Gandrīz no paša sākumacilvēku ciltis saskārās ar nepieciešamību ne tikai uzkrāt informāciju, bet arī apmainīties ar to savā starpā. Tomēr, ja to nebija tik grūti izdarīt ar kaimiņiem (valodu un rakstību), tad ar tiem, kuri atradās lielos attālumos, šis process radīja zināmas problēmas.
Laika gaitā tie tika atrisināti ar izgudrojuma palīdzībusignāls. Signālu veidi sākumā bija diezgan primitīvi (dūmi, skaņa utt.), Taču pamazām cilvēce atklāja jaunus dabas likumus, kas veicināja jaunu informācijas nodošanas veidu izgudrošanu. Noskaidrosim, kādi ir signālu veidi, kā arī apsveriet, kuri no tiem visbiežāk tiek izmantoti mūsdienu sabiedrībā.
To, ko sauc par signālu
Šis vārds nozīmē vienas sistēmas kodētu informāciju, kas tiek pārraidīta pa īpašu kanālu un kuru var dekodēt cita sistēma.
Daudzi zinātnieki uzskata, ka spējabioloģiskie organismi vai pat atsevišķas šūnas mijiedarbojas viena ar otru (norādot uz barības vielu klātbūtni vai bīstamību) ir kļuvušas par galveno evolūcijas virzītājspēku.
Ikviens var darboties kā signālsfiziskais process, kura parametri ir pielāgoti nosūtīto datu tipam. Piemēram, tālruņu sistēmā raidītājs pārveido runātāja vārdus elektriskā sprieguma signālā, kas caur vadiem tiek pārraidīts uz uztverošo ierīci, kuras tuvumā atrodas klausītājs.
Signāls un ziņojums
Šie divi jēdzieni savā ziņā ir ļoti tuvi - tie satur noteiktus datus, kurus no sūtītāja pārsūta saņēmējam. Tomēr starp tām ir taustāma atšķirība.
Lai sasniegtu šo mērķi, adresātam jāpieņem ziņojums. Tas ir, tā dzīves cikls sastāv no trim posmiem: informācijas kodēšana - pārraide - ziņu dekodēšana.
Signāla gadījumā tā pieņemšana nav priekšnoteikums tā pastāvēšanai. Tas ir, tajā šifrēto informāciju var atšifrēt, bet vai to izdarīs kāds, nav zināms.
Klasifikācija pēc dažādiem signālu kritērijiem: galvenie veidi
Dabā ir daudz šķirņu.signāli ar dažādām īpašībām. Šajā sakarā to klasificēšanai tiek izmantoti dažādi šo parādību kritēriji. Tādējādi ir trīs kategorijas:
- Pēc barošanas metodes (regulāra / neregulāra).
- Pēc fiziskās dabas veida.
- Pēc funkcijas veida, kas apraksta parametrus.
Signāli pēc fiziskā rakstura veida
Atkarībā no veidošanās metodes signālu veidi ir šādi.
- Elektriskais (informācijas nesējs - laika mainīga strāva vai spriegums elektriskajā ķēdē).
- Magnētisks.
- Elektromagnētiskais.
- Termiskā.
- Jonizējošā starojuma signāli.
- Optiskais / gaismas.
- Akustiskā (skaņa).
Pēdējie divi signālu veidi ir arī vienkāršākie sakaru tehnisko darbību piemēri, kuru mērķis ir paziņot par pašreizējās situācijas īpatnībām.
Visbiežāk tos izmanto, lai brīdinātu par briesmām vai sistēmas darbības traucējumiem.
Bieži skaņas un optiskās šķirnestiek izmantoti kā koordinatori automātiskas iekārtas vienmērīgai darbībai. Tātad daži vadības signālu (komandu) veidi stimulē sistēmu rīkoties.
Piemēram, ugunsgrēka trauksmes gadījumosKad sensori atklāj dūmu pēdas, tie izstaro augstu skaņu. Tas savukārt tiek uztverts kā vadības signāls uguns avota dzēšanai.
Vēl viens piemērs tam, kā signāls (veidisignāli pēc fiziskā rakstura veida ir uzskaitīti iepriekš) aktivizē sistēmas darbu briesmu gadījumā, ir cilvēka ķermeņa termoregulācija. Tātad, ja dažādu faktoru ietekmē ķermeņa temperatūra paaugstinās, šūnas par to "informē" smadzenes un tā ieslēdz "ķermeņa dzesēšanas sistēmu", kas visiem labāk pazīstama kā svīšana.
Pēc funkcijas veida
Šim parametram tiek piešķirtas dažādas kategorijas.
- Analogs (nepārtraukts).
- Kvants.
- Diskrēts (impulss).
- Digitālais signāls.
Visi šie signālu veidi ir elektriski. Tas ir saistīts ar faktu, ka tos ir ne tikai vieglāk apstrādāt, bet arī viegli pārnēsāt lielos attālumos.
Kas ir analogais signāls un tā veidi
Šis nosaukums tiek piešķirts dabiskas izcelsmes signāliem, kas nepārtraukti mainās laikā (nepārtraukti) un noteiktā intervālā var iegūt dažādas vērtības.
Pateicoties savām īpašībām, tie ir lieliski piemēroti datu pārraidei telefona sakaros, radio apraidē un televīzijā.
Faktiski visi pārējie signālu veidi (digitālie, kvantu un diskrētie) pēc būtības ir pārveidoti analogi.
Atkarībā no nepārtrauktām atstarpēm un attiecīgajiem fizikālajiem lielumiem tiek izdalīti dažāda veida analogie signāli.
- Taisni.
- Iedaļa.
- Aplis.
- Telpas, kurām raksturīga daudzdimensionālitāte.
