So'nggi paytlarda axborot tarmog'ida analog eshittirishdan raqamli eshittirishga o'tish to'g'risida tobora ko'proq ma'lumotlar paydo bo'lmoqda, shu munosabat bilan ushbu mavzu bo'yicha ko'plab savollar paydo bo'lmoqda, har xil mish-mishlar va taxminlar paydo bo'lmoqda. Ushbu maqolada men umumiy foydalanuvchi uchun (hech bo'lmaganda iloji boricha) tushunarli va tushunarli tilda "analog" va "raqamli" eshittirishlarning farqi nimada ekanligini tushuntirmoqchiman.

Signallar dastlab ikkilik kod sifatida yuborilgan yangi raqamli signallardan farqli o'laroq, asl signalga o'xshash to'lqin shaklida yuborilgan. Analog signallar nihoyatda samarali edi va ularni uzoq masofadan olish mumkin edi, ammo ular juda katta o'tkazuvchanlik qobiliyatini egallashdi.

Naychaning orqa tomonidan ekrandagi fosforlarni yoritib, trubaning old qismidagi qalqonga chiqarilgan elektronlar nuri. Yorqinlikni modulyatsiya qilish va rangni kodlash orqali ekranda to'liq tasvirni yaratish mumkin. Nur soniyaning har bir soniyasida o'ziga xos tasvirni biroz o'zgartirib, ko'zingizni aldab, tasvir harakatlanayotgan deb o'ylaydi.

Avvalo, "analog" signal nima ekanligini aniqlaylik.

Analog signal

Har doimgidek tushuntiring, men davom etaman oddiy misol... Masalan, ovozli ma'lumotlarning bir kishidan boshqasiga uzatilishini olaylik.

Suhbat davomida bizning vokal kordonlarimiz har xil tonallik (chastota) va tovush (daraja) ning ma'lum bir tebranishini chiqaradi ovozli signal). Bu tebranish, bir oz masofani bosib o'tib, eshitish membranasi deb ataladigan joyda, odam qulog'iga tushadi. Ushbu membrana bizning vokal kordlarimiz chiqargan chastota va tebranish kuchi bilan tebranishni boshlaydi, faqat farq bilan masofani bosib o'tish tufayli tebranish kuchi biroz susayadi.
Shunday qilib, ovozli nutqni bir kishidan boshqasiga etkazish xavfsiz tarzda chaqirilishi mumkin
signalning analog uzatilishi va shuning uchun nima uchun.

Dastlab analog televizorlar qora va oq rangda namoyish etilardi, bu elektron nurlanish intensivligini o'zgartirish orqali amalga oshirilishi mumkin edi. Rang kelganida, televizorlarga ma'lum ranglarni talqin qilishga imkon beruvchi yangi ma'lumotlar signalga kodlangan. Ranglarni kodlashning uchta asosiy turi ishlatilgan.

"Analog signal" bilan, ular buni tartibga solishdi deb o'ylayman

Bundan tashqari, katod nurlari naychalari qo'llab-quvvatlash uchun katta hajmli tuzilishni talab qildi va tasvirlash uchun 480 vertikal chiziq bilan cheklangan. Mana yaxshi yangilik: eski analog televizoringiz raqamli konvertatsiyadan keyin ham sun'iy yo'ldosh antennasi bilan ishlaydi.

Gap shundaki, bizning ovozli kordonlarimiz inson qulog'i o'zi anglagan (biz aytayotganimiz, eshitganimiz) bir xil tovush tebranishini chiqaradi, ya'ni uzatilgan va qabul qilingan tovush signallari o'xshash impuls shakliga ega va bir xil chastota spektriga ega. tovush tebranishlari yoki boshqacha qilib aytganda "analog" tovush tebranishi.

Sun'iy yo'ldosh antennasini o'rnating yoki uni o'zingiz ishlab chiqaruvchining texnik shartlariga muvofiq o'rnating. Sun'iy yo'ldoshni sun'iy yo'ldosh antennasiga ulang. Subwoofer-ni televizorga ulang. Koaksial simni TV Out portiga ulang.

Televizoringizni kanalga sozlang. Sun'iy yo'ldosh qabul qiluvchini faollashtirish uchun sun'iy yo'ldosh provayderiga qo'ng'iroq qiling. Yuqori sifatli simni sotib olishni tekshiring; sim qanchalik yaxshi bo'lsa yaxshi tasvir va tovush. Sun'iy yo'ldosh antennasi Sun'iy yo'ldosh qabul qiluvchisi Eksenel sim. ... Jek Gorman o'zining professional faoliyatining ko'plab sohalarida qatnashgan. Uning ixtisosliklari orasida kino va video prodyuserlik, sport menejmenti, yozuv, veb-grafik dizayn, marketing, aloqa, operatsiyalar, kadrlar va fotosuratlar mavjud.

Mana, menimcha, bu aniq.

Endi yanada murakkab bir misolni ko'rib chiqamiz. Va bu misol uchun, telefon apparati soddalashtirilgan diagrammasini, ya'ni uyali aloqa paydo bo'lishidan ancha oldin odamlar foydalangan telefonni olaylik.

Suhbat davomida ovozli tebranishlar telefonning sezgir membranasiga (mikrofon) uzatiladi. Keyin mikrofonda audio signal elektr impulslariga aylantiriladi va keyin simlar orqali ikkinchi telefon qabul qilgichiga o'tadi, unda elektromagnit konvertor (karnay yoki eshitish vositasi) yordamida elektr signal yana ovozli signalga aylanadi.

So'nggi o'n yil ichida televizor jadal rivojlandi. Garchi ular bir-biriga qarindosh bo'lishsa-da, ular bir xil emas. Bundan tashqari, u kamroq tarmoqli kengligida ko'proq ma'lumotlarni uzatish qobiliyatiga va alohida subkanallarni translyatsiya qilish qobiliyatiga ega.

Darrin Meyer shu vaqtdan beri yozib keladi. Meyer Nebraska-Linkoln universitetining Broadcast Journalism san'ati bakalavriga ega. Ikkalasi o'rtasida sifat jihatidan katta farq bor. Rasm sifati raqamli eshittirishdan ancha ustundir.

