotni saqlash, uzatish yoki qayta ishlashga imkon beruvchi rasmiylashtirilgan (kodlangan) shaklda taqdim etish. texnik vositalar;

2) qayd qilingan signallar.

Ma'lumot tashuvchilar quyidagilar bo'lishi mumkin:

· qog'oz eng keng tarqalgan vositadir. Ma'lumotlar uning sirtining optik xususiyatlarini o'zgartirish orqali qayd etiladi;

· CD-ROM. Yozuvchi qurilmalarda optik xususiyatlarni o'zgartirish uchun foydalaniladi lazer nuri aks ettiruvchi qoplamali plastik tashuvchilarda;

· magnit lentalar va disklar - magnit xususiyatlaridagi o'zgarishlardan foydalaning.

Ma'lumotlar operatsiyalari

Ma'lumotlar bilan turli xil operatsiyalarni bajarishingiz mumkin:

· ma'lumotlarni yig'ish - qaror qabul qilish uchun ma'lumotlarning etarli darajada to'liqligini ta'minlash maqsadida ma'lumotlarni to'plash;

· ma’lumotlarni rasmiylashtirish – turli manbalardan kelayotgan ma’lumotlarni bir-biri bilan solishtirish, ya’ni ulardan foydalanish darajasini oshirish maqsadida bir shaklga keltirish;

· ma’lumotlarni filtrlash – qaror qabul qilish uchun zarur bo‘lmagan “qo‘shimcha” ma’lumotlarni filtrlash; bir vaqtning o'zida "shovqin" darajasi kamayishi va ma'lumotlarning ishonchliligi va etarliligi oshishi kerak;

· ma'lumotlarni saralash - foydalanish qulayligi uchun ma'lumotlarni berilgan xarakteristikaga ko'ra tartiblash; ma'lumotlarning mavjudligini oshiradi;

· ma'lumotlarni guruhlash - foydalanish qulayligini oshirish uchun ma'lumotlarni berilgan xarakteristikalar bo'yicha birlashtirish; ma'lumotlarning mavjudligini oshiradi;

· ma’lumotlarni arxivlash – ma’lumotlarni saqlashni qulay va qulay shaklda tashkil etish; ma'lumotlarni saqlashning iqtisodiy xarajatlarini kamaytirishga xizmat qiladi va umumiy ishonchlilikni oshiradi axborot jarayoni umuman;

· ma'lumotlarni himoya qilish - ma'lumotlarning yo'qolishi, takrorlanishi va o'zgartirilishining oldini olishga qaratilgan chora-tadbirlar majmui;

· ma’lumotlarni tashish – axborot jarayonining masofaviy ishtirokchilari o‘rtasida ma’lumotlarni qabul qilish va uzatish (etkazib berish va yetkazib berish); bunda informatika fanida ma’lumotlar manbai odatda server, iste’molchi esa mijoz deb ataladi;

· ma'lumotlarni o'zgartirish - ma'lumotlarni bir shakldan ikkinchisiga yoki bir tuzilmadan ikkinchisiga o'tkazish.

"Axborot" tushunchasi (lot. ma'lumot- tushuntirish, taqdimot) va "xabar" hozirda bir-biri bilan chambarchas bog'liq.

Ma `lumot - bu uzatish, tarqatish, o'zgartirish, saqlash yoki to'g'ridan-to'g'ri foydalanish ob'ekti bo'lgan ma'lumotlar. Xabar axborotni taqdim etish shaklidir. Ma’lumki, odam axborotning 80...90 foizini ko‘rish organlari, 10...20 foizini esa eshitish organlari orqali oladi. Boshqa sezgilar jami 1...2% axborot beradi.

