Մարդիկ ամեն օր բախվում են էլեկտրոնային սարքերի օգտագործման հետ. Առանց նրանց ժամանակակից կյանքն անհնար է։ Ի վերջո, մենք խոսում ենք հեռուստացույցի, ռադիոյի, համակարգչի, հեռախոսի, բազմաբնակարան սարքի և այլնի մասին: Նախկինում, մի քանի տարի առաջ, ոչ ոք չէր մտածում, թե ինչ ազդանշան է օգտագործվում յուրաքանչյուր գործող սարքում: Հիմա վաղուց են հնչում «անալոգային», «թվային», «դիսկրետ» բառերը։ Վերը թվարկված որոշ ազդանշաններ բարձրորակ և հուսալի են:
Թվային փոխանցումը գործածության մեջ է դրվել շատ ավելի ուշ, քան անալոգային փոխանցումը: Դա պայմանավորված է նրանով, որ նման ազդանշանը շատ ավելի հեշտ է պահպանել, իսկ տեխնոլոգիան այն ժամանակ այնքան էլ առաջադեմ չէր։
Յուրաքանչյուր մարդ մշտապես բախվում է «դիսկրետության» հասկացությանը: Եթե թարգմանեք այս բառը լատիներենից, ապա դա կնշանակի «անջատում»: Խորանալով գիտության մեջ՝ կարող ենք ասել, որ դիսկրետ ազդանշանը տեղեկատվության փոխանցման մեթոդ է, որը ենթադրում է կրող միջավայրի ժամանակի փոփոխություն։ Վերջինս ցանկացած արժեք վերցնում է բոլոր հնարավորից: Այժմ դիսկրետությունը հետին պլան է մղվում՝ չիպի վրա համակարգեր արտադրելու որոշումից հետո: Նրանք անբաժանելի են, և բոլոր բաղադրիչները սերտորեն փոխազդում են միմյանց հետ:ընկեր. Դիսկրետության մեջ ամեն ինչ ճիշտ հակառակն է. յուրաքանչյուր դետալ լրացվում և կապվում է մյուսների հետ հատուկ հաղորդակցման գծերի միջոցով:
ազդանշան
Ազդանշանը հատուկ կոդ է, որը փոխանցվում է տիեզերք մեկ կամ մի քանի համակարգերի միջոցով: Այս ձևակերպումը ընդհանուր է։
Տեղեկատվության և հաղորդակցության ոլորտում ազդանշանը ցանկացած տվյալների հատուկ կրող է, որն օգտագործվում է հաղորդագրություններ փոխանցելու համար: Այն կարող է ստեղծվել, բայց չընդունվել, վերջին պայմանը կամընտիր է։ Եթե ազդանշանը հաղորդագրություն է, ապա այն «բռնելը» համարվում է անհրաժեշտ։
Նկարագրված տվյալների փոխանցման կոդը տրվում է մաթեմատիկական ֆունկցիայի միջոցով: Այն բնութագրում է պարամետրերի բոլոր հնարավոր փոփոխությունները: Ռադիոտեխնիկայի տեսության մեջ այս մոդելը համարվում է հիմնական: Դրանում աղմուկը կոչվում էր ազդանշանի անալոգ։ Դա ժամանակի ֆունկցիա է, որն ազատորեն փոխազդում է փոխանցված կոդի հետ և խեղաթյուրում այն։
Հոդվածում նկարագրված են ազդանշանների տեսակները՝ դիսկրետ, անալոգային և թվային: Հակիրճ տրված է նաև նկարագրվող թեմայի վերաբերյալ հիմնական տեսությունը։
Ազդանշանների տեսակներ
Գոյություն ունեն ազդանշանների դասակարգման մի քանի տեսակներ: Մտածեք, թե ինչ տեսակներ կան։
- Ըստ տվյալների կրիչի ֆիզիկական միջավայրի՝ էլեկտրական ազդանշանն առանձնանում է օպտիկական, ակուստիկ և էլեկտրամագնիսական: Կան մի քանի այլ տեսակներ, բայց դրանք քիչ հայտնի են:
