Co je signál. Typy signálů

Prakticky od okamžiku vznikulidské kmeny čelí potřebě nejen shromažďovat informace, ale i vyměňovat je navzájem. Nicméně, pokud by sousedé nebyli tak obtížní (jazyk a psaní), pak s těmi, kteří byli na dlouhé vzdálenosti, tento proces způsobil některé problémy.

Postupně byly vyřešeny vynálezemsignál. Typy signálů byly zpočátku zcela primitivní (kouř, zvuk atd.), Ale postupně lidstvo objevilo nové přírodní zákony, které přispěly k vytvoření nových způsobů přenosu informací. Zjistíme, jaké druhy signálů jsou, a také zvážit, které z nich jsou nejčastěji používány v moderní společnosti.

Co se nazývá signál

Toto slovo znamená informace kódované jedním systémem, který se přenáší přes zvláštní kanál a může být dekódován jiným systémem.

Mnoho vědců se domnívá, že schopnostbiologické organismy nebo dokonce jednotlivé buňky vzájemně ovlivňovat (signalizující přítomnost živin nebo nebezpečí) se stala hlavním hnacím motorem evoluce.

Každá osoba může fungovat jako signálFyzický proces, jehož parametry jsou přizpůsobeny typu přenášených dat. Například v telefonním systému vysílač převádí slova mluvícího účastníka na elektrický signál napětí, který se přenáší do přijímajícího zařízení pomocí drátů, u nichž se nachází osoba, která poslouchá.

Signál a zpráva

Tyto dva pojmy jsou velmi významné - obsahují určité údaje přenášené od odesílatele příjemci. Existuje však hmatatelný rozdíl mezi nimi.

K realizaci cíle musí být zpráva nezbytně přijata adresátem. To znamená, že jeho životní cyklus se skládá ze tří fází: kódování informací - přenos - dekódování zprávy.

V případě signálu není jeho přijetí předpokladem existence. To znamená, že informace šifrované v něm mohou být dekódovány, ale to, zda to udělá někdo, je neznámý.

Klasifikace podle různých kritérií signálu: hlavní typy

V přírodě existuje mnoho odrůdsignály, které mají různé funkce. V souvislosti s tím se pro jejich klasifikaci používají různá kritéria pro tyto jevy. Rozlišují se tedy tři kategorie:

• Metodou podání (pravidelné / nepravidelné).
• Podle typu fyzické povahy.
• Podle typu funkce, která popisuje parametry.

Signály podle druhu fyzické povahy

V závislosti na způsobu vytváření jsou typy signálů následující.

• Elektrická (nosič informací - časově měnící se proud nebo napětí v elektrickém obvodu).
• Magnetický.
• Elektromagnetické.
• Termální.
• Signály ionizujícího záření.
• Optický / lehký.
• Akustická (zvuk).

Typy signálů a poslední dva jsou nejjednodušší příklady technických komunikačních činností, jejichž účelem - oznámení o funkcích situace.

Nejčastěji se používají k varování před nebezpečím nebo poruchami systému.

Často, zvukové a optické odrůdyslouží jako koordinátor pro upravenou práci automatizovaného zařízení. Takže některé druhy řídících signálů (povelů) stimulují systém, aby začal jednat.

Například v požárních poplachových systémech sdetekce stop kouře senzory vytvářejí piercingový zvuk. To je systém vnímán jako řídící signál pro uhasení zdroje vznícení.

Další příklad toho, jak signál (typysignály podle typu fyzické povahy uvedené výše) aktivuje systém v případě nebezpečí, je termoregulace lidského těla. Pokud tedy kvůli různým faktorům stoupne tělesná teplota, buňky "informují" o tom mozku a zahrnují "systém chlazení těla", který je známější jako pocení.

Podle typu funkce

V tomto parametru se rozlišují různé kategorie.

• Analogové (kontinuální).
• Quantum.
• Diskrétní (impuls).
• Digitální signál.

Všechny tyto typy signálů jsou elektrické. Vzhledem k tomu, že je nejen snadnější manipulovat, ale jsou snadno přenášeny na dlouhé vzdálenosti.

Co je analogový signál a jeho typy

Takové jméno je signál přírodního původu, měnící se nepřetržitě v čase (nepřetržitý) a schopný přijímat různé hodnoty během určitého intervalu.

Díky svým vlastnostem jsou dokonale vhodné pro přenos dat v telefonní komunikaci, vysílání a televizi.

Ve skutečnosti jsou všechny ostatní typy signálů (digitální, kvantové a diskrétní) neoddělitelně převedené analogy.

V závislosti na spojitých prostorech a odpovídajících fyzikálních veličinách jsou přiděleny různé druhy analogových signálů.

• Přímka.
• Kousek.
• Obvod.
• Prostory charakterizované vícerozměrností.