Ma'lumotlar shaklda uzatiladi xabarlar. Xabar - masofaga uzatish uchun qulay axborotni ifodalash (taqdim etish) shakli. Telegram matnlari, nutq, musiqa, televizor tasvirlari, kompyuterdan olingan ma'lumotlar, tizimdagi buyruqlar xabarlarga misol bo'ladi. avtomatik boshqaruv ob'ektlar va boshqalar. Xabarlar axborot tashuvchisi bo'lgan signallar yordamida uzatiladi. Signallarning asosiy turi elektr signallaridir. So'nggi paytlarda optik signallar, ayniqsa, optik tolali axborot uzatish liniyalarida tobora keng tarqalmoqda. Signal- uzatilgan xabarni aks ettiruvchi jismoniy jarayon. Xabarning ko'rinishi o'zgartirish orqali ta'minlanadi jismoniy soni jarayonni tavsiflovchi miqdor. Signal xabarni o'z vaqtida uzatadi (ochadi), ya'ni u doimo vaqtning funktsiyasidir. Signallar uzatilayotgan xabarga muvofiq jismoniy muhitning ma'lum parametrlarini o'zgartirish orqali hosil bo'ladi.

Bu qiymat signalning axborot parametri.Xabar ma'lumotlari parametri - o'zgarishi ma'lumotni o'z ichiga olgan parametr. Uchun ovoz xabarlar, axborot parametri oniy ovoz bosimi qiymati, uchun statsionar tasvirlar - aks ettirish, uchun mobil - ekran maydonlarining yorqinligi.

Bunday holda, tushunchalar muhim ahamiyatga ega sifat Va tezlik axborot uzatish.

Axborotni uzatish sifati yuqoriroq bo'lsa, qabul qiluvchi tomonda ma'lumotlarning buzilishi kamroq bo'ladi. Axborot uzatish tezligining oshishi bilan axborot yo'qotilishining oldini olish va axborot uzatish sifatini pasaytirish uchun maxsus choralar ko'rish kerak.

Xabarlar yordamida masofadan turib material miqdori ommaviy axborot vositalari, n/r, qog'oz yoki magnit lenta yoki jismoniy jarayon, masalan, tovush yoki elektromagnit to'lqinlar, oqim va boshqalar.

Axborotni uzatish va saqlash uni qandaydir shaklda ifodalash imkonini beruvchi turli belgilar (ramzlar) yordamida amalga oshiriladi.

Xabarlar vaqt funktsiyalari bo'lishi mumkin, masalan, uzatishdagi nutq telefon suhbatlari, telemetriya ma'lumotlarini uzatish paytida harorat yoki bosim, televizor uzatish paytida ishlash va h.k. Boshqa hollarda xabar vaqt funksiyasi emas (masalan, telegramma matni, harakatsiz tasvir va boshqalar). Signal vaqt o'tishi bilan xabar beradi. Shuning uchun, xabar (masalan, harakatsiz tasvir) bo'lmasa ham, u har doim vaqtning funktsiyasidir. Signallarning 4 turi mavjud: uzluksiz signal uzluksiz vaqti. (2.2-rasm, a), uzluksiz diskret vaqt. (2.2-rasm, b), diskret uzluksiz vaqt. (2.2-rasm, c) va diskret diskret vaqt (2.2-rasm, d).

2.2-rasm – Uzluksiz uzluksiz vaqt signali (a), uzluksiz diskret vaqt signali (b), diskret uzluksiz vaqt signali (c), diskret diskret vaqt signali (d).

Uzluksiz uzluksiz vaqt signallari. uzluksiz (analog) signallar sifatida qisqartiriladi. Ular mumkin bo'lgan qiymatlarning uzluksiz to'plamidan (sinusoid) istalgan qiymatni olib, o'zboshimchalik bilan o'zgarishi mumkin.

Uzluksiz diskret vaqt signallari. ixtiyoriy qiymatlarni qabul qilishi mumkin, lekin faqat ma'lum, oldindan belgilangan (diskret) momentlarda o'zgaradi t 1, t 2, t 3 … .

Diskret uzluksiz vaqt signallari Ular o'zboshimchalik bilan o'zgarishi mumkinligi bilan farq qiladi, ammo ularning qiymatlari faqat ruxsat etilgan (diskret) qiymatlarni oladi.

Diskret vaqt signallari(diskret deb qisqartirilgan) vaqtning diskret momentlarida faqat rezolyutsiya (diskret) qiymatlarini olishi mumkin.

Axborot parametrlarining o'zgarishi xarakteriga ko'ra ular ajratiladi davomiy Va diskret xabarlar.

