, розбиває за рівнем сигналу (на графіку - по вертикалі). p> Сигнал, до якого застосовані дискретизація і квантування, називається цифровим.
В
Рисунок 3 - Цифровий сигнал
При оцифрування сигналу рівень квантування називають також глибиною дискретизації або битности. Глибина дискретизації вимірюється в бітах і позначає кількість біт, що виражають амплітуду сигналу. Чим більше глибина дискретизації, тим точніше цифровий сигнал відповідає аналоговому. У разі однорідного квантування глибину дискретизації називають також динамічним діапазоном і вимірюють у децибелах (1 біт ≈ 6 дБ). p> Квантування за рівнем - представлення величини відліків цифровими сигналами. Для квантування в двійковому коді діапазон напруги сигналу від Umin до Umax ділиться на 2n інтервалів. Величина отриманого інтервалу (кроку квантування): br/>В
Кожному інтервалу присвоюється n-розрядний двійковий код - номер інтервалу, записаний двійковим числом. Кожному відліком сигналу присвоюється код того інтервалу, в який потрапляє значення напруги цього відліку. Таким чином, аналоговий сигнал представляється послідовністю двійкових чисел, відповідних величині сигналу в певні моменти часу, тобто цифровим сигналом. При цьому кожне бінарне число представляється послідовністю імпульсів високої (1) і низького (0) рівня. b>
2. Аналоговий і цифровий сигнал
В
2.1 Аналоговий сигнал
Аналоговий сигнал - сигнал даних, у якого кожен з представляють параметрів описується функцією часу і безперервним безліччю можливих значень.
Розрізняють два простори сигналів - простір L (безперервні сигнали), і простір l (L мале) - простір послідовностей. Простір l (L мале) є простір коефіцієнтів Фур'є (лічильного набору чисел, які визначають безперервну функцію на кінцевому інтервалі області визначення), простір L - Є простір безперервних по області визначення (аналогових) сигналів. При деяких умов, простір L однозначно відображається в простір l (наприклад, перші дві теореми дискретизації Котельникова).
Аналогові сигнали описуються безперервними функціями часу, тому аналоговий сигнал іноді називають безперервним сигналом. Аналоговим сигналам протиставляються дискретні (квантовані, цифрові). Приклади безперервних просторів і відповідних фізичних величин:
В· пряма: електрична напруга
В· окружність: положення ротора, колеса, шестерні, стрілки аналогових годин, або фаза несучого сигналу
В· відрізок: положення поршня, важеля управління, рідинного термометра або електричний сигнал, обмежений за амплітудою різні багатовимірні простору: колір, квадратурно-модульований сигнал.
Властивості аналогових сигналів в значній мірі є протилежністю властивостей квантованих або цифрових сигналів.
Відсутність чітко відмітних один від одного дискретних рівнів сигналу призводить до неможливості застосувати для його опису поняття інформації в тому вигляді, як вона розуміється в цифрових технологіях. Міститься в одному відліку "кількість інформації "буде обмежено лише динамічним діапазоном засоби вимірювання.
Відсутність надмірності. З безперервності простору значень випливає, що будь-яка перешкода, внесена в сигнал, відрізнити від самого сигналу і, отже, вихідна амплітуда не може бути відновлена. Насправді фільтрація можлива, наприклад, частотними методами, якщо відома будь-яка додаткова інформація про властивості цього сигналу (зокрема, смуга частот).
Застосування:
Аналогові сигнали часто використовують для представлення безперервно змінюються фізичних величин. Наприклад, аналоговий електричний сигнал, що знімається з термопари, несе інформацію про зміну температури, сигнал з мікрофона - про швидкі змінах тиску у звуковій хвилі, і т.п.
В
2.2 Цифровий сигнал
Цифровий сигнал - сигнал даних, у якого кожен з представляють параметрів описується функцією дискретного часу і кінцевим безліччю можливих значень.
Сигнали являють собою дискретні електричні або світлові імпульси. При такому способі вся ємність комунікаційного каналу використовується для передачі одного сигналу. Цифровий сигнал використовує всю смугу пропускання кабелю. Смуга пропускання - це різниця між максимальною і мінімальною частотою, яка може бути передана по кабелю. Кожен пристрій в таких мережах посилає дані в обох напрямках, а деякі можуть одночасно приймати і передавати. Вузькосмугові системи (baseband) передають дані у вигляді цифрового сигналу однієї частоти.
Дискретний цифровий сигнал складніше передавати на великі відстані, ніж аналоговий сигнал, тому його попередньо модулюють на стороні передавача, і демодулюють на стороні приймача інформації. Використання в цифрових системах алгоритмів перевірки та відновлення цифрової інформації дозволяє істотно збільшити надійність передачі інформації.
Зауваження. Слід мати на увазі, що реальний цифровий сигнал по своїй фізич...
