Какво е сигнал. Видове сигнали

Практически от момента на произхода, човешките племена бяха изправени пред необходимостта не само да натрупват информация, но и да я обменят помежду си. Въпреки това, ако не беше толкова трудно със съседите да го направят (език и писане), а след това с тези, които бяха на дълги разстояния, този процес предизвика някои проблеми.

С течение на времето те бяха решени чрез изобретяването на сигнала. Видове сигнали в началото те са доста примитивни (дим, звук и т.н.), но постепенно човечеството открива нови закони на природата, които допринасят за изобретяването на нови начини за предаване на информация. Нека да разберем какъв вид сигнали сме и да разгледаме кои от тях най-често се използват в съвременното общество.

Какво се нарича сигнал

Тази дума означава информация, кодирана от една система, която се предава чрез специален канал и може да бъде декодирана от друга система.

Много учени смятат, че способността на биологичните организми или дори отделни клетки да си взаимодействат една с друга (сигнализирайки наличието на хранителни вещества или опасности) се превърна в основна движеща сила на еволюцията.

Всеки физически процес може да действа като сигнал, чиито параметри са адаптирани към типа на предаваните данни. Например, в една телефонна система предавателят преобразува думите на говорещия абонат в електрически сигнал за напрежение, който се предава на приемното устройство чрез проводници, близо до които се намира слушателят.

Сигнал и съобщение

Тези две понятия са много близки по смисъла - съдържат определени данни, предавани от изпращача до получателя. Има обаче осезаема разлика между тях.

За да изпълни целта, съобщението трябва задължително да бъде получено от адресата. Това означава, че неговият жизнен цикъл се състои от три етапа: кодиране на информация - предаване - декодиране на съобщението.

В случай на сигнал приемането му не е предпоставка за неговото съществуване. Това означава, че информацията, шифрована в нея, може да бъде декодирана, но дали това ще бъде направено от някой, е неизвестно.

Класификация според различните критерии за сигнал: основни типове

В природата има много разновидности на сигнали, които имат различни характеристики. Във връзка с това за тяхното класифициране се използват различни критерии за тези явления. Така се разграничават три категории:

• По метода на подаване (редовно / нередовно).
• По вид на физическото естество.
• По вид на функцията, която описва параметрите.

Сигнали по вид физическо естество

В зависимост от начина на формиране типовете сигнали са както следва.

• Електрически (информационен носител - променлив ток или напрежение в електрическата верига).
• Магнитна.
• Електромагнитна.
• Heat.
• Сигнали за йонизиращо лъчение.
• Оптично / светло.
• Акустичен (звук).

Видовете сигнали, последните две са и най-простите примери за комуникационни технически операции, чиято цел е да информират за особеностите на ситуацията.

Най-често те се използват за предупреждение за опасността или неправилното функциониране на системата.

Често звуковите и оптичните сортове се използват като координираща автоматизирана работа за коригираната работа. Така че някои видове контролни сигнали (команди) стимулират системата да започне да действа.

Например, при пожарни аларми, когато се откриват следи от дим със сензори, те излъчват пиърсинг звук. Това, от своя страна, се възприема от системата като контролен сигнал за гасене на източника на запалване.

Друг пример за това как сигналът (видовете сигнали по вида на физическото естество, изброени по-горе) активира системата в случай на опасност, е терморегулацията на човешкото тяло. Така че, ако поради различни фактори телесната температура се повиши, клетките "информират" мозъка за това и включват "система за охлаждане на тялото", по-известна на всички като изпотяване.

По тип функция

В този параметър се разграничават различни категории.

• Аналогов (непрекъснат).
• Quantum.
• Дискретен (импулс).
• Цифров сигнал.

Всички тези типове сигнали са електрически. Поради факта, че те не само са по-лесни за работа, но лесно се прехвърлят на дълги разстояния.

Какъв е аналоговият сигнал и неговите типове

Такова име е сигнал от естествен произход, променящ се непрекъснато във времето (непрекъснато) и способен да приема различни стойности за определен интервал.

Поради свойствата си, те са идеално пригодени за предаване на данни по телефонни съобщения, излъчване и телевизия.

Всъщност всички други видове сигнали (цифрови, квантови и дискретни) са по същество преобразувани аналози.

В зависимост от непрекъснатите пространства и съответните физически величини се разпределят различни видове аналогови сигнали.

• Прав линия.
• Едно парче.
• Circle.
• Пространства, характеризиращи се с многоизмерност.