Analog signal X(t) vaqtining uzluksiz yoki qisman uzluksiz funksiyasidir. Bir lahzali signal qiymatlari ko'rib chiqilayotgan jarayonning fizik miqdorining analogidir.

Diskret signal Dt vaqt oralig'i bilan bir-biridan keyingi diskret impulslarni ifodalaydi, impuls kengligi bir xil va daraja (impuls maydoni) diskret signal ifodalovchi ba'zi jismoniy miqdorning oniy qiymatining analogidir.

Raqamli signal ikkilik raqamlar ko'rinishidagi va ba'zi bir jismoniy miqdorning bir lahzalik qiymatini ifodalovchi Dt vaqt oralig'ida bir-biridan keyin keladigan diskret sonlar qatoridir.

Uzluksiz yoki analog signal - bu ma'lum qiymatlar oralig'ida istalgan darajadagi qiymatlarni qabul qilishi mumkin bo'lgan signal. Vaqtning uzluksiz signali butun vaqt o'qi bo'ylab belgilangan signaldir.

Masalan, nutq darajasi va vaqti bo'yicha uzluksiz xabardir va har 5 daqiqada o'z qiymatlarini chiqaradigan harorat sensori kattaligi bo'yicha uzluksiz, ammo vaqt bo'yicha diskret xabarlar manbai bo'lib xizmat qiladi.

Axborotning miqdori va uni o'lchash imkoniyati tushunchasi axborot nazariyasining asosidir. Axborot nazariyasi 20-asrda paydo boʻlgan. Axborot nazariyasining kashshoflari Klod Shennon (AQSh), A.N. Kolmogorov (SSSR) R. Xartli (AQSh) va boshqalar. Klod Shennonning so'zlariga ko'ra, ma'lumotlar noaniqlik olib tashlanadi. Bular. Undagi x xabarning axborot mazmuni foydali ma'lumotlar bular. xabarning qabul qilinishidan oldin mavjud bo'lgan noaniqlikni kamaytiradigan qismi.

Signallarni va signallarning turlarini hisobga olgan holda, bu ulanishlarning turli miqdori borligini aytish kerak. Har kuni har bir inson elektron qurilmadan foydalanishga duch keladi. Hech kim zamonaviy hayotni ularsiz tasavvur qila olmaydi. Biz televizor, radio, kompyuter va boshqalarning ishlashi haqida gapiramiz. Ilgari hech kim ko'plab operatsion qurilmalarda qanday signal ishlatilishini o'ylamagan. Endi analog, raqamli va diskret so'zlari uzoq vaqtdan beri eshitilgan.

Hammasi emas, lekin yuqoridagi signallarning ba'zilari juda yuqori sifatli va ishonchli hisoblanadi. Raqamli uzatish Analog kabi uzoq vaqt oldin ishlatilmagan. Bu texnologiya qo'llab-quvvatlay boshlaganligi bilan bog'liq bu tur yaqinda bu turdagi signal nisbatan yaqinda kashf etilgan. Har bir inson har doim diskretlikka duch keladi. Signalni qayta ishlash turlari haqida gapirganda, bu biroz intervalgacha ekanligini esga olish kerak.

Agar ilm-fanga chuqurroq kirsak, shuni aytish kerakki, axborotni uzatish diskret bo'lib, ma'lumotlarni uzatish va atrof-muhit vaqtini o'zgartirish imkonini beradi. Oxirgi xususiyat tufayli diskret signal har qanday qiymatni olishi mumkin. Ayni paytda, aksariyat uskunalar chiplarda ishlab chiqarila boshlanganidan so'ng, bu ko'rsatkich fonga o'tmoqda.

Raqamli va boshqa signallar ajralmas, komponentlar bir-biri bilan 100% o'zaro ta'sir qiladi. Diskretlikda esa aksincha. Gap shundaki, bu erda har bir qism mustaqil ishlaydi va o'z vazifalari uchun alohida javobgardir.

Signal

Keling, bir oz keyinroq aloqa signallarining turlarini ko'rib chiqaylik, ammo endi siz signalning o'zi nima ekanligi bilan tanishishingiz kerak. Bu tizimlar orqali havo orqali uzatiladigan umumiy koddir. Bu formulaning umumiy turi.