- Ըստ կարգաբերման եղանակի՝ ազդանշանները բաժանվում են կանոնավոր և անկանոն։ Առաջինները տվյալների փոխանցման դետերմինիստական մեթոդներ են, որոնք նշված են վերլուծական ֆունկցիայով:Պատահականները ձևակերպվում են հավանականության տեսության հիման վրա, և դրանք նաև ցանկացած արժեք են ստանում տարբեր ժամանակային ընդմիջումներով:
- Կախված ազդանշանի բոլոր պարամետրերը նկարագրող գործառույթներից, տվյալների փոխանցման մեթոդները կարող են լինել անալոգային, դիսկրետ, թվային (մեթոդ, որը մակարդակով քվանտացված է): Դրանք օգտագործվում են բազմաթիվ էլեկտրական սարքերի սնուցման համար։
Այժմ ընթերցողը գիտի բոլոր տեսակի ազդանշանները: Որևէ մեկի համար դժվար չի լինի հասկանալ դրանք, գլխավորը մի փոքր մտածելն ու հիշել դպրոցական ֆիզիկայի դասընթացը։
Ինչի՞ համար է մշակվում ազդանշանը:
Ազդանշանը մշակվում է դրանում գաղտնագրված տեղեկատվությունը փոխանցելու և ստանալու նպատակով: Այն արդյունահանվելուց հետո այն կարող է օգտագործվել տարբեր ձևերով: Որոշ իրավիճակներում այն կվերակազմավորվի:
Բոլոր ազդանշանների մշակման ևս մեկ պատճառ կա: Այն բաղկացած է հաճախականությունների մի փոքր սեղմումից (տեղեկատվությունը չվնասելու համար): Դրանից հետո այն ֆորմատավորվում և փոխանցվում է դանդաղ արագությամբ։
Հատուկ մեթոդներ օգտագործվում են անալոգային և թվային ազդանշաններում: Մասնավորապես՝ ֆիլտրում, կոնվոլյուցիա, հարաբերակցություն։ Դրանք անհրաժեշտ են ազդանշանը վերականգնելու համար, եթե այն վնասված է կամ աղմուկ ունի:
Ստեղծում և ձևավորում
Հաճախ ազդանշաններ ստեղծելու համար հաճախ անհրաժեշտ են անալոգային-թվային (ADC) և թվային-անալոգային (DAC) փոխարկիչներ: Ամենից հաճախ, երկուսն էլ օգտագործվում են միայն DSP տեխնոլոգիաների կիրառման իրավիճակում: Մնացած դեպքերում միայն DAC-ի օգտագործումը կհաջողվի:
ՍտեղծելիսԹվային մեթոդների հետագա կիրառմամբ ֆիզիկական անալոգային կոդերը հիմնվում են ստացված տեղեկատվության վրա, որը փոխանցվում է հատուկ սարքերից։
Դինամիկ միջակայք
Ազդանշանի միջակայքը հաշվարկվում է ձայնի բարձր և ցածր մակարդակների տարբերությամբ, որոնք արտահայտվում են դեցիբելներով: Դա ամբողջովին կախված է աշխատանքից և կատարման առանձնահատկություններից։ Խոսքը ինչպես երաժշտական թրեքերի, այնպես էլ մարդկանց սովորական երկխոսությունների մասին է։ Եթե վերցնենք, օրինակ, հաղորդավարը, ով կարդում է լուրերը, ապա նրա դինամիկ միջակայքը տատանվում է 25-30 դԲ-ի սահմաններում։ Իսկ ստեղծագործություն կարդալիս այն կարող է աճել մինչև 50 դԲ։
Անալոգային ազդանշան
