Ma'lumotlarni signal orqali uzatish
Signal - axborotni uzatish, qayta ishlash va saqlashda foydalanish uchun xabarning moddiy timsolidir.
Signal — bu bitta tizim tomonidan yaratilgan va kosmosga uzatiladigan (aloqa kanali orqali) yoki bir nechta tizimlarning oʻzaro taʼsiri jarayonida paydo boʻladigan kod (belgi, belgi). Signalning maʼnosi va maʼnosi qabul qiluvchi tizimda roʻyxatdan oʻtkazilgandan va talqin qilingandan soʻng ochiladi.
Signal (axborot va aloqa nazariyasida) — aloqa tizimida xabarlarni uzatish uchun ishlatiladigan axborot tashuvchisi.
Ixtisoslashgan adabiyotlarda ushbu atamaning juda qulay taʼrifini shakllantirishga urinishlar juda koʻp va rasmiy qoidalarda.
Taʼriflar
Klassik adabiyotda yuqoridagi qomusiy taʼrifdan tashqari „signal“ atamasining boshqa taʼriflari ham ko‘p.
"Odatda signal deganda jismoniy tizim holatini qandaydir tarzda aks ettiruvchi qiymat tushuniladi. Shu maʼnoda signalni kuzatish jarayonida fizik tizimda amalga oshirilgan maʼlum oʻlchovlar natijasi sifatida qarash tabiiydir.
"Signalni jismoniy tizimning holati yoki xatti-harakati haqida maʼlumot beruvchi funktsiya sifatida aniqlash mumkin. (…) Matematik jihatdan signallar bir yoki bir nechta mustaqil oʻzgaruvchilarning funktsiyalari sifatida ifodalanadi.
"Signal — bu vaqt funktsiyasi bilan tavsiflangan vaqt oʻzgaruvchan jismoniy miqdor. Ushbu funktsiyaning parametrlaridan biri boshqa jismoniy miqdor haqida maʼlumotni oʻz ichiga oladi. Bunday signal parametri (funktsiyasi) deyiladi informativ, va signalni ifodalovchi jismoniy miqdor signal tashuvchisi (signal tashuvchisi) deb ataladi; signal bu miqdorning oʻlchamiga ega.
„Signal odatda qandaydir maʼlumotlarni olib yuradigan narsa deb ataladi.“
Umumiy maʼlumot
Signal ishlab chiqarilishi mumkin, lekin qabul qiluvchi tomon tomonidan qabul qilinishi kutilayotgan xabardan farqli oʻlaroq, uni qabul qilish shart emas, aks holda bu xabar emas. Signal uzatilayotgan xabarga mos ravishda parametrlari oʻzgarib turadigan (yoki topilgan) har qanday jismoniy jarayon boʻlishi mumkin.
Deterministik yoki tasodifiy signal matematik model bilan tavsiflanadi, bu signal parametrlarining oʻzgarishini tavsiflovchi funktsiya. Signalni vaqt funktsiyasi sifatida tasvirlashning matematik modeli nazariy radiotexnikaning asosiy kontseptsiyasi boʻlib, u radiotexnika qurilmalari va tizimlarini tahlil qilish va sintez qilish uchun ham oʻz samarasini berdi. Radiotexnikada foydali maʼlumotni tashuvchi signalga alternativa shovqin boʻlib, odatda signal bilan oʻzaro taʼsir qiluvchi (masalan, qoʻshimcha orqali) vaqtning tasodifiy funktsiyasi va uni buzadi. Nazariy radiotexnikaning asosiy vazifasi shovqinni majburiy hisobga olgan holda signaldan foydali maʼlumotlarni olishdir.
Signal tushunchasi maʼlum bir jismoniy kattalikdan, masalan, oqim, kuchlanish, akustik toʻlqindan mavhumlash va maʼlumotni kodlash va uni odatda shovqin bilan buziladigan signallardan olish bilan bogʻliq hodisalarni jismoniy kontekstdan tashqarida koʻrib chiqishga imkon beradi. Tadqiqotlarda signal koʻpincha vaqt funktsiyasi sifatida ifodalanadi, uning parametrlari kerakli maʼlumotlarni oʻtkazishi mumkin. Ushbu funktsiyani roʻyxatga olish usuli, shuningdek, shovqin shovqinini qayd etish usuli deyiladi signalning matematik modeli.