Axborot va boshqa ba'zi texnologiyalar sohasida xabarlarni uzatish imkonini beruvchi maxsus vosita mavjud. Uni yaratish mumkin, lekin uni qabul qilib bo'lmaydi. Aslida, ba'zi tizimlar buni qabul qilishi mumkin, ammo bu talab qilinmaydi. Agar signal xabar deb hisoblansa, uni "tutib olish" kerak.

Bunday ma'lumotlarni uzatish kodini oddiy matematik funktsiya deb atash mumkin. U mavjud parametrlardagi har qanday o'zgarishlarni tavsiflaydi. Agar hisobga olsak radiotexnika nazariyasi, keyin shuni aytish kerakki, bunday variantlar asosiy hisoblanadi. Shuni ta'kidlash kerakki, "shovqin" tushunchasi signalga o'xshaydi.

U uni buzadi, allaqachon uzatilgan kod bilan bir-biriga mos kelishi mumkin, shuningdek, vaqtning o'zi funktsiyasini ifodalaydi. Maqolada signallar va signallarning turlari tasvirlanadi, biz diskret, analog va raqamli haqida gapiramiz. Keling, mavzu bo'yicha butun nazariyani qisqacha ko'rib chiqaylik.

Signal turlari

Mavjud signallarning bir nechta turlari, shuningdek tasniflari mavjud. Keling, ularga qaraylik.

Birinchi turdagi elektr signali, shuningdek, optik, elektromagnit va akustik mavjud. Yana bir nechta shunga o'xshash turlari mavjud, ammo ular mashhur emas. Ushbu tasnif jismoniy muhitga qarab sodir bo'ladi.

Signalni o'rnatish usuliga ko'ra, ular muntazam va tartibsiz bo'linadi. Birinchi tur analitik funktsiyaga, shuningdek ma'lumotlarni uzatishning deterministik turiga ega. Tasodifiy signallar Oliy matematikaning ba'zi nazariyalari yordamida shakllantirilishi mumkin, bundan tashqari, ular butunlay boshqa vaqt davrlarida ko'plab qadriyatlarni qabul qilishga qodir.

Signalni uzatish turlari juda farq qiladi, shuni ta'kidlash kerakki, ushbu tasnifga ko'ra signallar analog, diskret va raqamli bo'linadi. Ko'pincha bu signallar elektr jihozlarining ishlashini ta'minlash uchun ishlatiladi. Variantlarning har birini tushunish uchun siz maktab fizikasi kursini eslab, bir oz nazariyani o'qib chiqishingiz kerak.

Signal nima uchun qayta ishlanadi?

Unda shifrlangan ma'lumotni olish uchun signalni qayta ishlash kerak. Agar signal modulyatsiyasi turlarini ko'rib chiqsak, shuni ta'kidlash kerakki, amplituda va chastotani almashtirish nuqtai nazaridan bu juda murakkab jarayon bo'lib, uni to'liq tushunish kerak. Ma'lumot olingandan so'ng, uni to'liq ishlatish mumkin turli yo'llar bilan. Ba'zi hollarda, u formatlanadi va keyinchalik yuboriladi.

Signalni qayta ishlashning boshqa sabablarini ham ta'kidlash kerak. U uzatiladigan chastotalarni siqishdan iborat, ammo barcha ma'lumotlarga zarar etkazmasdan. Keyin u yana formatlanadi va uzatiladi. Bu past tezlikda amalga oshiriladi. Agar analog va raqamli signallar haqida gapiradigan bo'lsak, bu erda maxsus usullar qo'llaniladi. Filtrlash, konvolyutsiya va boshqa funktsiyalar mavjud. Agar signal buzilgan bo'lsa, ular ma'lumotni tiklash uchun kerak.

Yaratish va formatlash

Ko'p turlari axborot signallari, biz maqolada gaplashamiz, yaratilishi va keyin formatlanishi kerak. Buning uchun sizda raqamli-analog konvertor, shuningdek, analog-raqamli konvertor bo'lishi kerak. Qoida tariqasida, ikkalasi ham bir xil vaziyatda qo'llaniladi: faqat DSP kabi texnikadan foydalanganda.