Անալոգային ազդանշանը տվյալների փոխանցման ժամանակի շարունակական միջոց է: Դրա թերությունը աղմուկի առկայությունն է, որը երբեմն հանգեցնում է տեղեկատվության ամբողջական կորստի։ Շատ հաճախ լինում են այնպիսի իրավիճակներ, որ անհնար է որոշել, թե որտեղ են կարևոր տվյալները կոդի մեջ և որտեղ են սովորական աղավաղումները։
Հենց սա է պատճառը, որ թվային ազդանշանի մշակումը շատ տարածված է դարձել և աստիճանաբար փոխարինում է անալոգային:
Թվային ազդանշան
Թվային ազդանշանը տվյալների հատուկ հոսք է, այն նկարագրվում է դիսկրետ գործառույթներով: Դրա ամպլիտուդը կարող է որոշակի արժեք ստանալ արդեն տրվածներից: Թեև անալոգային ազդանշանն ի վիճակի է ընդունել մեծ քանակությամբ աղմուկ, թվայինը զտում է ստացված աղմուկի մեծ մասը:
Բացի այդ, տվյալների փոխանցման այս տեսակը տեղեկատվություն է փոխանցում առանց ավելորդ իմաստայինբեռների. Մի քանի կոդ կարող են ուղարկվել միանգամից մեկ ֆիզիկական ալիքով:
Թվային ազդանշանի տեսակներ գոյություն չունեն, քանի որ այն առանձնանում է որպես տվյալների փոխանցման առանձին և անկախ եղանակ։ Դա երկուական հոսք է։ Մեր օրերում նման ազդանշանը համարվում է ամենատարածվածը։ Դա պայմանավորված է օգտագործման հեշտությամբ:
Թվային ազդանշանի կիրառում
Ո՞րն է տարբերությունը թվային էլեկտրական ազդանշանի և մյուսների միջև: Այն, որ նա ի վիճակի է կատարել ամբողջական ռեգեներացիա կրկնվողում։ Երբ ամենափոքր միջամտությամբ ազդանշանը մտնում է կապի սարքավորումներ, այն անմիջապես փոխում է իր ձևը թվայինի: Սա թույլ է տալիս, օրինակ, հեռուստաաշտարակին կրկին ազդանշան ձևավորել, բայց առանց աղմուկի էֆեկտի:
Այն դեպքում, երբ կոդը արդեն հասնում է մեծ աղավաղումներով, ապա, ցավոք, այն չի կարող վերականգնվել: Եթե համեմատության մեջ վերցնենք անալոգային հաղորդակցությունները, ապա նմանատիպ իրավիճակում կրկնվողը կարող է հանել տվյալների մի մասը՝ ծախսելով մեծ էներգիա։
Տարբեր ձևաչափերի բջջային հաղորդակցություն քննարկելիս, թվային գծի ուժեղ աղավաղմամբ, գրեթե անհնար է խոսել, քանի որ բառեր կամ ամբողջական արտահայտություններ չեն լսվում: Անալոգային կապն այս դեպքում ավելի արդյունավետ է, քանի որ կարող եք շարունակել երկխոսությունը:
Հենց նման խնդիրների պատճառով է, որ կրկնողները շատ հաճախ թվային ազդանշան են կազմում՝ հաղորդակցման գծի բացը նվազեցնելու համար։
Դիսկրետ ազդանշան
Այժմ յուրաքանչյուր մարդ իր վրա օգտագործում է բջջային հեռախոս կամ ինչ-որ «դիալեր»:համակարգիչ։ Սարքերի կամ ծրագրային ապահովման խնդիրներից մեկը ազդանշանի փոխանցումն է, այս դեպքում՝ ձայնային հոսքը։ Շարունակական ալիք տեղափոխելու համար անհրաժեշտ է ալիք, որն ավելի բարձր մակարդակի թողունակություն կունենա: Այդ իսկ պատճառով որոշում է կայացվել օգտագործել դիսկրետ ազդանշան։ Այն ինքնին չի ստեղծում ալիքը, այլ դրա թվային ձևը: Ինչո՞ւ։ Քանի որ փոխանցումը գալիս է տեխնոլոգիայից (օրինակ, հեռախոսից կամ համակարգչից): Որո՞նք են տեղեկատվության փոխանցման այս տեսակի առավելությունները: Այն նվազեցնում է փոխանցվող տվյալների ընդհանուր քանակը, ինչպես նաև ավելի հեշտ է կազմակերպում խմբաքանակի ուղարկումը:
