Kas ir signāls? Signālu veidi

Praktiski no paša sākuma brīžacilts ciltis sastopas ar vajadzību ne tikai uzkrāt informāciju, bet arī apmainīties ar to viena ar otru. Tomēr, ja kaimiņiem tas nebija tik grūti izdarīt (valoda un rakstīšana), tad ar tiem, kas atradās lielos attālumos, šis process radīja dažas problēmas.

Laika gaitā tie tika atrisināti ar izgudrojumusignāls Sākotnēji signālu veidi bija diezgan primitīvi (dūmi, skaņa utt.), Bet pakāpeniski cilvēce atklāja jaunus dabas likumus, kas veicināja jaunu informācijas pārraidīšanas veidu izgudrošanu. Noskaidrosim, kādi signāli ir, un arī apsveriet, kuri no tiem visbiežāk tiek izmantoti mūsdienu sabiedrībā.

Ko sauc par signālu

Šis vārds nozīmē informāciju, ko kodē viena sistēma, kuru pārraida caur īpašu kanālu un ko var dekodēt ar citu sistēmu.

Daudzi zinātnieki uzskata, ka spējabioloģiskie organismi vai pat atsevišķas šūnas savstarpēji mijiedarboties (norādot uz uzturvielu klātbūtni vai bīstamību), ir kļuvusi par galveno virzītājspēku evolūcijai.

Katrs cilvēks var darboties kā signālsFiziskais process, kura parametri ir pielāgoti nosūtāmo datu veidam. Piemēram, tālruņa sistēmā raidītājs konvertē sarunu abonenta vārdus elektriskā sprieguma signālos, kurus uztverošā ierīce pārraida ar vadiem, kuru tuvumā atrodas klausīšanās persona.

Signāls un ziņa

Šie divi jēdzieni ir ļoti tuvu nozīmei - tajos ir noteikti dati, kurus sūtītājs pārsūta saņēmējam. Tomēr starp tām pastāv būtiska atšķirība.

Lai īstenotu mērķi, ziņojumam obligāti jāsaņem adresāts. Tas nozīmē, ka tā dzīves cikls sastāv no trīs posmiem: kodēšanas informācija - pārraide - ziņojuma atšifrēšana.

Signāla gadījumā tā pieņemšana nav priekšnoteikums tās pastāvēšanai. Tas nozīmē, ka šifrētā informācija var dekodēt, bet tas, vai to darīs kāds, nav zināms.

Klasifikācija saskaņā ar dažādiem signāla kritērijiem: galvenie veidi

Dabā ir daudz šķirņusignāli ar dažādām funkcijām. Saistībā ar šo klasifikāciju tiek izmantoti dažādi šo parādību kritēriji. Tādējādi tiek izšķirtas trīs kategorijas:

• Ar iesniegšanas metodi (regulāri / neregulāri).
• Pēc fiziskā rakstura veida.
• Pēc funkcijas veida, kas apraksta parametrus.

Signāli pēc fiziskā rakstura veida

Atkarībā no veidošanas veida signālu veidi ir šādi.

• Elektriskā (informācijas nesējs - laika mainīga strāva vai spriegums elektriskās ķēdes).
• Magnētiskais.
• Elektromagnētiskais
• Siltuma
• Jonizējošā starojuma signāli.
• Optiskais / gaismas.
• Akustiskā (skaņa).

Pēdējo divu signālu veidi ir arī vienkāršākie sakaru tehnisko darbību piemēri, kuru mērķis ir informēt par situācijas īpatnībām.

Visbiežāk tos izmanto, lai brīdinātu par sistēmas briesmām vai darbības traucējumiem.

Bieži vien skaņas un optiskās šķirnestiek izmantoti kā automatizētās iekārtas koriģētā darba koordinācija. Tātad daži kontroles signāli (komandas) veidi stimulē sistēmu darboties.

Piemēram, ugunsgrēka trauksmes sistēmās ardūmu detektoru atklāšana ar sensora palīdzību, kas rada pīrsingu skaņu. To, savukārt, sistēma uztver kā vadības signālu aizdegšanās avota dzēšanai.

Vēl viens piemērs tam, kā signāls (tipisignāli atkarībā no iepriekšminētā fiziskā rakstura veida) aktivizē sistēmu briesmas gadījumā, ir cilvēka ķermeņa termoregulācija. Tātad, ja dažādu faktoru dēļ ķermeņa temperatūra paaugstinās, šūnas "informē" smadzenes par to, un tajā ietilpst arī "ķermeņa dzesēšanas sistēma", kas visiem labāk ir pazīstama kā svīšana.

Pēc funkcijas veida

Šajā parametrā atšķiras dažādas kategorijas.

• Analogs (nepārtraukts).
• Kvantu
• Diskrēts (impulss).
• Ciparu signāls

Visi šie signālu veidi ir elektriski. Sakarā ar to, ka tos ne tikai vieglāk apstrādāt, bet tos var viegli pārvietot uz lieliem attālumiem.

Kas ir analogais signāls un tā veidi

Šāds nosaukums ir dabiskās izcelsmes signāls, pastāvīgi mainoties (nepārtraukti) un spējīgs uztvert dažādas vērtības noteiktā intervālā.

Pateicoties savām īpašībām, tie ir ideāli piemēroti datu pārraidei telefona sakaru, apraides un televīzijas jomā.

Faktiski visi pārējie signālu veidi (digitālais, kvantu un diskrētais) pēc būtības ir pārveidoti analogi.

Atkarībā no nepārtrauktajām telpām un atbilstošajiem fiziskajiem daudzumiem tiek piešķirti dažādi analogie signāli.

• Taisna līnija.
• Gabals
• Apkārtmērs.
• Telpas, ko raksturo daudzveidība.