Raqamli tasvir aniqroq, chunki u uzatish uchun raqamli formuladan foydalanadi, shuning uchun siz mukammal tasvirni ko'rasiz yoki umuman hech narsani ko'rmaysiz. Raqamli tizim radio to'lqinlari orqali ko'proq tarkibni uzatishga imkon beradi. Biz, albatta, ko'proq kompyuter va texnologiyalar dunyosida yashaymiz.

Yuqoridagi misolda yana "analog" signal konvertatsiyasi qo'llaniladi. Ya'ni, tovush tebranishi aloqa chizig'idagi elektr impulsining chastotasi bilan bir xil chastotaga ega, shuningdek tovush va elektr impulslari o'xshash shaklga ega (ya'ni o'xshash).

Har bir stansiyada analog chastotali signal uzatiladigan bitta chastota mavjud. Buning natijasida kanalda statik, qor yoki halo paydo bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, rang, yorqinlik va tovush sifatidagi o'zgarishlarga olib kelishi mumkin. Va, radio signallari singari, analog uzatish kamayadi va manbadan uzoqroq.

Raqamli kodda siz deyarli har qanday uzatiladigan elektr signalini (shu jumladan analog) kodlashingiz mumkin va bu rasm bo'ladimi, muhim emas, video signal, audio signal, yoki matnli ma'lumotva siz ushbu turdagi signallarni deyarli bir vaqtning o'zida (bitta raqamli oqimda) uzatishingiz mumkin.

Raqamli signal o'zining elektr xususiyatlariga ko'ra (masalan, ohangli signal bilan) analog signalga qaraganda yuqori ma'lumot uzatish qobiliyatiga ega. Bundan tashqari, raqamli signal analogdan kattaroq masofada va uzatiladigan signal sifatini pasaytirmasdan uzatilishi mumkin.

Bu sizga doimiy aniq tasvirlardan, yuqori sifatli tovushdan va statik yoki qorli narsalardan zavqlanishingizni anglatadi. Raqamli uzatish shunga o'xshash analog signalga qaraganda kamroq tarmoqli kengligi talab qiladi. Bu sizga uyda sifatli dasturlashni boshdan kechirishga imkon beradi. Tasvir qiymati har 3 balandlik uchun kenglikning 4 birligini tashkil etadi.

Afsuski, analog televizion qabul qilish uchun mo'ljallangan televizion qabul qiluvchilar (televizorlar) endi raqamli er usti signalini qabul qila olmaydi. Ammo har qanday holatda, bu siz do'konga borib, raqamli televizorni qabul qilishga qodir bo'lgan yangi televizor sotib olishingiz kerak degani emas.

Siz raqamli raqamga ega bo'lishingiz uchun eshittirish, faqat analog er usti signalini qo'llab-quvvatlaydigan televizorda siz raqamli televizion eshittirish qabul qiluvchisini (yoki boshqa nom bilan raqamli er usti qabul qiluvchisini) sotib olishingiz kerak.

Antenna uyasi yoki past chastotali audio-video kabel orqali televizorga ulangan raqamli er usti qabul qiluvchisi (qabul qilgich). Bunday holda, er usti antenna endi televizorning antenna uyasiga emas, balki raqamli qabul qilgichning o'ziga ulangan. Bunday ulanishning umumiy diagrammasi shakl. 1.

Ushbu texnikaning umumiy printsipi quyidagicha bo'ladi:

Raqamli er usti radio signali er usti antennasi tomonidan qabul qilinadi, antennadan bu signal raqamli qabul qiluvchiga keladi va qabul qiluvchidan analog signal sizning televizoringizga o'tadi. Bu erda televizor allaqachon monitor sifatida ishlatiladi va telekanallar almashinuvi raqamli er usti qabul qiluvchisi (qabul qiluvchisi) masofadan boshqarish pultidan amalga oshiriladi.

Bu erda ovozli radiostantsiyalarni qabul qilish haqida gapirish kerak deb o'ylayman.

Radioeshittirish stantsiyalaridan raqamli signalni qabul qilish uchun eski uslubdagi radio qabul qiluvchilar (analog eshittirishni qo'llab-quvvatlovchi) endi ishlamaydi va sizga raqamli radio signallarni qabul qilishni qo'llab-quvvatlovchi maxsus radio qabul qilgich kerak bo'ladi.

Raqamli er usti televizorining afzalliklari:

* Avval aytib o'tganimizdek, raqamli er usti televizorining asosiy va eng muhim ustunligi, albatta, harakatchanlikdir. Siz o'zingizning sevimli dasturlaringizni nafaqat uyda, balki yo'lda ham tomosha qilishingiz mumkin. Bundan tashqari, ehtimol kelajakda raqamli er usti televizorini mobil telefon orqali ko'rish mumkin.
* Raqamli er usti televizor - bu tasvir va tovushlarni juda sifatli qabul qilish qobiliyatidir.
* Elektr xususiyatlariga ko'ra, aniqrog'i, elektromagnit xususiyatlariga ko'ra raqamli signal analogdan kattaroq masofada va uzatiladigan signal sifatini pasaytirmasdan uzatilishi mumkin.
Bu erda, shuningdek, raqamli radio signal bizni o'rab turgan elektromagnit parazitlarga nisbatan ancha chidamli ekanligini hisobga olish kerak (shovqinlar yaqin atrofdagi elektr va radio qurilmalardan ham, yaqin atrofdan o'tadigan elektr tarmoqlaridan ham kelib chiqishi mumkin).
* IN raqamli format, televidenie kanallarini sezilarli darajada uzatish mumkin, shu bilan tasvir va ovoz sifati analog signal uzatishga qaraganda ancha yaxshi bo'ladi.
* Raqamli eshittirishning shubhasiz afzalligi, albatta, sozlashning qulayligi, masalan, sun'iy yo'ldosh televizorlarini o'rnatish va sozlash ma'lum bilim va ko'nikmalarni talab qiladi.

O'ylaymanki, bu raqamli eshittirishning analogdan ustunliklari ro'yxati emas, balki, ular aytganidek, kutib turing.

Mamlakatimizda raqamli televidenie tez sur'atlar bilan ommalashib bormoqda, ammo ko'p odamlar hali ham uning eski analog analog televizordan qanday farq qilishini bilishmaydi.