Boshqa hollarda, faqat birinchi qurilma ishlaydi. Jismoniy analog kodlarni yaratish va keyin ularni raqamli usullarga qayta formatlash uchun maxsus qurilmalardan foydalanish kerak. Bu imkon qadar ma'lumotlarga zarar yetkazilishining oldini oladi.

Dinamik diapazon

Har qanday turdagi analog signal diapazonini hisoblash oson. Desibellarda ko'rsatilgan yuqori va past ovoz balandligi o'rtasidagi farqdan foydalanish kerak.

Shuni ta'kidlash kerakki, ma'lumotlar butunlay uning bajarilishi xususiyatlariga bog'liq. Bundan tashqari, biz musiqa haqida ham, oddiy odamlarning suhbatlari haqida ham gapiramiz. Agar biz yangiliklarni o'qiydigan diktorni olsak, uning dinamik diapazoni 30 desibeldan oshmaydi. Va agar siz biron bir asarni rangli o'qisangiz, bu ko'rsatkich 50 ga ko'tariladi.

Analog signal

Qoniqarli signalni taqdim etish turlari har xil. Shuni ta'kidlash kerakki, analog signal uzluksizdir. Agar kamchiliklar haqida gapiradigan bo'lsak, ko'pchilik shovqin mavjudligini qayd etadi, bu esa, afsuski, ma'lumot yo'qolishiga olib kelishi mumkin.

Ko'pincha kodning qayerda ekanligi noma'lum bo'lgan vaziyat yuzaga keladi muhim ma'lumotlar, va bu erda oddiygina buzilishlar mavjud. Aynan shuning uchun ham analog signal kamroq mashhur bo'lib qoldi va hozirgi vaqtda uning o'rnini raqamli texnologiya egallaydi.

Raqamli signal

Shuni ta'kidlash kerakki, bunday signal, boshqa turdagi signallar kabi, diskret xarakteristikalar bilan tavsiflangan ma'lumotlar oqimidir.

Shuni ta'kidlash kerakki, uning amplitudasi takrorlanishi mumkin. Agar yuqorida tavsiflangan analog versiya juda ko'p shovqin bilan yakuniy nuqtaga etib borishga qodir bo'lsa, raqamli versiya bunga yo'l qo'ymaydi. Axborotga zarar etkazmaslik uchun u ko'pchilik shovqinlarni mustaqil ravishda bartaraf etishga qodir. Shuni ham ta'kidlash kerakki, bu turdagi ma'lumotlarni hech qanday semantik yuklarsiz uzatadi.

Shunday qilib, foydalanuvchi bir jismoniy kanal orqali bir nechta xabarlarni osongina yuborishi mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, hozirgi vaqtda eng keng tarqalgan ovozli signal turlaridan, shuningdek analoglardan farqli o'laroq, raqamli bir nechta turlarga bo'linmaydi. U o'ziga xos va mustaqildir. Ikkilik oqimni ifodalaydi. Endi u juda mashhur, uni ishlatish oson, buni sharhlar tasdiqlaydi.

Raqamli signalni qo'llash

Signalni uzatish turlarini hisobga olgan holda, raqamli variant qaerda ishlatilishini aytish kerak. U uzatish va foydalanishda boshqalardan qanday farq qiladi? Gap shundaki, takrorlagichga kirgandan so'ng u butunlay qayta tiklanadi.

Uskuna uzatish paytida shovqin va shovqinlarni qabul qilgan signalni qabul qilganda, u darhol formatlanadi. Buning yordamida teleminoralar shovqin effektidan qochib, signalni qayta tiklashi mumkin.

Bunday holda, analog aloqa ancha yaxshi bo'ladi, chunki katta miqdordagi buzilishlar bilan ma'lumot olishda uni hech bo'lmaganda qisman olish mumkin. Agar raqamli versiya haqida gapiradigan bo'lsak, unda bu mumkin emas. Agar signalning 50% dan ortig'i shovqinga ega bo'lsa, unda ma'lumot butunlay yo'qolgan deb taxmin qilishimiz mumkin.