Quantizēts signāls

Kā jau minēts pēdējā punktā, tas ir vissTāda pati analogā forma, bet tā atšķirība ir tā, ka tā tika kvantizēta. Tajā pašā laikā visas tās vērtības tika iedalītas līmenī. To skaits ir norādīts konkrētā cipara skaitļos.

Parasti šo procesu praktiski izmanto, saspiežot audio vai optiskos signālus. Jo vairāk kvanizācijas līmeņi, jo precīzāk kļūst analogās skata pārveidošana par kvantu.

Apskatāmais šķirnes arī attiecas uz tiem, kas radās mākslīgi.

Daudzās signālu tipu klasifikācijās šis signāls netiek piešķirts. Tomēr tas pastāv.

Diskrēts skats

Šis signāls attiecas arī uz mākslīgiem signāliem un tam ir ierobežots daudzums līmeņu (vērtības). Parasti ir divi vai trīs.

Praksē diskrētais un analogaisSignāla pārraides paņēmienus var ilustrēt, salīdzinot skaņas ierakstu ar vinila ierakstu un CD. Pirmkārt, informācija tiek iesniegta nepārtrauktas skaņu ieraksta formā. Bet otrajā - lāzera sadedzināto punktu veidā ar atšķirīgām atstarošanas spējām.

Šāda veida datu pārsūtīšana notiek, pārveidojot nepārtrauktu analogo signālu par diskrēto vērtību kopu bināro kodu veidā.

Procesu sauc par paraugu ņemšanu. Atkarībā no simbolu skaita koda kombinācijās (vienādi / nevienmērīgi), to iedala divos veidos.

Digitālie signāli

Šodien šī informācijas nodošanas metode pastāvīgi aizstāj analogo. Tāpat kā divi iepriekšējie, tas ir arī mākslīgs. Praksē tas tiek attēlots kā skaitlisko vērtību secība.

Atšķirībā no analoga, daudzātrāk un kvalitatīvāk pārraida datus, vienlaikus attīra tos no trokšņa traucējumiem. Tajā pašā laikā tas ir ciparu signāla vājums (pārējie signālu veidi ir minēti iepriekšējos trīs punktos). Fakts ir tāds, ka tādā veidā filtrētā informācija zaudē "trokšņainas" daļiņas ar datiem.

Praksē tas nozīmē, ka no pārraidītā attēla pazūd visi gabali. Un ja mēs runājam par skaņu - vārdiem vai pat veseliem teikumiem.

Faktiski jebkurš analogais signāls var būtmodulēts uz ciparu. Šim nolūkam vienlaicīgi tiek pakļauti divi procesi: paraugu ņemšana un kvantēšana. Kā atsevišķu informācijas pārraides veidu digitālais signāls netiek sadalīts skatos.

Viņa popularitāte veicina faktu, kaPēdējos gados jaunās paaudzes televizori ir izveidoti speciāli digitālajai, nevis analoga, attēlu un skaņas pārraidei. Tomēr tos var savienot ar parastajiem TV kabeļiem, izmantojot adapterus.

Signālu modulācija

Visas iepriekš minētās datu pārraides metodes ir saistītas ar parādību, piemēram, modulāciju (ciparu signāliem - manipulācijām). Kāpēc tas ir vajadzīgs?

Kā zināms, elektromagnētiskie viļņi (arkas pārvadā dažāda veida signālus) ir tendētas uz vājināšanu, un tas ievērojami samazina to pārraides diapazonu. Lai to novērstu, zemas frekvences svārstības tiek pārsūtītas uz garu augstfrekvenču viļņu reģionu. Šo fenomenu sauc par modulāciju (manipulācijām).

Papildus pārraides attāluma palielināšanai,jo signālu trokšņa imunitāte palielinās. Un arī ir iespēja vienlaikus vienlaikus organizēt vairākus neatkarīgus informācijas pārsūtīšanas kanālus.

Process pats ir šāds. Ierīce, ko sauc modulators, saņem divus signālus vienlaicīgi: zemas frekvences (ir kāda informācija) un augstas frekvences (bezinformatsionny, bet spēj jānosūta lielos attālumos). Ar šo ierīci, tie tiks pārveidota par tādu, kas vienlaikus apvieno priekšrocības gan no tiem.

Veidi izejas signālus atkarīgs no mainīgajiem parametrs ieejas RF nesēja svārstības.

Ja tas ir harmonisks, šādu modulācijas procesu sauc par analogo.

Ja periodiskais - impulss.

Ja pārvades signāls ir vienkārši tiešā strāva, tad šo šķirni sauc par troksni.

Pirmie divi signālu modulācijas veidi, savukārt, ir iedalīti pasugās.

Analogā modulācija notiek šādā veidā.

• Amplitūdija (AM) - mainās pārvadātāja signāla amplitūda.
• Fāze (FM) - fāzes izmaiņas.
• Frekvence - tiek ietekmēta tikai frekvence.

Impulsu (diskrētu) signālu modulācijas veidi.

• Amplitūdas impulss (AMI).
• Frekvences impulss (PFM).
• Impulsu platums (PWM).
• Fāzu impulss (FIM).

Pārbaudot, kādas pārraides metodes pastāvdatiem var secināt, ka neatkarīgi no to veida viņi visiem spēlē svarīgu lomu cilvēku dzīvē, palīdzot viņiem pilnīgi attīstīties un aizsargāt pret iespējamām briesmām.

Attiecībā uz analogo un ciparu signāliem (arar kura palīdzību informācija tiek pārraidīta mūsdienu pasaulē), visticamāk, ka nākamajos divdesmit gados attīstītajās valstīs pirmo tiks gandrīz pilnībā aizstāta ar otro.