انواع سیگنال ها روش های مدولاسیون و تشکیل سیگنال های گروهی آنالوگ و دیجیتال sss

سیگنال به عنوان یک ولتاژ یا جریان تعریف می شود که می تواند به عنوان یک پیام یا به عنوان اطلاعات منتقل شود. طبق ماهیت خود، همه سیگنال ها آنالوگ هستند، اعم از DC یا AC، دیجیتال یا پالسی. با این حال، مرسوم است که بین سیگنال های آنالوگ و دیجیتال تمایز قائل شوند.

سیگنال دیجیتال سیگنالی است که به روش خاصی پردازش شده و به اعداد تبدیل شده است. معمولا این سیگنال های دیجیتال به سیگنال های آنالوگ واقعی متصل می شوند، اما گاهی اوقات هیچ ارتباطی بین آنها وجود ندارد. به عنوان مثال انتقال داده ها به صورت محلی است شبکه های کامپیوتر(LAN) یا سایر شبکه های پرسرعت.

در مورد پردازش سیگنال دیجیتال (DSP)، یک سیگنال آنالوگ توسط دستگاهی به نام مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) به شکل باینری تبدیل می شود. خروجی ADC یک نمایش باینری از سیگنال آنالوگ است که سپس توسط یک پردازشگر سیگنال دیجیتال محاسباتی (DSP) پردازش می شود. پس از پردازش، اطلاعات موجود در سیگنال را می توان به دوباره تبدیل کرد فرم آنالوگبا استفاده از مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC).

مفهوم کلیدی دیگر در تعریف سیگنال این واقعیت است که یک سیگنال همیشه مقداری اطلاعات را حمل می کند. این ما را به مشکل کلیدی پردازش سیگنال های فیزیکی آنالوگ - مشکل استخراج اطلاعات می رساند.

اهداف پردازش سیگنال

هدف اصلی پردازش سیگنال، نیاز به به دست آوردن اطلاعات موجود در آنها است. این اطلاعات معمولاً در دامنه سیگنال (مطلق یا نسبی)، در فرکانس یا محتوای طیفی، در فاز یا در وابستگی های زمانی نسبی چندین سیگنال وجود دارد.

هنگامی که اطلاعات مورد نظر از سیگنال استخراج شد، می توان از آن به روش های مختلفی استفاده کرد. در برخی موارد، مطلوب است که اطلاعات موجود در سیگنال دوباره قالب بندی شود.

به طور خاص، تغییر در فرمت سیگنال هنگام ارسال رخ می دهد سیگنال صوتیدر یک سیستم تلفنی با دسترسی چندگانه تقسیم فرکانس (FDMA). در این مورد، از روش های آنالوگ برای تطبیق چندگانه استفاده می شود کانال های صوتیدر طیف فرکانس برای انتقال از طریق ایستگاه رله رادیویی مایکروویو، کابل کواکسیال یا فیبر نوری.

در مورد ارتباطات دیجیتال، اطلاعات صوتی آنالوگ ابتدا با استفاده از ADC به دیجیتال تبدیل می شود. اطلاعات دیجیتالی که کانال‌های صوتی مجزا را نشان می‌دهد، مالتی پلکس شده با زمان (دسترسی چندگانه تقسیم زمانی، TDMA) و از طریق یک سریال ارسال می‌شود. خط دیجیتالارتباطات (مانند سیستم PCM).

دلیل دیگر پردازش سیگنال فشرده سازی پهنای باند سیگنال (بدون از دست دادن قابل توجه اطلاعات) و به دنبال آن قالب بندی و انتقال اطلاعات با سرعت های کاهش یافته است که می تواند پهنای باند کانال مورد نیاز را محدود کند. مودم‌های پرسرعت و سیستم‌های مدولاسیون کد پالس تطبیقی ​​(ADPCM) از الگوریتم‌های حذف افزونگی (فشرده‌سازی) داده‌ها استفاده گسترده می‌کنند. سیستم های دیجیتالارتباطات سیار، سیستم های ضبط صدا MPEG، تلویزیون با کیفیت بالا (HDTV).

سیستم های جمع آوری و کنترل داده های صنعتی از اطلاعات دریافتی از حسگرها برای تولید سیگنال های بازخورد مناسب استفاده می کنند که به نوبه خود مستقیماً فرآیند را کنترل می کنند. توجه داشته باشید که این سیستم ها به ADC و DAC و همچنین سنسورها، تهویه کننده سیگنال و DSP (یا میکروکنترلر) نیاز دارند.

در برخی موارد در سیگنال حاوی اطلاعات نویز وجود دارد و هدف اصلی بازیابی سیگنال است. تکنیک هایی مانند فیلتر کردن، همبستگی خودکار، کانولوشن و غیره اغلب برای انجام این کار در هر دو حوزه آنالوگ و دیجیتال استفاده می شود.

تهویه سیگنال

در بسیاری از شرایط فوق (مرتبط با استفاده از فناوری های DSP)، هر دو ADC و DAC مورد نیاز هستند. با این حال، در برخی موارد، تنها یک DAC مورد نیاز است، زمانی که سیگنال های آنالوگ را می توان به طور مستقیم بر اساس DSP و DAC تولید کرد. مثال خوبنمایشگرهای اسکن شده ویدیویی هستند که در آنها یک سیگنال دیجیتالی تولید شده تصویر ویدیویی یا بلوک RAMDAC (مبدل آرایه پیکسلی دیجیتال به آنالوگ) را هدایت می کند.

مثال دیگر موسیقی و گفتار سنتز مصنوعی است. در واقع، هنگام تولید سیگنال های فیزیکی آنالوگ تنها با استفاده از روش های دیجیتال، آنها به اطلاعاتی که قبلاً از منابع سیگنال های فیزیکی مشابه به دست آمده اند، تکیه می کنند. در سیستم های نمایشگر، داده های روی نمایشگر باید اطلاعات مربوطه را به اپراتور منتقل کنند. هنگام توسعه سیستم های صوتی، ویژگی های آماریصداهایی تولید می شود که از قبل با استفاده از روش های DSP (منبع صدا، میکروفون، پیش تقویت کننده، ADC و غیره).

روش ها و فناوری های پردازش سیگنال

سیگنال ها را می توان با استفاده از تکنیک های آنالوگ (پردازش سیگنال آنالوگ یا ASP)، تکنیک های دیجیتال (پردازش سیگنال دیجیتال یا DSP) یا ترکیبی از تکنیک های آنالوگ و دیجیتال (پردازش سیگنال ترکیبی یا MSP) پردازش کرد. در برخی موارد انتخاب روش ها مشخص است، در مواردی دیگر وضوح در انتخاب وجود ندارد و تصمیم نهایی بر اساس ملاحظات خاصی صورت می گیرد.

در مورد DSP، تفاوت اصلی آن با تجزیه و تحلیل داده های رایانه ای سنتی است سرعت بالاو کارایی توابع پردازش دیجیتال پیچیده مانند فیلتر کردن، تجزیه و تحلیل بلادرنگ داده ها و فشرده سازی.

اصطلاح "پردازش سیگنال ترکیبی" به این معنی است که سیستم هر دو آنالوگ و پردازش دیجیتال. چنین سیستمی را می توان به عنوان یک برد مدار چاپی، یک هیبرید پیاده سازی کرد مدار مجتمع(IC) یا یک کریستال جداگانه با عناصر یکپارچه. ADC ها و DAC ها به عنوان دستگاه های پردازش سیگنال ترکیبی در نظر گرفته می شوند، زیرا هر دو عملکرد آنالوگ و دیجیتال در هر یک از آنها پیاده سازی می شوند.

پیشرفت های اخیر در فناوری تراشه با یکپارچگی بسیار بالا (VLSI) پردازش پیچیده (دیجیتال و آنالوگ) را روی یک تراشه واحد امکان پذیر می کند. ماهیت DSP نشان می دهد که این توابع می توانند در زمان واقعی انجام شوند.

مقایسه پردازش سیگنال آنالوگ و دیجیتال

مهندس امروزی با انتخاب ترکیب مناسب روش های آنالوگ و دیجیتال برای حل مشکل پردازش سیگنال مواجه است. پردازش سیگنال های فیزیکی آنالوگ تنها با استفاده از روش های دیجیتال غیرممکن است، زیرا همه سنسورها (میکروفون، ترموکوپل، کریستال های پیزوالکتریک، هدهای ذخیره سازی روی دیسک های مغناطیسیو غیره) دستگاه های آنالوگ هستند.

برخی از انواع سیگنال ها برای پردازش بیشتر سیگنال ها در هر دو روش آنالوگ و دیجیتال نیاز به وجود مدارهای عادی سازی دارند. مدارهای تهویه سیگنال، پردازنده های آنالوگ هستند که عملکردهایی مانند تقویت، انباشت (در تقویت کننده های ابزار دقیق و پیش تقویت کننده (بافر))، تشخیص سیگنال در برابر نویز پس زمینه (توسط تقویت کننده های حالت معمولی با دقت بالا، اکولایزرها و گیرنده های خطی)، پویا را انجام می دهند. فشرده سازی محدوده (توسط تقویت کننده های لگاریتمی، DAC های لگاریتمی و PGA) و فیلتر کردن (غیرفعال یا فعال).

چندین روش برای اجرای فرآیند پردازش سیگنال در شکل 1 نشان داده شده است. ناحیه بالایی شکل یک رویکرد کاملا آنالوگ را نشان می دهد. بقیه مناطق اجرای DSP را نشان می دهد. توجه داشته باشید که پس از انتخاب یک فناوری DSP، تصمیم بعدی باید قرار دادن ADC در مسیر پردازش سیگنال باشد.

پردازش سیگنال آنالوگ و دیجیتال

شکل 1. روش های پردازش سیگنال

به طور کلی، از آنجایی که ADC به سنسور نزدیکتر شده است، در حال حاضر بیشتر پردازش سیگنال آنالوگ توسط ADC انجام می شود. افزایش قابلیت های ADC را می توان در افزایش نرخ نمونه برداری، گسترش دامنه دینامیکی، افزایش وضوح، قطع نویز ورودی، استفاده از فیلتر ورودی و تقویت کننده های قابل برنامه ریزی (PGA)، وجود مراجع ولتاژ روی تراشه و غیره بیان کرد. . تمام افزونه های ذکر شده باعث افزایش سطح عملکرد و ساده سازی سیستم می شود.

