Analog ve dijital sinyaller. §2. Metin kodlaması. §4. Analog sinyal kodlama teknolojisi

Basit bir miksaj konsolu ve mikrofon paketinden tam teşekküllü bir multimedya Merkezi hem katılan delegeler hem de bundan sorumlu olanlar için tartışmanın rahatlığını sağlayarak, çok çeşitli görevleri çözebilecek kapasitededir. teknik kısım yükleyiciler. Her zaman olduğu gibi, teknolojinin artıları ve eksileri vardır. Ve son zamanlarda ortaya çıkan multimedya konferans sistemleri yetenekleri bakımından benzersiz olsa da, çoğu durumda aynı yetenekler gereksiz olabilir ve bu nedenle talep edilemez. En son başarıların peşinden gitmeye değer mi, yoksa klasik, zamana göre test edilmiş ekipman günlük sorunları çözmek için yeterli mi? Sorunu anlıyoruz.

Konuşma

Ne tür bir sistem kullanılırsa kullanılsın, konuşma anlaşılırlığı tartışma için büyük önem taşımaktadır. Burada belirleyici faktörler, mikrofonun kalitesi ve salonun ses sisteminin yanı sıra konsolun konuşan delegeye göre doğru konumudur. Aynı amaçla konsollar, ana hoparlör sistemine ek olarak işlev gören dahili hoparlörlerle donatılmıştır. Dijital sistemlerde, genellikle kendi kendine uyarılmayı önleyen akustik geri beslemeyi bastırmaktan sorumlu bir işlemci vardır. ses yolu ve mikrofon yerleşimi için daha fazla özgürlük sağlar. Analog biçimde sinyal iletimi sınırlıdır maksimum uzunluk bir zincire bağlı uzaktan kumandaları birbirinden uzağa yerleştirmenize izin vermeyen kablo. Bu nedenle dijital sistemler, benzer sorun, çoğunlukla büyük ölçekli kurulumlar için kullanılır ve küçük boyutlu odaları analogların paylaşımına bırakır. Multimedya sistemleri bağlantı için POE teknolojisini kullanmalarına rağmen sesle çalışırken önemli avantajlar sağlamamaktadır.

Ek özellikler

Çoğu dijital sistemde bulunan en yaygın kullanılan işlevler şunlardır: oylama, simultane çeviri, kullanıcı doğrulama, interkom, konferans kaydı, teknolojik bir televizyon sistemi ile entegrasyon ve telekonferans organizasyonu. Açıktır ki, bu tür fırsatların gerçekleştirilebilmesi için dijital teknolojiler yeterli değil. Doğru, birçoğu analog sistemlerde de bulunabilir. dijital kontrol. Örneğin, oylama ve kayıt. Tamamen analog bir sistem üzerinde yapılan bir tartışmayı kaydetmek zor olmayacaktır.

Dijital sistemlerin geliştirilmesinde mantıklı bir adım, servis mesajlarını, soruları / oylama sonuçlarını ve diğer verileri görüntülemenize izin veren ekranlara sahip konsolların ortaya çıkmasıydı. Sonuç olarak, tam teşekküllü multimedya sistemleri, onlardan yalnızca konuşmacının konuşmasının video yayınını, belgelerini, sunumlarını ve diğer grafik ve video içeriğini gerçek zamanlı olarak görüntüleyemediğiniz, aynı zamanda bağımsız olarak indirebileceğiniz yardımlarla büyüdü. İnternet veya yerel bir sunucu dahil olmak üzere çeşitli kaynaklardan medya dosyaları. Aslında, geniş bir dokunmatik ekranla donatılmış böyle bir uzaktan kumanda, tam tablet kendi işletim sistemi ve yetenekleri yalnızca kurulu yazılımla sınırlı olan bir dizi uygulama ile. Bir dizi üretici, ürünlerini video konferans veya telekonferans organizasyonunu basitleştiren yerleşik kameralarla donatıyor. Ve dijital bir sistem, kameraları hoparlöre doğru dönecek olan teknolojik televizyon ile entegrasyon gerektiriyorsa, bu tür cihazlarda buna gerek yoktur. CEO Bryullov Danışmanlık, Vladimir Kolomenski, yorumlar:

Salona kurulan multimedya konsolları nispeten küçük ekran. Bu, konferans katılımcısına maksimum işlevler sağlayarak çalışma alanını daha ergonomik bir şekilde düzenlemenizi sağlar. Çok sayıda belgeyle çalışmayı gerektiren görevler için, örneğin Televic Konferansı gibi bazı üreticiler, dokunmatik monitörler motorlu olanlar dahil. Bu durumda, multimedya uzaktan kumandasının tüm işlevleri, herhangi bir boyuttaki bir monitörden - en az 15", en az 22" veya daha fazla kullanılabilir hale gelir.

Kontrol

Klasik Delege Ünitesi, mikrofon ve konuşma talebi düğmeleri, yerleşik bir hoparlör ses kontrolü ve konuşma sırasının size geldiğini ve delegenin yayında olduğunu bildirmek için görsel göstergelere sahiptir. Başkan konsolu, tartışmayı istediğiniz zaman kesmenize olanak tanıyan bir öncelik düğmesi ile desteklenir. Daha çok fonksiyonlu dijital sistemlerde bunlara oylama tuşları, simultane tercüme için kanal seçimi ve çeşitli tanımlama modülleri (pin kodu, kart veya parmak izi) eklenebilir. Dijital koltuk üniteleri genellikle açık mikrofon sayısını, konuşma süresini veya çalışma modunu ayarlamak için kontroller içerir.

Ekranda görüntülenen bir grafik arayüze sahip multimedya cihazları, isteğe bağlı bir düğme seti ve bunlara karşılık gelen işlevler oluşturmanıza ve gerekirse bunları yenisiyle değiştirmenize izin verir. Bu nedenle konsolların delege ve başkan olarak ayrılması uygun değildir. Marconi konferans sistemlerinin distribütörü olan RIWA Pazarlama Direktörü Alexander Bakhmatov şunları söylüyor:

Düğme yazılımı, son 20 yıldır arayüzlerde olan şeydir. Bu nedenle, tıpkı akıllı telefonların piyasadan düğmeli cep telefonlarının yerini alması gibi, multimedya konferans sistemleri de sonunda geleneksel olanların yerini alacak. Bir toplantı katılımcısının, ortak bir ekran yerine uzaktan kumandasının ekranında oy kullanması ve belgeleri, videoları ve görüntüleri izlemesi daha rahattır.

Entegratörlerin grafik arayüzünü müşterinin gereksinimlerine göre ayarlaması daha kolaydır. Düğmelerin herhangi bir rengi, şekli ve işlevi, herhangi bir dil - kısıtlamalar yalnızca ekranın boyutu ve çözünürlüğündedir. Fırsatlar mevcut BT yapılarına entegrasyon. Multimedya konferans sistemi aslında arayüzü uygun şekilde özelleştiren bir programcı ve tasarımcının çalışması için bir platform haline gelir. teknik görev. Yani telefonla karşılaştırılabilir bir evrim bekliyoruz

Yürütme ve kurulum

Piyasadaki tüm sistemler gömülü ve masaüstü olarak ayrılabilir. İlki daha az yer kaplar ve daha estetik görünür, ikincisi kurulum için bağlantı gerektirmez, bu nedenle yeniden montaja izin verir. Tesis dışı toplantı ve toplantılar için, konferansların yanı sıra başka etkinliklerin olduğu veya kablolu sistemlerin yerleştirilmesinin mümkün olmadığı yerlerde kablosuz sistemlerin kullanılması daha mantıklıdır. Kurulumları ve kurulumları uzun sürmez, ancak düzenli pil şarjı gerektirirler ve parazite maruz kalabilirler. Multimedya konferans sistemleri günümüzde yalnızca kablolu versiyon hem gömülü hem de masaüstü olabilir, bu nedenle bu konuda herhangi bir avantajları yoktur.

Analog ve dijital sistemlerde konsolların merkezi birime bağlantısı çoğunlukla özel bir kablo ile gerçekleştirilir. Multimedya ise çok daha ucuz olan ve her türlü cihazın birbirinden uzaklaştırılmasına imkan veren CAT-5 veya CAT-6 kabloları üzerinden veri aktarımını destekler. Üreticiye ve modele bağlı olarak hem dijital hem de multimedya sistemleri aşağıdakilerle uyumludur: ağ protokolleri Teknoloji TV sistemleri, simultane tercüme sistemleri, projektörler veya projeksiyon panelleri ile kolay entegrasyon için CobraNet veya Dante ve ses ekipmanı, ayrıca uzakta bulunan tartışma gruplarıyla bir telekonferans organizasyonu. Analog ekipmanda, elbette böyle bir özgürlük yoktur. Önde gelen üreticilerin en iyi sistemleri, tek bir kurulumda çeşitli kurulum türlerinin kullanılmasına izin verir. Böylece, odanın bir bölümünde kablosuz uzaktan kumanda, diğerinde - multimedya vb. Hi-Tech Media'nın eğitim ve geliştirme başkanı Andrey Osipov, Konuşur:

kullanma yazılım geliştirme HI-Tech Media firmasında, Bosch konferans sistemlerinin tüm ekipmanlarını, yani CCS 1000D, DCN NG ve Dicentis'i hem kablolu hem de kablolu olarak tek bir odada birleştirebilirsiniz. kablosuz seçenekler. Yukarıdaki sistemlerin tümünü bir araya getiren HTM-SP yazılım modülü, yalnızca bunların yönetilmesine değil, aynı zamanda metadata (toplantı adı, konuşmacının adı, rakibin adı vb.) HTM-GAVR çok kanallı ses / video kayıt sistemine gönderilmesine de olanak tanır. , birleşik sistemin Crestron veya Extron ailesi ürünlerinden yönetilmesini mümkün kılar. HTM-SP modülünü kullanmak özel beceriler gerektirmez ve modülün kendisi sezgisel bir arayüze sahiptir.

Bosch kongre sistemleri için HTM-GAVR etkinlik kayıt yazılımı

Dijital ve multimedya sistemleri gerekli tüm bilgilere rahat ve görsel erişim sağlayan bir web arayüzü kullanılarak gerçekleştirilir. Birçok üretici, uzaktan kumandalarına kendi kendini algılama sistemleri sağlar; bu sistemler, bağlandıklarında otomatik olarak kurulur ve kurulum sürecini kolaylaştırır.

Çözüm

Gördüğünüz gibi, multimedya konferans sistemleri sadece bir fırsat değil rahat çalışmaçeşitli grafik ve video içeriği, aynı zamanda görevler için isteğe bağlı olarak özelleştirilebilen bir arayüz ve ayrıca entegrasyon ve modernizasyon için geniş beklentiler. Bu tür ekipmanın öngörülebilir gelecekte eskimesi olası değildir, ancak maliyeti analogları önemli ölçüde aşmaktadır. Tartışmada kullanma görevi ise multimedya içeriği o kadar önemli değil veya gösterilen materyaller tek bir kaynaktan yayınlanabiliyor, o zaman dijital bir sistemle geçinmek oldukça mümkün - çünkü bugün kaliteleri ve yetenekleri birçok yönden daha düşük değil. Sınırlı bir bütçe olması ve karmaşık kurulumlar oluşturmaya gerek olmaması durumunda, dijital kontrollü bir analog sistem makul bir seçim olabilir.

Sinyaller, insanların mesaj göndermek için kullandıkları bilgi kodlarıdır. bilgi sistemi. Sinyal verilebilir, ancak alınması gerekli değildir. Oysa bir mesaj yalnızca alıcı tarafından alınan ve kodu çözülen (analog ve dijital sinyal) bir sinyal (veya bir dizi sinyal) olarak kabul edilebilir.