Analog va raqamli televizorlarning tavsifi

Ushbu analogni taxmin qilish oson raqamli televidenie mos ravishda analog va raqamli signallardir. Analog signal uzluksiz ishlaydi, ya'ni har qanday tashqi ta'sir bo'lsa, u zaif bo'lib qoladi, bu esa yomon tasvir va ovoz sifatiga olib keladi. Analog signalning shubhasiz afzalligi bu oddiy er usti antennasi yordamida qabul qilish qobiliyatidir. Shuningdek, siz kabel televideniesi provayderining xizmatlaridan foydalanishingiz mumkin. Bugungi kunda analog signal allaqachon eskirgan deb aytishimiz mumkin, chunki u raqamli signaldan bir qator muhim parametrlar - sifat, xavfsizlik va hk.
Zamonaviy televizorlar asosan analog ulagichga ega bo'lishiga qaramay, birinchi navbatda raqamli signal bilan ishlashga mo'ljallangan. Shunchaki analog signal zamonaviy plazma va LCD televizorlarning to'liq imkoniyatlarini ochib bera olmaydi, faqat raqamli signal eng yaxshi tasvir sifatini berishi mumkin. U analogdan farqli o'laroq, pauzalar bilan ajralib turadigan ixcham "qismlarga" kiradi va shuning uchun bunday signalga ta'sir o'tkazish juda qiyin. Raqamli signalni juda uzoq masofaga uzatishda ham tasvir va ovoz sifati eng yuqori darajada qoladi. Boshqa narsalar qatori, raqamli signal analogga qaraganda ancha ko'p kanallarni uzatishga imkon beradi, shuning uchun raqamli televizorga ulangan abonentlar turli xil mavzulardagi yuzdan ortiq telekanallarni qabul qiladilar.

Analog va raqamli televizorlarni taqqoslash

Afsuski, bugungi kunda analog televizor deyarli aniq ustunliklarga ega emas raqamli eshittirish, ehtimol an'anaviy antennadan foydalangan holda signalni "ushlash" qobiliyati bundan mustasno. Shu bilan birga, raqamli televizion raqamli signal qabul qiluvchisi yordamida ham mobil bo'lishi mumkin. Masofadan qat'i nazar, raqamli signal buzilmasligini va aralashuv va kafolatlardan himoyalanganligini hisobga olsak yuqori daraja sifatli, raqamli televideniyening afzalliklari aniq ko'rinib bormoqda.

TheDifference.ru analog va raqamli televideniye o'rtasidagi farq quyidagicha ekanligini aniqladi:

Raqamli televidenie signal sifati va himoyasining yuqori darajasini ta'minlaydi. Analog signal tashqi ta'sirlarga qarshi bo'lgan va shunday bo'lib qolmoqda va bunday yuqori sifatli tasvirni taqdim eta olmaydi.
Raqamli televidenie ko'proq mobil - bugungi kunda siz raqamli signalni yo'lda yoki uydan uzoqda qabul qilishingiz mumkin.
Analog televizion raqamli televidenie kabi ko'plab kanallarni taqdim eta olmaydi. Raqamli signalning o'ziga xos xususiyatlaridan kelib chiqqan holda, abonent raqamli televideniyega ulanishda bir necha yuzlab turli xil telekanallarga kirishi mumkin.

Yangiliklarga obuna bo'ling

Televizion va radioeshittirish, shuningdek, zamonaviy aloqa turlari bilan shug'ullanganingizda, ko'pincha siz kabi atamalar bilan shug'ullanishingiz kerak "Analog signal" va "Raqamli signal"... Ushbu so'zlar bo'yicha mutaxassislar uchun sir yo'q, ammo johil odamlar uchun "raqamli" va "analog" o'rtasidagi farq umuman noma'lum bo'lishi mumkin. Va shunga qaramay, juda muhim farq bor.

Signal haqida gapirganda, biz odatda EMFni keltirib chiqaradigan va qabul qiluvchi antennasida oqimning o'zgarishiga olib keladigan elektromagnit tebranishlarni nazarda tutamiz. Ushbu tebranishlarga asoslanib, qabul qiluvchi qurilma - televizor, radio, rasiya yoki uyali telefon - ekranda qanday tasvirni namoyish qilish kerakligi (agar video signal bo'lsa) va ushbu video signalga qanday tovushlar qo'shilishi haqida "g'oya" yaratadi.

Har holda, radiostansiya yoki minora signallari mobil aloqa ham raqamli, ham analog shaklda ko'rinishi mumkin. Axir, masalan, ovozning o'zi analog signaldir. Radio stantsiyasida mikrofon qabul qilgan tovush allaqachon aytib o'tilgan elektromagnit tebranishlarga aylanadi. Ovoz chastotasi qanchalik baland bo'lsa, chiqish tebranish chastotasi qanchalik baland bo'lsa va karnay qanchalik baland gapirsa, amplituda shunchalik katta bo'ladi.

Natijada paydo bo'lgan elektromagnit tebranishlar yoki to'lqinlar uzatuvchi antenna yordamida fazoda tarqaladi. Shunday qilib, havo past chastotali shovqinlar bilan tiqilib qolmasligi uchun va turli xil radiostansiyalar bir-biriga xalaqit bermasdan, parallel ravishda ishlash imkoniyatiga ega bo'lishlari uchun tovush ta'siridan kelib chiqadigan tebranishlar sarhisob qilinadi, ya'ni doimiy chastotaga ega bo'lgan boshqa tebranishlarga "joylashtirilgan". So'nggi chastota odatda "tashuvchi" deb nomlanadi va uning fikriga ko'ra biz radiostantsiyani analog signalini "ushlab turish" uchun radio qabul qilgichni sozlaymiz.

Qarama-qarshi jarayon qabul qilgichda sodir bo'ladi: tashuvchi chastota ajratiladi va antenna tomonidan qabul qilingan elektromagnit tebranishlar tovush tebranishlariga aylanadi va karnayning tanish ovozi karnaydan eshitiladi.

Radiodan qabul qiluvchiga audio signal uzatish jarayonida hamma narsa bo'lishi mumkin. Uchinchi tomon aralashuvi yuzaga kelishi mumkin, chastota va amplituda o'zgarishi mumkin, bu albatta radio chiqaradigan tovushlarga ta'sir qiladi. Va nihoyat, uzatuvchi ham, qabul qiluvchining o'zi ham signalni konvertatsiya qilish paytida ba'zi xatolarni keltirib chiqaradi. Shu sababli, analog radio qabul qilgich tomonidan qayta ishlab chiqarilgan ovoz har doim ham ba'zi bir buzilishlarga ega. O'zgarishlar bo'lishiga qaramay, ovoz juda yaxshi eshitilishi mumkin, ammo aralashish natijasida fon hushtak chaladi yoki hansiradi. Qabul qilish qanchalik ishonchli bo'lsa, bu begona shovqin effektlari shunchalik balandroq va aniqroq bo'ladi.