Signal tasnifi
Axborot tashuvchining jismoniy tabiatiga koʻra:
va boshqalar;
Signalni sozlash orqali:
Signalning parametrlarini tavsiflovchi funktsiyaga qarab, :
Uzluksiz (analog) signal
Koʻpgina signallar mustaqil oʻzgaruvchiga uzluksiz bogʻliqlikka ega (masalan, ular vaqt oʻtishi bilan uzluksiz oʻzgarib turadi) va maʼlum oraliqda istalgan qiymatni qabul qilishi mumkin. „Uzluksiz vaqtda va amplitudalarning uzluksiz diapazoniga ega boʻlgan signallar ham analog signallar deb ataladi.“ Analog signallar (AS) vaqtning uzluksiz matematik funktsiyasi bilan tavsiflanishi mumkin.
AC misoli — garmonik signal:s(t) = A·cos(ω·t + φ) .
Analog signallar telefoniya, radioeshittirish, televidenieda qoʻllaniladi. Bunday signalni qayta ishlash uchun raqamli tizimga kiritish mumkin emas, chunki har qanday vaqt oraligʻida u cheksiz miqdordagi qiymatlarga ega boʻlishi mumkin va uning qiymatini aniq (xatosiz) koʻrsatish uchun cheksiz bit sigʻimli raqamlar talab qilinadi. Shuning uchun, koʻpincha analog signalni maʼlum bir bit chuqurligidagi raqamlar ketma-ketligi bilan ifodalash uchun aylantirish kerak boʻladi.
Mutaxassislar orasida „analog signal“ atamasini baxtsiz va eskirgan deb hisoblash va uning oʻrniga "
uzluksiz signal " atamasini qoʻllash kerak degan fikr mavjud.
Diskret-uzluksiz (diskret) signal
„Diskret signallar (diskret vaqtdagi signallar) diskret vaqtlarda aniqlanadi va raqamlar ketma-ketligi bilan ifodalanadi“.
Analog signalni diskretlashtirish signalning diskret vaqtlarda olingan qiymatlar ketma-ketligi sifatida ifodalanishidir.ti (qaerdai — indeks). Odatda, ketma-ket oʻqishlar orasidagi vaqt oraligʻi (Δti = ti − ti−1) doimiy; unday bo `lsa,Δt namuna olish oraligʻi deb ataladi. Signal oʻzini oʻzi qadrlaydix(t) oʻlchov momentlarida, yaʼni.xi = x(ti) koʻrsatkichlar deyiladi.
Uzluksiz kvantlangan signal
Kvantlash jarayonida signal qiymatlarining butun diapazoni darajalarga boʻlinadi, ularning soni maʼlum bir bit chuqurligi raqamlarida ifodalanishi kerak. Bu darajalar orasidagi masofa kvantlash bosqichi D deyiladi. Bu darajalar soni N (0 dan N−1 gacha). Har bir darajaga raqam beriladi. Signal namunalari kvantlash darajalari bilan taqqoslanadi va signal sifatida maʼlum bir kvantlash darajasiga mos keladigan raqam tanlanadi. Har bir kvantlash darajasi n bitli ikkilik son sifatida kodlangan. Kvantlash darajalari soni N va bu darajalarni kodlaydigan ikkilik sonlarning n bitlari soni n ≥ log 2 (N) munosabati bilan bogʻliq.
ГОСТ 26.013-81 ga muvofiq, bunday signallar " koʻp darajali signal " atamasi bilan belgilanadi.
Diskret kvantlangan (raqamli) signal
Raqamli signallarga mustaqil oʻzgaruvchi (masalan, vaqt) ham, daraja ham diskret boʻlgan signallar kiradi.
Analog signalni chekli bit chuqurlikdagi sonlar ketma-ketligi sifatida koʻrsatish uchun uni avval diskret signalga aylantirish, soʻngra kvantlash kerak. Kvantlash — diskretlanishning alohida holati boʻlib, diskretlanish kvant deb ataladigan bir xil miqdorda sodir boʻladi. Natijada, signal signalning taxminiy (kvantlangan) qiymati har bir berilgan vaqt oraligʻida maʼlum boʻladigan tarzda ifodalanadi, uni butun son sifatida yozish mumkin. Bunday raqamlarning ketma-ketligi raqamli signal boʻladi.