با فناوری‌های مدرن تولید DAC و ADC با نرخ نمونه‌برداری و وضوح بالا، پیشرفت قابل توجهی در ادغام مدارهای بیشتر و بیشتر به طور مستقیم در ADC/DAC حاصل شده است.

به عنوان مثال، در زمینه اندازه‌گیری، ADC‌های 24 بیتی با تقویت‌کننده‌های قابل برنامه‌ریزی داخلی (PGA) وجود دارد که به شما امکان می‌دهد سیگنال‌های پل 10 میلی‌ولتی در مقیاس کامل را مستقیماً بدون عادی‌سازی بعدی دیجیتالی کنید (مثلاً سری AD773x).

روی صدا و فرکانس های صوتیدستگاه های پیچیده رمزگذاری-رمزگشایی رایج هستند - کدک ها (Analog Front End، AFE)، که دارای یک مدار آنالوگ ساخته شده در تراشه هستند که حداقل الزامات برای اجزای عادی سازی خارجی (AD1819B و AD73322) را برآورده می کند.

همچنین کدک های ویدیویی (AFE) برای برنامه هایی مانند پردازش تصویر CCD (CCD) و موارد دیگر (مانند سری AD9814، AD9816 و AD984X) وجود دارد.

مثال پیاده سازی

به عنوان مثالی از استفاده از DSP، بیایید آنالوگ و را با هم مقایسه کنیم فیلتر دیجیتال s فرکانس پایین (LPF)، هر کدام با فرکانس قطع 1 کیلوهرتز.

فیلتر دیجیتال به عنوان یک سیستم دیجیتال معمولی نشان داده شده در شکل 2 پیاده سازی می شود. توجه داشته باشید که نمودار چندین فرض ضمنی دارد. ابتدا، برای پردازش دقیق سیگنال، فرض می شود که مسیر ADC/DAC دارای نرخ نمونه، وضوح و محدوده دینامیکی کافی است. ثانیاً، برای تکمیل تمام محاسبات خود در بازه نمونه برداری (1/f s)، دستگاه DSP باید به اندازه کافی سریع باشد. ثالثاً، در ورودی ADC و خروجی DAC، هنوز نیاز به فیلترهای آنالوگ برای محدود کردن و بازیابی طیف سیگنال (فیلتر ضد آلیاسینگ و فیلتر ضد تصویر) وجود دارد، اگرچه الزامات عملکرد آنها کم است. . با در نظر گرفتن این مفروضات، فیلترهای دیجیتال و آنالوگ را می توان مقایسه کرد.

فرکانس قطع مورد نیاز برای هر دو فیلتر 1 کیلوهرتز است. تبدیل آنالوگاز نوع اول از مرتبه ششم تحقق می یابد (با وجود امواج افزایش در باند عبور و عدم وجود امواج در خارج از باند مشخص می شود). مشخصات آن در شکل 2 نشان داده شده است. در عمل، این فیلتر را می توان با سه فیلتر درجه دوم که هر کدام بر روی یک تقویت کننده عملیاتی و چندین خازن ساخته شده اند، نشان داد. با استفاده از سیستم های مدرنفیلترهای طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) ایجاد یک فیلتر مرتبه ششم به اندازه کافی آسان است، اما برای برآورده کردن مشخصات صافی 0.5 دسی بل نیاز به انتخاب دقیق اجزا دارد.

فیلتر FIR دیجیتال با ضریب 129 نشان داده شده در شکل 2 دارای ریپل تنها 0.002 دسی بل در باند عبور، پاسخ فاز خطی و رول آف بسیار تندتر است. در عمل، چنین ویژگی هایی با استفاده از روش های آنالوگ قابل تحقق نیستند. یکی دیگر از مزایای واضح مدار این است که فیلتر دیجیتال نیازی به انتخاب جزء ندارد و در معرض رانش پارامتر نیست، زیرا فرکانس ساعت فیلتر توسط یک تشدید کننده کوارتز تثبیت می شود. یک فیلتر با ضرایب 129 به 129 عملیات ضرب-انباشتگی (MAC) برای محاسبه نمونه خروجی نیاز دارد. این محاسبات باید در بازه نمونه برداری 1/fs انجام شود تا از عملیات بلادرنگ اطمینان حاصل شود. در این مثال، نرخ نمونه 10 کیلوهرتز است، بنابراین اگر محاسبات اضافی قابل توجهی مورد نیاز نباشد، 100 میکرو ثانیه برای پردازش کافی است. خانواده ADSP-21xx از DSPها می توانند کل فرآیند انباشت ضرب (و سایر توابع مورد نیاز برای اجرای یک فیلتر) را در یک چرخه دستورالعمل کامل کنند. بنابراین، فیلتری با ضرایب 129 به سرعت بیش از 129/100 µs = 1.3 میلیون عملیات در ثانیه (MIPS) نیاز دارد. DSP های موجود بسیار سریعتر هستند و بنابراین یک عامل محدود کننده برای این برنامه ها نیستند. سری 16 بیتی ADSP-218x نقطه ثابت تا 75MIPS عملکرد را به دست می آورد. لیست 1 کد اسمبلری را نشان می دهد که فیلتر را بر روی پردازنده های DSP از خانواده ADSP-21xx پیاده سازی می کند. توجه داشته باشید که خطوط واقعی کد اجرایی با فلش مشخص شده اند. بقیه نظرات هستند

شکل 3. فیلترهای آنالوگ و دیجیتال

البته در عمل فاکتورهای بسیار دیگری نیز وجود دارد که هنگام مقایسه فیلترهای آنالوگ و دیجیتال یا به طور کلی روش های پردازش سیگنال آنالوگ و دیجیتال مورد توجه قرار می گیرد. سیستم‌های پردازش سیگنال مدرن، روش‌های آنالوگ و دیجیتال را برای دستیابی به عملکرد مطلوب و بهره‌گیری از آن ترکیب می‌کنند بهترین شیوه هاهم آنالوگ و هم دیجیتال

برنامه مونتاژ:
فیلتر FIR برای ADSP-21XX (تک دقیق)

MODULE fir_sub; ( فیلتر زیرروال FIR پارامترهای فراخوانی زیربرنامه I0 --> قدیمی ترین داده ها در خط تاخیر I4 --> جدول ضریب شروع فیلتر L0 = طول فیلتر (N) L4 = طول فیلتر (N) M1,M5 = 1 CNTR = طول فیلتر - 1 (N-1) مقادیر بازگشتی MR1 = نتیجه جمع (گرد و محدود) I0 --> قدیمی ترین داده در خط تاخیر I4 --> شروع جدول ضریب فیلتر تغییر رجیسترها MX0,MY0,MR زمان اجرا (N - 1) + 6 چرخه = N + 5 چرخه همه ضرایب در قالب 1.15 هستند. ENTRY fir; صنوبر: MR=0، MX0=DM(I0،M1)، MY0=PM(I4،M5) CNTR=N-1; انجام پیچیدگی تا CE. پیچیدگی: MR=MR+MX0*MY0(SS)، MX0=DM(I0،M1)، MY0=PM(I4،M5). MR=MR+MX0*MY0(RND); IF MV SAT MR; RTS; ENDMOD; پردازش سیگنال در زمان واقعی

• پردازش سیگنال دیجیتال؛
  • عرض طیف سیگنال پردازش شده توسط نرخ نمونه برداری ADC / DAC محدود می شود.
    • معیار نایکیست و قضیه کوتلنیکوف را به خاطر بسپارید
  • محدود به عمق بیت ADC/DAC
  • کارایی پردازنده DSPمقدار پردازش سیگنال را محدود می کند، زیرا:
    • برای عملیات بلادرنگ، تمام محاسبات انجام شده توسط پردازنده سیگنال باید در یک بازه نمونه برداری برابر با 1/f s انجام شود.
• پردازش سیگنال آنالوگ را فراموش نکنید
  • فیلتر RF / RF، مدولاسیون، دمدولاسیون
  • فیلترهای محدود کننده و بازیابی طیف آنالوگ (معمولا فیلترهای پایین گذر) برای ADC و DAC
  • جایی که عقل سلیم و هزینه اجرا حکم می کند

ادبیات:

آنها همراه با مقاله "انواع سیگنال" می خوانند:

در شبکه های مخابراتی، سیستم های چند کاناله با تقسیم فرکانس و زمان کانال ها کاربرد وسیعی یافته اند.

5.2.1. اصول تشکیل سیگنال های گروهی در سیستم های چند کاناله با تقسیم فرکانس کانال ها

در تمام سیستم های چند کاناله با کانال های تقسیم فرکانس (ISS با FDM)، سیگنال های AM با انتخاب یک باند جانبی (AM-SSB) استفاده می شود. روش‌های ساخت MCS با FDM در نحوه شکل‌گیری سیگنال گروه و ویژگی‌های انتقال آن در مسیر خطی متفاوت است. با توجه به ویژگی اول، گزینه هایی وجود دارد:

- با تبدیل سیگنال فردی؛

- با تبدیل گروهی سیگنال ها.

با توجه به روش تقویت سیگنال گروه (خطی) در نقاط میانی (علامت دوم)، گزینه ها با تقویت هر سیگنال جداگانه یا سیگنال خطبطور کلی.

با تبدیل سیگنال فردی طیف فرکانس گروهی (خطی) با تبدیل مستقل جداگانه هر یک از آنها تشکیل می شود نسیگنال ها روی انجیر شکل 5.3 یک بلوک دیاگرام را نشان می دهد که این روش را توضیح می دهد. هر کانال حاوی فیلتر باند گذر کانال (BPF من، تعدیل کننده کانال (M من) و دمدولاتور (DM من، و در ایستگاه های میانی (PS) - یک دستگاه تقویت کننده فردی (Us من).