Kvantifikovaný signál

Jak již bylo zmíněno v posledním odstavci, je to všeStejná analogová forma, ale její rozdíl je, že byl kvantizován. Současně byl celý rozsah jeho hodnot rozdělen na úrovně. Jejich číslo je reprezentováno čísly dané číslice.

Obvykle se tento postup používá v praxi při kompresi zvukových nebo optických signálů. Čím více kvantizačních úrovní, tím přesnější se stane transformace analogového pohledu na kvantovou.

Uvažovaná odrůda také odkazuje na ty, které vznikly uměle.

U mnoha klasifikací typů signálů není tento signál přiřazen. Nicméně existuje.

Diskrétní zobrazení

Tento signál se také týká umělých signálů a má konečný počet úrovní (hodnot). Zpravidla existují dva nebo tři.

V praxi jsou diskrétní a analogovéZpůsoby přenosu signálu lze ilustrovat porovnáním záznamu zvuku na vinylu a CD. První informace se předkládá ve formě průběžné zvukové stopy. Ale na druhé - ve formě bodů vypálených laserem s různými schopnostmi odrazit.

Tento typ přenosu dat dochází konverzí kontinuálního analogového signálu na soubor diskrétních hodnot ve formě binárních kódů.

Proces se nazývá vzorkování. V závislosti na počtu znaků v kombinacích kódů (jednotné / nerovnoměrné) je rozdělen na dva typy.

Digitální signály

Dnes tento způsob přenosu informací trvale nahrazuje analog. Stejně jako předchozí dva, je také umělý. V praxi je reprezentován jako posloupnost číselných hodnot.

Na rozdíl od analogu, hodněrychlejší a kvalitnější přenos dat a jejich čištění před rušením hluku. Současně je to slabost digitálního signálu (ostatní typy signálů jsou v předchozích třech odstavcích). Faktem je, že informace filtrované tímto způsobem ztrácejí "hlučné" částice s daty.

V praxi to znamená, že z vysílaného obrazu zmizí celé kousky. A pokud mluvíme o zvukových slovech nebo dokonce o větách.

Ve skutečnosti může být jakýkoli analogový signálmodulované na digitální. Pro tento účel je současně podroben dvěma procesům: vzorkování a kvantování. Jako samostatný způsob přenosu informací není digitální signál rozdělen do zobrazení.

Jeho popularita přispívá k tomu, že v roce 2004V posledních letech byly televizory nové generace vytvořeny speciálně pro digitální, nikoliv analogový přenos obrazu a zvuku. Mohou být však připojeny k běžným televizním kabelům pomocí adaptérů.

Modulace signálů

Všechny výše uvedené metody přenosu dat jsou spojeny s fenoménem, ​​jako je modulace (pro digitální signály - manipulace). Proč je potřeba?

Jak je známo, elektromagnetické vlny (s pomocíkteré nesou různé typy signálů) jsou náchylné k útlumu, což výrazně snižuje rozsah jejich přenosu. Aby se tomu zabránilo, jsou kmity kmitočtu přenášeny do oblasti dlouhých vysokofrekvenčních vln. Tento jev se nazývá modulace (manipulace).

Kromě zvýšení přenosové vzdálenosti,díky ní se zvýší odolnost signálů proti šumu. A zároveň existuje příležitost současně uspořádat několik nezávislých kanálů přenosu informací.

Samotný proces je následující. Přístroj, nazvaný modulátor, přijímá současně dva signály: nízkofrekvenční (nese určité informace) a vysokofrekvenční (neinformační, ale schopné vysílat na dlouhé vzdálenosti). V tomto zařízení se přeměňují na jeden, který současně kombinuje výhody obou.

Typy výstupních signálů závisí na modifikovaném parametru vstupního nosiče vysokofrekvenční oscilace.

Je-li to harmonické, takový modulační proces se nazývá analog.

Pokud je periodický - impuls.

V případě, že dopravce signál je DC - tento druh hluku-zvané.

První dva typy signálů modulace, pak se dělí na podtypy.

Analogová modulace se děje tímto způsobem.

• Amplituda (AM) - změna amplitudy nosného signálu.
• Fáze (FM) - fáze se mění.
• Frekvence - ovlivňuje se pouze frekvence.

Typy modulace impulsních (diskrétních) signálů.

• Amplituda-puls (AMI).
• Frekvenční impuls (PFM).
• Šířka impulsu (PWM).
• Fázový impuls (FIM).

Po zvážení toho, jaké metody přenosu existujílze konstatovat, že bez ohledu na jejich typ hrají důležitou roli v lidském životě a pomáhají jim rozvíjet se komplexně a chránit před možnými hrozbami.

Pokud jde o analogové a digitální signály (ss pomocí kterých jsou informace přenášeny v moderním světě), pak bude pravděpodobně v nejbližších dvaceti letech ve vyspělých zemích první zcela nahrazeno druhým.