Signal parametrlari
D
=
10
lg
P
m
a
x
P
m
i
n
{\displaystyle D=10\lg {\frac {P_{max}}{P_{min}}}}
V
=
F
T
D
{\displaystyle V=FTD}
Signal xususiyatlari
GOST da rasmiy ravishda belgilangan signal xarakteristikalari quyidagilardan iborat.
Pulsning xususiyatlari
Davriy signallarning xarakteristikalari
Tasodifiy signallarning xarakteristikalari
Signalning oʻzaro taʼsirining xususiyatlari
Signalning oʻzaro bogʻlanishining xususiyatlari
Shaxsiy maʼlumotlar
Signal va hodisa
Signallar va funktsiyalarning odatiy vaqtinchalik tasviridan tashqari, chastota funktsiyalari boʻyicha signallarni tavsiflash maʼlumotlarni tahlil qilish va qayta ishlashda keng qoʻllaniladi. Darhaqiqat, oʻz shaklida oʻzboshimchalik bilan murakkab boʻlgan har qanday signal oddiyroq signallar yigʻindisi sifatida va, xususan, eng oddiy garmonik tebranishlar yigʻindisi sifatida ifodalanishi mumkin, ularning umumiyligi signalning chastota spektri deb ataladi.
Chastotani koʻrsatish usuliga oʻtish uchun Furye transformatsiyasi qoʻllaniladi:
S
(
ω
)
=
∫
−
∞
+
∞
s
(
t
)
e
−
j
ω
t
d
t
{\displaystyle S(\omega )=\int \limits _{-\infty }^{+\infty }s(t)e^{-j\omega t}\,dt}
Funktsiya
S
(
ω
)
{\displaystyle S(\omega )}
spektral funksiya yoki spektral zichlik deyiladi. Spektral funktsiyadan boshlab
S
(
ω
)
{\displaystyle S(\omega )}
murakkab boʻlsa, u holda amplitudalar spektri haqida gapirish mumkin
|
S
(
ω
)
|
{\displaystyle |S(\omega )|}
va faza spektri
ϕ
(
ω
)
=
a
r
g
(
S
(
ω
)
)
{\displaystyle \phi (\omega )=arg(S(\omega ))}
.
Spektral funktsiyaning fizik maʼnosi: signal
s
(
t
)
{\displaystyle s(t)}
amplitudali cheksiz garmonik komponentlar (sinusoidlar) yigʻindisi sifatida ifodalanadi.
|
S
(
ω
)
|
π
d
ω
{\displaystyle {\frac {|S(\omega )|}{\pi }}d\omega }
dan chastota oraligʻini doimiy ravishda toʻldirish
0
{\displaystyle 0}
oldin
∞
{\displaystyle \infty }
, va dastlabki bosqichlar
ϕ
(
ω
)
{\displaystyle \phi (\omega )}
.
Spektral funktsiyaning oʻlchami signalning vaqtga boʻlgan oʻlchamidir.
Radiotexnikada
Radiotexnikada kodlashning asosiy elementi signal modulyatsiyasi hisoblanadi. Bunday holda, shaklning deyarli harmonik signalis(t) = A sin(2πf·t + φ), bu yerda amplituda A, chastota f yoki faza ph uzatilayotgan axborotga (amplituda, chastota yoki faza) qarab sekin (sinusning oʻzgarish tezligiga nisbatan) oʻzgaradi. mos ravishda modulyatsiya).
Stokastik signal modellari signalning oʻzi yoki u olib boradigan maʼlumot tasodifiy ekanligini taxmin qiladi. Stokastik signal modeli koʻpincha signalni shovqin bilan bogʻlaydigan tenglama sifatida shakllantiriladi, bu holda koʻplab mumkin boʻlgan axborot xabarlarini taqlid qiladi va kuzatuv shovqinidan farqli oʻlaroq, shakllantiruvchi shovqin deb ataladi.
Skayar signal modelining umumlashtirilishi, masalan, vektor komponentlarining bir-biriga maʼlum munosabatiga ega boʻlgan individual skalyar funktsiyalarning tartiblangan toʻplamlari boʻlgan vektor signal modellari. Amalda vektor modeli, xususan, bir vaqtning oʻzida bir nechta qabul qiluvchilar tomonidan signalni keyinchalik birgalikda qayta ishlash bilan qabul qilinishiga mos keladi. Signal tushunchasining yana bir kengaytmasi uning maydonlar holatiga umumlashtirilishidir.
Manbalar
Havolalar
uz.wikipedia.org