خواص از این روش عبارتند از:

- یک راه حل ساده برای مشکل جداسازی (شاخه کردن) هر سیگنال در هر نقطه میانی.

- هیچ الزامات بالایی برای نشانگرهای کیفیت برای یک دستگاه تقویت کننده جداگانه وجود ندارد: هر تقویت کننده نسبتاً باند باریک است و می تواند با اعوجاج های غیر خطی بزرگ کار کند، زیرا آنها در خروجی توسط یک فیلتر باند گذر سرکوب می شوند.

- حداقل تبدیل سیگنال در نقاط پایانی؛

- قابلیت اطمینان بالای ارتباط، زیرا خرابی یکی از تقویت کننده های نقطه میانی بر عملکرد سایرین تأثیر نمی گذارد.

برنج. 5.3. نمودار ساختاری ISS با FDC با فردی

تبدیل سیگنال

– مصرف انرژی حجیم و زیاد تجهیزات ایستگاه های میانی به دلیل وجود تقویت کننده های کانال;

- وجود تعداد زیادی از دستگاه های انتخاباتی (PFC) و در نتیجه افزایش حجم و هزینه تجهیزات.

- استفاده ضعیف از پهنای باند مسیر خطی، زیرا به دلیل انتخاب ناکافی CTF، لازم است فاصله فرکانس بین سیگنال های کانال مجاور افزایش یابد، که "چگالی بسته بندی" سیگنال خطی را بدتر می کند. در نهایت افزایش می یابد فرکانس بالاسیگنال خطی و طول مجاز بخش خط بین نقاط تقویت کننده مجاور کاهش می یابد.

در قلب روش با تبدیل سیگنال گروهی اصل تشکیل یک سیگنال خطی در نقطه پایانی انتقال (OP td) سیستم با استفاده از چندین مرحله تبدیل است. در هر مرحله، چندین سیگنال کانال ترکیب می شوند، به عنوان مثال. یک سیگنال خطی مجموع چندین سیگنال گروه میانی است. در نقطه پایانی دریافت (OP pr)، عملیات معکوس انجام می شود.

مزیت - فایده - سود - منفعت این روش برای ساده سازی نقاط میانی و در نتیجه کاهش هزینه و ابعاد آنها می باشد.

معایب روش تقویت گروهی عبارتند از:

- الزامات کیفیت بالا برای تقویت کننده خطی ایستگاه میانی: باید دارای یک پاسخ فرکانس بهره کاملاً مشخص در باند فرکانس طیف خطی و اعوجاج غیرخطی بسیار کم باشد.

- مشکل در جداسازی سیگنال های کانال

قرار دادن کانال ها از نزدیک در طیف فرکانس خطی غیرممکن است، زیرا با افزایش فرکانس حامل، خواص انتخابی فیلترهای باند گذر بدتر می شود (پهنای باند مدار تشدید برابر با ∆ است. f= f 0 /ق ک). بنابراین با افزایش فراوانی fلازم است فاصله نگهبان ∆ را افزایش دهید f zi بین کانال های مجاور در MCSهای مدرن با FDM، به هر کانال باند فرکانسی 4 کیلوهرتز اختصاص داده می شود، اگرچه پهنای باند FDM 3.1 کیلوهرتز است. در این مورد = 0.9 کیلوهرتز. بنابراین، FDM MCS به طور موثر تقریباً 80٪ از پهنای باند مسیر انتقال را استفاده می کند. علاوه بر این، مسیر گروه باید بسیار خطی باشد.

این یکی از دلایل اصلی تغییر به روش تبدیل گروهی است. در این مورد، تبدیل یک سیگنال فردی در چندین مرحله انجام می شود. در هر مرحله، چندین سیگنال تبدیل شده تولید شده در مراحل قبلی با هم ترکیب می شوند. اصل این روش در شکل 1 نشان داده شده است. 5.4. در مرحله اول، یک تبدیل فردی به طیف سیگنال کمکی گروهی، به نام اولیه انجام می شود. در مرحله دوم، یک سیگنال ثانویه با ترکیب چندین سیگنال گروه اولیه تبدیل شده و غیره به دست می آید. مرحله آخر را مرحله تبدیل سیستم می نامند. در سمت دریافت، عملیات معکوس انجام می شود.

روی انجیر 5.5، آ, بداده های تبدیل در ناحیه طیفی، شکل. 5.5، آتولید سیگنال گروهی استاندارد اولیه (PSG) را با استفاده از فرکانس‌های حامل منفرد توضیح می‌دهد. f h1 - f h12 و شکل 5.4 – گروه استاندارد ثانویه (SSG) از طریق حامل های چندپخشی f h1 - f h5.

برنج. 5.4. اصل روش تبدیل سیگنال گروهی

برنج. 5.5. تشکیل طیف سیگنال های گروهی

اولیه ( آ) و گروه استاندارد ثانویه ( ب)

مزایای روش:

- "چگالی بسته بندی" زیاد طیف سیگنال خطی و بر این اساس، کاهش پهنای باند سیگنال خطی با همان تعداد کانال.

- ساده سازی ایستگاه های میانی، افزایش فاصله بین ایستگاه های بین راهو کاهش هزینه کل سیستم؛

- کاهش تعداد انواع مختلفتبدیل ها و فیلترها، منجر به تجهیزات ارزان تر، افزایش سریال سازی و یکسان سازی آن می شود.

- کاهش تعداد فرکانس های حامل مختلف مورد استفاده در تبدیل گروهی و ساده سازی تجهیزات ژنراتور.

- مشکل انتخاب گروه از کانال ها و جفت شدن ساده شده است انواع متفاوتتجهیزات ISS

معایب روش:

- تعداد زیادی تغییر روی هر سیگنال، در نتیجه، اعوجاج سیگنال افزایش می یابد و بر این اساس، الزامات تجهیزات سخت تر می شود.

- افزایش احتمالی اندازه و هزینه پایانه ها.

پارامترهای اصلی گروه های کانال استاندارد MCS با FDM در جدول 5.1 آورده شده است.

جدول 5.1

پارامترهای اساسی گروه های کانال استاندارد

5.2.2. اصول تولید سیگنال های چند کاناله در MCS با تقسیم زمانی کانال ها

با تقسیم زمانی کانال ها (TDM)، یک مسیر گروهی با کمک سوئیچ های سنکرون فرستنده و گیرنده به طور متناوب برای انتقال سیگنال های هر کانال ISS فراهم می شود. نمودار ساختاری ISS با VRC در شکل نشان داده شده است. 5.6، که در آن عناوین زیر معرفی شده است: IP من، PS من – منمنبع و گیرنده پیام ها، IM - مدولاتور پالس، GTI - تولید کننده پالس ساعت، LS - خط ارتباطی، ID i - آشکارساز پالس من-ام کانال دنباله ای از پالس های مدوله شده که در زمان همپوشانی ندارند به عنوان سیگنال کانال در سیستم های دارای TDM استفاده می شود. مجموعه سیگنال های کانال یک سیگنال گروهی را تشکیل می دهد.

سیستم های انتقال دیجیتال (DTS) با TDM مورد استفاده در شبکه های مخابراتی بر اساس یک سلسله مراتب خاص ساخته شده اند که باید الزامات اساسی زیر را برآورده کند:

- انتقال از طریق کانال ها و مسیرهای DSP انواع سیگنال های آنالوگ، گسسته و دیجیتال.

- تعدد متناظر پردازش سیگنال و نرخ انتقال در مراحل مختلف انتقال؛

- امکان کافی اتحاد ساده، جداسازی، تخصیص و ترانزیت جریان های دیجیتال ارسالی.

- پارامترهای DSP باید با در نظر گرفتن ویژگی های سیستم های راهنمای موجود و آینده انتخاب شوند.

– امکان تعامل DSP با سیستم های انتقال آنالوگ و سیستم های مختلفسوئیچینگ؛

- هنگام سیگنال دهی پیام های عمومی، باید از پهنای باند DSP به بهترین شکل ممکن استفاده شود.

شکل‌گیری سلسله مراتب DSP بر اساس ترکیب جریان‌های دیجیتال با مرتبه پایین، به نام جریان‌های مؤلفه، در یک جریان دیجیتال واحد به نام جریان گروهی انجام می‌شود. تشکیل یک سیگنال دیجیتال گروهی به روش های زیر برای ترکیب جریان های دیجیتال امکان پذیر است:

- کاراکتر به کاراکتر (شکل 5.7، آ);

- در هر کانال (شکل 5.7، ب).

در هر دو مورد، 4 جریان با هم ترکیب می شوند.

برنج. 5.7. ساختار چارچوب یک سیستم انتقال دیجیتال با نماد به نماد ( آ) و هر کانال ( ب) با ترکیب جریان های دیجیتال

در ترکیب کاراکتر به نماد، پالس های سیگنال های دیجیتال جریان های دیجیتال ترکیبی کوتاه شده و در زمان توزیع می شوند تا پالس های ترکیبی جریان های دیگر در فواصل آزاد شده جای گیرند. با ترکیب کانال به کانال جریان های دیجیتال، فواصل اختصاص داده شده برای گروه های کد محدود شده و در زمان توزیع می شود. سیگنال ساعت برای توزیع صحیح جریان های دیجیتال در انتهای گیرنده ضروری است.

امکان ترکیب جریان های دیجیتال در چرخه ها وجود دارد، که شبیه به ترکیب کانال به کانال است: در زمان پردازش (فشرده شدن) می شود و کل چرخه یک جریان دیجیتال منتقل می شود، سپس چرخه بعدی.

ساده ترین و پرکاربردترین روش، روش الحاق کاراکتر به کاراکتر است.

با TDM، تداخل بین کانال ها ممکن است، که عمدتا به دو دلیل است:

- ناقص بودن پاسخ فرکانس و پاسخ فاز مسیر انتقال؛

- همگام سازی غیر ایده آل سوئیچ ها در طرف فرستنده و گیرنده.