Bundan tashqari, quruqlikdagi analog signal juda zaif himoya darajasiga ega tashqi kirish... Jamoat radiostansiyalari uchun bu, albatta, muhim emas. Ammo birinchi foydalanishda mobil telefonlar deyarli har qanday tashqi radio qabul qilgich sizning telefon suhbatingizni tinglash uchun kerakli to'lqin uzunligiga osongina sozlanishi mumkinligi bilan bog'liq bir noxush moment bor edi.

Analog eshittirish bunday kamchiliklarga ega. Masalan, ular tufayli televizor nisbatan qisqa vaqt ichida to'liq raqamli bo'lishga va'da beradi.

Raqamli aloqa va radioeshittirish shovqinlardan va tashqi ta'sirlardan ko'proq immunitetga ega deb hisoblanadi. Gap shundaki, "raqamli" foydalanishda uzatuvchi stantsiyadagi mikrofondan analog signal raqamli kodga shifrlangan. Yo'q, albatta, raqamlar va raqamlar oqimi atrofdagi kosmosga tarqalmaydi. Faqatgina ma'lum bir chastota va tovush tovushiga radio impulslaridan kod beriladi. Impulslarning davomiyligi va chastotasi oldindan belgilanadi - bu uzatuvchi uchun ham, qabul qilgich uchun ham bir xildir. Impulsning mavjudligi biriga, yo'qligi - nolga to'g'ri keladi. Shuning uchun bu ulanish "raqamli" deb nomlanadi.

Analog signalni raqamli kodga o'zgartiradigan qurilma deyiladi analog-raqamli konvertor (ADC)... Va qabul qilgichga o'rnatilgan va kodni karnayda do'stingizning ovoziga mos keladigan analog signalga o'zgartiradigan qurilma uyali telefon GSM standarti "raqamli-analogli konvertor" (DAC) deb nomlanadi.

Raqamli signal uzatish paytida xatolar va buzilish deyarli yo'q qilinadi. Agar impuls biroz kuchliroq, uzoqroq bo'lsa yoki aksincha bo'lsa, u holda tizim hali ham birlik sifatida tan olinadi. Va uning o'rnida tasodifiy zaif signal paydo bo'lsa ham, nol nol bo'lib qoladi. ADC va DAC uchun 0,2 yoki 0,9 kabi boshqa qiymatlar yo'q - faqat nol va bitta. Shuning uchun raqamli aloqa va radioeshittirishga aralashish unchalik ta'sir qilmaydi.

Bundan tashqari, "raqam" ham ruxsatsiz kirishdan ko'proq himoyalangan. Haqiqatan ham, qurilmaning DAC-si signalni parolini hal qila olishi uchun uning parolini hal qilish kodini "bilishi" kerak. ADC signal bilan birga qabul qiluvchi sifatida tanlangan qurilmaning raqamli manzilini uzatishi mumkin. Shunday qilib, hatto radio signal tutilsa ham, kodning hech bo'lmaganda bir qismi yo'qligi sababli uni tanib bo'lmaydi. Bu, ayniqsa, to'g'ri.

Shunday qilib, bu erda raqamli va analog signallarning farqlari:

1) Analog signal shovqin bilan buzilishi mumkin va raqamli signal shovqin bilan umuman tiqilib qolishi yoki buzilmasdan kelishi mumkin. Raqamli signal to'liq mavjud yoki umuman yo'q (nol yoki bitta).

2) Analog signal transmitter bilan bir xil printsipda ishlaydigan barcha qurilmalar tomonidan qabul qilinishi mumkin. Raqamli signal ishonchli tarzda kod bilan himoyalangan, agar u siz uchun mo'ljallanmagan bo'lsa, uni ushlab qolish qiyin.

Analog signal uzluksiz argument (vaqt) funktsiyasidir. Agar grafik vaqti-vaqti bilan kesilsa, masalan, impulslar ketma-ketligida sodir bo'lsa, ular allaqachon portlashning ma'lum bir diskretligi haqida gapirishadi.

Termin tarixi

Kompyuter muhandisligi

Agar siz uni diqqat bilan o'qib chiqsangiz, ta'rif qaerdan kelganligi haqida hech qaerda yozilmagan - analog. G'arbda bu atama qirqinchi yillardan boshlab kompyuter mutaxassislari tomonidan qo'llanila boshlandi. Ikkinchi Jahon urushi paytida birinchi bo'ldi kompyuter tizimlariraqamli deb nomlangan. Va uni ajratish uchun yangi epitetlar bilan chiqish kerak edi.

Dunyoga maishiy texnika analog tushunchasi faqat 80-yillarning boshlarida, birinchi bo'lganida kiritilgan intel protsessorlariva dunyo ZX-Spectrum-da o'yinchoqlar bilan o'ynadi, bugungi kunda qurilmalar uchun emulyatorni Internetdan olish mumkin. O'yin juda g'ayratli, epchillik va ajoyib reaktsiyani talab qildi. Bolalar bilan birga ular qutilarni yig'ishdi va dushmanning musofirlarini va kattalarini kaltakladilar. Zamonaviy o'yinlar o'yinchilarning ongini bir muncha vaqt egallagan birinchi qushlardan ancha past.

Ovoz yozish va telefoniya

80-yillarning boshlarida elektron ishlov berishda pop musiqa paydo bo'la boshladi. Musiqiy telegraf 1876 yilda jamoatchilikka taqdim etildi, ammo tan olinmadi. Ommabop musiqa tinglovchilarga so'zning keng ma'nosida yoqadi. Telegraf bitta yozuvni chiqarishga, masofani uzatishga qodir edi, u erda u maxsus dizayndagi karnay tomonidan ko'paytirildi. Serjant Pepperni yaratishda Bitlz elektron organdan foydalangan bo'lsa-da, sintezator 70-yillarning oxirlarida qo'llanila boshlandi. Haqiqatan ham mashhur va raqamli asbob 80-yillarning o'rtalarida paydo bo'ldi: Modern Talking-ni eslang. 1939 yilda Novachord dan boshlab analog sxemalarda ilgari ishlatilgan sintezatorlar.

