Što je signal. Vrste signala

Praktično od trenutka podrijetla ljudska su plemena bila suočena s potrebom da ne samo da akumuliraju informacije, već i da se međusobno razmjenjuju. Međutim, ako nije bilo tako teško sa susjedima da to učine (jezik i pisanje), a zatim s onima koji su bili na velikim udaljenostima, ovaj proces je izazvao neke probleme.

Tijekom vremena, oni su riješeni izumom signala. Vrste signala isprva su bili primitivni (dim, zvuk, itd.), ali postupno je čovječanstvo otkrilo nove zakone prirode koje su doprinijele izumima novih načina prenošenja informacija. Otkrijmo kakve su signale, a također razmislite o tome koji se od njih najčešće koristi u suvremenom društvu.

Ono što se zove signal

Ova riječ znači informacije kodirane jednim sustavom koji se prenosi putem posebnog kanala i može se dekodirati drugim sustavom.

Mnogi znanstvenici vjeruju da bi sposobnost bioloških organizama ili čak pojedinih stanica da međusobno komuniciraju (signalizirajući prisutnost hranjivih tvari ili opasnosti) postala je glavna pokretačka sila evolucije.

Svaki fizički proces može djelovati kao signal, čiji su parametri prilagođeni vrsti podataka koji se prenose. Na primjer, u telefonskom sustavu, odašiljač pretvara pretplatničke riječi u električni naponski signal koji se prenosi na prijemni uređaj pomoću žica, kod koje je osoba za slušanje smještena.

Signal i poruka

Ova dva pojma vrlo su blizu značenja - sadrže određene podatke koji se šalju od pošiljatelja do primatelja. Međutim, između njih postoji opipljiva razlika.

Da bi se postigao cilj, primatelj mora nužno primiti poruku. To jest, njegov životni ciklus sastoji se od tri faze: kodiranje informacija - prijenos - dekodiranje poruke.

U slučaju signala, njegovo prihvaćanje nije preduvjet za njegovo postojanje. To jest, podaci koji se šifriraju u njoj mogu biti dekodirani, ali hoće li to učiniti netko je nepoznat.

Razvrstavanje prema različitim kriterijima signala: glavne vrste

U prirodi postoji mnogo vrsta signala koji imaju različite karakteristike. U svezi s tim, za njihovu klasifikaciju koriste se razni kriteriji za ove pojave. Tako se razlikuju tri kategorije:

• Putem podnošenja (redovito / neredovito).
• Po vrsti fizičke prirode.
• Prema vrsti funkcije koja opisuje parametre.

Signali prema vrsti fizičke prirode

Ovisno o načinu formiranja, vrste signala su kako slijedi.

• Električna (prijenos podataka - vremenski mijenjanje struje ili napona u električnom krugu).
• Magnetska.
• Elektromagnetsko.
• Toplina.
• Signali ionizirajućeg zračenja.
• Optičko / svjetlo.
• Akustična (zvuk).

Vrste signala, posljednja dva su također najjednostavniji primjeri komunikacijskih tehničkih operacija, čiji je cilj informirati o osobitostima situacije.

Najčešće se koristi za upozoravanje na opasnost ili neispravnost sustava.

Često se kao koordinirajući automatizirani rad za prilagodeni rad koriste zvučne i optičke vrste. Stoga neke vrste kontrolnih signala (naredbe) potiču da sustav počne djelovati.

Na primjer, kod vatrodojavnih alarma, kada prepoznaju tragove dima s senzorima, emitiraju bučni zvuk. Sustav se, pak, percipira kao kontrolni signal za gašenje izvora paljenja.

Još jedan primjer kako signal (vrste signala prema gore navedenoj vrsti fizičke prirode) aktivira sustav u slučaju opasnosti, to je termoregulacija ljudskog tijela. Dakle, ako zbog raznih čimbenika raste tjelesna temperatura, stanice "obavještavaju" mozak o tome i uključuje "sustav hlađenja tijela", što je svima bolje poznato kao znojenje.

Po vrsti funkcije

U ovom se parametru razlikuju različite kategorije.

• Analogni (kontinuirani).
• Quantum.
• Diskretno (impuls).
• Digitalni signal.

Sve ove vrste signala su električne. Zbog činjenice da se oni ne samo lakše rukuje, već se lako prenose na velike udaljenosti.

Što je analogni signal i njegove vrste

Takvo je ime signal prirodnog podrijetla koji se kontinuirano mijenja u vremenu (kontinuirano) i sposoban je uzeti različite vrijednosti u određenom intervalu.

Zbog svojih svojstava savršeno su prikladni za prijenos podataka u telefonskim komunikacijama, emitiranju i televiziji.

Zapravo, sve druge vrste signala (digitalni, kvantni i diskretni) inherentno su prerađeni analogima.

Ovisno o kontinuiranim prostorima i odgovarajućim fizičkim veličinama, raspoređene su različite vrste analognih signala.

• Ravno crta.
• Komad.
• Krug.
• Prostori karakterizirani multidimenzionalnošću.