به منظور کاهش سطح تداخل متقابل در TD، همچنین لازم است فواصل زمانی محافظ را معرفی کنیم که منجر به کاهش مدت زمان پالس هر کانال و در نتیجه گسترش طیف سیگنال می شود. مطابق با قضیه Kotelnikov برای CFC، حداقل فرکانس نمونه برداری باید باشد fد = 2F V = 6.8 کیلوهرتز با این حال، در ISS واقعی با VRC f q = 8 کیلوهرتز.

MCSهای واقعی با TDM از نظر کارایی استفاده از طیف فرکانس نسبت به MCSهای دارای FDM پایین تر هستند. با این حال، سیستم های دارای VRC دارای تعدادی مزیت هستند:

- هیچ تداخلی با منشا غیر خطی وجود ندارد.

- ضریب تاج پایین؛

- تجهیزات VRK بسیار ساده تر از تجهیزات ChRK است.

TDM گسترده ترین کاربرد را در سیستم های انتقال دیجیتال با PCM پیدا می کند.

5.3. روش های فازی، غیر خطی، ترکیبی و سایر روش های جداسازی کانال

5.3.1. کانال های جداسازی فاز

نوسانات هارمونیک (حامل ها) با فرکانس های یکسان و با فازهای اولیه متفاوت با π/2 به عنوان حامل در سیستم های انتقال با تقسیم فاز کانال ها (PRF):

سیگنال های کانال در سیستم با مدولاسیون دامنه نوسانات حامل تشکیل می شوند. طیف هر سیگنال کانال شامل دو باند جانبی نسبت به فرکانس حامل ω n است. با PRK، طیف سیگنال های کانال با یکدیگر همپوشانی دارند. با این حال، جداسازی سیگنال ها در دریافت به دلیل متعامد بودن متقابل حامل ها و . جداسازی سیگنال های کانال و استخراج سیگنال های اطلاعاتی به طور همزمان در جداسازی سیگنال های متعامد انجام می شود. در این حالت سیگنال گروه با حامل این کانال ضرب می شود و با استفاده از فیلتر پایین گذر یکپارچه می شود. . در پذیرش، یک دمدولاتور به عنوان ضریب در هر کانال استفاده می شود. , که یک شکل موج حامل که با شکل موج انتقال مربوطه منسجم است، به آن اعمال می شود. نیاز به دریافت منسجم، تجهیزات جداسازی فاز را پیچیده تر می کند، زیرا الزامات تجهیزات ژنراتور سخت تر می شود.

5.3.2. جداسازی سیگنال های ارسال شده در فرکانس های حامل چندگانه

در سیستم های انتقال اطلاعات گسسته، MCS کاربرد عملی پیدا می کند، که در آن حامل های متعامد توسط اعضای سری مثلثاتی بیان می شوند: Ψ ک = ک cosω n تی، . بلوک دیاگرام چنین سیستمی با طرح جداسازی سیگنال های متعامد مطابقت دارد. این سیستم از مدولاسیون دامنه استفاده می کند.

صفرهای طیف یک پالس سیگنال باینری ارسالی مضربی از فرکانس است. f 0 = 1/τu، که τu مدت زمان پالس است. اگر فرکانس ها را برابر کنیم f 0 و f n = ω n /2π، سپس سیستم انتخاب شده حامل ها در بازه ای از مدت زمان τ و متعامد خواهد بود. زیرا k-هفتم سیگنال کانال است انگلستان(تی) =c k(تی) cos( کω n تی), سپس طیف آن شامل دو باند جانبی نسبت به حامل است f k = kf n در f n = f 0 = 1 / τ و فرکانس های حامل ( ک +1), (ککانال های + 2)-th و غیره و همچنین حامل های قبلی ( ک – 1), (ک– کانال های 2)-th و غیره با صفرهای طیف منطبق می شوند ک-ام کانال اگرچه طیف همه سیگنال های کانال همپوشانی دارند، با این وجود، تفاوت در شکل حامل ها امکان جداسازی این سیگنال ها را در دریافت با استفاده از روش جداسازی سیگنال متعامد فراهم می کند.

روش انتقال در حامل های متعدد را می توان با روش جداسازی فاز سیگنال ها ترکیب کرد: در هر حامل کω n امکان انتقال دو سیگنال با حامل های cos وجود دارد کω n تیو گناه کω n تیدر این حالت با همان عرض طیف سیگنال گروه می توان تعداد کانال ها را دو برابر کرد.

سیستم‌های چند کانالی برای انتقال اطلاعات گسسته شناخته شده‌اند که در آن‌ها از سیستم‌های دیگر توابع متعامد به عنوان حامل استفاده می‌شود: چند جمله‌ای لژاندر، چند جمله‌ای لاگر و غیره. همه این سیستم‌ها با موارد زیر مشخص می‌شوند:

1) تشکیل و جداسازی سیگنال های کانال با استفاده از یکپارچه سازهای ساده به جای فیلترهای باند گذر کانال پیچیده انجام می شود.

2) سیستم ها دارای ایمنی بالای سر و صدا هستند.

3) انتقال بین کانال ها تحت تأثیر خطی و اعوجاج غیر خطیدر مسیر گروهی؛

4) الزامات برای تولید تجهیزات به دلیل نیاز به دریافت منسجم سخت تر می شود.

5.3.3. جداسازی سیگنال غیر خطی

هنگام ساخت برخی از سیستم های انتقال سیگنال باینری، از روش های زیر برای جداسازی سیگنال غیرخطی استفاده می شود:

- ترکیب؛

- جداسازی سیگنال ها بر اساس سطح؛

- تقسیم کد سیگنال ها

روش جداسازی سیگنال ترکیبی. هنگام انتقال نپیام های گسسته مستقل در یک مسیر گروهی مشترک، اگر عنصر باشد منپیام -ام می تواند یکی از m iمقادیر ممکن ( من = 1, 2, ..., ن)، تعداد کل مقادیری که یک عنصر می تواند بگیرد نمنبع کانالی که نسخه اصلی را ترکیب می کند نمنابع برابر خواهد بود . در همان مقادیر m i = mما داریم M = m N.بنابراین با استفاده از کد پایه M = mN، می توانید به طور همزمان اطلاعات را از نمنابع فردی که با پایه کد کار می کنند تی.به ویژه، زمانی که تی= 2 (کدهای باینری)، تعداد کانال ن= 2, پیام گروهی بجی می تواند چهار مقدار ممکن مربوط به ترکیب های مختلف صفر و یک در هر دو کانال را بگیرد ن= 3 تعداد ترکیب های مختلف برابر خواهد بود م= 8 و غیره اکنون کار به انتقال برخی اعداد خلاصه می شود بجی، تعیین عدد ترکیب این اعداد را می توان از طریق سیگنال های مدولاسیون گسسته از هر نوعی منتقل کرد. جداسازی سیگنال ها بر اساس تفاوت در ترکیب سیگنال ها از کانال های مختلف ترکیبی نامیده می شود. . بلوک دیاگرام MCS با جداسازی ترکیبی (کد) در شکل نشان داده شده است. 5.8. اینم پست های اصلی ب 1 (تی),ب 2 (تی),...، bN(تی) از جانب نمنابع به ورودی رمزگذار تغذیه می شوند که به عنوان ترکیب کننده کانال (CCU) عمل می کند. پیام گروهی دریافت شد ب G ( تی) با استفاده از مدولاتور M به سیگنال گروهی تبدیل می شود تو G ( تی) ورود به مسیر گروه (خط ارتباطی). در سمت دریافت کننده، پس از دمودولاسیون و رمزگشایی در گیرنده (R) در تقسیم کننده کانال (URD)، پیام های کانال مربوط به نپیام های اولیه

نمونه های معمول مالتی پلکس ترکیبی، سیستم های تلگراف با فرکانس دوگانه (DFT) و تلگراف دو فاز (DFT) هستند که در آن از چهار فرکانس مختلف برای انتقال چهار ترکیب سیگنال از دو منبع (کانال) استفاده می شود. fk, ک= 1، 2، 3، 4 و چهار فرکانس با فازهای اولیه متفاوت (جدول 5.2).

برنج. 5.8. نمودار ساختاری یک سیستم چند کاناله

با مهر و موم ترکیبی

جدول 5.2

پارامترهای سیگنال 2 کاناله

سیستم ترکیبی برای تعداد کمی از کانال ها سودمند است، زیرا افزایش تعداد کانال ها (تعدد سیستم) به طور چشمگیری تعداد سیگنال های ارسالی مورد نیاز را افزایش می دهد که منجر به پیچیدگی سیستم می شود. در حال حاضر از سیستم های دوگانه با FM و AM، سیستم های سه برابری با FM و سیستم های ترکیبی چندگانه از نوع AFM (مدولاسیون دامنه فاز) استفاده می شود.

جداسازی سیگنال ها بر اساس سطح. در سیستم جداسازی سیگنال ها بر اساس سطح سیگنال های یک شکل را می توان به طور همزمان ارسال کرد و سیگنال گروه مجموع سیگنال های کانال است. جداسازی سیگنال ها در پذیرش با استفاده از دستگاه های آستانه غیر خطی انجام می شود. در ساده ترین حالت، هنگام جداسازی دو سیگنال تو 1 (تی) و تو 2 (تی) با دامنه آ 1 و آ 2 دستگاه آستانه سیگنالی با دامنه بزرگتر را با محدود کردن آن از بالا و پایین انتخاب می کند (شکل 5.9، آ). طرح دستگاه دریافت کنندهدر شکل نشان داده شده است. 5.9، ب.