Ko'p odamlar muhokama qilmoqda uyali aloqa, va butunlay boshqa formatlar va uzatish usullari, ular ba'zan gapirish deyarli mumkin emasligini aytishdi. Odamlar so'zlarni yoki iboralarni eshitmasligi mumkin. Bu shovqin bo'lsa, faqat raqamli chiziqda sodir bo'lishi mumkin.

Agar biz analog aloqalar haqida gapiradigan bo'lsak, unda bu holda suhbatni davom ettirish mumkin. Bunday muammolar tufayli takrorlagichlar bo'shliqlarni kamaytirish uchun har doim yangi signal hosil qiladi.

Diskret signal

Ayni paytda, bir kishi turli terish yoki boshqa foydalanadi elektron qurilmalar signallarni qabul qiladigan. Signallarning turlari juda xilma-xil bo'lib, ulardan biri diskretdir. Shuni ta'kidlash kerakki, bunday qurilmalarning ishlashi uchun uzatish kerak ovozli signal. Shuning uchun ham shunday kanal kerak o'tkazish qobiliyati yuqorida tavsiflanganidan ancha yuqori.

Bu nima bilan bog'liq? Gap shundaki, sifatli ovozni uzatish uchun diskret signaldan foydalanish kerak. U tovush to'lqinini yaratmaydi, balki uning raqamli nusxasini yaratadi. Shunga ko'ra, uzatish texnologiyaning o'zidan keladi. Bunday uzatishning afzalliklari shundan iboratki, paketli jo'natish partiyalarda amalga oshiriladi va uzatiladigan ma'lumotlar miqdori kamayadi.

Nozikliklar

Ishda kompyuter texnologiyasi Diskretizatsiya kabi narsa uzoq vaqtdan beri mavjud. Bunday signal tufayli butunlay kodlangan ma'lumotlardan foydalanish mumkin. Bu uzluksiz emas, lekin ma'lumotlar bloklarda to'planadi. Bundan tashqari, ikkinchisi butunlay to'liq va bir-biridan mustaqil bo'lgan alohida zarralardir.

Modulyatsiya turlari

Signallarning turlarini va umuman signallarni tavsiflashda modulyatsiya haqida ham gapirish kerak. Bu nima? Bu ma'lum bir qonunga muvofiq amalga oshiriladigan bir vaqtning o'zida bir nechta tebranish parametrlarini o'zgartirish jarayoni. Shuni ta'kidlash kerakki, modulyatsiya raqamli va impulslarga, shuningdek, boshqalarga bo'linadi.

O'z navbatida, ularning ko'pchiligi alohida-alohida bir nechta turlarga bo'linadi va ularning ko'pi bor. Ushbu kontseptsiyaning asosiy xususiyatlari haqida gapirish kerak. Misol uchun, signal modulyatsiyasi turlari tufayli barqaror uzatish va minimal yo'qotishlarga erishish mumkin, ammo ularning har biri maxsus chiziqli kuchaytirgichni talab qilishini ta'kidlash kerak.

Deyarli paydo bo'lgan paytdan boshlab, inson qabilalari nafaqat ma'lumot to'plash, balki uni bir-biri bilan almashish zarurati bilan duch kelgan. Ammo, agar buni sizga yaqin bo'lganlar (til va yozuv) bilan qilish unchalik qiyin bo'lmasa, unda uzoq masofalarda bo'lganlar bilan, bu jarayon ayrim 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, tizimda telefon aloqasi uzatuvchi gapirayotgan abonentning so'zlarini elektr kuchlanish signaliga aylantiradi, u simlar orqali tinglovchi 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 signallarning ko'p turlari mavjud turli xil xususiyatlar. 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

tomonidan bu parametr turli toifalar ajratiladi.

• 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'shliqlarga va mos keladigan jismoniy miqdorlarga qarab, har xil turlari analog signallar.

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

Kvantlangan signal

Oldingi xatboshida aytib o'tilganidek, bu hali ham bir xil analog ko'rinish, ammo uning farqi shundaki, u kvantlanishdan o'tgan. 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 audio yozuvni taqqoslash orqali ko'rsatish mumkin. vinil rekord va CD. 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 tashuvchining signali oddiy bo'lsa D.C.- bu xilma-xillik 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 (ularning yordami bilan ma'lumot uzatiladi). zamonaviy dunyo) keyin, katta ehtimol bilan, keyingi yigirma yil ichida rivojlangan mamlakatlarda birinchisi deyarli butunlay ikkinchisiga almashtiriladi.