İnsanların veya diğer canlıların katılımı olmadan bilgi iletmenin ilk yöntemlerinden biri işaret ateşleriydi. Tehlike ortaya çıktığında, şenlik ateşleri art arda bir direkten diğerine yakıldı. Daha sonra, elektromanyetik sinyaller kullanarak bilgi iletme yöntemini ele alacağız ve konuyu ayrıntılı olarak ele alacağız. analog ve dijital sinyal.

Herhangi bir sinyal, özelliklerindeki değişiklikleri tanımlayan bir fonksiyon olarak gösterilebilir. Bu temsil, radyo mühendisliği cihazlarını ve sistemlerini incelemek için uygundur. Radyo mühendisliğinde sinyale ek olarak, alternatifi olan gürültü de vardır. Gürültü hiçbir yararlı bilgi taşımaz ve sinyalle etkileşime girerek sinyali bozar.

Kavramın kendisi, bilgilerin kodlanması ve kodunun çözülmesiyle ilgili fenomenler göz önüne alındığında belirli fiziksel niceliklerden soyutlamayı mümkün kılar. Matematiksel model araştırmadaki sinyal, zamanın işlevinin parametrelerine güvenmenizi sağlar.

Sinyal türleri

tarafından sinyaller fiziki çevre bilgi taşıyıcıları elektriksel, optik, akustik ve elektromanyetik olarak ayrılır.

Ayar yöntemine göre sinyal düzenli ve düzensiz olabilir. Normal sinyal sunulur deterministik fonksiyon zaman. Radyo mühendisliğinde düzensiz bir sinyal, zamanın kaotik bir fonksiyonu ile temsil edilir ve olasılıksal bir yaklaşım kullanılarak analiz edilir.

Parametrelerini tanımlayan fonksiyona bağlı olarak sinyaller analog ve ayrık olabilir. Kuantize edilmiş ayrı bir sinyale dijital sinyal denir.

Sinyal işleme

Analog ve dijital sinyal, sinyalde kodlanmış bilgiyi iletmek ve almak için işlenir ve yönlendirilir. Bilgi ayıklandıktan sonra, kullanılabilir farklı amaçlar. Özel durumlarda, bilgiler biçimlendirilir.

Analog sinyaller güçlendirilir, filtrelenir, modüle edilir ve demodüle edilir. Dijital, buna ek olarak sıkıştırılabilir, algılanabilir, vb.

analog sinyal

Duyu organlarımız kendilerine gelen tüm bilgileri analog olarak algılar. Örneğin, yanından geçen bir araba gördüğümüzde, hareketini sürekli olarak görürüz. Beynimiz her 10 saniyede bir konumu hakkında bilgi alabilseydi, insanlar sürekli olarak tekerleklerin altına girerdi. Ancak mesafeyi çok daha hızlı tahmin edebiliriz ve bu mesafe herhangi bir zamanda açıkça tanımlanmıştır.

Kesinlikle aynı şey diğer bilgilerde de olur, hacmi istediğimiz zaman değerlendirebilir, parmaklarımızın nesnelere ne kadar baskı uyguladığını hissedebiliriz vb. Başka bir deyişle, doğada ortaya çıkabilecek hemen hemen tüm bilgiler analog bir forma sahiptir. Bu tür bilgileri iletmenin en kolay yolu, sürekli olan ve herhangi bir zamanda tanımlanmış olan analog sinyallerdir.

Bir analog elektrik sinyalinin neye benzediğini anlamak için, genliği dikey eksende ve zamanı yatay eksende gösteren bir grafik hayal edebilirsiniz. Örneğin, sıcaklıktaki değişimi ölçersek, grafikte zamanın her noktasında değerini gösteren sürekli bir çizgi belirecektir. ile böyle bir sinyal göndermek için elektrik akımı, sıcaklık değerini voltaj değeri ile karşılaştırmamız gerekiyor. Örneğin, 35.342 santigrat derece, 3.5342 V'luk bir voltaj olarak kodlanabilir.

Eskiden her türlü iletişimde analog sinyaller kullanılırdı. Girişimi önlemek için, böyle bir sinyal güçlendirilmelidir. Gürültü seviyesi, yani parazit ne kadar yüksek olursa, sinyal bozulma olmadan alınabilmesi için o kadar güçlü olmalıdır. Bu sinyal işleme yöntemi, ısı üretmek için çok fazla enerji tüketir. Bu durumda, güçlendirilmiş sinyalin kendisi diğer iletişim kanallarında parazite neden olabilir.

Şimdi analog sinyaller, mikrofonlardaki giriş sinyalini dönüştürmek için televizyon ve radyoda hala kullanılmaktadır. Ancak, genel olarak, bu tür bir sinyal evrensel olarak dijital sinyaller tarafından geçersiz kılınır veya onun yerini alır.

dijital sinyal

Dijital bir sinyal, bir dizi dijital değerle temsil edilir. Şu anda en yaygın olarak kullanılanlar ikili dijital sinyaller, çünkü ikili elektronikte kullanılırlar ve kodlamaları daha kolaydır.

Önceki sinyal türünden farklı olarak, dijital sinyal "1" ve "0" olmak üzere iki değere sahiptir. Örneğimizi sıcaklık ölçümü ile hatırlayacak olursak, burada sinyal farklı şekilde oluşacaktır. Analog sinyal tarafından sağlanan voltaj, ölçülen sıcaklığın değerine karşılık geliyorsa, dijital sinyalde her sıcaklık değeri için belirli sayıda voltaj darbesi uygulanacaktır. Buradaki voltaj darbesinin kendisi "1" ve voltaj yokluğu - "0" olacaktır. Alıcı ekipman, darbelerin kodunu çözecek ve orijinal verileri geri yükleyecektir.

Dijital sinyalin grafikte nasıl görüneceğini hayal ettikten sonra, sıfırdan maksimum değere geçişin aniden yapıldığını göreceğiz. Alıcı ekipmanın sinyali daha net "görmesini" sağlayan bu özelliktir. Herhangi bir girişim meydana gelirse, alıcının sinyali çözmesi analog iletimden daha kolaydır.

Bununla birlikte, çok yüksek bir gürültü seviyesine sahip bir dijital sinyali geri yüklemek imkansızdır, oysa yüksek distorsiyonlu bir analog tipten bilgi "çıkarmak" hala mümkündür. Bunun nedeni kırpma etkisidir. Efektin özü, dijital sinyallerin belirli mesafeler üzerinden iletilebilmesi ve ardından basitçe kesilmesidir. Bu etki her yerde meydana gelir ve basit bir sinyal rejenerasyonu ile çözülür. Sinyal kesildiğinde, bir tekrarlayıcı eklemeniz veya iletişim hattının uzunluğunu azaltmanız gerekir. Tekrarlayıcı, sinyali yükseltmez, ancak orijinal biçimini tanır ve bunun tam bir kopyasını üretir ve devrede keyfi olarak kullanılabilir. Bu tür sinyal tekrarlama yöntemleri, ağ teknolojilerinde aktif olarak kullanılmaktadır.

Diğer şeylerin yanı sıra, analog ve dijital sinyaller, bilgileri kodlama ve şifreleme yeteneklerinde farklılık gösterir. Bu geçişin nedenlerinden biri mobil iletişim numaraya".

Analog ve dijital sinyal ve dijitalden analoğa dönüştürme

Analog bilginin nasıl iletildiği hakkında biraz daha söylenmesi gerekiyor. dijital kanallar bağlantılar. Örneklere geri dönelim. Daha önce de belirtildiği gibi, ses bir analog sinyaldir.

neler oluyor cep telefonları Dijital kanallar üzerinden bilgi ileten

Mikrofona giren ses, analogdan dijitale dönüştürmeye (ADC) tabi tutulur. Bu işlem 3 adımdan oluşmaktadır. Düzenli aralıklarla ayrı sinyal değerleri alınır, bu işleme örnekleme denir. Kotelnikov'un kanalların bant genişliğine ilişkin teoremine göre, bu değerlerin alınma frekansı, sinyalin en yüksek frekansının iki katı olmalıdır. Yani kanalımızın frekans limiti 4 kHz ise örnekleme frekansı 8 kHz olacaktır. Ayrıca, seçilen tüm sinyal değerleri yuvarlanır veya başka bir deyişle nicelenir. Bu ne kadar çok seviye oluşturursa, alıcıda yeniden oluşturulan sinyalin doğruluğu o kadar yüksek olur. Daha sonra tüm değerler, baz istasyonuna iletilen ve daha sonra alıcı olan diğer aboneye ulaşan ikili bir koda dönüştürülür. Alıcının telefonunda bir dijitalden analoğa dönüştürme (DAC) işlemi gerçekleşir. Bu, amacı orijinal sinyale mümkün olduğunca yakın bir çıkış elde etmek olan ters bir prosedürdür. Ayrıca analog sinyal, telefonun hoparlöründen ses şeklinde çıkar.

Anlatım 4. Ağ iletişim yöntemleri.

Ağ iletişim yöntemleri

sinyaller

Daha önce de belirtildiği gibi, birçok yol var fiziksel yaratılış ve sinyal iletimi, elektrik impulsları bir bakır telden geçebilir, ışık impulsları cam veya plastik fiberlerden geçebilir, radyo sinyalleri havada seyahat edebilir ve bu nedenle kızılötesi veya görünür aralıktaki lazer impulsları olabilir.

Bilgisayar ağlarının sınıflandırılmasına benzer şekilde, sinyaller de çeşitli özelliklerine göre sınıflandırılabilir. Sinyaller aşağıdaki gibidir:

analog ve dijital,

modüle edilmiş ve modüle edilmiş,

senkron ve asenkron,

simpleks, yarım dubleks, dubleks ve multipleks

Analog ve dijital sinyaller

Elektrik voltajının (osiloskop ekranında görülebilen) biçimine bağlı olarak, sinyaller analog ve dijital olarak ikiye ayrılır. örneğin teyp, televizyon, telefon vb.

Bir anlamda, analog ekipman elektronik teknolojisinin giden çağını temsil eder ve dijital ekipman, onun yerini alacak olan en son olanı temsil eder. Ancak, bir sinyal türünün diğerinden daha iyi olamayacağı unutulmamalıdır. Her birinin kendine has avantaj ve dezavantajlarının yanı sıra kendi uygulama alanları vardır. Dijital sinyaller giderek daha fazla kullanılıyor olsa da, asla analog sinyallerin yerini almayacaklar.

Analog sinyallerin parametreleri

Analog sinyaller zamanla düzgün ve sürekli değişir, böylece grafiksel olarak düzgün bir eğri olarak gösterilebilirler (Şekil 4.1).

Doğada, süreçlerin büyük çoğunluğu temelde analogdur. Örneğin ses, bir mikrofon kullanılarak elektrik voltajına dönüştürülebilen hava basıncındaki bir değişikliktir. Bu voltajı osiloskopun girişine uygulayarak, Şekil 2'de gösterilene benzer bir grafik görebilirsiniz. 4.1, yani Hava basıncının zamanla nasıl değiştiğini görebilirsiniz.

Analog bilgileri daha iyi görselleştirmek için bir arabada geleneksel bir hız göstergesi düşünün. Aracın hızı arttıkça, ibre bir sayıdan diğerine skala boyunca düzgün bir şekilde hareket eder. Başka bir örnek, bir radyo alıcısındaki bir istasyonu ayarlamaktır: düğmeyi çevirdiğinizde, alınan frekans düzgün bir şekilde değişir.