برنج. 5.9. نمودار ساختاری گیرنده ISS

با جداسازی سیگنال غیر خطی ( ب) و نمودارهای سیگنال ( آ)

سیگنال مربوط به سیگنال به خروجی دستگاه آستانه عبور می کند. تو 1 (تی), اما با دامنه کاهش یافته برابر با (آ 1 – آ 2). این سیگنال به مقدار دامنه اسمی ( آ 1) و وارد خروجی کانال اول می شود. علامت تو 2 (تی) در خروجی کانال دوم با تفریق استخراج می شود تو 1 (تی) از کل سیگنال

تقسیم کد سیگنال ها. اصول تقسیم کد کانال ها بر اساس استفاده از سیگنال های باند پهن (WBS) است که پهنای باند آن بسیار بیشتر از پهنای باند مورد نیاز برای انتقال پیام معمولی است، به عنوان مثال، در سیستم های FDM باند باریک. مشخصه اصلی NLS پایه سیگنال است که به عنوان محصول تعریف می شود که در = ∆FTعرض طیف آن ∆ افبرای مدت آن تی. در سیستم های ارتباطی دیجیتال که اطلاعات را به صورت نمادهای باینری انتقال می دهند، مدت زمان NPN است تیو نرخ پیام vمربوط به نسبت تی= 1/v. بنابراین، پایه سیگنال که در = ∆f/vگسترش طیف NLS را مشخص می کند ( اس shps) نسبت به طیف پیام.

گسترش طیف فرکانسی پیام های دیجیتال ارسالی می تواند به دو روش یا ترکیبی از آنها انجام شود:

- گسترش مستقیم طیف فرکانس؛

- پرش فرکانس حامل

در روش اول، یک سیگنال باند باریک در یک دنباله شبه تصادفی (PRS) با دوره تکرار ضرب می شود. تی، شامل نمدت زمان توالی بیت تیهر کدام 0 در این حالت، پایه NPS از نظر عددی برابر با تعداد عناصر PSS است: که در = T/t 0 = ن.

پرش فرکانس حامل، به عنوان یک قاعده، با تنظیم سریع فرکانس خروجی سینت سایزر مطابق با قانون تشکیل یک دنباله شبه تصادفی انجام می شود.

دریافت NLS توسط یک گیرنده بهینه انجام می شود که برای یک سیگنال با پارامترهای کاملاً شناخته شده، انتگرال همبستگی را محاسبه می کند.

جایی که ایکس(تی) سیگنال ورودی است که مجموع سیگنال مفید است تو(تی) و تداخل n(تی) (در این مورد نویز سفید).

سپس مقدار zدر مقایسه با آستانه ز 0 . مقدار انتگرال همبستگی با استفاده از یک همبسته یا یک فیلتر همسان پیدا می شود. همبسته طیف سیگنال ورودی پهنای باند را با ضرب آن در کپی مرجع "فشرده" می کند. تو(تی) به دنبال فیلتر در باند 1/ تی، که منجر به بهبود SNR در خروجی همبسته در می شود که دربار نسبت به ورودی هنگامی که تاخیر بین سیگنال های دریافتی و مرجع رخ می دهد، دامنه سیگنال خروجی همبسته کاهش می یابد و زمانی که تاخیر برابر با مدت زمان عنصر PRS شود، به صفر نزدیک می شود. تی 0 . این تغییر در دامنه سیگنال خروجی همبسته با شکل تابع همبستگی خودکار (زمانی که PSP ورودی و مرجع با هم تطابق دارند) و تابع همبستگی متقابل (زمانی که PSP ورودی و مرجع متفاوت است) تعیین می شود. با انتخاب مجموعه خاصی از سیگنال ها با ویژگی های متقابل و خودهمبستگی "خوب"، می توان از جداسازی سیگنال ها در فرآیند پردازش همبستگی (پیچیدگی NPS) اطمینان حاصل کرد. این بر اساس اصل جداسازی کد کانال های ارتباطی است.

5.3.4. روش های تراکم آماری

روش های مالتی پلکس آماری از ویژگی های آماری سیگنال های کانال در سیستم های FDM یا TDM استفاده می کنند. در سیستم های تلفن چند کاناله، این روش به شما امکان می دهد اتصالات اضافی را در کانال های موجود در مکث سیگنال های گفتاری سازماندهی کنید. در حال پیش رفت مکالمه تلفنیهر جهت به طور متوسط ​​25٪ از مدت زمان تماس مشغول است. تعداد کانال های اشغال شده توسط انتقال مداوم صدا، به اصطلاح کانال های فعال، در یک سیستم تلفن چند کاناله همیشه کمتر از تعداد کل کانال ها است. نو با تعداد زیادی کانال ننسبت 4000 n/nبرابر 0.25 - 0.35 می شود. وجود کانال‌های موقتاً رایگان، ساخت سیستم‌های مالتی پلکسی را ممکن می‌سازد که در آن تعداد ارسال‌ها وجود داشته باشد. متراز تعداد اسمی کانال ها بیشتر است N.Bدر چنین سیستم هایی، کانال فقط در هنگام انتقال صدای مداوم، یعنی در حالت فعال کانال، در اختیار مشترک قرار می گیرد. در هنگام مکث در گفتار، کانال از این مشترک قطع می شود و به دیگری متصل می شود بلندگو. هنگامی که اولین مشترک دوباره شروع به صحبت می کند، به هر یک وصل می شود کانال رایگاندر سیستم

نوع دیگری از سیستم های مالتی پلکس آماری سیستم هایی هستند که در آنها از مکث در انتقال صدا از طریق کانال های تلفن برای انتقال داده ها استفاده می شود.

5.4. سیستم های انتقال و توزیع اطلاعات

به منظور سازماندهی تبادل اطلاعات بین بسیاری از منابع و گیرندگان اطلاعات، کانال ها و سیستم های انتقال در شبکه های ارتباطی - سیستم های انتقال و توزیع اطلاعات (ISDP) ترکیب می شوند.

روش های زیر برای تشکیل یک سیگنال گروه شناخته شده است:

انتخاب خودکار (اضافه انتخابی)؛

جمع خطی؛

افزودن بهینه (وزن دار)؛

روش ترکیبی.

مصونیت نویز این روش‌های تشکیل سیگنال گروهی اغلب با یک معیار انرژی، یعنی افزایش نسبت سیگنال به نویز با دریافت تنوع در مقایسه با نسبت سیگنال به نویز با یک دریافت واحد، تخمین زده می‌شود. در مورد انتقال سیگنال های گسسته، توصیه می شود ایمنی نویز را نیز با یک معیار احتمالی ارزیابی کنید که امکان قضاوت در مورد احتمال خطاها را با تنوع و دریافت های منفرد ممکن می کند.

اجازه دهید اصول اولیه پیاده سازی سیستم های ارتباطی با دریافت تنوع با روش های مختلف تشکیل سیگنال گروهی را در نظر بگیریم و ایمنی نویز آنها را ارزیابی کنیم.

انتخاب خودکار

انتخاب خودکار به این معنی است که در هر زمان مشخص، مسیر دریافت با بیشترین سیگنال خروجی انتخاب می شود. در عین حال، برای من-مین کانال با بزرگترین سیگنال در لحظه ضریب وزن سی جی= 1، و برای همه کانال های دیگر С j i= 0. یعنی سیگنال حاصل مطابق عبارات (6.2)، (6.3). (64) را می توان به صورت

جایی که .

به همین دلیل است که به انتخاب خودکار افزودن انتخابی (انتخابی) نیز گفته می شود.

بلوک دیاگرام گیرنده با انتخاب خودکار بهینه برای دریافت دوگانه در شکل 6.1 نشان داده شده است. نوسانات هر دو گیرنده به دستگاه مقایسه سطح تغذیه می شود. در نتیجه مقایسه سطوح نوسان، سیگنال کنترلی تولید می شود که گیرنده ای با سطح سیگنال بالا را به دستگاه خروجی متصل می کند. گیرنده ای با ضعیف ترین سطح سیگنال در این مدت خاموش می شود. برای کاهش اعوجاج سیگنال، زمان سوئیچینگ گیرنده ها باید کوتاه باشد. یک سیستم انتخاب خودکار برای دریافت سیگنال های تلفن و تلگراف در صورتی که زمان تعویض گیرنده از 15-20 میکرو ثانیه تجاوز نکند، مناسب است.

محل روشن شدن دستگاه ها هنگام دریافت سیگنال AM مهم نیست. آنها را می توان قبل از آشکارسازها یا بعد از آنها روشن کرد.

هنگام دریافت سیگنال های FM، دستگاه مقایسه باید قبل از محدود کننده ها قرار گیرد، زیرا پس از محدود کننده ها، سطوح سیگنال یکسان است و اطلاعات مربوط به سیگنال کانال بیشتر از بین می رود. در صورت دریافت سیگنال های کلیددار تغییر فرکانس، دستگاه های کنترل باید بعد از آشکارسازهای فرکانس قرار گیرند. اگر دستگاه های کنترل قبل از آشکارسازهای فرکانس قرار دارند، سپس در سوئیچینگ سریعکانال ها، یک قسمت از پالس اولیه از فیلتر آشکارساز فرکانس گیرنده اول و قسمت دیگر از فیلتر آشکارساز فرکانس گیرنده دوم عبور می کند. در این حالت، برای جلوگیری از اعوجاج سیگنال، فیلترهای آشکارسازهای فرکانس باید طوری طراحی شوند که پالس های کوتاه تر از مدت زمان یک پالس اولیه را ارسال کنند. این امر منجر به کاهش قابل توجه ایمنی در برابر صدا می شود.

برای کمی سازیبرای مصونیت نویز یک سیستم ارتباطی با انتخاب خودکار بهینه با توجه به معیار انرژی، تعیین و مقایسه مقادیر متوسط ​​نسبت سیگنال به نویز برای دریافت تک و انتخاب خودکار بهینه ضروری است. مقدار متوسط ​​قدرت سیگنال مفید را می توان با فرمول پیدا کرد

, (6.6)

جایی که تی -میانگین فاصله، بسیار بیشتر از دوره تغییر سیگنال ارسالی A(t).

در محدوده رادیویی، میزان تغییر A(t)به طور قابل توجهی بالاتر از نرخ تغییر بهره کانال a i (t).انتخاب T A<تیآ، T a -دوره های تغییر A(t) و a 1 (t)به ترتیب و با توجه به ارزش a i (t)در فاصله زمانی تیثابت، عبارت (6.6) را می توان در فرم بازنویسی کرد

(6.7)

(6.8)

مقدار RMS سیگنال ارسالی.

