Komunikacja analogowa składa się z dwóch słów analogowy i komunikacja. Termin „analogowy” oznacza ciągły sygnał zmienny w czasie. Komunikacja odnosi się do wymiany informacji między dwoma lub więcej niż dwoma źródłami. Komunikacja analogowa oznacza komunikację za pomocą sygnałów analogowych.

Komunikacja analogowa to komunikacja od nadawcy do odbiorcy w postaci sygnału analogowego. Sygnał analogowy to A ciągły czas zmienny sygnał. Przykładem sygnału analogowego są fale dźwiękowe. Sygnały, które zmieniają się w sposób ciągły w czasie, są przykładami sygnału analogowego, np audio I wideo sygnały.

W tym samouczku omówimy komunikację analogową, modulację, rodzaje modulacji, demodulatory, szum, nadajniki, odbiorniki i inne elementy systemu komunikacyjnego.

pętla foreach maszynopisu

Czym jest komunikacja?

Przesyłanie informacji z jednego końca na drugi nazywa się Komunikacja . W systemie elektronicznym dane są przesyłane kanałem znajdującym się pomiędzy końcem nadawczym a końcem odbiorczym. Urządzenia dodatkowe stosowane są z kanałem komunikacyjnym, aby zapobiec zakłóceniom zewnętrznym sygnału. Dane są obecne w postaci sygnału analogowego, który jest formą energii.

Zasadniczą koncepcją komunikacji analogowej jest modulacja . Pomaga w usuwaniu z danych szumów lub zakłóceń zewnętrznych, które mogą pogorszyć jakość przesyłanego sygnału. Koncepcję modulacji omówimy w dalszej części samouczka.

Sygnały

Sygnał jest falą elektromagnetyczną przenoszącą informację z jednego punktu do drugiego. Może przemieszczać się poprzez różne media, np powietrze, próżnia, woda , I solidny . W elektronice sygnał definiuje się jako: aktualne napięcie, Lub fala przenoszenie informacji i podróżowanie na duże odległości. Prędkość fali sygnałowej jest równa prędkości światła.

Istnieją dwa rodzaje sygnałów: analogowe i cyfrowe. Analogowy odnosi się do transmisji danych w formie analogowej lub ciągłej, natomiast cyfrowy odnosi się do transmisji danych w postaci bitów. Bity są reprezentowane przez 0 (NISKA) I 1 (WYSOKI).

Sygnały analogowe

Sygnały analogowe są sygnałami ciągłymi zmiennymi w czasie. Oznacza to, że sygnały te są funkcją czasu.

Lub

Sygnał analogowy to sygnał, którego charakterystyka, taka jak napięcie, amplituda lub częstotliwość, zmienia się w czasie. Powszechnym kształtem sygnału analogowego jest fala sinusoidalna. Pokazano to poniżej:

Przykładami sygnałów analogowych są sygnały elektryczne, sygnały świetlne, sygnały mowy itp. Sygnały radiowe są również klasyfikowane jako sygnały analogowe. Każdy sygnał wymaga medium do propagacji. Na przykład,

Sygnały elektryczne wymagają kabli do propagacji z jednego miejsca do drugiego.

Sygnały mowy lub głos wymagają wolnej przestrzeni do propagacji. Można również powiedzieć, że sygnał mowy wykorzystuje powietrze jako medium propagacyjne. Jednak szum i zniekształcenia w sygnałach analogowych podczas transmisji są większe niż w przypadku sygnałów cyfrowych.

Przykład : Jako przykład sygnału analogowego można uznać odległość samochodu przebytego w stałym czasie w określonym czasie. Wykres przedstawiający będzie nachyloną linią, jak pokazano poniżej:

Ma charakter ciągły.

Rodzaje sygnałów analogowych

Sygnał to rodzaj energii przenoszącej informację, podobnie jak sygnał elektryczny. To energia elektryczna, która przenosi informacje z jednego źródła do drugiego. Sygnały analogowe dzielą się na sygnały okresowe i sygnały nieokresowe.

Sygnały okresowe

Sygnał analogowy, który powtarza się przez pewien okres czasu, nazywany jest sygnałem okresowym, takim jak fala sinusoidalna i fala cosinusowa. Sygnały okresowe można łatwo przedstawić za pomocą równań matematycznych.

Falę cosinus pokazano poniżej:

Sygnały aperiodyczne

Sygnał analogowy, który nie powtarza się przez pewien okres czasu, nazywany jest sygnałem aperiodycznym, takim jak sygnały szumu. Jest to sygnał ciągły, ale nie powtarzający się. Nie jest łatwo przedstawić sygnał aperiodyczny za pomocą równań matematycznych.

Przykład aperiodycznego sygnału analogowego pokazano poniżej:

Sygnał cyfrowy

Sygnały cyfrowe to sygnały reprezentujące dane w postaci wartości dyskretnych. Przyjmuje tylko dwie wartości 0 i 1, które są znane jako bity. Dane przesyłane są w postaci tych bitów. Na przykład,

01000110

Są to dane 8-bitowe lub 1-bajtowe.

Typowy przykład sygnału cyfrowego pokazano poniżej:

Rozważmy inny przykład sygnału cyfrowego.

Przykład : Średnie oceny 30 uczniów w klasie z pięciu przedmiotów można uznać za przykład sygnału cyfrowego. Wykres pokazano poniżej:

Rodzaje sygnałów cyfrowych

Sygnały cyfrowe dzielą się również na sygnały okresowe i sygnały nieokresowe.

Sygnały okresowe

Sygnał cyfrowy, który powtarza się przez pewien okres czasu, nazywany jest sygnałem okresowym, np. falą prostokątną.

