-1

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับสัญญาณอนาล็อกและดิจิตอลรวมถึงฟังก์ชั่นและความแตกต่าง

ในโลกของการโทรคมนาคมสัญญาณแบ่งออกเป็น 2 แบบคือแบบอะนาล็อกและแบบดิจิตอลคำอธิบายฟังก์ชั่นและความแตกต่างระหว่างสัญญาณอะนาล็อกและสัญญาณแบบดิจิตอล

สัญญาณอะนาล็อกและสัญญาณดิจิตอลก็เช่นกันตอนนี้มีคนจำนวนมากที่ได้ยินคำนี้ แต่เมื่อถูกถามเกี่ยวกับความเข้าใจมีเพียงไม่กี่คนที่เข้าใจเกี่ยวกับความหมายของสัญญาณอะนาล็อกและสัญญาณดิจิตอล

สารบัญ

ความหมายของสัญญาณอะนาล็อกและดิจิตอล

1. นิยามของสัญญาณอะนาล็อก

สัญญาณอะนาล็อกเป็นสัญญาณข้อมูลในรูปแบบคลื่นต่อเนื่องซึ่งดำเนินการข้อมูลโดยการเปลี่ยนลักษณะของคลื่น พารามิเตอร์ / คุณสมบัติหลักสองประการที่ครอบครองโดยสัญญาณอะนาล็อกคือความกว้างและความถี่ สัญญาณอะนาล็อกโดยทั่วไปจะเรียกว่าคลื่นไซน์เนื่องจากคลื่นไซน์เป็นพื้นฐานสำหรับสัญญาณอะนาล็อกทุกรูปแบบ

นี่คือความจริงที่ว่าบนพื้นฐานการวิเคราะห์ฟูริเยร์สัญญาณอะนาล็อกสามารถรับได้จากการรวมกันของคลื่นไซน์จำนวนหนึ่ง ด้วยการใช้สัญญาณอะนาล็อกช่วงการส่งข้อมูลสามารถเข้าถึงระยะไกลได้มาก แต่สัญญาณนี้ได้รับผลกระทบจากเสียงรบกวนได้ง่าย คลื่นสัญญาณอะนาล็อกที่มักจะอยู่ในรูปแบบของคลื่นไซน์มีตัวแปรพื้นฐานสามประการคือแอมพลิจูดความถี่และเฟส

แอมพลิจูดเป็นพารามิเตอร์ของแรงดันสูงและต่ำของสัญญาณอะนาล็อก
ความถี่คือจำนวนคลื่นสัญญาณอะนาล็อกในหน่วยวินาที
เฟสคือมุมของสัญญาณอะนาล็อกในช่วงเวลาหนึ่ง

2. ความหมายของสัญญาณดิจิตอล

สัญญาณดิจิตอลเป็นเทคโนโลยีที่มีความสามารถการแปลงสัญญาณให้เป็นการรวมกันของลำดับเลข 0 และ 1 (เช่นเดียวกับฐานสอง) เพื่อให้ไม่ได้รับผลกระทบจากเสียงรบกวนกระบวนการข้อมูลนั้นง่ายรวดเร็วและแม่นยำ แต่การส่งสัญญาณดิจิตอลจะส่งสัญญาณระยะใกล้เท่านั้น โดยปกติแล้วตัวชี้นำเหล่านี้รู้จักกันในชื่อตัวชี้นำแบบไม่ต่อเนื่อง

สัญญาณที่มีสองเงื่อนไขนี้เป็นเรื่องธรรมดาบิตที่เรียกว่า บิตเป็นคำทั่วไปสำหรับตัวชี้นำดิจิทัล หนึ่งบิตอาจเป็นศูนย์ (0) หรือหนึ่ง (1) ค่าที่เป็นไปได้สำหรับบิตคือ 2 (21) ค่าที่เป็นไปได้ของ 2 บิตคือ 4 (22) ในรูปแบบของ 00, 01, 10 และ 11 โดยทั่วไปจำนวนของค่าที่เป็นไปได้ที่เกิดขึ้นจากการรวมกันของ n bits คือ 2n

ระบบดิจิตอลเป็นรูปแบบการสุ่มตัวอย่างจากระบบอะนาล็อก โดยทั่วไปจะใช้รหัสดิจิทัลในรูปแบบไบนารี (Hexa) จำนวนค่าของระบบดิจิตอลถูก จำกัด ด้วยความกว้าง / จำนวนบิต (แบนด์วิดท์) จำนวนบิตนั้นมีผลอย่างมากต่อความแม่นยำของระบบดิจิตอล

สัญญาณดิจิตอลนี้มีคุณสมบัติที่แตกต่างหลากหลายซึ่งไม่สามารถหาได้ในเทคโนโลยีอะนาล็อก ได้แก่ :

สามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วแสงที่ทำให้สามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูง
การใช้ข้อมูลซ้ำ ๆ จะไม่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพและปริมาณของข้อมูล
ข้อมูลสามารถประมวลผลและแก้ไขได้ง่ายในรูปแบบต่าง ๆ
สามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมากและส่งข้อมูลแบบโต้ตอบได้

ปัจจุบันเทคโนโลยีจำนวนมากใช้เทคโนโลยีสัญญาณดิจิตอล เพราะข้อดีรวมไปถึง:

ในการจัดเก็บผลการประมวลผลสัญญาณดิจิตอลจะง่ายกว่าสัญญาณอะนาล็อก
เนื่องจากการจัดเก็บสัญญาณดิจิตอลสามารถใช้สื่อดิจิตอลเช่นซีดีดีวีดีแฟลชไดรฟ์ฮาร์ดดิสก์ ในขณะที่สื่อเก็บข้อมูลสัญญาณอะนาล็อกเป็นเทปแม่เหล็ก
มีภูมิคุ้มกันต่อเสียงรบกวนมากกว่าเนื่องจากทำงานในระดับ '0' และ '1'
ภูมิคุ้มกันมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิมากขึ้น การประมวลผลง่ายขึ้น

หมายถึงความคิด สตีเฟ่นคุก (Cornelius Arianto, 2010)มีเหตุผลสำคัญสองประการในระหว่างกระบวนการของสัญญาณอะนาล็อกที่ถูกแปลงเป็นสัญญาณดิจิตอล อันดับแรกคือ "อัตราตัวอย่าง" หรือความถี่ในการบันทึกค่าแรงดันไฟฟ้า

ประการที่สองคือ "บิตต่อตัวอย่าง" หรือความแม่นยำในการบันทึกค่า ที่สามคือจำนวนช่องสัญญาณ (โมโนหรือสเตอริโอ) แต่สำหรับแอปพลิเคชัน ASR ส่วนใหญ่ (การรู้จำเสียงอัตโนมัติ) โมโนก็เพียงพอแล้ว นักวิจัยต้องทำการทดลองด้วยค่าที่แตกต่างกันเพื่อกำหนดว่าอะไรดีที่สุดกับอัลกอริทึมของพวกเขา

ฟังก์ชั่นสัญญาณอะนาล็อกและดิจิตอล

ADC (ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล)ฟังก์ชั่นการเข้ารหัสแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณอะนาล็อกเวลาอย่างต่อเนื่องในรูปแบบของบิตเวลาไม่ต่อเนื่องแบบดิจิตอลเพื่อให้สัญญาณสามารถประมวลผลโดยคอมพิวเตอร์ กระบวนการแปลงสามารถอธิบายเป็นกระบวนการ 3 ขั้นตอน นั่นคือ:

1. การสุ่มตัวอย่าง

การสุ่มตัวอย่างเป็นการแปลงสัญญาณอนาล็อกเวลาต่อเนื่อง, xa (t), กลายเป็นสัญญาณไม่ต่อเนื่องของค่าต่อเนื่อง x (n), ที่ได้รับโดยการ "สแนปช็อต" ของสัญญาณเวลาต่อเนื่องที่เวลาไม่ต่อเนื่อง สามารถเขียนเชิงคณิตศาสตร์ได้: x (n) = xa (nT)

ที่อยู่:

T = ช่วงเวลาการสุ่มตัวอย่าง (วินาที)

n = จำนวนเต็ม

2. Quantizing

Quantizing คือการแปลงสัญญาณไม่ต่อเนื่องเวลาค่าต่อเนื่อง, x (n), จะกลายเป็นสัญญาณค่า discrete-time, x q (n) ค่าในแต่ละช่วงเวลาต่อเนื่องจะถูกวัดหรือประเมินด้วยแรงดันเปรียบเทียบที่ใกล้เคียงที่สุด ความแตกต่างระหว่างตัวอย่าง x (n) และสัญญาณเชิงปริมาณ xq (n) เรียกว่าข้อผิดพลาดเชิงปริมาณ

แรงดันไฟฟ้าของสัญญาณอินพุตที่ระดับเต็มจะถูกแบ่งออกถึง 2 N ระดับ โดยที่ N คือความละเอียดบิต ADC (จำนวนตำแหน่งแรงดันไฟฟ้าที่เทียบเท่า) สำหรับ N = 3 บิตพื้นที่แรงดันไฟเข้าที่ระดับเต็มจะถูกแบ่งออกเป็น: 2 N = 2 3 = 8 ระดับ (ระดับแรงดันเปรียบเทียบ)

3. การเข้ารหัส (การเข้ารหัส)

แต่ละระดับแรงดันเปรียบเทียบจะถูกคูณด้วยเป็นแถวของบิตไบนารี่ สำหรับ N = 3 บิตระดับแรงดันเปรียบเทียบเปรียบเทียบ = 8 ระดับ แปดระดับเหล่านี้มีรหัสเป็น 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 และ 111 บิต