مقدار ریشه میانگین مربع تداخل افزودنی برای همه شاخه های دریافت تنوع را می توان یکسان در نظر گرفت، به عنوان مثال.

(6.9)

نسبت سیگنال به نویز در من-مین شاخه برابر است با

, (6.10)

ارزش h i 2 (t)تغییر در زمان به دلیل تغییر در ضریب a i (t)، زیرا ساعت 0 -مقدار ثابت است میانگین در بازه زمانی T1 >> T aمقدار نسبت سیگنال به تداخل در طول دریافت تک (in من th شاخه) با عبارت تعیین می شود

برای فرآیندهای تصادفی ثابت، میانگین زمانی برابر است با میانگین مجموعه، یعنی.

, (6.13)

جایی که W (a 2 i) -چگالی احتمال بهره کانال مجذور.

اول از همه، بر اساس قانون شناخته شده برای تبدیل متغیرهای تصادفی، عبارتی برای توزیع ضریب انتقال کانال پیدا خواهیم کرد:

. (6.14)

با در نظر گرفتن اینکه پوشش دامنه سیگنال متناسب با بهره کانال است و برای سادگی محاسبات بعدی، ضریب تناسب برابر با , ما گرفتیم

آن ها . (6.15)

در فواصل مشاهده تا 10 دقیقه، چگالی احتمال پوشش دامنه سیگنال W(U)همانطور که اشاره شد، توسط قانون ریلی (1.12) تعیین می شود. با جایگزینی (6.15) و (1.12) به (6.14)، به دست می آوریم

. (6.16)

حال طبق قانون (6.14) چگالی احتمال بهره مجذور کانال را پیدا می کنیم

, (6.17)
ما انتگرال را محاسبه می کنیم (6.13)

, (6.18)

و ما عبارت نهایی را برای مقدار متوسط ​​نسبت سیگنال به نویز برای یک دریافت دریافت می کنیم:

احتمال اینکه متغیر تصادفی ساعت من 2در کانال iام با یک دریافت واحد کمتر از مقدار مشخصی خواهد بود ساعت 2، توسط تابع توزیع احتمال انتگرال تعیین می شود

. (6.20)

از عبارت (6.20) طبق قاعده (6.14) درمی یابیم

; (6.21)

. (6.22)

اگر تغییرات یک من.، و از این رو سلامدر کانال های مختلف مستقل در نظر گرفته می شود، سپس در n-تنوع چندگانه، احتمال کاهش همزمان نسبت سیگنال به نویز در تمام کانال های زیر آستانه ساعت 2 مشخص خواهد شد n- برابر ضرب احتمالات تعریف شده توسط عبارات (6.21) و (6.22)، یعنی.

. (6.23)

از (6.23) چگالی احتمال نسبت سیگنال به نویز را در فاصله n برابر می‌یابیم:

. (6.24)

بر اساس قیاس با (6.13)، مقدار متوسط ​​نسبت سیگنال به نویز در n-فاصله تاها توسط انتگرال تعیین می شود

, (6.25)

در نتیجه ادغام قطعات با استفاده از دوجمله ای نیوتن و محاسبه انتگرال (6.25) به دست می آید.

از این رو نتیجه می شود که نسبت سیگنال به نویز برای انتخاب خودکار بهینه توسط نسبت سیگنال به نویز برای یک دریافت مشخص می شود. h 0 2و کثرت جدایی پ.نگرش

. (6.27)

افزایش توان دریافت تنوع با انتخاب خودکار در مقایسه با دریافت تک برآورد شده است. ارزش های در nبرای نسبت های مختلف فاصله در جدول 6.1 نشان داده شده است.

برای تخمین تقریبی احتمال خطا در دریافت تنوع سیگنال‌های گسسته، فرض می‌کنیم که امکان تعیین یک مقدار مرزی خاص وجود دارد. h 2 گرمکه با این واقعیت مشخص می شود که h2 > h 2 گرم، دریافت تقریباً بدون اعوجاج و زمانی رخ می دهد h2 < h 2 گرماحتمال خطا نزدیک به وحدت است. تحت مفروضات ساخته شده، تابع توزیع انتگرال (6. 23) برای h2 = h 2 گرماحتمال خطا را تعیین می کند

. (6.28)

در موارد مقادیر کوچک نسبت که نشان دهنده بیشترین سود عملی است، احتمال خطا برابر است با

یعنی طبق قانون نمایی با افزایش تعدد تفکیک کاهش می یابد. پ.

احتمال خطا برای دریافت منفرد سیگنال های گسسته با مکث فعال در غیاب محو شدن توسط عبارت تعیین می شود

. (6.30)

در صورت محو شدن آهسته، احتمال خطا در یک سیستم ارتباطی با دریافت تنوع n برابر سیگنال های مشابه را می توان با میانگین گیری تعیین کرد. P 0از همه لحاظ h2مطابق با چگالی توزیع (6.24):

. (6.31)

ادغام (6.31) توسط قطعات، برای n=2 به دست می آوریم

. (6.32)

همانطور که در نشان داده شده است، در فاصله n برابر

(6.33)

با توجه به این فرمول در شکل. 6.2 وابستگی ساخته شده است که نشان می دهد ملموس ترین نتیجه، در مقایسه با یک تکنیک واحد، توسط یک تکنیک دوگانه ارائه می شود.

بنابراین با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادی، استقبال دوگانه بیشترین کاربرد را پیدا می کند.

فرمول (6.27) با این فرض به دست آمد که هیچ ارتباطی بین سیگنال های شاخه های دریافت فردی وجود ندارد. کاهش بهره زمانی معنی دار می شود که ضریب همبستگی r>0.6 باشد.

در مورد دریافت دوگانه با نسبت سیگنال به نویز زیاد، اثر همبستگی بین سیگنال ها تقریباً معادل کاهش قدرت سیگنال در

یک بار. از این رو، احتمال خطا مطابق (6.29) با عبارت تعیین می شود

, (6.34)

اضافه کردن سیگنال خطی

با جمع خطی، سود سیگنال های اضافه شده باید یکسان باشد، یعنی ضرایب ج د،در عبارت (6.4) برابر با یک هستند. برابری سود گیرنده ها معمولاً تضمین می شود طرح کلی ARU. در این حالت، بزرگی بهره ها توسط بزرگترین سیگنال اضافه شده تعیین می شود.

طرح دستگاه دریافت کننده دریافت دوگانه با افزودن خطی سیگنال ها در شکل نشان داده شده است. 6.3. انسجام سیگنال های اضافه شده در فرکانس میانی توسط حلقه قفل فاز (PLL) ارائه می شود. خارج از فاز بودن سیگنال های اضافه شده منجر به بدتر شدن نسبت سیگنال به نویز حاصل می شود، به خصوص زمانی که سطح سیگنال های اضافه شده برابر باشد. وابستگی کاهش سیگنال/نویز کل سیگنال به درجه خارج از فاز< j для сдвоенного приема приведена на рис. 6.4, из которого видно, что при 38 0 потери в отношении сигнал/помеха составляют около 1 дБ, а при 50° - 2 дБ. Следовательно, фазирование сиг­налов с высокой точностью не обязательно. Чем больше отлича­ются уровни складываемых сигналов, тем меньше сказывается их несинфазность на отношении сигнал/помеха.

نقطه سوئیچ برای توتالایزر S , با افزودن خطی بستگی به نوع مدولاسیون سیگنال دریافتی دارد. هنگام دریافت سیگنال های AM، اضافه کردن را می توان هم قبل و هم بعد از آشکارسازها انجام داد، زیرا نسبت سیگنال به نویز در ورودی و خروجی آشکارساز دامنه یکسان است. در مورد دریافت سیگنال های FM، توصیه می شود قبل از آشکارسازها جمع شوند. این به این دلیل است که در خروجی آشکارساز فرکانس، نسبت سیگنال به نویز در صورتی که زیر یک مقدار آستانه مشخص در ورودی آشکارساز باشد، بدتر می شود. در نتیجه، هنگام اضافه کردن سیگنال‌ها پس از آشکارسازهای فرکانس، مقدار حاصل از نسبت سیگنال به نویز نیز کاهش می‌یابد. علاوه بر این، در مورد افزودن خطی به آشکارساز، اعوجاج سیگنال ناشی از انتشار چند مسیره امواج رادیویی کاهش می یابد.

سیستم AB

اولین سیستمی که کاربرد عملی در توسعه استریوفونی دریافت کرد، سیستم AB بود.

بلوک دیاگرام انتقال صدا در سیستم AB در شکل نشان داده شده است. 2. در این مورد، دو میکروفون وجود دارد: Ml سمت چپ و Mn راست، که در امتداد جلو در مقابل اجراکنندگان، به عنوان مثال، در مقابل ارکستر قرار می گیرند. امواج صوتی ساطع شده از ابزارهای مشابه بر روی میکروفون‌ها با فازها و شدت‌های متفاوت تأثیر می‌گذارند، بسته به اینکه میکروفن چقدر از منبع فاصله دارد، به همین دلیل است که سیستم AB را با شدت فاز می‌گویند.

هنگام استفاده از سیستم AB موارد زیر را در نظر بگیرید. اولاً، اگر فاصله بین میکروفون‌ها خیلی زیاد باشد، شنونده ممکن است احساس «شکستگی» در تصویر، جهش صدا از بلندگوی به بلندگوی دیگر، «شکست در مرکز»، عدم تداوم تصویر صدا در آزیموت و ناتوانی در تشخیص منابع صوتی منفرد در این تصویر.

شکل 2. سیستم استریو AB

هرچه فاصله بین میکروفون ها بیشتر باشد، زاویه درک تصویر استریو کمتر می شود. ثانیاً، اگر منابع صدا بیش از حد به خط میکروفون نزدیک باشد، همان اثر نامطلوب و حتی به میزان بیشتر می تواند رخ دهد. ثالثاً، هر چه فاصله بین میکروفون ها کمتر باشد، انتقال صدای منابعی که در زوایای مختلف نسبت به محور تقارن میکروفون ها قرار دارند، صحیح تر است. با این حال، نزدیک کردن میکروفون ها نیز غیرممکن است. حداقل فاصله با نیاز به دریافت هر یک از میکروفون ها محدود می شود اطلاعات مختلف. هنگامی که هر دو میکروفون در یک نقطه از فضا قرار می گیرند، اطلاعات یکسانی را در سیستم AB درک می کنند و اثر استریو ناپدید می شود.