Çoğu analog sinyal, bir elektromanyetik alanın yüksek frekanslı salınımları olan radyo dalgaları gibi doğaları gereği döngüsel veya periyodiktir. Bu tür döngüsel analog sinyaller genellikle üç parametre ile karakterize edilir.

Genlik. Maksimum veya en az değer sinyal, yani dalga yüksekliği.

Sıklık. Saniyede döngüsel sinyal değişikliklerinin sayısı. Frekans hertz (Hz) cinsinden ölçülür; 1 Hz, saniyede bir döngüdür.

Faz. Bir dalganın başka bir dalgaya göre veya referans noktası olarak hizmet eden zaman içinde bir noktaya göre konumu. Faz genellikle derece olarak ölçülür ve tam döngünün 360 dereceye eşit olduğu kabul edilir.

Dijital sinyallerin parametreleri

Dijital sinyaller için başka bir isim ayrıktır Ayrık durumlar terimi oldukça yaygındır.Dijital sinyaller, ara durumlarda durmadan neredeyse anında bir ayrık durumdan diğerine geçer (Şekil 4.2).

Dijital sinyale bir örnek, bir arabadaki en son dijital hız göstergesi olabilir (önceki bölümdeki analog hız göstergesi örneğiyle karşılaştırın). Araç hızı arttığında, hız değerini saatte kilometre olarak gösteren rakamlar anahtar atlar ve sinyal değeri temelde kesiklidir: örneğin, "125 km/s" ve "126 km/s" ayrı durumları arasında sinyal yoktur. ". ara değerler. Dijital bilgilerin başka bir örneği, kullanıcının belirli bir istasyonu ayarlamak için radyo istasyonunun frekansına eşit bir kesin sayı girdiği en son radyo alıcısıdır.

Analog ve dijital sinyallerin karşılaştırılması

Bilgisayarlar dijital makinelerdir. İşledikleri bilgiler sıfırlar ve birler ile temsil edilir. İkili bir rakam ya 0 ya da 1'dir, aralarında ya da dışında hiçbir şey yoktur. Bu iyi tanım nedeniyle, dijital sinyaller bilgisayar verilerini temsil etmek ve iletmek için çok uygundur, bu nedenle ağların büyük çoğunluğunda kullanılırlar.

Teknolojinin basitliği nedeniyle, dijital sinyallerin bir takım avantajları vardır:

Dijital ekipman genellikle analog ekipmandan daha ucuzdur.

Dijital sinyaller parazite karşı daha az hassastır.

Ancak analog sinyallerin bazı avantajları da vardır:

Çoğullanması kolaydır, yani. Aktar çok sayıda sinyaller tek kanalda

Zayıflamaya karşı daha az hassastırlar (artan mesafe ile sinyal zayıflaması), bu nedenle, verici cihazın aynı gücüyle iletilebilirler. daha büyük mesafe.

Genel olarak, hem analog hem de dijital sinyaller yararlıdır. Ancak bilgisayar ağlarında dijital sinyaller daha yüksek güvenlik, bant genişliği ve güvenilirlik seviyeleri sağlayabilir. Ayrıca, dijital hatlar, analog hatlardan önemli ölçüde daha az hataya açıktır.

Yerel alan ağları neredeyse her zaman dijital sinyallerin kablo üzerinden iletilmesine dayanır. Analog sinyaller bazı geniş alan ağlarında kullanılır.

Modüle edilmiş ve modüle edilmemiş sinyaller

İletim yönteminin önemli bir özelliği, doğrudan sinyal modülasyonu ile ilgili olan kanal kapasitesidir. Bir ayrı durumdan diğerine geçişler bir kablo veya başka bir ortamdaki voltaj dalgalanmaları ise, dijital bir sinyal modüle edilmemiş olarak adlandırılır. Aynı zamanda, modüle edilmiş bir sinyalde, ayrık durumlar arasındaki geçiş, yüksek frekanslı bir voltaj dalgalanması olan taşıyıcı sinyalin genliğinde bir değişikliktir.

Modüle edilmemiş sinyal tüm iletişim kanalını kaplar. Buna ek olarak, iletişim kanalı üzerinden başka bir şey iletilemez. Modüle edilmemiş sinyallere bir örnek, bir Ethernet kablosundaki sinyallerdir.

Modülasyon kullanılıyorsa, bir kanal farklı taşıyıcı frekanslarında birkaç dijital sinyal iletebilir. Ayrıca sadece dijital değil, analog sinyaller de farklı taşıyıcı frekanslarda iletilebilir. Bir örnek, tek bir kablonun her biri farklı programlara sahip düzinelerce televizyon kanalına hizmet verdiği bir kablolu televizyon sistemi olabilir.

modüle edilmemiş sinyaller

Modüle edilmemiş sinyaller oldukça basittir: bir seferde kablo üzerinden yalnızca bir sinyal iletilir. Modüle edilmemiş, analog olabilse de çoğunlukla dijital bir sinyaldir.

Bilgisayar ve iletişim teknolojisinde esas olarak modüle edilmemiş dijital sinyaller kullanılır. Örneğin, bir bilgisayar modüle edilmiş dijital sinyalleri monitörler, yazıcılar, klavyeler vb. ile değiştirir. Modüle edilmiş dijital sinyallerin uygulanmasına bir örnek, birçok sinyalin tek bir kablo üzerinden ayrı kanallarda iletildiği ISDN (Integrated Services Digital Network) sistemidir. Modüle edilmemiş sinyaller iki yönde iletilebilir, yani. hem verici hem de alıcı, kablonun her iki ucuna aynı anda çalışarak takılabilir.

modüle edilmiş sinyaller

Modüle edilmiş sinyalleri kullanarak, bir kablo üzerinden birkaç iletişim kanalı düzenleyebilir, her iletişim kanalı diğer kanallara müdahale etmeden kendi taşıyıcı frekansında çalışabilir.

Modüle edilmiş sinyaller tek yönlüdür. Bu, sinyalin yalnızca bir yönde iletildiği anlamına gelir: kablonun bir ucuna bir verici ve diğer ucuna bir alıcı kurulur. Ancak, farklı yönlerdeki birkaç kanal aynı anda bir kablo üzerinde çalışabilir.

Kablolu televizyona ek olarak, modüle edilmiş sinyaller, veri ve sesin aynı hat üzerinden, muhtemelen uydu veya radyo dalgaları yoluyla aynı anda iletildiği bir DSL (Dijital Abone Hattı) sisteminde kullanılır.

Birkaç iletişim kanalını bir hatta yerleştirmek için çoğullama yöntemleri kullanılır.

çoğullama

Çoğullama, birçok sinyalin tek bir hat üzerinden aynı anda iletimini ifade eder. Alıcı tarafta, çoğullanmış sinyaller geri yüklenir, yani. birbirinden ayrılmıştır. Kablo TV örneğine geri dönelim. TV'de, bir kanalı seçip geri kalanını atan yerleşik bir sinyal kod çözücüsü vardır. Bu sayede izleyici istediği programı seçebilir.

Birçok literatür kaynağı, yalnızca analog sinyallerle ilgili olarak çoğullama yöntemlerinden bahseder, ancak dijital sinyaller de çoğullanabilir. Aşağıdaki temel çoğullama yöntemleri kullanılır:

kanalların frekans bölümü (Frekans Bölme Metodu - FDM);

kanalların zaman bölümü (Zaman Bölme Metodu - TDM);

yüksek yoğunluklu dalga boyu (Yoğun Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama - DWDM).

Frekans bölme kanalları

Aynı hattı işgal eden kanalların frekans ayrımı ile her kanal kendi frekansında çalışır (Şekil 4.3). Genellikle analog sinyaller bu yöntemle çoğullanır. Frekans bölme ile iki yönlü iletişimin mümkün olması için her iki tarafta hem çoklayıcı hem de çoğullama çözücünün kurulu olması gerekir.

Geçici kanal ayırma

Tipik olarak, bu teknik dijital sinyalleri çoğullamak için kullanılır. Zaman bölme ile her kanala kendi zaman aralıkları atanır. Alıcı uçta, farklı kanalların sinyalleri bir demultiplexer ile ayrılır (Şekil 4.4).

Yüksek Yoğunluklu Dalga Boyu Çoğullama

Bu çoğullama yöntemi, sinyalleri fiber optik kablolar üzerinden iletirken kullanılır. Her kanalın sinyalleri, kendi dalga boyuna sahip bir ışık demeti ile iletilir. Fiziksel olarak, bu yöntem, bir ışık demetinin dalga boyu benzersiz bir şekilde frekansıyla ilişkili olduğundan, kanalların frekans bölümü ile çakışmaktadır. Ancak, bu yöntemlerin donanım uygulamalarındaki farklılıklar o kadar büyüktür ki, hala ayrı yöntemler olarak kabul edilirler. 4.5, farklı veriler tek bir fiber optik üzerinden aynı anda ve farklı yöntemlerle (örneğin SONET ve ATM) iletilebilir.

Asenkron ve senkron iletim

Dijital bir sinyale gömülü veriler, aslında sinyalin ayrık durumlarındaki değişikliklerle temsil edilir. Voltmetre ile zamanın belirli noktalarında voltajı ölçerek orijinal sıfırlarımızı ve birlerimizi eski haline getirebiliriz. Ancak tam olarak hangi zaman noktalarında ölçüm yapmanız gerektiğini bilmeniz gerekir. Senkronizasyon, yani hayatımızın her alanında olduğu gibi iletişim teknolojisinde de zamanlama çok önemlidir.

Ağ teknolojisinde bu zamanlamaya bit senkronizasyonu denir. Elektronik cihazlar, asenkron veya senkronize yöntemler kullanarak ayrı bitleri senkronize eder.

asenkron aktarım

Bu yöntem, senkronizasyon için her mesajın başında bulunan başlangıç ​​bitini kullanır. Başlangıç ​​biti alıcı cihaza çarptığında, o anda dahili saatini ileten cihazın saati ile senkronize eder.

senkron iletim

Senkron iletimde, verici ve alıcı cihazların dahili saatleri, yerleşik mekanizmalar tarafından koordine edilir. Örneğin, zaman bilgisi veri sinyallerine gömülebilir. Bu yönteme durum garantili senkronizasyon denir. Senkron yöntemler arasında bu en yaygın olanıdır.

Başka bir senkron yöntem, zaman bilgisinin verici ve alıcı arasında ayrı bir kanalda iletildiği ayrı bir zaman sinyali kullanarak senkronizasyondur. Başka bir senkron yöntem geçitlemedir. Bu durumda, özel flaş darbeleri kullanılarak senkronizasyon gerçekleştirilir.

Tek yönlü, yarım çift yönlü ve tam çift yönlü iletim yöntemleri

Veri sinyallerini taşıyan kanallar üç moddan birinde çalışabilir: tek yönlü, yarım çift yönlü ve tam çift yönlü. Bu yöntemler, sinyallerin iletildiği yönlerde farklılık gösterir.

tek yönlü iletim

Adından da anlaşılacağı gibi, bu en basit aktarım yöntemidir. Bazen tek yönlü olarak adlandırılır, çünkü sinyaller tek yönlü bir sokaktaki arabalar gibi yalnızca bir yönde hareket eder (Şekil 4.6).

Televizyon tek yönlü iletişime bir örnektir. Veriler (TV programları) TV'ye iletilir. TV'den stüdyoya veya kablo şirketine hiçbir sinyal gönderilmez. Bu nedenle, TV seti yalnızca bir sinyal alıcısı içerir, ancak bir verici içermez.

Şu anda, etkileşimli televizyon sistemleri daha yaygın hale geliyor ve sinyalleri yalnızca stüdyodan TV'ye değil, aynı zamanda ters yönde de iletmenize izin veriyor. Ancak, çoğu şirketin kablo ekipmanı hala yalnızca tek yönlü iletim. Bu, İnternet'in gelişiyle birlikte ciddi bir sorun yarattı. Mevcut kablo sistemi, verileri yalnızca tek yönde, kullanıcıya iletebiliyordu.

