סוגי אותות, אפנון

ערך אנלוגי - ערך שהערכים שלו משתנים ברציפות במרווח נתון. הערך הספציפי שלו תלוי רק ברמת הדיוק של מכשיר המדידה. זוהי, למשל, הטמפרטורה.

ערך דיסקרטי - כמות שערכיה משתנים בחדות. למשל, מספר התלמידים בכיתה. אות מדידה - אות המכיל מידע כמותי על הכמות הפיזית הנמדדת. לדוגמה, המתח במוצא של מתמר תרמו-אלקטרי שמודד טמפרטורה.

התראת נתונים - צורת הייצוג של הודעת נתונים על ידי כמות פיזית, השינוי של פרמטר אחד או מספר פרמטרים המשקפים את השינוי שלו.

בטכנולוגיית המיקרו-מעבד, אותות הם כמויות חשמליות (זרם, מתח). פרמטר מייצג אות נתונים הוא פרמטר אות נתונים ששינויו משקף שינוי בהודעת הנתונים (משרעת, תדר, פאזה, משך דופק, משך הפסקה).

אות נתונים אנלוגיים - אות נתונים שבו כל אחד מהפרמטרים המייצגים מתואר על ידי פונקציה של זמן ומערכת רציפה של ערכים אפשריים, כלומר.אותות אנלוגיים מתוארים על ידי פונקציה רציפה (או רציפה חלקית) xа(t), והפונקציה עצמה והארגומנט t יכולים לקחת כל ערך במרווחים מסוימים

אות אנלוגי f (t) נקרא מחזורי אם יש מספר ממשי T כך ש-f (t + T) = f (t) עבור כל t, ו-T נקרא תקופת האות.

אות נתונים דיסקרטי - שונה מאנלוגים בכך שערכיו ידועים רק בזמנים בדידים. אותות נפרדים מתוארים על ידי פונקציות סריג - רצפים - xd (nT), כאשר T = const הוא מרווח הדגימה (נקודה), n = 0, 1, 2,....

הפונקציה xd (nT) עצמה יכולה לקחת ערכים שרירותיים ברגעים נפרדים במרווח מסוים. ערכי פונקציות אלו נקראים דגימות פונקציות או דגימות. סימון נוסף לפונקציית הסריג x(nT) הוא x(n) או xn. הרצף x(n) יכול להיות סופי או אינסופי, תלוי במרווח ההגדרה של הפונקציה.

אות נתונים קוונטי - שונה מאנלוגי או בדיד על ידי חלוקת טווח הערכים של ערך רציף או בדיד למספר סופי של מרווחים. צורת הקוונטיזציה הפשוטה ביותר היא חלוקה של מספר שלם במספר טבעי, הנקראת גורם הקוונטיזציה.

אות נתונים דיגיטליים - אות שבו כל אחד מהפרמטרים המייצגים מתואר על ידי פונקציית זמן בדידה וקבוצה סופית של ערכים אפשריים. אותות דיגיטליים מתוארים על ידי פונקציות סריג מקובצות x° C(nT). כאשר מתקבל אות דיגיטלי מאות אנלוגי, מתרחשת דגימה וכיוונטיזציה.

אות דיגיטלי בינארי - אות נתונים המשתמש בשיטה לייצוג מידע על הערך של פרמטר בצורה של שילוב רב-סיביות של שני ערכים - אפס ואחד - והוא נקרא בדרך כלל קוד בינארי.

בקוד בינארי משתמשים בשתי ספרות בלבד: 1 ו-0. כל מספר מכיל מספר ספרות, שכל אחת מהן יכולה להכיל רק אחת מהספרות הללו. מספר אחד מתאים למצב אחד של אלמנט, למשל מגע סגור, והשני למצב אחר של אלמנט - מגע פתוח.

במערכת הבינארית, היחידה של כל סיביות היא פי שניים מהביט השכן מסדר נמוך יותר. עבור מספרים שלמים, היחידה של הסיבית הראשונה (הכי משמעותית) היא 20=1, היחידה של הספרה השנייה היא 2 • 20=21 = 2, שלישי — 2 • 21=22= 4, רביעי 2 • 22=23= 8 וכו'. לדוגמה, מספר עשרוני 214 214 = 2 • 102+1•101+0•25+4•100, ובמערכת הבינארית 214 = 1 • 27+1•26+0•25+1•24+0•23 +1• 22+1•21+0•20 וייכתב כ-11010110.

וויסות - תהליך שינוי פרמטר אחד או יותר של תנודת נושא בתדר גבוה לפי חוק אות מידע בתדר נמוך (הודעה).

כיום משתמשים באותות דיגיטליים בינאריים במכשירים אלקטרוניים דיגיטליים בגלל הפשטות של הקידוד והעיבוד. סוגים שונים של אפנון משמשים להעברת אות דיגיטלי על פני ערוצי תקשורת (לדוגמה, ערוצי חשמל או רדיו).

הבה נשקול דוגמאות לייצוג פרמטרים של אותות נתונים באמצעות הדוגמה של סוגים שונים של אפנון (ראה איור 1). בנוסף לסוגים הנחשבים של אפנון, ישנם גם פאזה (PM), פולס זמן (VIM), רוחב דופק (PWM) ומודולציות אחרות.

אורז. 1. סוגים שונים של אפנון אותות - פרמטרים מייצגים שונים של אותות נתונים

כדי להבין את המהות של אות דיגיטלי, שקול את הסיווג הבא. בטכנולוגיה דיגיטלית, מבחינים בין אותות (איור 2):

• שרירותי בגודל ורציף בזמן (אנלוגי);

• אקראי בגודל ובדיד בזמן (בדיד);

• כמותי בגודל ורציף בזמן (קוונטיז);

• מכומד בגודל ובדיד בזמן (דיגיטלי).

אורז. 2. אותות אנלוגיים, דיסקרטיים, כמותיים ודיגיטליים

אותות אנלוגיים משמשים לעתים קרובות כדי לייצג כמויות פיזיקליות המשתנות ללא הרף. לדוגמה, אות חשמלי אנלוגי שנקלט על ידי מצמד תרמי, נושא מידע על שינויי טמפרטורה, אות ממיקרופון - על שינויי לחץ מהירים בגל קול וכו'.

בטכנולוגיית הדיגיטל והדופק, המינוח אינו מבוסס היטב. אז, אות בדיד הוא אות שערכי הפרמטר המייצג שלו ידועים רק ברגעים מסוימים בזמן, והוא גם אות, שלא כמו האנלוגי, שהפרמטר המייצג שלו יכול לקבל רק ערכים קבועים (בדרך כלל שניים: לוגי " אפס" או "יחידה" לוגית).

במקרה השני, זה יהיה נכון לקרוא לאות ככמותי, אבל מודולים תעשייתיים נקראים "מודולי כניסת אות בדידים". בנוסף לשימוש בכמויות פיזיקליות שונות להעברת מידע, האותות נבדלים גם בפרמטרים הייצוגיים שלהם.