Signallarning to'rt turi mavjud s(t): uzluksiz uzluksiz vaqt, uzluksiz diskret vaqt, diskret uzluksiz vaqt va diskret diskret vaqt.

Uzluksiz vaqtli signallar qisqacha uzluksiz (analog) signallar deb ataladi. Ular mumkin bo'lgan qiymatlarning har qanday uzluksiz to'plamini olib, o'zboshimchalik bilan o'zgarishi mumkin (1.3-rasm). Bunday signallarga taniqli sinusoid kiradi.

Guruch. 1.3 Uzluksiz signal

Guruch. 1.4 Uzluksiz diskret vaqt signali

Uzluksiz diskret vaqtli signallar ixtiyoriy qiymatlarni qabul qilishi mumkin, lekin faqat ma'lum, oldindan belgilangan (diskret) momentlarda o'zgaradi (1.4-rasm).

Diskret uzluksiz vaqt signallari ixtiyoriy momentlarda o'zgarishi mumkinligi bilan farqlanadi, ammo ularning qiymatlari faqat ruxsat etilgan (diskret) qiymatlarni oladi (1.5-rasm).

Diskret vaqt signallari (qisqartirilgan diskret) (1.6-rasm) diskret vaqtlarda faqat ruxsat etilgan (krit bo'lmagan) qiymatlarni qabul qilishi mumkin.

Diskret xabarni signalga o'tkazgichning chiqishida hosil bo'lgan signallar, qoida tariqasida, axborot parametri bo'yicha diskretdir, ya'ni ular diskret vaqt funksiyasi va mumkin bo'lgan qiymatlarning cheklangan to'plami bilan tavsiflanadi. Ma'lumotlarni uzatish texnologiyasida bunday signallar raqamli ma'lumotlar signallari (DDS) deb ataladi. O'zgarishi xabarning o'zgarishini aks ettiruvchi ma'lumotlar uzatish parametri ifodalovchi (axborot) deb ataladi. Shaklda. 1.7-rasmda DSD ko'rsatilgan, uning ifodalovchi parametri amplituda bo'lib, ifodalovchi parametrning mumkin bo'lgan qiymatlari to'plami ikkitaga teng Raqamli ma'lumot signalining bir qismi boshqa qismlardan birining qiymatida farqlanadi. vakillarini ifodalaydi. parametrlarga DAC elementi deyiladi.

Signalning ifodalovchi parametri holatining belgilangan qiymati muhim pozitsiya deb ataladi. Signalning muhim pozitsiyasi o'zgargan moment muhim (SM) deb ataladi.

Guruch. 1.5 Diskret signal doimiy vaqt

Guruch. 1.6 Diskret signal

Guruch. 1.7 Raqamli ma'lumotlar signali

Signalning ikkita qo'shni muhim momentlari orasidagi vaqt oralig'i muhim (SI) deb ataladi.

Signalning muhim vaqt oraliqlariga teng bo'lgan minimal vaqt oralig'i deyiladi birlik ( a-b intervallari, b-c va boshqalar rasmda 1 7). Birlik vaqt oralig'iga teng davomiylikka ega bo'lgan signal elementi birlik elementi (e e) deb ataladi.

Birlik elementi atamasi ma'lumotlarni uzatish texnologiyasidagi asosiylaridan biridir. Telegrafiyada u elementar posilka atamasi bilan mos keladi

Izoxron va anisoxron ma'lumotlar signallari mavjud.Izoxron signal uchun har qanday muhim vaqt oralig'i birlik oralig'iga yoki butun songa teng. Anisoxron signallar - elementlari har qanday davomiylikka ega bo'lishi mumkin bo'lgan, lekin undan kam bo'lmagan signallar.Anizoxron signallarning yana bir xususiyati shundaki, ular bir-biridan ixtiyoriy masofada vaqt bo'yicha ajratilishi mumkin.