Аналоговый и цифровой сигналы. Характеристики сигнала

Сигналы и сообщения, могут быть непрерывными (аналоговые) и дискретными (цифровые). Аналоговые сигналы описываются непрерывными функциями времени, поэтому аналоговый сигнал иногда называют непрерывным сигналом. Информационный параметр непрерывного сигнала с течением времени может принимать любые мгновенные значения в определенных пределах. Цифровой сигнал – сигнал, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией дискретного времени и конечным числом значений информационного параметра. Часто этот параметр принимает всего два значения – 0 или 1 (рис. 1.2).

Рис.1.2 Цифровой сигнал.

Цифровой сигнал можно получить из аналогового путем квантования аналогового сигнала, т.е аналоговый сигнал можно оцифровать – разбить на определенные отрезки, в которых фиксируется числовое значение амплитуды в данный момент (об этом дальнейших лекциях).

Графический вид аналогового сигнала изображен на рис.1.3. Длительная во времени последовательность повторяющихся периодов колебания формируют сигнал определенной частоты – f, имеющей размерность герц (Гц) (1 Гц = 1 колебание в секунду). Частота сигнала связана с периодом повторения следующей зависимостью f = 1/T.Например, колебания радиоволн мобильного телефона стандарта GSM находятся в диапазоне около 900 МГц.

Рис.1.3 дает нам временное представление сигнала. Для анализа сигналов более полное представление дает частотное представление, которое принято называть спектром сигналов.

Рис.1.3. Аналоговый сигнал.

На Рис.1.4 представлен спектр двух сигналов – один сигнал частотой 800 МГц и амплитудой 20 вольт, второй - частотой 1800 Гц и амплитудой 10 вольт. Такой спектр имеют колебания одной частоты с одинаковой амплитудой от периода к периоду.

Рис.1.4. Спектр двух сигналов

Сигнал, формируемый, например, мобильным телефоном, имеет переменную амплитуду и меняется по частоте. У такого сигнала спектр будет иметь сложную структуру (Рис.1.5) и будет состоять из множества частот, группирующихся в районе частоты 800 МГц. Набор этих частот принято называть спектром, а разница между высшей частотой в спектре и низшей называется ширина спектра и обозначается как.

Рис. 1.5. Спектр сигнала

Пример аналогового сигнала – звуковая речь, передаваемая звуковой волной; пример цифрового сигнала – телеграф. В телеграфии используется код Бодо, который состоит из 32 символов, каждый из которых закодирован 5-ю элементами. При этом 1 означает посылку тока, а 0 – его отсутствие, паузу.

В современных вычислительных системах каждый символ (байт) кодируется 8 элементами (битами), в этом случае он может принимать одно из 256 (2⁸) различных значений.

Цифровая связь считается более защищенной от помех и от внешних воздействий, чем аналоговая, также цифровая информация более пригодна для хранения.

Дата добавления: 2014-01-20