Shunday qilib, analog va raqamli texnologiyalarni farqlash zarurati oddiy fuqaro uchun paydo bo'lmadi, chunki ikkinchisi qat'iy qo'llanilmaguncha. Analog so'zi 1980-yillarning boshidan beri jamoat mulki bo'lgan. Terimning kelib chiqishiga kelsak, an'anaviy ravishda indikator telefoniyadan olingan va keyinchalik ovoz yozib olishga ko'chib ketgan deb ishoniladi. Analog tebranishlar to'g'ridan-to'g'ri karnayga beriladi va ovoz darhol eshitiladi. Signal odamning nutqiga o'xshaydi, elektr analogiga aylanadi.

Agar siz karnayga raqamli signalni qo'llasangiz, turli xil tugmachalarning notekis kakofoniyasi eshitiladi. Ushbu "nutq" magnit lentadan dasturlar va o'yinlarni kompyuter xotirasiga yuklaganlarga yaxshi tanish. Bu odamga o'xshamaydi, chunki raqamli. Diskret signalga kelsak, eng oddiy tizimlarda u to'g'ridan-to'g'ri integralator bo'lib xizmat qiladigan karnayga beriladi. Korxonaning muvaffaqiyati yoki muvaffaqiyatsizligi to'liq to'g'ri parametrlarga bog'liq.

Shu bilan birga, bu atama ovoz yozib olishda aniqlandi, bu erda musiqa va ovoz to'g'ridan-to'g'ri mikrofondan lentaga o'tdi. Magnit yozuv haqiqiy rassomlarning analogiga aylandi. Vinil yozuvlar musiqachilarga o'xshaydi va hali ham har qanday kompozitsiya uchun eng yaxshi vosita hisoblanadi. Ular cheklangan umr ko'rsalar ham. Hozirgi kunda kompakt-disklarda tez-tez dekoder yordamida dekodlash mumkin bo'lgan raqamli audio mavjud. Vikipediyaga ko'ra, yangi davr 1975 yilda boshlangan (en.wikipedia.org/wiki/History_of_sound_recording).

Elektr o'lchovlari

IN analog signal kuchlanish yoki oqim va takror ishlab chiqaruvchi qurilmadagi javob o'rtasida mutanosiblik mavjud. Keyinchalik bu atama yunon analoglaridan olingan deb hisoblanadi. Proportsionallik nimani anglatadi. Biroq, taqqoslash yuqoridagilarga o'xshaydi: signal karnaylar tomonidan ishlab chiqarilgan ovozga o'xshaydi.

Bundan tashqari, texnologiyada analog signallarni belgilash uchun yana bir atama ishlatiladi - uzluksiz. Qaysi yuqoridagi ta'rifga mos keladi.

umumiy ma'lumot

Signal energiyasi

Ta'rifdan kelib chiqadigan bo'lsak, analog signal vaqt bilan cheklanmagan cheksiz energiyaga ega. Shuning uchun uning parametrlari o'rtacha hisoblanadi. Masalan, rozetkada mavjud bo'lgan 220 V shu sababli RMS deb ataladi. Shuning uchun samarali (o'rtacha ma'lum bir oraliqda) qiymatlardan foydalaniladi. Soketda 50 Hz analog signal borligi allaqachon aniq.

Diskretlik haqida gap ketganda, cheklangan qiymatlardan foydalaniladi. Masalan, hayratga soladigan qurolni sotib olayotganda, zarba energiyasining joule bilan o'lchangan ma'lum bir qiymatdan oshmasligiga ishonch hosil qilishingiz kerak. Aks holda, foydalanish paytida yoki tekshirish paytida muammolar bo'ladi. Muayyan energiya qiymatidan boshlab, qurolni faqat maxsus kuchlar, belgilangan yuqori chegara bilan ishlatadilar. Boshqa har qanday narsa printsipial jihatdan noqonuniy hisoblanadi va ishlatilganda o'limga olib kelishi mumkin.

Impuls energiyasi oqim va kuchlanishni davomiyligini ko'paytirish orqali topiladi. Va bu diskret signallar uchun parametrning aniqligini ko'rsatadi. Texnologiyalarda raqamli ketma-ketliklar ham mavjud. Diskret raqamli signaldan qat'iy belgilangan parametrlar bilan farq qiladi:

1. Muddati.
2. Amplituda.
3. Belgilangan ikkita holatning mavjudligi: 0 va 1.
4. Mashina bitlari 0 va 1 ishtirokchilar uchun oldindan kelishilgan va tushunarli so'zlarga qo'shiladi (yig'ilish tili).

O'zaro signal konvertatsiyasi

Analog signalning qo'shimcha ta'rifi uning aniq tasodifiyligi, ko'rinadigan qoidalarning yo'qligi yoki ba'zi tabiiy jarayonlarga o'xshashligi. Masalan, sinusoid Yerning Quyosh atrofida aylanishini tasvirlab berishi mumkin. Bu analog signal. O'chirish va signal nazariyasida sinusoid aylanadigan amplituda vektori bilan ifodalanadi. Va oqim va kuchlanish fazasi boshqacha - bu ikki xil vektor bo'lib, reaktiv jarayonlarni keltirib chiqaradi. Induktorlar va kondansatkichlarda nimalar kuzatiladi.

Ta'rifdan kelib chiqadiki, analog signal osonlikcha diskretga aylanadi. Har qanday impuls birligi quvvat manbai kirish voltajini rozetkadan to'plamlarga kesadi. Shuning uchun u 50 Hz chastotali analog signalni alohida ultratovush portlashlariga aylantirish bilan shug'ullanadi. Kesish parametrlarini o'zgartirib, quvvat manbai chiqadigan qiymatlarni elektr yuki talablariga moslashtiradi.