Kvantizirani signal

Kao što je spomenuto u posljednjem odlomku, to je još uvijek isti analogni oblik, ali razlika je u tome što je kvantizirano. Istodobno, cijeli raspon njegovih vrijednosti podijeljen je na razinu. Njihov broj je zastupljen u brojevima određene znamenke.

Obično se ovaj postupak koristi u praksi pri kompresiji audio ili optičkih signala. Što više kvantizacijske razine, točniji postaje transformacija analognog prikaza u kvantni.

Razmatrana sorta također se odnosi na one koje su umjetno nastale.

U mnogim klasifikacijama tipova signala taj signal nije dodijeljen. Međutim, postoji.

Diskretni prikaz

Ovaj signal također se odnosi na umjetne signale i ima konačan broj razina (vrijednosti). U pravilu, postoje dva ili tri.

U praksi, razlika između diskretnih i analognih metoda prijenosa signala može se ilustrirati usporedbom snimanja zvuka na vinilnom zapisu i CD-u. Prvo se informacije šalju u obliku kontinuirane zvučne trake. Ali na drugom mjestu - u obliku točaka koje je laser spalio s različitom sposobnošću odražavanja.

Ova vrsta prijenosa podataka događa se pretvaranjem kontinuiranog analognog signala u skup diskretnih vrijednosti u obliku binarnih kodova.

Proces se zove uzorkovanje. Ovisno o broju simbola u kombinacijama koda (uniformno / nejednoliko), ona je podijeljena u dvije vrste.

Digitalni signali

Danas, ova metoda prijenosa podataka uporno zamjenjuje analogni. Kao i dva prethodna, ona je također umjetna. U praksi je prikazan kao niz numeričkih vrijednosti.

Za razliku od analognog, to je mnogo brže i bolje komunicira podatke, dok ih briše od smetnji. Istovremeno, to je slabost digitalnog signala (druge vrste signala se nalaze u prethodna tri odlomka). Činjenica je da podaci koji se filtriraju na taj način gube "bučne" čestice s podacima.

U praksi to znači da cijeli komadi nestaju s prenošene slike. A ako govorimo o zvukovnim riječima ili čak cjelokupnim rečenicama.

Zapravo, svaki analogni signal može se modulirati na digitalni. Za to je istodobno podvrgnuta dva procesa: uzorkovanje i kvantizacija. Kao zaseban način prijenosa podataka, digitalni signal nije podijeljen na poglede.

Njegova popularnost pridonosi činjenici da su posljednjih godina nove generacije televizora stvorene posebno za digitalni, a ne analogni, način prijenosa slike i zvuka. Međutim, one se mogu spojiti na konvencionalne TV kabele pomoću adaptera.

Modulacija signala

Sve gore navedene metode prijenosa podataka povezane su s fenomenom kao što je modulacija (za digitalne signale - manipulacije). Zašto je to potrebno?

Kao što je poznato, elektromagnetski valovi (pomoću kojih se prenose razne vrste signala) skloni su prigušenju, što značajno smanjuje raspon njihovog prijenosa. Da se to spriječi, niskonfrekventne oscilacije se prenose u područje dugih visokofrekventnih valova. Taj se fenomen naziva modulacija (manipulacija).

Pored povećanja udaljenosti prijenosa podataka, povećava se i otpornost na buku signala. Isto tako, postoji mogućnost da istodobno organizira nekoliko neovisnih kanala prijenosa informacija.

Sam proces je sljedeći. Uređaj, nazvan modulator, istodobno prima dva signala: niska frekvencija (nosi određene informacije) i visoku frekvenciju (ne informativna, ali sposobna za odašiljanje za velike udaljenosti). U ovom uređaju oni su pretvoreni u jednu, što istodobno kombinira prednosti oboje.

Vrste izlaznih signala ovise o modificiranom parametru ulaznog nosača visoke frekvencijske oscilacije.

Ako je harmonika, takav modulacijski proces naziva se analogni.

Ako je periodni - impuls.

Ako je signal nosača jednostavno istosmjerna struja - takva se vrsta zove buka.

Prve dvije vrste modulacije signala, zauzvrat, podijeljene su u podvrste.

Analogna modulacija se događa na ovaj način.

• Amplituda (AM) - promjena amplitude signala nosača.
• Faza (FM) - faza se mijenja.
• Frekvencija - utječe samo na učestalost.

Vrste modulacije pulsirajućih (diskretnih) signala.

• Amplitude-pulse (AMI).
• Puls frekvencije (PFM).
• Širina pulsa (PWM).
• Fazni puls (FIM).

Razmotrivo koje su metode prijenosa podataka može se zaključiti da, bez obzira na njihov tip, oni igraju važnu ulogu u ljudskom životu, pomažući im da se cjelovito razvijaju i štite od mogućih opasnosti.

Što se tiče analognih i digitalnih signala (uz pomoć kojih se informacije prenose u suvremenom svijetu), najvjerojatnije će u idućih dvadeset godina u razvijenim zemljama prva biti gotovo zamijenjena drugom.