Kvantizēts signāls
Kā minēts pēdējā rindkopā, tas ir visstā pati analogā forma, taču tā atšķirība ir tā, ka tā ir kvantificēta. Tajā pašā laikā viss tā vērtību diapazons tika sadalīts līmeņos. To skaits ir attēlots ar noteikta bitu platuma skaitļiem.
Parasti šo procesu izmanto praksē, saspiežot audio vai optiskos signālus. Jo vairāk kvantēšanas līmeņu, jo precīzāka kļūst analogās formas pārveidošana par kvantu.
Attiecīgā šķirne pieder arī tām, kas radušās mākslīgi.
Daudzās signālu veidu klasifikācijās šis signāls nav izšķirts. Tomēr tā pastāv.
Diskrēts skats
Šis signāls ir arī mākslīgs, un tam ir ierobežots skaits līmeņu (vērtību). Parasti tie ir divi vai trīs.
Praksē atšķirība starp diskrēto un analogoSignāla pārraides metodes var ilustrēt, salīdzinot skaņas ierakstu vinila ierakstā un kompaktdiskā. Pirmajā informācija tiek sniegta nepārtraukta audio ieraksta veidā. Bet otrajā - lāzera sadedzinātu punktu veidā ar dažādu atstarojamību.
Šāda veida datu pārraide notiek, nepārtrauktu analogo signālu pārveidojot par diskrētu vērtību kopu bināro kodu veidā.
Šo procesu sauc par paraugu ņemšanu. Atkarībā no simbolu skaita kodu kombinācijās (vienveidīgs / nevienmērīgs), tas ir sadalīts divos veidos.
Digitālie signāli
Šodien šī informācijas pārraides metode neatlaidīgi aizstāj analogo. Tāpat kā iepriekšējie divi, tas arī ir mākslīgs. Praksē tas tiek attēlots kā skaitlisko vērtību secība.
Atšķirībā no analogā, tiek uzskatīts par daudzātrāk un kvalitatīvāk pārraida datus, vienlaikus atbrīvojot tos no trokšņa traucējumiem. Tajā pašā laikā tas ir digitālā signāla vājums (pārējie signālu veidi ir iepriekšējos trīs punktos). Fakts ir tāds, ka šādi filtrēta informācija zaudē "trokšņainas" datu daļiņas.
Praksē tas nozīmē, ka no pārraidītā attēla pazūd veselas daļas. Un, ja mēs runājam par skaņu - vārdiem vai pat veseliem teikumiem.
Faktiski jebkurš analogais signāls var būtmodulēts uz digitālo. Šim nolūkam vienlaikus notiek divi procesi: paraugu ņemšana un kvantēšana. Digitālais signāls kā atsevišķa informācijas pārsūtīšanas metode nav sadalīta tipos.
Tās popularitāte veicina to, kaPēdējos gados jaunās paaudzes televizori ir izveidoti tieši digitālai, nevis analogai, attēlu un skaņas pārraidei. Tomēr tos var savienot ar parastajiem TV kabeļiem, izmantojot adapterus.
Signāla modulācija
Visas iepriekš minētās datu pārraides metodes ir saistītas ar tādu parādību kā modulācija (digitālajiem signāliem - manipulācija). Kāpēc tas ir vajadzīgs?
Kā jūs zināt, elektromagnētiskie viļņi (izmantojotkas pārvadā dažāda veida signālus) ir pakļauti vājināšanai, un tas ievērojami samazina to pārraides diapazonu. Lai tas nenotiktu, zemfrekvences vibrācijas tiek pārnestas uz garo augstfrekvences viļņu reģionu. Šo fenomenu sauc par modulāciju (manipulāciju).
Papildus pārraides attāluma palielināšanaipateicoties tam, tiek palielināta signālu imunitāte pret troksni. Turklāt kļūst iespējams vienlaikus organizēt vairākus neatkarīgus informācijas pārraides kanālus.
Pats process ir šāds.Ierīce, ko sauc par modulatoru, vienlaikus saņem divus signālus: zemfrekvences (nes noteiktu informāciju) un augstfrekvences (bez informācijas, bet spēj pārraidīt lielos attālumos). Šajā ierīcē tie tiek pārveidoti par vienu, kas vienlaikus apvieno viņu abu nopelnus.
Izejas signālu veidi ir atkarīgi no modificētā ievades nesēja augstfrekvences svārstību parametra.
Ja tas ir harmonisks, šo modulācijas procesu sauc par analogo.
Ja periodiski - impulss.
Ja nesēja signāls ir tikai līdzstrāva, šo tipu sauc par līdzīgu troksnim.
Pirmie divi signāla modulācijas veidi savukārt ir sadalīti pasugās.
Analogā modulācija ir šāda.
- Amplitūda (AM) - nesēja signāla amplitūdas maiņa.
- Fāze (FM) - fāze mainās.
- Biežums - tiek ietekmēta tikai frekvence.
Impulsu (diskrēto) signālu modulācijas veidi.
- Amplitūds-impulss (AIM).
- Pulsa frekvence (PFM).
- Impulsa platums (PWM).
- Fāzes impulss (FIM-impulss).
Ņemot vērā pārraides metodes,datus, mēs varam secināt, ka neatkarīgi no viņu veida viņiem visiem ir svarīga loma cilvēka dzīvē, palīdzot viņam visaptveroši attīstīties un pasargājot viņu no iespējamām briesmām.
Analogajiem un ciparu signāliem (arar kuru palīdzību informācija tiek pārraidīta mūsdienu pasaulē), tad, visticamāk, nākamajos divdesmit gados attīstītajās valstīs pirmais gandrīz pilnībā tiks aizstāts ar otro.