Teskari jarayon amplituda detektori bo'lgan radio to'lqin qabul qiluvchisi ichida sodir bo'ladi. Signalni to'g'irlagandan so'ng, diodalarda turli amplituda impulslar hosil bo'ladi. Axborot bunday signal konvertiga, xabarning yuqori qismlarini bog'laydigan chiziqqa joylashtirilgan. Filtr diskret impulslarni analog qiymatga aylantirish uchun javobgardir. Ushbu tamoyil energiyani birlashtirishga asoslanadi: voltaj mavjudligi davrida kondansatörning zaryadi ortadi, keyin tepaliklar orasidagi intervalda oqim ilgari to'plangan elektron zaxirasi tufayli hosil bo'ladi. Olingan to'lqin bosh kuchaytirgichiga, keyin esa karnaylarga beriladi, natijada boshqalar eshitadilar.

Raqamli signal boshqacha kodlangan. U erda impuls amplitudasi mashina so'ziga kiritilgan. U bitta va noldan iborat, dekodlash kerak. Amaliyot amalga oshirilmoqda elektron qurilmalar: grafik adapter, dasturiy mahsulotlar... Hamma Internetdan K-Lite kodeklarini yuklab oldi, bu shunday. Drayv raqamli signalni dekodlash va uni karnay va displeyga chiqarish uchun aylantirish uchun javobgardir.

Adapter 3 o'lchovli tezlatgich deb nomlanganida va aksincha, chalkashliklarga shoshilishning hojati yo'q. Birinchisi faqat berilgan signalni o'zgartiradi. Masalan, uchun raqamli kirish DVI har doim adapterga ega. U faqat bitta va nollardan raqamlarni ekran matritsasida ko'rsatish uchun o'tkazish bilan shug'ullanadi. Yorqinligi va RGB piksel qiymatlari haqida ma'lumot oladi. 3D tezlatgichga kelsak, kompozitsiyadagi qurilma adapterni o'z ichiga olish huquqiga ega (lekin talab qilinmaydi), ammo asosiy vazifa uch o'lchovli tasvirlarni qurish uchun murakkab hisob-kitoblardir. Ushbu texnik sizga markaziy protsessorni tushirishga va shaxsiy kompyuterning ishini tezlashtirishga imkon beradi.

Analogdan raqamliga signal ADC ga aylantiriladi. Bu dasturiy ta'minotda yoki mikrosxemada sodir bo'ladi. Alohida tizimlar ikkala usulni birlashtiradi. Jarayon belgilangan maydonga mos keladigan namunalarni olish bilan boshlanadi. Ularning har biri o'zgartirilib, hisoblangan raqamni o'z ichiga olgan mashina so'ziga aylanadi. Keyin namunalar paketlar bilan to'ldiriladi, ularni murakkab tizimning boshqa abonentlariga yuborish mumkin bo'ladi.

Namuna olish qoidalari namuna olishning maksimal chastotasini ko'rsatadigan Kotelnikov teoremasi bilan normallashtirilgan. Hisob-kitobni tez-tez olish taqiqlanadi, chunki ma'lumot yo'qoladi. Sodda qilib aytganda, namuna olish chastotasining signal spektrining yuqori chegarasidan olti baravar ko'pligi etarli deb hisoblanadi. Ko'proq bo'sh joyni ta'minlash qo'shimcha foyda deb hisoblanadi yaxshi sifat... Har kim audio yozuvning namunaviy tezligi ko'rsatkichini ko'rgan. Odatda parametr 44 kHz dan yuqori. Sababi inson eshitishining o'ziga xos xususiyatlari: spektrning yuqori chegarasi 10 kHz. Shuning uchun 44 kHz namuna olish tezligi o'rtacha tovushni ko'paytirish uchun etarli.

Diskret va raqamli signal o'rtasidagi farq

Va nihoyat, tashqi dunyodan kelgan odam odatda analog ma'lumotni qabul qiladi. Agar ko'z miltillagan yorug'likni ko'rsa, atrofdagi ko'rish atrofdagi landshaftni qamrab oladi. Binobarin, yakuniy effekt diskret ko'rinmaydi. Albatta, boshqa idrokni yaratishga harakat qilish mumkin, ammo bu qiyin va umuman sun'iy bo'ladi. Bu shovqin fonida osongina ajralib turadigan nuqta va chiziqlardan tashkil topgan Morse kodini ishlatish uchun asosdir. Telegraf tugmachasining diskret zarbalarini tabiiy shovqin bilan, hattoki kuchli shovqin mavjud bo'lganda ham adashtirish qiyin.

Xuddi shu tarzda, shovqinlarni bartaraf etish uchun raqamli liniyalar san'atga kiritilgan. Har qanday video sevuvchi eng yuqori piksellar bilan filmning kodlangan nusxasini olishga harakat qiladi. Raqamli ma'lumotlar uzoq masofalarga eng kichik buzilishlarsiz uzatilishi mumkin. Oldindan kelishilgan so'zlarni shakllantirish uchun har ikki tomonda ham ma'lum bo'lgan qoidalar yordamchilarga aylanadi. Ba'zan keraksiz ma'lumotlar raqamli signalga kiritilib, xatolarni tuzatishga yoki sezishga imkon beradi. Bu noto'g'ri idrokni yo'q qiladi.

Puls signallari

Aniqrog'i, diskret signallar vaqtning ma'lum bir nuqtalarida hisoblash orqali o'rnatiladi. Oldingi va qulashi cheklangan uzunlikka ega bo'lganligi sababli bunday ketma-ketlik haqiqatda shakllanmaganligi aniq. Impuls bir zumda uzatilmaydi. Shuning uchun ketma-ketlik spektri diskret deb hisoblanmaydi. Bu shuni anglatadiki, signalni bunday deb atash mumkin emas. Amalda ikkita sinf ajratiladi:

1. Analog impuls signallari - uning spektrini Furye konvertatsiyasi topadi, shuning uchun hech bo'lmaganda ba'zi sohalarda uzluksiz. Zanjirga kuchlanish yoki oqim ta'sirining natijasi konvolyatsiya ishida topiladi.
2. Diskret impuls signallari diskret spektrni ham ko'rsatadi, ular bilan ishlash diskret Furye konvertatsiyalari orqali amalga oshiriladi. Shuning uchun, diskret konvolusiya ham qo'llaniladi.

Ushbu tushuntirishlar impuls signallari analog ekanligini o'qigan literalistlar uchun muhimdir. Diskret bo'lganlar spektr xususiyatlari bilan nomlangan. Analog atamasi farqlash uchun ishlatiladi. Davomiy epitet, yuqorida aytib o'tilganidek va spektrning o'ziga xos xususiyatlari bilan bog'liq.