Bu eksiklik, örneğin, kullanıcının tarayıcısının isteğini Web sitesine göndermesi gerektiğinden, bir kullanıcının Web sayfalarına erişmesini imkansız hale getirir. Kablo şirketleri bu sorunu çözmek için iki yol sunar:

kullanıcı isteklerini iletin (ki bunlar her zaman internet sayfaları) üzerinde telefon hatları, ve Web sayfaları TV kabloları aracılığıyla;

iki yönlü iletimli yeni kablo ekipmanı kurun.

Çoğu şirket, birinci yöntemi, ikinci, daha gelişmiş olana geçici bir alternatif olarak kullandı. Kablo iletim sistemi tek yönlü olarak bırakılırsa, kullanıcının yalnızca kablo ve telefon modem satın alma maliyetlerini karşılaması gerekecektir (ikincisinin kapasitesi 56 Kbps'den fazla değildir.) Bu durumda, bir yüksek hızlı kablo kanalı tamamen kullanılacaktır.

Birçok kablo şirketi, ekipmanlarını iki yönlü iletişimi desteklemek için hemen yükseltirken, diğerleri hala yalnızca tek yönlü iletim sağlıyor. İnternet verileri TV kablosu aracılığıyla. Bu alanlarda müşteriler telefon hattına bağlı hem kablolu hem de analog modem kullanmak zorunda kalmaktadır.

Yarım çift yönlü iletim

Tek yönlü ile karşılaştırıldığında, yarı çift yönlü iletimin avantajları açıktır: sinyaller her iki yönde iletilebilir. Ancak ne yazık ki bu yol, sinyallerin aynı anda iki yöne de geçebileceği kadar geniş değil. Yarı çift yönlü yöntemde, sinyaller bir seferde yalnızca bir yönde iletilir (Şekil 4.7).

Yarım dubleks yöntemi polis araçlarındaki haberleşme cihazları gibi birçok telsiz haberleşme sisteminde kullanılmaktadır. Bu sistemlerde mikrofon düğmesine basıldığında konuşabilirsiniz ancak hiçbir şey duyamazsınız. Kullanıcılar aynı anda her iki uçtaki mikrofon düğmelerine basarsa, ikisi de hiçbir şey duymaz.

dubleks iletim

Dubleks iletişim sisteminin çalışması iki yönlü bir cadde gibidir: arabalar aynı anda her iki yönde de hareket edebilir (Şekil 4.8).

Çift yönlü iletişime bir örnek, normal bir telefon görüşmesidir. Her iki abone aynı anda konuşabilir, her biri hattın diğer ucundaki diğerinin ne söylediğini duyar (ancak ne söylendiğini anlamak her zaman mümkün değildir).

Sinyalizasyondaki Sorunlar

Bilgisayarların iletişim kurduğu sinyaller çeşitli müdahalelere ve sınırlamalara tabidir. Farklı kablo türleri ve iletim yöntemleri, girişime karşı farklı duyarlılıklara sahiptir.

Elektromanyetik girişim

Elektromanyetik girişim, yararlı bir sinyalin şeklini bozan yabancı bir elektromanyetik sinyalin izinsiz girişidir. Yararlı sinyale harici parazit eklendiğinde, alıcı bilgisayar sinyali doğru şekilde yorumlayamaz.

Güçlü bir endüstriyel tesisatın yanında bir arabada sürdüğünüzü ve bu sırada radyo dinlediğinizi hayal edin. Temiz ve okunaklı bir sinyal aniden gürültü ve çatırtı ile kaplanır. Bunun nedeni, radyo sinyaline radyodan daha yakın bir kurulumdan güçlü sinyallerin eklenmesidir. Bu nedenle, elektromanyetik girişime bazen gürültü denir.

Sıklıkla, girişim bilinmeyen bir kaynaktan gelir. Elektrik sinyallerinin bilgi işlevlerini yerine getirmediği, ancak çeşitli üretim süreçlerinin bir yan ürünü olduğu birçok Cihaz vardır. Yarattıkları parazit birkaç kilometreye kadar uzayabilir.

Elektromanyetik girişim sadece bilgisayar iletişim teknolojilerinde sorunlara neden olmaz. Şehirlerde elektromanyetik sinyalleri ileten ve alan birçok cihaz vardır: cep telefonları, radyo iletişimi, televizyon vericileri ve alıcıları. Elektromanyetik parazit, zayıf televizyon görüntüsü, kontrolör ile iletişim hatası nedeniyle uçak kazası, tıbbi ekipmanın arızalanması nedeniyle bir hastanın ölümü gibi birçok soruna neden olabilir. Ayrıca, bir kişinin güçlü bir elektromanyetik alan kaynağına uzun süre maruz kalmasından kaynaklanabilecek kanser veya lösemi gibi elektromanyetik radyasyonun uzun vadeli yan etkileri de vardır.

İletişim teknolojisinde, blendajsız bakır teller elektromanyetik parazite karşı özellikle hassastır. Koaksiyel kabloların metal dış kılıfı, onları parazitlerden büyük ölçüde korur. Aynı işlev, blendajlı bükümlü çift kablonun metal kılıfı tarafından da gerçekleştirilir. Korumasız bükümlü çift, parazite karşı oldukça hassastır. Fiber optik kablolar, elektromanyetik parazitlere karşı tamamen duyarsızdır, çünkü içlerindeki sinyaller elektriksel darbeler değil, bir ışık demetidir. Bu nedenle, güçlü elektromanyetik parazit koşullarında, fiber optik iletişim kanalları en iyi şekilde çalışır.

RF paraziti

Radyo frekansı paraziti, radyo vericilerinden ve radyo frekanslarında sinyal üreten diğer cihazlardan gelen sinyallerdir. Ayrıca işlemcileri ve bilgisayar ekranlarını da içerirler. Radyo frekansı, 10 kHz ila 100 GHz arasındaki frekanslardaki elektromanyetik radyasyondur. 2 ila 10 GHz arasındaki frekanslardaki radyasyona mikrodalga da denir.

Radyo frekansı girişiminin etkisi, kullanılan gürültü koruma filtreleri yardımıyla ortadan kaldırılır. çeşitli tipler ağlar.

karışma

Bu tür parazit, birbirinden birkaç milimetre uzaklıkta bulunan tellerden gelen sinyalleri içerir. Bir telden geçen elektrik akımı, yakınlarda bulunan başka bir telde sinyaller üreten bir elektromanyetik alan yaratır. Oldukça sık, telefonda konuşurken diğer insanların boğuk konuşmalarını duyabilirsiniz. Bunun nedeni çapraz konuşmadır.

Bükümlü çiftte olduğu gibi iki tel birlikte bükülürse, karışma büyük ölçüde azalır. Birim uzunluk başına ne kadar fazla dönüş olursa, girişimin etkisi o kadar az olur. Fiber optik kablo kullanımı bu sorunu tamamen ortadan kaldırmaktadır. Bir kabuğun içine herhangi bir sayıda optik fiber yerleştirilebilir ve içlerindeki sinyaller elektriksel darbeler değil, ışık ışınları olduğundan, birbirleriyle karışmazlar.

sinyal zayıflaması

Kablodan geçerken elektrik sinyalleri zayıflar ve zayıflar. Kaynağa olan mesafe ne kadar büyük olursa, sinyal o kadar zayıf olur. Sizden biraz uzakta olan birine bir şey söylemeye çalıştığınızı hayal ederek bunu hayal etmek kolaydır. 5 metre uzaktaysa sesinizi (sinyalinizi) net ve yüksek bir şekilde duyacaktır, ancak 50 metre uzaktaysa ona ne hakkında bağırdığınızı zorlukla anlayacaktır. Mesafe ile bu sinyal zayıflamasına sinyal zayıflaması denir.

Zayıflama, çeşitli ağ mimarilerinin spesifikasyonlarının kablo uzunluğu üzerinde bir sınır belirlemesinin nedenidir. Bu sınırlamaya uyulursa, zayıflama etkisi iletişim bağlantısının normal çalışmasını etkilemeyecektir.

Frekans arttıkça, zayıflama artar, çünkü sinyalin frekansı ne kadar yüksek olursa, elektromanyetik enerjisinin çevreleyen alana dağılımı o kadar yoğun olur. Frekans arttıkça, telin kendisi bir sinyal taşıyıcıdan bir antene dönüşerek enerjisini uzaya yayar.

Bir fiber optik kablodaki sinyaller de zayıflamaya tabidir. Bunun iki ana nedeni, ışık huzmesinin camdaki safsızlıklar tarafından emilmesi ve camın üretimi sırasında oluşan optik yoğunluğundaki küçük değişiklikler nedeniyle huzmenin saçılmasıdır. Bununla birlikte, fiber optik kablolar, sinyal gücünü kabul edilemez bir düzeye düşürmeden, bakır kablolardan çok daha uzun mesafelerde bir sinyal taşıyabilir.

Bant genişliği

Bir iletişim kanalının bant genişliği genellikle megabit/saniye (Mbps) olarak ölçülür. Üzerinde verim sinyal tipini, ortam tipini ve sinyalin iletildiği mesafeyi etkiler.

Yüksek ve düşük bant genişliği kavramları çok görecelidir. Örneğin, 10 Mbps'lik bir lOBaseT Ethernet verimi, bir telefon modeminin verimine (50 Kbps) kıyasla çok yüksek görünürken, aynı zamanda Gigabit Ethernet (1 Gbps) veya yüksek hızlı WAN bağlantılarına kıyasla sinir bozucu derecede düşük görünüyor. SONET ve ATM olarak.

Kablo türünü ve ağ mimarisini seçerken önemli bir kriter, gerekli (hem şimdi hem de gelecekte) verimdir.

Ağ Büyüme Planlaması

Ağ planlaması aşamasında bant genişliğinin her zaman yeterli olmayan bir kaynak olduğu unutulmamalıdır. İhtiyaç duyulandan daha yüksek bant genişliğine sahip ekipman satın almak artık iyi yatırım sermaye: ek maliyetler kesinlikle karşılığını verecektir.

bilgisayar ve iletişim teknolojileri hızlı bir şekilde gelişmektedir. 1980'lerde, tipik WAN bağlantılarının bant genişliği 10 Kbps'ydi ve yerel ağların bant genişliği 2.5 Mbps'ydi. O zamanlar hiç kimse bir gün 100 Mbps'den daha yüksek bir hızda herhangi bir şeyi iletmenin gerekli olacağını hayal bile edemezdi.Sonuçta, video konferans, ses iletimi veya şimdi yaygın olan büyük dosyaların aktarımı gibi teknolojiler henüz mevcut değildi. .

Artan bant genişliğine sahip bir kablo döşemek, kabloyu daha sonra yenisiyle değiştirmekten çok daha kolay ve ucuzdur Diyelim ki 10 Mbps bant genişliğine sahip Kategori 3 kablonun yeterli olduğu bir 10BaseT ağı kuruyorsunuz. Kategori 5 yerine kategori 3 kablo satın almak size birkaç dolar kazandıracaktır. Ancak birkaç yıl içinde ağınızı 100 Mbps'ye yükseltmeniz gerektiğinde (ki bu neredeyse kesin olacaktır), tüm kabloları değiştirmeniz gerekecektir. Bu, Kategori 5 kablosunu hemen satın alıp kurmanıza kıyasla çok daha pahalıya mal olacaktır.