سیستم XY

در این سیستم، محلی سازی منابع صوتی تنها با تفاوت در شدت صدای درک شده توسط هر دو میکروفون فراهم می شود، بنابراین سیستم را شدت می گویند. هیچ تغییر فازی بین سیگنال های میکروفون Ml و Mn وجود ندارد.

طرح انتقال صدای استریوفونیک با توجه به سیستم XY در شکل 3 نشان داده شده است. دو میکروفون جهت دار (در این مورد، میکروفون های دو طرفه) در یک طرح واحد ترکیب شده اند تا دیافراگم آنها تا حد امکان به یکدیگر نزدیک شوند، مثلاً در کنار یا روی یک عمود بالای یکدیگر قرار گیرند.

شکل 3

محورهای حداکثر حساسیت در دو جهت متعامد قرار دارند به گونه ای که با صفحه تقارن که میدان صوتی را به نصف تقسیم می کند (اغلب 45 درجه) زوایای مساوی تشکیل می دهند.

با در نظر گرفتن ویژگی های جهت میکروفون ها، منبع صدا I1 فقط توسط میکروفون Ml، منبع صدا IZ - فقط توسط میکروفون Mn که حداکثر حساسیت را در این جهت ها دارد، درک می شود. منبع صدا I2 که در مرکز میدان صوتی قرار دارد، به طور یکسان توسط میکروفون های Ml و Mn درک می شود و در حین پخش صدا از مرکز شنیده می شود. منابع صوتی واقع بین منابع I1 و I2 سیگنال سطح بالاتری را در میکروفون Ml ایجاد می کنند و هنگام گوش دادن، در سمت چپ مرکز درک می شوند. هنگام پخش از سمت راست، منابع صوتی واقع بین منابع I2 و FM شنیده می شوند.

سیستم ام اس

این سیستم در واقع یکی از انواع سیستم XY است، به عنوان مثال، زمانی که یکی از میکروفون های Mm دارای مشخصه جهت دایره ای و میکروفون دوم Ms دارای مشخصه کسینوس است، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 2.3، g.

در سیستم MS، سیگنال استریو به "سیگنال صوتی" یا سیگنال M (از کلمه آلمانی Mittel - وسط) و یک "سیگنال جهت" یا سیگنال S (از کلمه آلمانی Seite - سمت) تقسیم می شود. سیگنال M اطلاعات کلی تک صدایی معمول است، یعنی مجموع سیگنال های چپ و راست. سیگنال S حاوی اطلاعاتی در مورد میدان صوتی در سمت چپ و راست میکروفون است، یعنی اطلاعاتی در مورد محل منابع صوتی در امتداد جلو. سیگنال S تفاوت بین شدت امواج صوتی است که از یک منبع روی دیافراگم میکروفون از دو طرف - چپ و راست - اعمال می شود.

برای به دست آوردن اطلاعات از کانال های X چپ و راست Y یک سیستم انتقال استریو، لازم است سیگنال ها را با استفاده از مبدل های مجموع اختلاف SRP تبدیل کنید (شکل 4). سیگنال کانال سمت چپ یک جفت استریو مجموع سیگنال های M و S است، یعنی X=M+S، و سیگنال کانال سمت راست، تفاوت بین سیگنال های M و S است، یعنی Y=M--S. . این را می توان به راحتی با به تصویر کشیدن ویژگی های جهت میکروفون های M (دایره) و S (کسینوس) در سیستم مختصات دکارتی تایید کرد (شکل 5a). در سیستم دکارتی، وابستگی حساسیت میکروفون E به زاویه برخورد M و S (a) مشخصه دایره ای به شکل یک خط مستقیم M است و برای مشخصه کسینوس قطعه ای از کسینوس S است.

شکل 4

برنج. 5

اگر در یک کانال ولتاژ سیگنال های M و S اضافه شود (M + S) و در کانال دیگر ولتاژ سیگنال S از ولتاژ سیگنال M (یعنی M - S) کم شود، برای هر یک از کانال های انتقال استریو وابستگی ولتاژ خروجی به زاویه برخورد موج صوتی روی میکروفون با منحنی های M+S =X و M--S = Y نشان داده می شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 5 ب. بنابراین، می توان مشاهده کرد که سیستم های XY و MS معادل هستند و انتقال از یکی از آنها به دیگری با استفاده از ساده ترین عملیات تبدیل سیگنال مجموع - تفاضل انجام می شود.

سیستم MS به وجود واحدهای اضافی در ترکیب پانل کنترل صدا نیاز دارد: مبدل های مجموع اختلاف، کنترل کننده های جهت استریو و یک پایه. مزیت سیستم MS نسبت به سیستم XY این است که با این سیستم، تکنیک کنترل ساده تر است، تا حد زیادی با تکنیک کنترل یک انتقال تک معمولی یکسان است. در این سیستم، تنظیم هم عرض کلی پایه و هم عرض بخش های پایه که توسط گروه های مجزا از مجریان اشغال می شود، و همچنین تنظیم جهت ها به منابع آسان است.

سیستم های ترکیبی

سیستم‌های AB، XY و MS که در بالا مورد بحث قرار گرفت، مبتنی بر استفاده از دو میکروفون مونو معمولی یا برای سیستم‌های XY و MS، یک میکروفون استریو است که دو میکروفون مونو در یک محفظه چیده شده‌اند. با این حال، با توسعه استریوفونیک، به ویژه با ظهور ضبط صدای چند کاناله، سیستم های انتقال صدای استریوفونیک به تدریج پیچیده تر شدند. در نزدیکی هر گروه از سازها، هر گروه از نوازندگان، به طور جداگانه برای تکنواز، جداگانه برای برخی سازها، میکروفون ها شروع به نصب کردند. همه این سیگنال ها ابتدا ضبط می شوند و سپس "میکس" می شوند. به نظر می رسد که یک استریو اصلی است که پس از آن دو پخش استریو و مونو از آن حذف می شود. سیستم های انتقال صدای استریو با استفاده از تعداد زیادی میکروفون، سیستم های پلی میکروفون نامیده می شوند. برخی از آنها:

سیستم پلی میکروفون AB

سیستم پلی میکروفون XY

سیستم ترکیبی AB و XY

سیستم MS با چند میکروفون تکی

سیستم تبدیل دوگانه

نتیجه گیری در مورد سیگنال های استریو

برای تشکیل یک سیگنال استریو، حداقل دو میکروفون مورد نیاز است که هم در نقاط مختلف (سیستم AB) اتاق اصلی (استودیو، سالن) و هم در یک نقطه قرار دارند، اما در زاویه ای نسبت به یکدیگر قرار دارند (سیستم XY). یا با الگوهای جهت دهی مختلف (سیستم MS).

اصل سیستم MS، که مجموع و تفاوت سیگنال های L و R منتقل می شود، برای تولید سیگنال پخش استریو اعمال می شود که امکان دریافت انتقال استریو در دستگاه های مونو را فراهم می کند.

برای تولید مجدد یک سیگنال استریو به دست آمده با استفاده از سیستم MS، یک واحد تبدیل مجموع اختلاف اضافی مورد نیاز است که سیگنال های M و S را به سیگنال های L و R تبدیل می کند و با کمی اصلاح می توان از آن برای تنظیم عرض استریو استفاده کرد. پایه.

هر روز مردم با استفاده از وسایل الکترونیکی مواجه می شوند. بدون آنها، زندگی مدرن غیرممکن است. پس از همه، ما در مورد تلویزیون، رادیو، کامپیوتر، تلفن، مولتی کوکر و موارد دیگر صحبت می کنیم. پیش از این، چند سال پیش، هیچ کس به این فکر نمی کرد که چه سیگنالی در هر دستگاه قابل اجرا استفاده می شود. اکنون کلمات "آنالوگ"، "دیجیتال"، "گسسته" مدتهاست شنیده می شود. برخی از سیگنال های ذکر شده با کیفیت و قابل اعتماد هستند.

انتقال دیجیتال بسیار دیرتر از آنالوگ مورد استفاده قرار گرفت. این به این دلیل است که نگهداری چنین سیگنالی بسیار ساده تر است و فناوری در آن زمان چندان بهبود نیافته بود.

هر فردی دائماً با مفهوم «گسستگی» مواجه است. اگر این کلمه را از لاتین ترجمه کنید، به معنای "ناپیوستگی" خواهد بود. با رفتن عمیق به علم، می توان گفت که سیگنال گسستهروشی برای انتقال اطلاعات است که بر تغییر زمان رسانه حامل دلالت دارد. دومی هر مقدار ممکن را می گیرد. اکنون پس از تصمیم گیری برای تولید سیستم ها بر روی یک تراشه، گسستگی در پس زمینه محو می شود. آنها یکپارچه هستند و همه اجزا به طور نزدیک با یکدیگر تعامل دارند. در گسستگی، همه چیز دقیقاً برعکس است - هر جزئیات کامل شده و از طریق خطوط ارتباطی خاص به دیگران متصل می شود.

علامت

سیگنال کد خاصی است که توسط یک یا چند سیستم به فضا منتقل می شود. این عبارت کلی است.

در زمینه اطلاعات و ارتباطات، سیگنال حامل ویژه هر داده ای است که برای انتقال پیام استفاده می شود. می توان ایجاد کرد اما پذیرفته نشد، آخرین شرط اختیاری است. اگر سیگنال یک پیام باشد، "گرفتن" آن ضروری تلقی می شود.

کد شرح داده شده است تابع ریاضی. تمام تغییرات احتمالی پارامترها را مشخص می کند. که در نظریه مهندسی رادیواین مدل پایه در نظر گرفته می شود. در آن نویز آنالوگ سیگنال نامیده می شد. این تابعی از زمان است که آزادانه با کد ارسال شده در تعامل است و آن را تحریف می کند.