Tushuntirish: faqat impulslarning cheksiz ketma-ketligi spektri qat'iy diskret hisoblanadi. Paket uchun harmonik komponentlar har doim noaniq. Bunday spektr amplituda modulyatsiyalangan impulslarning ketma-ketligiga o'xshaydi.

Oddiy odam signallarning tabiati haqida o'ylamaydi, lekin ba'zida analog va raqamli eshittirish yoki formatlarning farqi haqida o'ylash kerak. Odatiy bo'lib, analog texnologiyalar o'tmishda qoldi va tez orada butunlay raqamli texnologiyalar bilan almashtiriladi deb ishoniladi. Yangi tendentsiyalar uchun nimadan voz kechayotganimizni bilishga arziydi.

Analog signal - vaqtning uzluksiz funktsiyalari bilan tavsiflangan ma'lumotlar signali, ya'ni uning tebranishlarining amplitudasi maksimal darajadagi istalgan qiymatlarni qabul qilishi mumkin.

Raqamli signal - vaqtning diskret funktsiyalari bilan tavsiflangan ma'lumotlar signali, ya'ni tebranish amplitudasi faqat qat'iy belgilangan qiymatlarni qabul qiladi.

Amalda, bu analog signal katta miqdordagi shovqin bilan birga keladi, raqamli signal esa ularni muvaffaqiyatli filtrlaydi, deyishimizga imkon beradi. Ikkinchisi asl ma'lumotni tiklashga qodir. Bundan tashqari, uzluksiz analog signal ko'pincha keraksiz ma'lumotlarni olib yuradi, bu esa uning ortiqcha bo'lishiga olib keladi - bitta analog o'rniga bir nechta raqamli signallarni uzatish mumkin.

Agar biz televizor haqida gapiradigan bo'lsak va aynan shu yo'nalish iste'molchilarni raqamli raqamga o'tishi bilan xavotirga soladigan bo'lsa, u holda analog signalni butunlay eskirgan deb hisoblash mumkin. Biroq, hozirga qadar analog signallarni buning uchun mo'ljallangan har qanday uskunalar qabul qiladi va raqamli raqamli maxsus talab qilinadi. To'g'ri, "raqamli" analog televizorlarning ko'payishi bilan tobora kamayib boradi va ularga bo'lgan talab keskin kamayadi.

Boshqasi muhim xususiyat signal - xavfsizlik. Shu nuqtai nazardan, analog tashqi ta'sirlardan yoki tajovuzlardan to'liq himoyasizligini namoyish etadi. Raqamli, unga radio impulslaridan kod berish orqali shifrlanadi, shunda har qanday shovqinlar chiqarib tashlanadi. Raqamli signallarni uzoq masofalarga uzatish qiyin, shuning uchun modulyatsiya-demodulyatsiya sxemasidan foydalaniladi.

Xulosa sayti

1. Analog signal uzluksiz, raqamli signal diskret.
2. Analog signalni uzatishda kanalni shovqin bilan tiqilib qolish xavfi katta.
3. Analog signal ortiqcha.
4. Raqamli signal shovqinni filtrlaydi va asl ma'lumotni tiklaydi.
5. Raqamli signal shifrlangan holda uzatiladi.
6. Bitta analog signal o'rniga bir nechta raqamli signallarni yuborish mumkin.

Analog, diskret va raqamli signallar

Raqamli signallarni qayta ishlashga kirish

Raqamli signalni qayta ishlash (DSP yoki DSP - raqamli signalni qayta ishlash) fan va texnologiyalarning aloqa, meteorologiya, radar va sonar, tibbiy tasvirni tasvirlash, raqamli audio va televizion eshittirish, neft va gaz konlarini qidirish va boshqalar. Texnologiyalarning keng va chuqur kirib borishini aytishimiz mumkin raqamli ishlov berish inson faoliyatining barcha sohalariga signal beradi. Bugungi kunda DSP texnologiyasi barcha soha olimlari va muhandislari, istisnosiz, zarur bo'lgan asosiy bilimlardan biridir.

Signallar

Signal nima? Eng umumiy formulada bu bir miqdorning boshqasiga bog'liqligi. Ya'ni, matematik nuqtai nazardan, signal funktsiyadir. Vaqtga bog'liqliklar. Signalning jismoniy tabiati turlicha. Ko'pincha bu elektr voltaji, kamroq oqim.

Signalning taqdimot shakllari:

1. vaqtinchalik;

2. spektral (chastota domenida).

Raqamli ishlov berish narxi analogdan kam va pasayishda davom etmoqda, hisoblash ko'rsatkichlari esa o'sishda davom etmoqda. DSP tizimlari juda moslashuvchan bo'lishi ham muhimdir. Ular yangi dasturlar bilan to'ldirilishi va jihozlarni o'zgartirmasdan turli xil operatsiyalarni bajarish uchun qayta dasturlashtirilishi mumkin. Shu sababli, raqamli signallarni qayta ishlashning ilmiy va amaliy masalalariga qiziqish ilm-fan va texnikaning barcha tarmoqlarida o'sib bormoqda.

Raqamli signallarni qayta ishlashga oldindan so'z

Alohida signallar

Raqamli ishlov berishning mohiyati shundan iborat jismoniy signal(kuchlanish, oqim va boshqalar) ketma-ketlikka aylantiriladi raqamlar, keyinchalik VUda matematik o'zgarishlarga duch keladi.

Analog, diskret va raqamli signallar

Asl jismoniy signal vaqtning doimiy funktsiyasidir. T har doim aniqlangan bunday signallar chaqiriladi analog.

Qanday signal raqamli deb nomlanadi? Analog signalni ko'rib chiqamiz (1.1-rasm). U ko'rib chiqilgan vaqt oralig'ida doimiy ravishda o'rnatiladi. Agar o'lchov noaniqligi hisobga olinmasa, analog signal mutlaqo to'g'ri deb hisoblanadi.