Ağ erişim yöntemleri

Farklı ağ mimarilerine ve topolojilerine uygun birkaç farklı erişim yöntemi vardır. Aşağıdaki yöntemler en yaygın olarak kullanılır:

jetonun geçirilmesi (röle erişimi);

öncelikleri isteyin.

CSMA/CD yöntemi

Şu anda en yaygın LAN erişim denetimi yöntemi CSMA/CD'dir (Çarpışma Algılamalı Taşıyıcı Algısı Çoklu Erişim). CSMA/CD yönteminin yaygınlığı, büyük ölçüde günümüzde en yaygın Ethernet mimarisinde kullanılmasından kaynaklanmaktadır.

Bu, bir Ethernet kablosuna erişim sağlamanın çok hızlı ve verimli bir yöntemidir. Nasıl çalıştığını anlamak için, adının parçalarına ayrı ayrı bakalım.

Medya kontrolü. Bir bilgisayar CSMA/CD yöntemini kullanarak ağa veri göndermek üzereyken, önce başka bir bilgisayarın aynı anda aynı kablo üzerinden veri aktarıp aktarmadığını kontrol etmelidir. Başka bir deyişle, taşıyıcının durumunu kontrol edin: diğer verileri aktarmakla meşgul mü?

Çoklu erişim. Bu, birkaç bilgisayarın aynı anda ağa veri göndermeye başlayabileceği anlamına gelir.

Çatışma algılama. Bu, CSMA/CD yönteminin ana görevidir. Bilgisayar aktarıma hazır olduğunda ortamın durumunu kontrol eder. Kablo meşgulse bilgisayar sinyal göndermez. Bilgisayar kablodaki diğer kişilerin sinyallerini duymuyorsa iletmeye başlar. Bununla birlikte, iki bilgisayarın kabloyu dinlediği ve sinyalleri algılamadığı halde her ikisinin de aynı anda iletime başlaması olabilir. Bu fenomene sinyal çarpışması denir.

ne zaman ağ kablosu sinyaller çarpışır, veri paketleri yok edilir. Ancak, hepsi kaybolmaz. CSMA/CD yönteminde bilgisayarlar rastgele bir süre bekler ve aynı sinyalleri tekrar gönderir. Zaman aralığı neden rastgele olmalıdır? Her iki bilgisayar da sabit bir milisaniye kadar beklerse, bekleme süreleri çakışabilir ve her şey baştan tekrarlanır. Paketin iletimini (rastgele zaman periyodu daha kısa olduğu ortaya çıktı) ilk kez tekrarlayan bilgisayar, rulette ağa erişim "kazanır".

Çatışma olasılığı düşüktür, çünkü bunlar yalnızca paketlerin başlangıcı eşleşirse, yani. çok kısa süreler. Sinyaller yüksek hızda iletildiğinden (Ethernet'te - 10 veya 100 Mbps), performans yüksek kalır.

CSMA/CD yönteminin uygulanması, IEEE 802.3 spesifikasyonları ile tanımlanır.

CSMA/CA yöntemi

Yöntemin adı, Çarpışma Önlemeli Taşıyıcı Algısı Çoklu Erişim (medya kontrolü ve çakışma önleme ile çoklu erişim) anlamına gelir.

CSMA/CA daha "güvenilmez" bir yöntemdir. Bilgisayar kabloda başka sinyal bulamazsa yolun açık olduğu sonucuna varmaz ve değerli verilerinizi gönderebilirsiniz. Bunun yerine, bilgisayar önce bir Gönderme İsteği (RTS) sinyali gönderir. Bununla, diğer bilgisayarlara veri aktarımına başlamayı planladığını duyurur. Aynı anda başka bir bilgisayar aynı şeyi yaparsa, veri paketleri değil, sinyaller çakışması olacaktır. Böylece veri paketleri asla çarpışmaz. Buna çatışma önleme denir.

İlk bakışta, çatışma önleme yöntemi, algılama yönteminden çok daha gelişmiştir. Bununla birlikte, verilere ek olarak, büyük çoğunluğuna ihtiyaç duyulmayan KTS sinyallerinin gönderilmesi gerektiğinden performansı daha düşüktür. Aslında, kabloya gelen sinyallerin sayısı neredeyse iki katına çıkar.

CSMA/CA yöntemi, AppleTalk ağlarında kullanılır.

jetonu geçmek

Sinyal çakışmaları olmadan çalışan bir erişim yöntemi var mı? Böyle bir yöntem var: belirteç geçiş yöntemidir.

Belirteç geçiş yöntemi rekabetçi değildir.Bu yöntemde iki bilgisayar aynı anda sinyal iletmeye başlayamaz. Yöntem, katılımcının söz verilene kadar konuşmaya başlayamayacağı bir seminer gibi çalışır. Benzer şekilde, belirteç geçiren bir ağdaki bir bilgisayar, belirteç kendisine geçene kadar sinyal vermez.

İnsanlar hala hangisinin daha iyi olduğunu tartışıyorlar: analog veya dijital teknoloji. Aynı zamanda, ikincisi dünyayı nihayet ve geri dönülmez bir şekilde fetheder. Örneğin, bu yıl Sidney Film Festivali'nde tek bir 35mm film yoktu - film endüstrisi yeni teknolojilerden ilham alıyor.

ARIA En İyi 10 Müzik Şarkısına (Avustralya Kayıt Endüstrisi Birliği'nin resmi hit geçit töreni) bir göz atın: Bu müzik, yakın zamana kadar vazgeçilmez olarak kabul edilene kadar hiçbir zaman stüdyo teyp kaydedicileri kullanılarak kaydedilmedi. Son olarak, fotoğrafçılar uzun süredir dijital kameraları analog kameralara tercih ediyor.

Yukarıdaki örneklerin tümü, yaratıcılığın sonuçlarını kaydetmek için kullanılan medya ile ilgilidir. Eskiden yazarlar çalışmalarının meyvelerini manyetik bant veya film üzerinde tutarken, şimdi dijital teknolojileri ve uygun medyayı tercih ediyorlar.

Artık yaratıcılık, bir hikaye anlatmak, duygusal bir tepki uyandırmak, sorular sormak, bir izleyiciyi eğlendirmek için en son medyanın manipülasyonuna, yani sanatın yapması gereken her şeyi yapmaya indirgeniyor.

Ancak dijital çağda, eski analog medyaya nostaljik olan gençlerin sayısı her geçen gün artıyor. Bazen hiç kullanmadıkları şeylere böylesine bir bağımlılık fetişizmin sınırlarını zorluyor.

Çok uzun zaman önce, müzisyen Jack White, 8 parçalı eski bir teybe kaydederek herkesi şaşırttı. Ve bu izole bir durumdan çok uzak. "Teyp" kayıt stüdyolarının ve kasetlere müzik dağıtan plak şirketlerinin dirilişi, analog formatı ölü olarak gören müzik endüstrisinin büyük adamlarını büyük ölçüde şaşırttı. Ayrıca, dijital teknoloji eski tahriş edicilerden (uğultu, çatırdama, bozulma, flaşlar ve diğer “sıcak tüp sesi” belirtileri) kurtulmayı mümkün kıldı.

Analoji ile nostalji

Doğrusal olmama, modern medya uygulamalarından bir terimdir, yani cihaza giren giriş sinyalinin çıkış sinyaline eşdeğer olmadığı anlamına gelir.

Sinyali bir dereceye kadar bozan herhangi bir medya cihazı - ses kayıtlarındaki dinamik müzik aralığının sıkıştırılması, bulanık görüntü konturları ve film karesinin belirli renklerle aşırı doygunluğu - doğrusal olmayan olarak kabul edilebilir.

Teknisyenler her zaman hatalardan kurtulmaya çalıştılar ve müzik yapımcıları, fotoğrafçılar ve yönetmenler bunları yaratıcı bir ürüne sığdırmayı öğrendi. Halk bunu gayet doğal karşıladı.

Şimdiye kadar birçok müzik yapımcısı, dijital ortama aktarmadan önce kasete kayıt yapıyor. Veya fotoğrafçılar - önce malzemeye "tıklayın" ve ardından görüntüleri Photoshop'ta düzenleyin.

Waves ve Steven Slate Digital, mümkün olduğunca yakın bir şekilde yeniden oluşturan yazılımlar oluşturuyor ses efektleri eski teypler.

Tabii ki, analog formatın büyüsü, dijital teknolojinin itibarını azaltmıyor. Kalitesini fazlasıyla haklı çıkarıyor. "Sayıların" zaferi nedeniyle, analog teknolojilere özgü "gürültülü", bulanık ve aşırı doygun renkli resmi zaten özlüyoruz. Ancak aynı zamanda, hiç kimse yüksek performans ve ekonomik verimliliği tartışmıyor. dijital formatlar sinyal işleme.

Bazı hobiler, sadece fikir uğruna analog teknolojiyi soldurmaya devam etmek için kendi yollarından çıkıyorlar. Diğerleri, Polaroid kamera gibi eski teknolojiyi kullanmaktan zevk alır.

Geriye doğru gidenlerin geri kalanı, bir nostalji duygusunu tatmin etmek için akıllı telefonlardaki "Polaroid" etkilerini simüle ediyor.

"Yavaş medya"nın yükselişi

Doğuştan gelen insanların eski teknolojilere olan ilgisinin artması dijital çağ, 80'lerin sonundaki “yavaş medya hareketi” olarak adlandırılan fenomeni hatırlatıyor.

Plak satışları artıyor. Çünkü insanlar bir müzisyenin albümünü bir tür mesaj olarak görmenin sevincini yeniden keşfediyor. Kaydı dinlemeye ne dersin? Bu tam bir ritüel: siyah plastikten bir daire alın, yavaşça yaklaşın ve oynatıcıya dikkatlice yerleştirin.

Müzisyenlerin kaseti sevmek için kendi sebepleri vardır. Stüdyoya girdiklerinde, "dijital hile" olmadığı için harika oynamaları gerektiğini biliyorlar.

Yönetmenler de filmin sınırlamalarından yola çıkarlar. Bu, gereksiz çekimlerden kaçınmak için aktörlerin performansına sorumluluk yükler.

Müzik yapımcıları ayrıca, parça hacmi ve sınırsız bindirme olanakları olmadan da daha iyi çalışır. Beatles'ın sadece 4 pistte ne yaptığını görün. Bugün en az 96 tane var.Modern müzik dinlerken, ek 92 parçanın kullanışlılığından şüphe etmek gerekiyor.

Eski teknolojilere duyulan sevginin altında yatan bir sebep var. Buradaki nokta, retro modanın parasallaştırılmasında değil, medya endüstrisinin çalışma şeklinin iddiasındadır. Analog dünyada daha yavaş çalışmak zorunda kalırsınız. Dijital gerçeklikte, işi hemen şimdi halletmek zorundasınız.

Eski medya formatları kaybolmayacak. Çok fazla insan onların varlığıyla ilgileniyor. Birileri, retro moda dalgasında kârın kaybedilen kısmını iade etmeye çalışacak. Birisi nostaljiye dalacak ve eski ekipman toplamaya başlayacak.

Bazı şeyler gerçekten şaşırtıcı. Örneğin, müzik aletleri veya ses kayıt cihazları: 40-50 yıl önce sanki yüzyıllardır, çoğu zaman bugünden daha pahalı malzemelerden yapılmışlardı.

Tanıtım

Bu makalenin amacı, avantajları değerlendirmektir. dijital teknoloji ve bunların nedenleri.

Dijital teknoloji, sürekli bir spektrumdan ziyade, analog seviyelerin ayrı bantlarında sinyalleri temsil etmeye dayanır. Bant içindeki tüm seviyeler aynı sinyal durumunu temsil eder.