در این مقاله انواع سیگنال ها توضیح داده شده است: گسسته، آنالوگ و دیجیتال. تئوری اصلی در مورد موضوع مورد توضیح نیز به اختصار آورده شده است.

انواع سیگنال

چندین سیگنال موجود است. بیایید نگاهی به انواع آن بیاندازیم.

1. توسط محیط فیزیکیحامل داده به اشتراک گذاشته شده است سیگنال الکتریکی، نوری، صوتی و الکترومغناطیسی. چندین گونه دیگر نیز وجود دارد، اما آنها کمتر شناخته شده اند.
2. با توجه به روش تنظیم، سیگنال ها به منظم و نامنظم تقسیم می شوند. اولی روش های انتقال داده قطعی هستند که توسط یک تابع تحلیلی مشخص می شوند. تصادفی ها به دلیل تئوری احتمال فرموله می شوند و همچنین در بازه های زمانی مختلف مقادیری را به خود می گیرند.
3. بسته به عملکردهایی که تمام پارامترهای سیگنال را توصیف می کنند، روش های انتقال داده می تواند آنالوگ، گسسته، دیجیتال (روشی که سطح کوانتیزه می شود) باشد. آنها برای اطمینان از عملکرد بسیاری از وسایل الکتریکی استفاده می شوند.

خواننده اکنون با انواع سیگنالینگ آشنا است. درک آنها برای هیچ فردی دشوار نخواهد بود، نکته اصلی این است که کمی فکر کنید و دوره فیزیک مدرسه را به خاطر بسپارید.

چرا سیگنال در حال پردازش است؟

سیگنال به منظور ارسال و دریافت اطلاعات رمزگذاری شده در آن پردازش می شود. پس از استخراج، می توان از آن به روش های مختلفی استفاده کرد. در برخی شرایط، دوباره قالب بندی می شود.

دلیل دیگری برای پردازش همه سیگنال ها وجود دارد. این شامل فشرده سازی جزئی فرکانس ها است (به طوری که به اطلاعات آسیب نرساند). پس از آن فرمت می شود و با سرعت کم ارسال می شود.

سیگنال های آنالوگ و دیجیتال از تکنیک های خاصی استفاده می کنند. به طور خاص، فیلتر کردن، پیچیدگی، همبستگی. آنها برای بازیابی سیگنال در صورت آسیب دیدگی یا نویز ضروری هستند.

ایجاد و شکل گیری

اغلب، یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) برای تولید سیگنال مورد نیاز است.اغلب، هر دوی آنها تنها در شرایطی با استفاده از فناوری‌های DSP استفاده می‌شوند. در موارد دیگر، فقط استفاده از DAC مناسب است.

هنگام ایجاد کدهای فیزیکی آنالوگ با استفاده بیشتر از روش های دیجیتال، آنها به اطلاعات دریافتی متکی هستند که از دستگاه های خاص منتقل می شود.

محدوده دینامیکی

این به عنوان تفاوت بین سطح صدا بالاتر و پایین تر که بر حسب دسی بل بیان می شود محاسبه می شود. کاملاً به کار و ویژگی های اجرا بستگی دارد. ما هم در مورد تراک های موسیقی صحبت می کنیم و هم در مورد دیالوگ های معمولی بین مردم. اگر مثلاً گوینده‌ای را در نظر بگیریم که اخبار را می‌خواند، محدوده دینامیکی او در حدود 25-30 دسی‌بل در نوسان است. و در حین خواندن یک اثر، می تواند تا 50 دسی بل افزایش یابد.

سیگنال آنالوگ

سیگنال آنالوگ یک روش پیوسته زمان برای انتقال داده است. عیب آن وجود نویز است که گاهی منجر به از دست رفتن کامل اطلاعات می شود. اغلب اوقات چنین موقعیت هایی وجود دارد که نمی توان تعیین کرد که کد در کجا داده های مهم است و کجا تحریف های معمول وجود دارد.

به همین دلیل است که پردازش سیگنال دیجیتال محبوبیت زیادی پیدا کرده است و به تدریج جایگزین آنالوگ می شود.

سیگنال دیجیتال

سیگنال دیجیتال خاص است و با توابع گسسته توصیف می شود. دامنه آن می تواند مقدار معینی از آنچه قبلا داده شده است بگیرد. اگر سیگنال آنالوگ قادر به دریافت مقدار زیادی نویز باشد، سیگنال دیجیتال بیشتر تداخل دریافتی را فیلتر می کند.

علاوه بر این، این نوع انتقال داده، اطلاعات را بدون بار معنایی غیر ضروری منتقل می کند. چندین کد را می توان همزمان از طریق یک کانال فیزیکی ارسال کرد.

انواع سیگنال دیجیتال وجود ندارد، زیرا به عنوان یک روش جداگانه و مستقل برای انتقال داده برجسته می شود. این یک جریان باینری است. امروزه چنین سیگنالی محبوب ترین در نظر گرفته می شود. به سهولت استفاده مربوط می شود.

کاربرد سیگنال دیجیتال

یک سیگنال الکتریکی دیجیتال چه تفاوتی با سایرین دارد؟ این واقعیت که او قادر به انجام یک بازسازی کامل در تکرار کننده است. هنگامی که سیگنالی با کوچکترین تداخل وارد تجهیزات ارتباطی می شود، بلافاصله شکل خود را به دیجیتال تغییر می دهد. این به عنوان مثال، به یک برج تلویزیون اجازه می دهد تا دوباره سیگنال ایجاد کند، اما بدون اثر نویز.

در صورتی که کد از قبل با اعوجاج های زیاد وارد شود، متأسفانه نمی توان آن را بازیابی کرد. اگر ارتباطات آنالوگ را مقایسه کنیم، در یک وضعیت مشابه، تکرار کننده می تواند بخشی از داده ها را استخراج کند و انرژی زیادی صرف کند.

صحبت از تلفن همراه فرمت های مختلف، با اعوجاج شدید در یک خط دیجیتال، صحبت کردن تقریبا غیرممکن است، زیرا کلمات یا عبارات کامل شنیده نمی شوند. ارتباط آنالوگ در این مورد مؤثرتر است، زیرا می توانید به گفتگو ادامه دهید.

به دلیل چنین مشکلاتی است که تکرار کننده ها اغلب یک سیگنال دیجیتال را برای کاهش شکاف در خط ارتباطی تشکیل می دهند.

سیگنال گسسته

اکنون هر شخصی از تلفن همراه یا نوعی "شماره‌گیر" در رایانه خود استفاده می‌کند. یکی از وظایف دستگاه ها یا نرم افزارانتقال یک سیگنال، در این مورد یک جریان صوتی است. برای حمل یک موج پیوسته، به کانالی نیاز است که پهنای باند سطح بالاتری داشته باشد. به همین دلیل تصمیم به استفاده از سیگنال گسسته گرفته شد. خود موج را ایجاد نمی کند، بلکه شکل دیجیتالی آن را ایجاد می کند. چرا؟ زیرا انتقال از فناوری (مثلاً تلفن یا رایانه) انجام می شود. مزایای این نوع انتقال اطلاعات چیست؟ با کمک آن، مقدار کل داده های ارسالی کاهش می یابد، و ارسال دسته ای نیز راحت تر سازماندهی می شود.

مفهوم "گسسته سازی" مدتهاست که به طور پایدار در کار استفاده می شود علوم کامپیوتر. به لطف چنین سیگنالی، اطلاعات غیر مستمر منتقل می شود که کاملاً رمزگذاری شده است شخصیت های خاصو حروف، اما داده ها در بلوک های خاص جمع آوری شده است. ذرات مجزا و کامل هستند. این روش رمزگذاری مدتهاست که به پس زمینه منتقل شده است، اما به طور کامل ناپدید نشده است. با آن می توانید اطلاعات کوچک را به راحتی انتقال دهید.

مقایسه سیگنال های دیجیتال و آنالوگ

هنگام خرید تجهیزات، به ندرت کسی به این فکر می کند که چه نوع سیگنال هایی در این یا آن دستگاه استفاده می شود و حتی بیشتر در مورد محیط و طبیعت آنها. اما گاهی اوقات هنوز باید با مفاهیم سر و کار داشته باشید.

مدتهاست که مشخص شده است که فناوری های آنالوگ در حال از دست دادن تقاضا هستند، زیرا استفاده از آنها غیرمنطقی است. در عوض می آید ارتباطات دیجیتال. باید فهمید چه چیزی در خطر است و بشریت از چه چیزی امتناع می کند.

به طور خلاصه، سیگنال آنالوگ روشی برای انتقال اطلاعات است که شامل توصیف داده ها با توابع پیوسته زمان است. در واقع، به طور خاص، دامنه نوسانات می تواند برابر با هر مقداری باشد که در محدوده خاصی باشد.

پردازش سیگنال دیجیتال با توابع زمان گسسته توصیف می شود. به عبارت دیگر، دامنه نوسان این روش برابر با مقادیر کاملاً مشخص شده است.

با حرکت از تئوری به عمل، باید گفت که سیگنال آنالوگ با تداخل مشخص می شود. با دیجیتال، چنین مشکلاتی وجود ندارد، زیرا با موفقیت آنها را "صاف" می کند. با توجه به فناوری های جدید، این روش انتقال داده قادر است تمام اطلاعات اصلی را به تنهایی و بدون دخالت دانشمند بازیابی کند.

در مورد تلویزیون صحبت می کنیم، می توانیم با اطمینان بگوییم: انتقال آنالوگ مدت هاست که از مفید بودن آن گذشته است. اکثر مصرف کنندگان به سمت سیگنال دیجیتال حرکت می کنند. نقطه ضعف دومی این است که اگر دستگاهی قادر به دریافت انتقال آنالوگ باشد، بیشتر روش مدرن- فقط تجهیزات ویژه اگرچه تقاضا برای روش منسوخ مدت طولانی کاهش یافته است، با این وجود، این نوع سیگنال ها هنوز نمی توانند به طور کامل از زندگی روزمره ناپدید شوند.