Shakl: 1.1 a) analog signal

Shakl: 1.1 b) namunali signal

Shakl: 1.1 c) Kvantlangan signal

Qabul qilish uchun raqamli signal, siz ikkita operatsiyani bajarishingiz kerak - namuna olish va kvantlash... Analog signalni namunalar ketma-ketligiga aylantirish jarayoni deyiladi namuna olish, va bunday o'zgarish natijasi diskret signal.T. arr., namuna olish har bir elementi chaqirilgan analog signaldan (1.1 b-rasm) namunani yig'ishdan iborat orqaga hisoblash, qo'shni namunalardan ma'lum vaqt oralig'ida o'z vaqtida joylashtiriladi Tdeb nomlangan namuna olish oralig'i yoki (namuna olish oralig'i ko'pincha bir xil bo'lgani uchun) - namuna olish davri... Namuna olish davrining o'zaro aloqasi deyiladi namuna olish darajasiva quyidagicha aniqlanadi:

(1.1)

Hisoblash moslamasida signalni qayta ishlashda uning namunalari ikkilik raqamlar shaklida ifodalanadi cheklangan raqam chiqindilar. Natijada, namunalar faqat cheklangan qiymatlar to'plamini olishi mumkin va shuning uchun signalni taqdim etishda uning yaxlitlashi muqarrar ravishda yuzaga keladi. Signal namunalarini raqamlarga aylantirish jarayoni deyiladi kvantlash... Natijada paydo bo'lgan yumaloq xatolar yaxlitlash xatolari yoki kvantlash shovqini... Shunday qilib, kvantizatsiya - bu odatdagi yaxlitlash yo'li bilan namuna olingan signal darajalarini ma'lum bir tarmoqqa tushirish (1.1-rasm). Vaqt diskret va darajadagi kvantlangan signal raqamli bo'ladi.

Analog signalni raqamli ekvivalenti bilan to'liq tiklash mumkin bo'lgan sharoitda dastlab signalda mavjud bo'lgan barcha ma'lumotlarni saqlab qolish Nyukist, Kotelnikov, Shannon teoremalari bilan ifodalanadi, ularning mohiyati deyarli bir xil. Axborotni raqamli ekvivalentida to'liq saqlab qolish bilan analog signalni olish uchun analog signaldagi maksimal chastotalar namuna olish chastotasining kamida yarmini tashkil qilishi kerak, ya'ni f max £ (1/2) f d, ya'ni. bir davrda maksimal chastota kamida ikkita o'qish bo'lishi kerak. Agar ushbu shart buzilgan bo'lsa, raqamli signalda haqiqiy chastotalarni past chastotalar bilan maskalash (almashtirish) ta'siri paydo bo'ladi. Bunday holda, "aniq" chastota raqamli signalda haqiqiy o'rniga yoziladi va shuning uchun analog chastotada haqiqiy chastotani tiklash imkonsiz bo'lib qoladi. Qayta qurilgan signal, xuddi namunaviy chastotaning yarmidan yuqori chastotalar (1/2) f d dan spektrning pastki qismiga aks etgan va spektrning ushbu qismida mavjud bo'lgan chastotalar ustiga qo'yilganga o'xshaydi. Ushbu effekt deyiladi taxallusyoki taxallus (taxallus). Aliasingning illyustratsion misoli - bu filmlarda keng tarqalgan illuziya - agar g'ildirak ketma-ket kadrlar orasida yarim yarim inqilobni amalga oshirsa (namuna olish tezligiga o'xshash bo'lsa), mashina g'ildiragi o'z harakatiga qarshi aylana boshlaydi.

Raqamli konvertatsiya qilish signali analog-raqamli konvertorlar (ADC) tomonidan amalga oshiriladi. Odatda ular foydalanadilar ikkilik tizim bir xil miqyosdagi ma'lum bir raqamlar bilan hisoblash. Raqamlar sonini ko'paytirish o'lchov aniqligini yaxshilaydi va kengaytiradi dinamik diapazon o'lchangan signallar. ADC bitlarining etishmasligi sababli yo'qolgan ma'lumotlar tiklanmaydi va faqatgina namunalarni "yaxlitlash" natijasida yuzaga keladigan xatolarni taxmin qilish mumkin, masalan, so'nggi ADC bitidagi xato tufayli hosil bo'lgan shovqin kuchi orqali. Buning uchun signal-shovqin nisbati tushunchasi ishlatiladi - signal kuchining shovqin kuchiga nisbati (desibellarda). Eng ko'p ishlatiladigan 8-, 10-, 12-, 16-, 20- va 24-bitli ADClar. Har bir qo'shimcha raqam signal-shovqin nisbatlarini 6 desibelga yaxshilaydi. Biroq, bitlar sonini ko'paytirish namuna olish tezligini pasaytiradi va apparat narxini oshiradi. Muhim jihat shuningdek, signalning maksimal va minimal qiymatlari bilan belgilangan dinamik diapazondir.

Raqamli signalni qayta ishlash yoki maxsus protsessorlaryoki umumiy foydalanishdagi kompyuterlarda va kompyuterlarda maxsus dasturlar... Ko'rib chiqish oson chiziqli tizimlar. Lineer superpozitsiya printsipi amalga oshiriladigan tizimlar (kirish signallari yig'indisiga javob har bir signalga alohida javoblar yig'indisiga teng) va bir xillik (kirish signali amplitudasining o'zgarishi chiqish signalidagi mutanosib o'zgarishni keltirib chiqaradi).

Agar kirish signali x (t-t 0) har qanday siljish t 0 uchun y (t-t 0) chiqish signalini hosil qilsa, u holda tizim deyiladi vaqt o'zgarmas... Uning xususiyatlari har qanday o'zboshimchalik bilan tekshirilishi mumkin. Lineer tizimni tavsiflash uchun maxsus kirish signali kiritiladi - yagona impuls (impuls funktsiyasi).

Yagona impuls (bitta hisob) u 0(n) (1.2-rasm):

Shakl: 1.2. Yagona impuls

Superpozitsiya va bir xillik xususiyati tufayli har qanday kirish signali turli vaqtlarda qo'llaniladigan va tegishli koeffitsientlarga ko'paytiriladigan bunday impulslarning yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin. Tizimning chiqish signali bu holda ushbu impulslarga javoblarning yig'indisidir. Bitta impulsga (birlik amplituda bo'lgan impulsga) javob deyiladi impulsga javob berish tizimih (n). Impulsli javobni bilish har qanday signalning diskret tizim orqali o'tishini tahlil qilishga imkon beradi. Darhaqiqat, ixtiyoriy signal (x (n)) birlik namunalarining chiziqli kombinatsiyasi sifatida ifodalanishi mumkin.