Geçen yüzyılın 90'lı yıllarının sonlarından bu yana, dijital teknolojilerin geleceğin olduğuna inanılıyordu. Bu çalışmada bu bakış açısının temel nedenlerini ve tezlerini vurgulamaya çalışacağım.

1. Analog sinyal

Bir analog sinyal, temsil eden parametrelerin her birinin bir zaman fonksiyonu ve sürekli bir olası değerler seti ile tanımlandığı bir veri sinyalidir. Bu tür sinyaller, zamanın sürekli fonksiyonları ile tanımlanır, bu nedenle bir analog sinyale bazen sürekli bir sinyal olarak atıfta bulunulur.

Analog sinyallerin özellikleri, sürekliliklerini büyük ölçüde yansıtır:

· Birbirinden açıkça ayırt edilebilen ayrık sinyal seviyelerinin olmaması, bilgi kavramının dijital teknolojilerde anlaşıldığı biçimde tanımına uygulanmasını imkansız hale getirir. Bir okumada yer alan “bilgi miktarı” yalnızca sınırlı olacaktır. dinamik aralıkölçmek.

· Fazlalık yok. Değer uzayının sürekliliğinden, sinyale dahil edilen herhangi bir girişimin sinyalin kendisinden ayırt edilemez olduğu ve bu nedenle orijinal genliğin geri yüklenemediği sonucu çıkar. Aslında filtreleme, örneğin varsa frekans yöntemleriyle mümkündür. Ek Bilgiler bu sinyalin özellikleri hakkında (özellikle frekans bandı).

Bu tip bir sinyali basit bir örnek üzerinde ele alalım. Bir konuşma sırasında, ses tellerimiz değişen perde (frekans) ve ses yüksekliği (ses sinyali seviyesi) olan belirli bir titreşim yayar. Bir miktar mesafe kat eden bu titreşim, insan kulağına girerek orada sözde işitsel zar üzerinde hareket eder. Bu zar, ses tellerimizin yaydığı aynı frekans ve titreşim kuvvetiyle titreşmeye başlar, tek fark, mesafeyi aşmaktan kaynaklanan titreşim kuvvetinin biraz zayıflamasıdır.

Böylece, sesli konuşmanın bir kişiden diğerine iletilmesi güvenli bir şekilde aranabilir. analog sinyal iletimi, ve bu yüzden.

Buradaki nokta, ses tellerimizin insan kulağının kendisinin algıladığı (söylediğimizi işittiğimiz), yani iletilen ve alınan ses titreşiminin aynısını yaymasıdır. ses sinyali, benzer bir darbe şekline ve ses titreşimlerinin aynı frekans spektrumuna veya başka bir deyişle “analog” ses titreşimine sahiptir.

Şimdi daha karmaşık bir örneğe bakalım. Ve bu örnek için, bir telefon setinin, yani insanların hücresel iletişimin ortaya çıkmasından çok önce kullandıkları telefonun basitleştirilmiş bir diyagramını alalım.

Bir konuşma sırasında, konuşma sesi titreşimleri ahizenin (mikrofon) hassas zarına iletilir. Daha sonra, mikrofonda, ses sinyali elektriksel darbelere dönüştürülür ve daha sonra tellerden geçerek ikinci el cihazına gider, burada elektromanyetik bir dönüştürücü (hoparlör veya kulaklık) kullanılarak elektrik sinyali tekrar ses sinyaline dönüştürülür.

Yukarıdaki örnekte, yine, " analog» sinyal dönüştürme. Yani, ses titreşimi, iletişim hattındaki elektriksel darbenin frekansı ile aynı frekansa sahiptir ve ses ve elektrik darbeleri benzer bir şekle sahiptir (yani benzer).

iletimde televizyon sinyali, analog radyo-televizyon sinyalinin kendisi oldukça karmaşık bir darbe şekline ve bu darbenin oldukça yüksek bir frekansına sahiptir, çünkü hem ses bilgilerini hem de videoyu uzun mesafelerde iletir.

2. Dijital sinyal

Dijital bir sinyal, temsil eden parametrelerin her birinin ayrık zamanın bir fonksiyonu ve sonlu bir olası değerler kümesi ile tanımlandığı bir veri sinyalidir.

Sinyaller, ayrı elektrik veya ışık darbeleridir. Bu yöntemle tüm kapasite iletişim kanalı bir sinyali iletmek için kullanılır. Dijital sinyal, kablonun tüm bant genişliğini kullanır. Bant genişliğikablo üzerinden iletilebilecek maksimum ve minimum frekans arasındaki farktır. Bu tür ağlardaki her cihaz, verileri her iki yönde de gönderir ve bazıları aynı anda alıp iletebilir. Dar bant sistemler, verileri tek frekanslı bir dijital sinyal olarak iletir.

Ayrık bir dijital sinyalin uzun mesafelerde iletilmesi analog bir sinyale göre daha zordur, bu nedenle önce modüle etmekVerici tarafında ve bilginin alıcı tarafında demodüle edilmiştir. Dijital sistemlerde doğrulama ve kurtarma algoritmalarının kullanımı dijital bilgi bilgi aktarımının güvenilirliğini önemli ölçüde artırmanıza olanak tanır.

Gerçek bir dijital sinyalin fiziksel doğası gereği analog olduğu akılda tutulmalıdır. Gürültü ve iletim hatlarının parametrelerindeki değişikliklerden dolayı genlik, faz/polarizasyon frekansında dalgalanmalar olur. Ancak bu analog sinyal (darbeli ve ayrık) bir sayının özelliklerine sahiptir. Sonuç olarak, işlenmesi için olası kullanım sayısal yöntemler (bilgisayar işleme).

Örneğin, "dijital sinyal", iyi bilinen "Mors kodunu" kullanarak bilgi iletme ilkesini ele alalım. Bu tür metin bilgi aktarımına aşina olmayanlar için aşağıda temel prensibi kısaca açıklayacağım.

Önceden, hava üzerinden sinyal iletimi (bir radyo sinyali kullanarak) hala gelişmekteyken, alıcı-verici ekipmanının teknik yetenekleri, bir ses sinyalinin uzun mesafelerde iletilmesine izin vermiyordu. Bu nedenle konuşma bilgisi yerine metinsel bilgi kullanılmıştır. Metin harflerden oluştuğu için, bu harfler bir ton elektrik sinyalinin kısa ve uzun darbeleri kullanılarak iletildi.

Bu tür metinsel bilgilerin iletimi, "Mors kodu" kullanılarak bilgi iletimi olarak adlandırıldı.

Ton sinyali, elektriksel özelliklerine göre, konuşma sinyalinden daha büyük bir bant genişliğine sahipti ve sonuç olarak, alıcı-verici ekipmanının menzili arttı.

Böyle bir sinyal iletimindeki bilgi birimlerine geleneksel olarak "nokta" ve "tire" adı verildi. Kısa bir ton nokta, uzun bir ton ise tire anlamına geliyordu. Burada, alfabenin her harfi belirli bir dizi nokta ve çizgiden oluşuyordu. Örneğin, mektup FAKATkombinasyon ile gösterilir .- " (nokta-çizgi) ve B harfi " - … ” (çizgi-nokta-nokta-nokta) vb.

Yani iletilen metin, ton sinyalinin kısa ve uzun segmentleri şeklinde noktalar ve kısa çizgilerle kodlanmıştır. "MORSE KODU" kelimeleri nokta ve tire kullanılarak ifade edilirse, şöyle görünecektir:

Dijital sinyal, çok benzer bir bilgi kodlama ilkesine dayanır, orada yalnızca bilgi birimlerinin kendisi zaten farklıdır.

Herhangi bir dijital sinyal, " ikili kod". Burada bilgi birimleri için mantıksal 0 (sıfır) ve mantıksal 1 (bir) kullanılır.

Örnek olarak sıradan bir el feneri alırsak, açarsanız, bu mantıklı bir anlamına gelir ve kapatırsanız, o zaman mantıksal bir sıfır olur.

Sayısal elektronik devrelerde mantıksal 1 ve 0 birimleri için belirli bir seviye alırlar. elektrik gerilimi volt cinsinden. Bu nedenle, örneğin, mantıksal bir birim 4,5 volt ve mantıksal sıfır için 0,5 volt anlamına gelir. Doğal olarak, her dijital mikro devre türü için, mantıksal sıfırın voltaj değerlerinin değerleri ve biri farklıdır.

Yukarıda açıklanan Mors kodu örneğinde olduğu gibi alfabenin herhangi bir harfi, dijital form, oluşacak bir miktar belirli bir sırada bulunan sıfırlar ve birler, sırayla mantıksal darbe paketlerine dahil edilir. Örneğin, A harfi bir dürtü paketi ve B harfi başka bir paket olacaktır, ancak B harfinde sıfırlar ve birler dizisi A harfindekinden farklı olacaktır (yani, sıfırlar ve birler).

İÇİNDE dijital kod, hemen hemen her türlü iletilen elektrik sinyalini (analog dahil) kodlamak mümkündür ve bunun bir resim, video sinyali, ses sinyali veya metin bilgisi, ve bu tür sinyalleri neredeyse aynı anda (tek bir dijital akışta) iletmek mümkündür.

3. Analog cihazlar

Elektriğin ortaya çıkmasıyla birlikte, insanlar akımla çalışan ekipmanları kullanma fırsatına sahip oldular. Her gün daha fazla yeni cihaz ortaya çıktı, bilim gelişti, teknoloji gelişti. Sonra tüm icatlar analog olarak kabul edildi. "Analog" kelimesi, cihazın bir şeye benzeterek çalıştığı anlamına geliyordu. Daha açık hale getirmek için bir ölçüm cihazı düşünün. Bir ölçüm grafiği oluşturmanız gerektiğini varsayalım, ölçüm verilerinin kendileri biliniyor. Cihaz önce grafiğin davranışını tanımlayan bilinen verilerden bir denklem türetecek ve ardından grafiği çizmeye çalışacaktır. Bir denkleme benzeterek çalışır, yasalarına kesinlikle uyar. Ve denklemin grafiği ne kadar doğru tanımladığı, cihaz için önemli değil. Bu nedenle, analog elektronik cihazlar, elektronik cihazlar temelinde yapılan analog elektrik sinyallerini yükseltmek ve işlemek için kullanılan cihazlardır. Analog elektronik cihazların sınıflandırılabileceği iki büyük grup ayırt edilmelidir:

· Amplifikatörler, güç kaynağının enerjisi nedeniyle, formda verilenin aşağı yukarı tam bir kopyası olan, ancak akım, voltaj veya güçte onu aşan yeni bir sinyal oluşturan cihazlardır.

· Amplifikatör tabanlı cihazlar temel olarak elektrik sinyallerinin ve dirençlerin dönüştürücüleridir.

Elektriksel sinyal dönüştürücüler (aktif analog sinyal işleme cihazları), özel geri besleme devreleri ile doğrudan ikincisini kullanarak veya bir şekilde değiştirerek amplifikatörlere dayanır. Bu, toplama, çıkarma, logaritma, antilogaritma, filtreleme, algılama, çarpma, bölme, karşılaştırma vb. için cihazları içerir. Direnç dönüştürücüler, amplifikatörlere dayalıdır. geri bildirim. Direncin büyüklüğünü, türünü, doğasını dönüştürebilirler. Bazı sinyal işleme cihazlarında kullanılırlar. Her türlü jeneratör ve ilgili cihazlardan oluşan özel bir sınıf oluşur.