Количествен сигнал

Както е споменато в последния параграф, все още е същата аналогова форма, но разликата е, че тя е квантована. В същото време целият диапазон от неговите стойности беше подразделен на нива. Техният брой е представен в номерата на дадена цифра.

Обикновено този процес се използва на практика при компресиране на аудио или оптични сигнали. Колкото по-големи са количествените нива, толкова по-точна става превръщането на аналоговия изглед в квантов.

Разглежданият сорт се отнася и за онези, които произхождат изкуствено.

В много класификации на типове сигнали този сигнал не се разпределя. Съществува обаче.

Дискретен изглед

Този сигнал се отнася и за изкуствени сигнали и има ограничен брой нива (стойности). Като правило има две или три.

На практика разликата между дискретните и аналоговите методи за предаване на сигнала може да бъде илюстрирана чрез сравняване на записа на звука върху винилов запис и CD. На първата информация се предоставя под формата на непрекъснат звук. Но на втория - под формата на точки, изгорени от лазера с различни отразяващи способности.

Този тип прехвърляне на данни става чрез преобразуване на непрекъснат аналогов сигнал в набор от дискретни стойности под формата на двоични кодове.

Процесът се нарича вземане на проби. В зависимост от броя на символите в кодовите комбинации (унифицирани / нееднородни), той е разделен на два вида.

Цифрови сигнали

Днес този метод за прехвърляне на информация постоянно замества аналога. Подобно на двата предишни, тя също е изкуствена. На практика тя се представя като последователност от числени стойности.

За разлика от аналоговия, той е много по-бърз и по-добре комуникира данните, като ги изчиства от шумовите смущения. В същото време това е слабостта на цифровия сигнал (другите типове сигнали са в предходните три параграфа). Факт е, че информацията, филтрирана по този начин губи "шумни" частици с данните.

На практика това означава, че целият брой изчезва от предаденото изображение. И ако говорим за звук - думи или дори цели изречения.

Всъщност всеки аналогов сигнал може да бъде модулиран на цифров. За това то е едновременно подложено на два процеса: вземане на проби и квантуване. Като отделен начин за предаване на информация цифровият сигнал не е разделен на изгледи.

Нейната популярност допринася за факта, че през последните години телевизорите от ново поколение са създадени специално за цифров, а не аналогов, начин на предаване на изображения и звуци. Те обаче могат да бъдат свързани с конвенционални телевизионни кабели, използващи адаптери.

Модулация на сигнали

Всички горепосочени методи за предаване на данни са свързани с явление като модулация (за цифрови сигнали - манипулация). Защо е необходимо?

Както е известно, електромагнитните вълни (чрез които се предават различни видове сигнали) са склонни към намаляване, което значително намалява обхвата на тяхното предаване. За да се предотврати това, нискочестотните колебания се прехвърлят в района на дълги високочестотни вълни. Това явление се нарича модулация (манипулация).

В допълнение към увеличаването на разстоянието за предаване на данни, той увеличава шума на сигналите. Също така има възможност едновременно да се организират няколко независими канала за предаване на информация.

Самият процес е както следва. Устройството, наречено модулатор, получава два сигнала едновременно: нискочестотна (носи определена информация) и високочестотна (неинформационна, но способна да предава на дълги разстояния). В това устройство те се трансформират в едно, което едновременно съчетава предимствата на двете.

Видовете изходни сигнали зависят от модифицирания параметър на входния носач на високочестотната трептения.

Ако то е хармонично, такъв модулационен процес се нарича аналогов.

Ако периодично - импулс.

Ако носещият сигнал е просто постоянен ток - такъв сорт се нарича шум.

Първите два типа модулация на сигналите, от своя страна, са разделени на подвидове.

Аналоговата модулация се случва по този начин.

• Амплитуда (AM) - промяна в амплитудата на носещия сигнал.
• Фаза (FM) - фазовите промени.
• Честота - само честотата е засегната.

Видове модулация на импулсни (дискретни) сигнали.

• Амплитуден импулс (AMI).
• Честота-импулс (PFM).
• Широчина на импулса (PWM).
• Фазов импулс (FIM).

Имайки предвид какви методи за предаване на данни съществуват, може да се направи заключение, че независимо от техния вид те всички играят важна роля в човешкия живот, като им помагат да се развиват изчерпателно и да се предпазват от възможни опасности.

Що се отнася до аналоговите и цифровите сигнали (с помощта на които информацията се предава в съвременния свят), най-вероятно през следващите двадесет години в развитите страни първата ще бъде почти изцяло заменена от втората.