«Դիսկրետիզացիա» հասկացությունը վաղուց հետևողականորեն կիրառվում է համակարգչային տեխնիկայում: Նման ազդանշանի շնորհիվ փոխանցվում է ոչ թե շարունակական տեղեկատվություն, որն ամբողջությամբ կոդավորված է հատուկ նշաններով ու տառերով, այլ հատուկ բլոկներում հավաքված տվյալներ։ Դրանք առանձին և ամբողջական մասնիկներ են։ Կոդավորման այս մեթոդը վաղուց արդեն երկրորդ պլան է մղվել, բայց ամբողջությամբ չի անհետացել: Դրա միջոցով դուք հեշտությամբ կարող եք փոխանցել փոքր տեղեկություններ:
Թվային և անալոգային ազդանշանների համեմատություն
Սարքավորումներ գնելիս դժվար թե որևէ մեկը մտածի, թե ինչ տեսակի ազդանշաններ են օգտագործվում այս կամ այն սարքում, և առավել ևս դրանց շրջակա միջավայրի ու բնության մասին։ Բայց երբեմն դեռ պետք է գործ ունենալ հասկացությունների հետ:
Վաղուց պարզ էր, որ անալոգային տեխնոլոգիաները կորցնում են պահանջարկը, քանի որ դրանց օգտագործումը իռացիոնալ է։ Փոխարենը գալիս է թվային հաղորդակցությունը: Դուք պետք է հասկանաք, թե ինչն է վտանգված, և ինչից է հրաժարվում մարդկությունը:
Մի խոսքով,անալոգային ազդանշանը տեղեկատվության փոխանցման միջոց է, որը ենթադրում է տվյալների նկարագրություն ժամանակի շարունակական գործառույթներով: Իրականում, եթե կոնկրետ խոսենք, տատանումների ամպլիտուդը կարող է հավասար լինել ցանկացած արժեքի, որը գտնվում է որոշակի սահմաններում։
Թվային ազդանշանի մշակումը նկարագրվում է ժամանակի դիսկրետ ֆունկցիաներով: Այլ կերպ ասած, այս մեթոդի տատանումների ամպլիտուդը հավասար է խիստ սահմանված արժեքներին։
Տեսությունից անցնելով պրակտիկային՝ պետք է ասել, որ անալոգային ազդանշանը բնութագրվում է միջամտությամբ։ Թվայինի դեպքում նման խնդիրներ չկան, քանի որ այն հաջողությամբ «հարթեցնում» է դրանք։ Նոր տեխնոլոգիաների շնորհիվ տվյալների փոխանցման այս մեթոդն ի վիճակի է ինքնուրույն վերականգնել ամբողջ սկզբնական տեղեկատվությունը, առանց գիտնականի միջամտության։
Խոսելով հեռուստատեսության մասին՝ արդեն կարող ենք վստահորեն ասել. անալոգային փոխանցումը վաղուց արդեն գերազանցել է իր օգտակարությունը: Սպառողների մեծ մասն անցնում է թվային ազդանշանի: Վերջինիս թերությունն այն է, որ եթե որևէ սարք ունակ է ստանալ անալոգային փոխանցում, ապա ավելի ժամանակակից մեթոդը միայն հատուկ տեխնիկա է։ Թեև հնացած մեթոդի պահանջարկը վաղուց նվազել է, այնուամենայնիվ այս տեսակի ազդանշանները դեռևս չեն կարողանում ամբողջությամբ անհետանալ առօրյա կյանքից։
