-1

Zrozumienie sygnałów analogowych i cyfrowych oraz ich funkcji i różnic

W świecie telekomunikacji sygnał dzieli się na 2 typy, analogowy i cyfrowy, następujące wyjaśnienie, funkcję i różnicę między sygnałami analogowymi i sygnałami cyfrowymi.

Być może sygnał analogowy, a także cyfrowyteraz jest tak wielu ludzi, którzy słyszą ten termin, ale zapytani o jego zrozumienie tylko kilka osób rozumie znaczenie sygnałów analogowych i sygnałów cyfrowych.

Spis treści

Definicja sygnałów analogowych i cyfrowych

1. Definicja sygnałów analogowych

Sygnały analogowe to sygnały danych w formiefale ciągłe, które przenoszą informacje poprzez zmianę charakterystyki fali. Dwa główne parametry / cechy posiadane przez sygnały analogowe to amplituda i częstotliwość. Sygnały analogowe są ogólnie nazywane falami sinusoidalnymi, ponieważ fale sinusoidalne są podstawą wszystkich form sygnałów analogowych.

Jest to oparte na tym, że analizaFourier, sygnał analogowy można uzyskać z kombinacji wielu fal sinusoidalnych. Dzięki wykorzystaniu sygnałów analogowych zasięg transmisji danych może osiągnąć duże odległości, ale szum ten łatwo wpływa na sygnał. Fale w sygnałach analogowych, które zwykle mają postać fal sinusoidalnych, mają trzy podstawowe zmienne, mianowicie amplitudę, częstotliwość i fazę.

Amplituda jest parametrem wysokiego i niskiego napięcia sygnałów analogowych.
Częstotliwość to liczba fal sygnału analogowego w jednostkach sekund.
Faza to kąt sygnału analogowego w określonym czasie.

2. Definicja sygnałów cyfrowych

Signal Digital to technologia, która jest w stanieprzekształcając sygnały w kombinację sekwencji liczb 0 i 1 (również binarnych), tak aby nie były one łatwo podatne na zakłócenia, proces informacyjny jest łatwy, szybki i dokładny, ale transmisja z sygnałami cyfrowymi osiąga jedynie stosunkowo bliski zakres transmisji danych. Zazwyczaj te sygnały są również znane jako sygnały dyskretne.

Sygnały, które mają te dwa warunki, są wspólnezwany bitem. Bit jest typowym terminem na sygnały cyfrowe. Jeden bit może wynosić zero (0) lub jeden (1). Możliwe wartości dla bitu to 2 (21). Możliwe wartości 2 bitów to 4 (22), w postaci 00, 01, 10 i 11. Ogólnie liczba możliwych wartości utworzonych przez połączenie n bitów wynosi 2n.

System cyfrowy jest formą próbkowania zsystem analogowy. Cyfrowy jest zasadniczo kodowany w formie binarnej (Hexa). Liczba wartości systemu cyfrowego jest ograniczona przez szerokość / liczbę bitów (szerokość pasma). liczba bitów ma również duży wpływ na dokładność systemu cyfrowego.

Ten sygnał cyfrowy ma wiele unikalnych cech, których nie można znaleźć w technologii analogowej, a mianowicie:

Może wysyłać informacje z prędkością światła, dzięki czemu informacje mogą być wysyłane z dużą prędkością.
Powtarzające się wykorzystanie informacji nie wpływa na jakość i ilość samych informacji.
Informacje można łatwo przetwarzać i modyfikować w różnych formach.
Może przetwarzać bardzo duże ilości informacji i wysyłać je interaktywnie.

Obecnie wiele technologii wykorzystuje technologię cyfrowego sygnału. Ze względu na zalety, w tym:

Jako pamięć wyników przetwarzania sygnały cyfrowe są łatwiejsze niż sygnały analogowe.
Jako miejsce do przechowywania sygnałów cyfrowych można wykorzystywać nośniki cyfrowe, takie jak dyski CD, DVD, FlashDisk, dyski twarde. Natomiast nośnikiem zapisu sygnału analogowego jest taśma magnetyczna.
Bardziej odporny na hałas, ponieważ działa na poziomach „0” i „1”.
Bardziej odporny na zmiany temperatury. łatwiejsze przetwarzanie.

Odnosząc się do pomysłów Stephen Cook (Cornelius Arianto, 2010)Istnieją dwa ważne powody podczas przetwarzania sygnałów analogowych na sygnały cyfrowe. Pierwszym z nich jest „częstotliwość próbkowania” lub częstotliwość zapisywania wartości napięcia.

Po drugie, „bitów na próbkę” lub dokładność rejestrowania wartości. Trzeci to liczba kanałów (mono lub stereo), ale dla większości aplikacji ASR (Automatyczne rozpoznawanie mowy) wystarczy mono. Badacze muszą eksperymentować z różnymi wartościami, aby ustalić, co najlepiej działa z ich algorytmem.

Funkcje sygnałów analogowych i cyfrowych

ADC (przetwornik analogowo-cyfrowy)funkcja do kodowania napięcia sygnału analogowego o czasie ciągłym w celu utworzenia szeregu cyfrowych dyskretnych bitów czasu, aby sygnał mógł być przetwarzany przez komputer. Proces konwersji można opisać jako proces 3-etapowy. To jest:

1. Pobieranie próbek

Próbkowanie to konwersja sygnału analogowegoczas ciągły, xa (t), staje się sygnałem o czasie dyskretnym o wartości ciągłej x (n), uzyskiwanym przez wykonanie „migawki” sygnału czasu ciągłego w czasie dyskretnym. Matematycznie można zapisać: x (n) = xa (nT)

Gdzie:

T = interwał próbkowania (sekundy)

n = liczba całkowita

2. Kwantyzacja

Kwantyzacja to konwersja sygnałów dyskretnych czasowowartość ciągła, x (n), staje się sygnałem dyskretnej wartości dyskretnej, x q (n). Wartość w każdym ciągłym czasie jest kwantyzowana lub oceniana przy najbliższym napięciu porównawczym. Różnica między próbką x (n) a kwantowanym sygnałem xq (n) nazywa się błędem kwantyzacji.

Napięcie sygnału wejściowego w pełnej skali jest podzielonedo 2 poziomów N. Gdzie N to rozdzielczość bitów ADC (liczba porównywalnych pozycji napięcia). Dla N = 3 bity obszar napięcia wejściowego w pełnej skali zostanie podzielony na: 2 N = 2 3 = 8 poziomów (poziom napięcia porównawczego).

3. Kodowanie (kodowanie)

Poziom napięcia każdego komparatora jest mnożony przezw rzędy bitów binarnych. Dla N = 3 bity poziom napięcia komparatora = 8 poziomów. Te osiem poziomów jest zakodowanych jako 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 i 111 bitów.