4. Dijital enstrümanlar

Ölçüm cihazları, otomatik olarak ayrık ölçüm bilgisi sinyalleri üreten ve dijital biçimde okumalar veren dijital olarak adlandırılır. Altında ayrıkdeğerleri N darbe sayısı ile ifade edilen sinyalleri anlar. Ayrık sinyaller kullanarak bilgiyi temsil eden kurallar sistemine kod denir. ayrık sinyaller sürekli olanlardan farklı olarak, seçilen kod tarafından belirlenen yalnızca sınırlı sayıda değere sahiptirler.

Elektronik dijital ölçüm cihazlarının ana ve zorunlu işlevsel birimleri, ölçülen analogun, yani. zaman içinde sürekli fiziksel miktar X, otomatik olarak eşdeğer dijital koduna ve ayrıca alınan dijital okuma cihazlarına dönüştürülür. kod sinyalleri N, görsel algı için uygun olan ondalık basamaklara dönüştürülür. Analog ile karşılaştırıldığında ölçüm sonucunun dijital gösterim şekli, okumayı hızlandırır ve sübjektif hata olasılığını önemli ölçüde azaltır. Dijital ölçüm cihazlarının çoğu, ölçülen giriş değerinin ölçeğini değiştirmek veya onu, seçilen kodlama yöntemi için daha uygun olan Y = f(x) başka bir değere dönüştürmek için tasarlanmış ön analog dönüştürücüler içerdiğinden, genel durumda, blok cihazın diyagramı Şekil l'de sunulmaktadır.

yapısal şema dijital ölçüm aleti

Modern dijital cihazlar, saniyede yüzlerce veya daha fazla dönüşüm üretebilen analogdan dijitale dönüştürücüler içerir, bu da hızlı fiziksel süreçleri kaydetmeyi ve araştırma nesnelerini bir bilgisayarla kolayca arayüzleştirmeyi mümkün kılar. Dijital cihazlar, dijital veriler üzerinde çalışan teknolojinin evriminde yeni bir aşamadır.

Netlik için aynı durumu düşünün - verilen ölçümler için bir grafik oluşturmanız gerekir. Cihaz denklem kurmayacak, grafiği küçük parçalara ayıracak ve her parça için bilinen verileri kullanarak koordinatları hesaplayacaktır. Ardından cihaz, alınan koordinatlara göre her parçayı oluşturacak ve bu tür parçaların çok sayıda olması nedeniyle sürekli bir grafiği temsil edecekler. Dijital teknoloji böyle çalışır.

5. Temel faydalar dijital enstrümanlar analogdan önce

Bir dijital sinyal, elektriksel özelliklerinden dolayı (ve bir ton sinyalli örnekte olduğu gibi), bir analog sinyalden daha büyük bir bilgi iletim kapasitesine sahiptir. Ayrıca, dijital bir sinyal, analog sinyalden daha uzun bir mesafe üzerinden ve iletilen sinyalin kalitesini düşürmeden iletilebilir. Örneğin, 1'ler ve 0'lar dizisi olarak iletilen sürekli bir ses sinyali, 1'ler ve 0'ların tanımlanmasını önlemek için yeterli iletim gürültüsü olmaması koşuluyla hatasız olarak yeniden oluşturulabilir.Yaklaşık 6 kullanılarak bir CD'de bir saatlik müzik saklanabilir. milyar ikili basamak. Muazzam büyüme göz önüne alındığında, bu özellikle son zamanlarda doğrudur. iletilen bilgi(televizyon ve radyo kanallarının sayısında artış, telefon abone sayısında artış, internet kullanıcılarının sayısında ve internet hatlarının hızında artış).

Dijital sistemlerde bilgi depolamak analog sistemlere göre daha kolaydır. Dijital sistemlerin gürültü bağışıklığı, verilerin hasar görmeden saklanmasını ve alınmasını sağlar. Bir analog sistemde, eskime ve aşınma kayıtlı bilgileri bozabilir. Dijitalde, toplam girişim belirli bir seviyeyi geçmediği sürece, bilgiler tam olarak kurtarılabilir.

Bilgisayar kontrollü dijital sistemler, donanım değiştirmeden yeni özellikler ekleyerek yazılım tarafından kontrol edilebilir. Genellikle bu, üreticinin katılımı olmadan yapılabilir. basit güncelleme yazılım ürünü. Bu özellik, değişen gereksinimlere hızla uyum sağlamanıza olanak tanır. Ayrıca analog sistemlerde mümkün olmayan veya uygulanabilir olan karmaşık algoritmaları ancak çok yüksek maliyetlerle kullanmak mümkündür.

Dijital bir televizyon sinyali iletirken, izleyici, alımı zayıf olan bir analog sinyalde olduğu gibi artık “görüntü kar yağışı” gibi bir kusur görmeyecektir. TV kanallarının dijital iletiminde, görüntü kalitesi yalnızca iyi olabilir veya alım kötüyse (yani evet veya hayır) hiç görüntü olmayacaktır.

Dijital aktarımla ilgili telefon konuşmaları, sonra burada, ile iyi kalite hem fısıltı hem de ağlama, hem düşük tonlar hem de yüksek tonlar iletilebilir ve telefon abonelerinin ne kadar uzakta olduğu önemli değildir.

Dijital teknoloji, doğrulukta her zaman analog teknolojiden üstün olmuştur. Örneğin, analogu karşılaştıralım ve dijital ses kaydedici. Ses bilgilerini kaydetmeniz gerekiyorsa, dijital bir cihaz görevle analog olandan daha iyi başa çıkacaktır. Bir rekor olarak dikkat çekecek. Gerçek şu ki, bir analog ses kaydedici bilgiyi o kadar doğru bir şekilde yeniden üretmiyor, kayda gürültü karışacak ve dijital olan sırasıyla gereksiz gürültüyü filtreleyecek ve ses daha inandırıcı olacaktır.

Dijital teknoloji daha küçüktür. Cihazlar, sayılar üzerinde toplama ve çıkarma işlemleri yapabilen mikro devreler üzerine inşa edilmiştir, dolayısıyla küçük boyutludur. Veri modern cihazlar analoglardan farklı olarak bilgisayarlar tarafından hızlı bir şekilde işlenebilir. Elbette analog veriler bir bilgisayara da yerleştirilebilir, ancak önce bunları “kendi” dijital diline çevirmesi gerekecek.

Dijital teknoloji daha ekonomiktir ve daha uzun ömürlüdür. Mikro devreler daha az enerji tüketir ve uzun süre düzgün çalışabilirken mekanik ekipman hızla arızalanır.

Ayrıca dijital cihazlar övünebilir:

· Küçük hata. Analog cihazların doğruluğu, ölçüm dönüştürücülerinin hataları, ölçüm mekanizmasının kendisi, ölçek hataları vb. ile sınırlıdır.

· Yüksek performans (zaman birimi başına ölçüm sayısı);
Zamanla değişen miktarları ölçerken hız önemli bir rol oynar. Belirten öncelikler yüksek hız gerektirmiyorsa, onlarla çalışan operatörün yetenekleri sınırlı olduğundan, aksine, dijital cihazların sıklıkla bağlı olduğu bilgisayarları kullanarak bilgi işlerken hız gereksinimi önemli hale gelir.
· Ölçüm sonucunun okumalarında öznel hata olmaması - gözün çözme gücü nedeniyle paralaks nedeniyle insan görüşünün özellikleriyle ilişkili öznel hatalar.

6. dijital filtre

Dijital filtre - elektronikte, bu sinyalin belirli frekanslarını vurgulamak ve / veya bastırmak için dijital bir sinyali işleyen herhangi bir filtre. Dijital bir filtreden farklı olarak, bir analog filtre, bir analog sinyalle, özellikleriyle ilgilenir. ayrık olmayansırasıyla, transfer fonksiyonu, kurucu elemanlarının iç özelliklerine bağlıdır.

Dijital filtrelerin analog filtrelere göre avantajları şunlardır:

· Yüksek doğruluk (analog filtrelerin doğruluğu, eleman toleranslarıyla sınırlıdır).

· Kararlılık (bir analog filtreden farklı olarak, transfer işlevi, elemanların özelliklerinin kaymasına bağlı değildir).

· Esneklik, değişim kolaylığı.

· Kompakt - Çok düşük frekanslı bir analog filtre (örneğin bir hertz'in kesirleri) son derece hacimli kapasitörler veya indüktörler gerektirir.

Ama dezavantajları da var:

· Yüksek frekanslı sinyallerle çalışma zorluğu. Bant genişliği, sinyal örnekleme frekansının yarısına eşit olan Nyquist frekansı ile sınırlıdır. Bu nedenle, yüksek frekanslı sinyaller için analog filtreler kullanılır veya eğer açıksa yüksek frekanslar kullanışlı bir sinyal yok, önce yüksek frekanslı bileşenler bir analog filtre kullanılarak bastırılıyor, ardından sinyal bir dijital filtre tarafından işleniyor.

· Gerçek zamanlı işlemin zorluğu - hesaplamalar örnekleme periyodu içinde tamamlanmalıdır.

· Yüksek hassasiyet ve yüksek hızlı sinyal işleme, yalnızca güçlü işlemci, aynı zamanda yüksek hassasiyetli ve hızlı analogdan dijitale dönüştürücüler şeklinde ek, muhtemelen pahalı donanım.

7. Analogdan dijitale dönüştürücü

Kural olarak, bir analogdan dijitale dönüştürücü - elektronik cihaz gerilimi ikili bir dijital koda dönüştüren . Bununla birlikte, bazı elektronik olmayan cihazlar dijital çıkış, ayrıca bu türe atıfta bulunulmalıdır, örneğin bazı açı kodu dönüştürücü türleri. En basit tek bitlik ikili dönüştürücü bir karşılaştırıcıdır.

ADC çözünürlüğü- değerde minimum değişiklik analog sinyal Bu cihaz tarafından dönüştürülebilen - kapasitesi ile ilgilidir. Gürültüyü hesaba katmadan tek bir ölçüm yapılması durumunda, çözünürlük doğrudan dönüştürücünün bit derinliği tarafından belirlenir.

ADC bit derinliğidönüştürücünün çıkabileceği ayrık değerlerin sayısını karakterize eder. İkili araçlarda bit, üçlü araçlar, trit cinsinden ölçülür. Örneğin, 8 bitlik bir ikili dönüştürücü, 256 ayrık değer (0…255) verme yeteneğine sahiptir, çünkü . Üçlü 8 bit, 6561 ayrık değer üretebilir, çünkü .

dönüşüm sıklığıgenellikle saniyedeki sayılarla ifade edilir. Modern ADC'ler 24 bit genişliğe kadar olabilir ve saniyede bir milyar işleme kadar dönüştürebilir (elbette aynı anda değil). Hız ve bit derinliği ne kadar yüksek olursa, gerekli özellikleri elde etmek o kadar zor olur, dönüştürücü o kadar pahalı ve karmaşıktır. Dönüştürme hızı ve bit derinliği belirli bir şekilde birbiriyle ilişkilidir ve hızdan taviz vererek efektif dönüştürme bit derinliğini artırabiliriz.

niceleme gürültüsü- bir analog sinyali sayısallaştırırken oluşan hatalar. türüne bağlı olarak analogdan dijitale dönüştürme sinyalin yuvarlanması (belirli bir basamağa kadar) veya sinyalin kesilmesi (düşük sıralı basamakların reddedilmesi) nedeniyle oluşabilir.

% 1 hata ile 100 kHz frekanslı sinüzoidal bir sinyalin örneklenmesini sağlamak için, ADC dönüşüm süresi 25 ns'ye eşit olmalıdır. Aynı zamanda bununla yüksek hızlı ADC Prensipte, 20 MHz mertebesinde bir spektrum genişliğine sahip sinyallerin ayrıklaştırılması mümkündür. Bu nedenle, cihazın kendisini kullanarak örnekleme, ADC'nin hızı ile örnekleme periyodu arasındaki gereksinimler arasında fark edilir bir tutarsızlığa yol açar. Bu tutarsızlık 2 ... 3 büyüklük sırasına ulaşabilir ve maliyeti büyük ölçüde artırır ve örnekleme sürecini karmaşıklaştırır, çünkü dar bantlı sinyaller için bile oldukça hızlı dönüştürücüler gerektirir. Nispeten geniş bir hızla değişen sinyal sınıfı için, bu problem, küçük bir açıklık süresine sahip olan örnekle ve tut cihazlarının yardımıyla çözülür.

8. Dijital ve analog kopyalama

1990'ların sonundan bu yana, pazarda geniş formatlı fotokopi makineleri ve mühendislik sistemleri için açık bir eğilim olmuştur. analog teknoloji dijitale. Şu anda, çoğu üretici ürünlerini değiştirmiştir. ürün hattı. Birçoğu analog fotokopi makinelerinin üretimini tamamen terk etti.

Dijital teknolojiye geçiş eğilimi tamamen anlaşılabilir. İlk olarak, çağa ayak uydurmak ve rekabetçi olmak isteyen birçok işletme, belge yönetimini elektronik forma dönüştürme sorununu çözmektedir. İkincisi, ortakların ve müşterilerin gözünde işletmenin imajını belirleyen belgelerin kalitesi için gereksinimler artıyor.

Bu bağlamda, çok işlevli dijital teknolojinin, esas olarak dijital ve analog kopyalamanın ilkeleri nedeniyle, analog teknolojiye göre önemli avantajları vardır.

Avantajlar:

· Bir bilgisayara bağlanma yeteneği

· Dijital teknoloji yalnızca belgeleri kopyalamakla kalmaz, aynı zamanda bir bilgisayardan dosyaları yazdırabilir, ayrıca orijinalleri tarayabilir ve örneğin elektronik bir arşive kaydetmek için bunları elektronik forma dönüştürebilir. Analog cihazlar yalnızca kopyalayabilir.

· Kopya Kalitesi

· Dijital teknoloji, daha fazlasının kopyalarını yapmanızı sağlar. Yüksek kaliteçünkü makinenin belleğine taranan dosya dijital olarak işlenebilir. Bu özelliğin en yararlı kullanımı, planları kopyalarken arka planı temizlemektir. Ayrıca, dijital cihazlar fotoğraf modunda çalışmayı destekler ve gri ve yarım ton tonlarını çok daha iyi iletir. Renkli görüntüleri kopyalarken, dijital makineler farklı renkleri farklı gri tonlarında yazdırarak ayırt edebilir.

· Buna ek olarak, dijital teknoloji, orijinalden yansıyan ışığı fotoiletkene iletmek için optik kullanmaz. Analog cihazlardaki bu optikler, baskı kalitesini de etkileyen tozu topladığı için düzenli bakım gerektirir.

· Geniş işlevsellik

· dijital işleme Orijinali düzenlemek, yalnızca kopyaların kalitesini iyileştirmenize değil, aynı zamanda ölçekleme, ters çevirme, ters çevirme vb. gibi orijinali dönüştürmenize de olanak tanır.

· Güvenilirlik

· Dijital teknolojinin daha yüksek güvenilirliği, yalnızca düzenli olarak değiştirilmesi gereken optik ve arka ışık eksikliği ile değil, aynı zamanda farklı bir çoğaltma yöntemiyle de ilişkilidir. Analog bir makinede baskı çalışması yaparken, orijinal yalnızca tarama yönünde çekilmemeli, aynı zamanda ilk pozisyon sonraki kopyadan önce. Dijital makine orijinali bir kez besler, hatırlar ve ardından bellekten kopyaları yazdırarak bir yazdırma işlemi gerçekleştirir.

9. Dijital ve analog müzik ekipmanları

Dijital teknolojiler zamanımızda uzun bir süre, dijital donanım kaynaklarının analog olanlara kıyasla ne kadar uygun olduğunu düşünmeyi bıraktık. Prensip olarak, analogdan dijital ekipmana geçiş daha yeni başladığında, çalışmanın rahatlığı, teknik avantajları ve tersine, dijitalin analoga göre dezavantajları hakkında çok fazla tartışma vardı. Ancak şimdi, zaman zaman, bu soru hem çeşitli kayıt stüdyolarında hem de kulüplerde çeşitli durumlarda hala ortaya çıkıyor. Dijital ekipmanın analog ekipmana göre avantajları nelerdir ve dijitalin eski tasarımlardan ne farkı var?

Başlangıç ​​olarak, kısaca sesin sayısallaştırılmasının inşa edildiği ilkeler hakkında.

dönüşüm için analog ses dijitalde, analogdan dijitale dönüştürücüler vardır, sürekli bir analog sinyali bir dizi bireysel sayıya dönüştürebilen, yani ayrık hale getirebilen bu cihazlardır. Dönüşüm gerçekleşiyor Aşağıdaki şekilde: bir dijital cihaz, bir analog sinyalin genliğini saniyede birçok kez ölçer ve bu ölçümlerin sonuçlarını doğrudan sayı biçiminde verir. Aynı zamanda, ölçüm sonucu, sürekli bir elektrik sinyalinin tam bir analogu değildir. Yazışmanın eksiksizliği, ölçümlerin sayısına ve doğruluğuna bağlıdır. Ölçümlerin yapıldığı frekansa örnekleme hızı denir ve genlik ölçümlerinin doğruluğu, ölçüm sonucunu okumak için kullanılan bit sayısını gösterir. Bu parametre bit derinliğidir.

Dolayısıyla, bir analog sinyalin dijitale dönüştürülmesi iki aşamadan oluşur: gözden düşürmekzamanla ve nicemleme(hizalama) genlikte. Zamanın itibarsızlaştırılması, sinyalin düzenli aralıklarla alınan bir dizi numunesi (örnek) ile temsil edilmesi anlamına gelir. Örneğin, örnekleme frekansının (daha yaygın olarak örnekleme hızı olarak anılır) 44,1 kHz olduğunu söylediğimizde bu, sinyalin saniyede 44.100 kez ölçüldüğü anlamına gelir. Kural olarak, bir analog sinyali dijitale (sayısallaştırma) dönüştürmenin ilk aşamasındaki ana konu, analog sinyalin itibarsızlaştırma frekansının seçimidir, çünkü dönüştürme sonucunun kalitesi de doğrudan buna bağlıdır. Bir kişinin duyduğu frekans aralığının 20 ila 20.000 Hz arasında olduğuna ve bir analog sinyalin okumalarından doğru bir şekilde yeniden oluşturulabilmesi için örnekleme frekansının maksimum ses frekansının en az iki katı olması gerektiğine inanılmaktadır. Böylece, daha sonra dönüştürülecek olan gerçek bir analog sinyal varsa dijital form, 0 kHz ila 20 kHz arasındaki frekans bileşenlerini içerir, bu durumda böyle bir sinyalin örnekleme frekansı 40 kHz'den az olmamalıdır. Gözden düşme sürecinde, analog sesin frekans spektrumu çok önemli değişikliklere uğrar. Gözden düştükten sonra, nispeten düşük frekanslı orijinal analog sinyal, farklı genliklere ve birkaç megahertz'e kadar çok geniş bir spektruma sahip çok dar darbelerin ardışık bir zaman serisidir. Bu nedenle, tehlikeye atılan sinyalin spektrumu, orijinal analog sinyalin spektrumundan çok daha geniştir. Buradan çıkan sonuç: En uygun sayısallaştırma, artan bir itibarsızlaştırma sıklığında ve yüksek bit derinliğinde gerçekleşir.

Analog ekipmanın çalışma prensipleri, elektrik devresindeki sinyalin sürekliliğine dayanmaktadır. Üretim teknolojilerinin analogdan dijitale geçişinin nedeni, her şeyden önce ses kalitesini, depolamayı ve iş sürecinin otomasyonunu iyileştirme ihtiyacıydı. Ancak aynı zamanda, sayısallaştırma işleminden sonra orijinal sinyalin sıkıştırılması nedeniyle, CD'nin genel ses kalitesi vinilden daha düşüktür, çünkü analog kayıt sırasında orijinal sinyalin frekans aralığı pratik olarak herhangi bir değişikliğe uğramaz (örneğin, gürültü azaltma, bu aynı zamanda oyuncuların üzerindeki iğnelere de bağlıdır). Bu nedenle, profesyoneller vinil sesini CD'lere tercih ederler.

10. Dijital Enstrümanların Dezavantajları

Seri üretimde çok önemli olabilen dijital teknolojinin eksikliklerine birkaç söz daha söylemek istiyorum.

Bazı durumlarda dijital devreler aynı görevi gerçekleştirmek için analogdan daha fazla güç kullanır, daha fazla ısı üretir, bu da örneğin bir soğutucu ekleyerek devrelerin karmaşıklığını artırır. Bu, pille çalışan taşınabilir cihazlarda kullanımlarını sınırlayabilir.

Örneğin, cep telefonları, bir baz istasyonundan gelen radyo sinyallerini yükseltmek ve ayarlamak için genellikle düşük güçlü bir analog arabirim kullanır. Bununla birlikte, baz istasyonu, güce aç fakat oldukça esnek, yazılım tanımlı bir radyo sistemi kullanabilir. Bu tür baz istasyonları, yeni hücresel iletişim standartlarında kullanılan sinyalleri işlemek için kolaylıkla yeniden programlanabilir.

Dijital devreler bazen analog devrelerden daha pahalıdır.

Analog bir sinyali dijitale dönüştürürken bilgi kaybetmek de mümkündür. Matematiksel olarak, bu fenomen yuvarlama hatası olarak tanımlanabilir.

Bazı sistemlerde, tek bir dijital veri parçasının kaybolması veya bozulması, büyük veri bloklarının anlamını tamamen değiştirebilir.

bibliyografya

analog dijital sinyal aleti

1. Horowitz P., Hill W. Devre sanatı. 3 ciltte: T. 2. Per. İngilizceden. - 4. baskı, gözden geçirilmiş. ve ek - M.: Mir, 1993. - 371 s.

Hanzel G.E. Filtrelerin hesaplanması için el kitabı. ABD, 1969. / Per. İngilizceden, ed. A.E. Znamensky. M.: Sov. radyo, 1974. - 288 s.

. "Dijital sinyal işleme". L.M. Goldenberg, B.D. Matyushkin - M.: Radyo ve iletişim, 1985

Biryukov S.A. MOS entegre devrelerdeki dijital cihazlar /Biryukov S.A.-M.: Radyo ve iletişim, 2007.-129 s.: hasta. - (Kitle Radyo Kütüphanesi; Sayı 1132).

Gorbaçov G.N. Chaplygin E.E. Endüstriyel Elektronik / Ed. Prof. V.A. Labuntsova. - M.: Energoatomizdat, 1988.

Shkritek P. Ses devresi için başvuru kılavuzu: Per. Almanca ile - M. Mir, 1991. - 446 s.: hasta

Shilo V.L. Popüler dijital mikro devreler: Referans kitabı / Shilo V.L.-M.: Metallurgy, 2008.-349 s. - (Kitle Radyo Kütüphanesi; Sayı 1111).

Goldenberg L.M. Nabız ve dijital cihazlar: Üniversiteler için bir ders kitabı / Goldenberg L.M.-M.: Svyaz, 2009.-495 s.: Ill..-Bibliogr.: s. 494-495.

Bukreev I.N. Dijital cihazların mikroelektronik devreleri /Bukreev I.N., Mansurov B.M., Goryachev V.I. - 2. baskı, revize edildi. ve ek ..-M .: Sov. radyo, 2008.-368 s.