Poniżej przedstawiono przebieg prostokątny:

Sygnały aperiodyczne

Sygnał cyfrowy, który nie powtarza się przez pewien okres czasu, nazywany jest sygnałem aperiodycznym. Jest to również sygnał dyskretny, ale nie o powtarzającym się wzorze.

Typowy przykład sygnału cyfrowego Aperiodic pokazano poniżej:

Krotka sortowania w Pythonie

System komunikacji analogowej

System komunikacji analogowej odnosi się do modelu, który pomaga przesyłać dane z jednego końca na drugi. Łączy w sobie elementy, które współpracują ze sobą, tworząc sieć pomiędzy nadawcą a odbiorcą. Składa się ona z przetworniki, nadajnik, kanał, I odbiorca . Zadaniem przetworników jest konwersja jednej formy energii na drugą. Kanał pełni rolę medium do przesyłania informacji elektrycznych z nadajnika do odbiornika.

Poniżej przedstawiono schemat blokowy analogowego systemu komunikacji:

Omówmy szczegółowo funkcję każdego komponentu.

Przetwornik wejściowy

Przetwornik wejściowy przetwarza informację zawartą w sygnale komunikatu na energię elektryczną odpowiednią do transmisji. Źródłem informacji są audio, telewizja, komputery itp.

Zakres częstotliwości sygnału mowy wynosi od 300 Hz do 3000 Hz.

Częstotliwość sygnałów wideo wynosi 4,2 M Hz.

Zakres częstotliwości telewizora wynosi od 0 Hz do 6000 K Hz.

macierz w języku c

Wyjście przetwornika wejściowego jest podawane do przetwornika.

Nadajnik

Nadajnik przetwarza sygnał elektryczny do postaci odpowiedniej do transmisji dla kanału. Wykonuje modulację poprzez nałożenie sygnału komunikatu na Wysoka częstotliwość sygnał nośny. Zatem różne kanały mają różne typy nadajników. Jeśli charakterystyka kanału się zmienia, nadajnik musi się dostosować, aby utrzymać żądany zasięg dla skutecznej komunikacji.

Sygnał oryginalny nazywany jest sygnałem komunikatu lub sygnałem pasma podstawowego. Nadajnik realizuje także multipleksację, czyli jednoczesną transmisję kilku sygnałów.

Kanał komunikacyjny

Kanał komunikacyjny to medium służące do przesyłania sygnału elektrycznego z nadajnika do odbiornika. Komunikacja może być rozgłoszeniowa lub punkt-punkt. Transmisja oznacza jednego nadawcę i wielu odbiorców, np. radio. Komunikacja punkt-punkt odnosi się do komunikacji pomiędzy pojedynczym nadawcą a pojedynczym odbiorcą, takim jak telefon. Istotnym parametrem odpowiedniej transmisji jest szerokość pasma. Im większa szerokość pasma, tym lepsza będzie transmisja.

Kanały komunikacji można dalej podzielić na:

• Kanał przewodowy
• Bezprzewodowy kanał

Kanał przewodowy

Przykładami kanału przewodowego są skrętka dwużyłowa, falowód, kable i światłowód.

Kable skrętkowe : Są to dwa kable przewodzące skręcone w celu poprawy zdolności transmisji. Skręcenie dwóch przewodów łączy pola elektryczne lub magnetyczne i zapobiega zakłóceniom w kanale. Jest powszechnie stosowany do ekranowania przewodów, aby zapobiec szumowi zewnętrznemu danych.

Falowody : Falowody mogą przesyłać fale elektromagnetyczne bez utraty energii lub minimalnych strat. Jest powszechnie stosowany w komunikacji radarowej i mikrofalowej.

Światłowód : Światłowód to światłowód transmisyjny wykonany z tworzywa sztucznego lub szkła. Może przesyłać dane na odległość do setek kilometrów bez wpływu na jakość sygnału. Transmisja oparta jest na technologii TIR (Total Internal Reflection). Średnica włókna jest tak mała jak ludzki włos.

Bezprzewodowy kanał

Jest to komunikacja w formie EM (fal elektromagnetycznych) między antenami w przestrzeni kosmicznej. Transmisja zależy od częstotliwości fal EM.

Czynniki zakłócające

Zakłócenia w kanale nazywane są tzw hałas I osłabienie .

Osłabienie definiuje się jako utratę siły sygnału. Nazywa się to również zniekształceniem. Tłumienie jest spowodowane przez elementy pasywne w systemie komunikacyjnym, takie jak kable i złącza. Ma niską zawartość światłowodu w porównaniu do innych rodzajów mediów.

Hałas jest poważnym czynnikiem w systemie komunikacyjnym. Definiuje się je jako niepożądane zakłócenia sygnału podczas transmisji. Hałas dzieli się na:

• Szum wewnętrzny
• Hałas zewnętrzny

Szum wewnętrzny

Zakłócenia występujące podczas transmisji sygnału w systemie komunikacyjnym nazywane są szumem wewnętrznym. Przykładami szumu wewnętrznego są szum termiczny, szum strzałowy itp. Szum wewnętrzny może również powstawać w wyniku rekombinacji nośników (elektronów i dziur).

Hałas zewnętrzny

Zakłócenia występujące poza systemem komunikacyjnym nazywane są szumem zewnętrznym. Przykładami hałasu zewnętrznego są oświetlenie, zapłon, przełączanie elektryczne itp.

Odbiorca

Odbiornik odbiera informacje z kanału. Wydobywa niezbędne informacje z sygnału wymaganego przez przetwornik wyjściowy. Odbiornik wykonuje przeciwieństwo modulacji i multipleksowania, tj. demodulacja I demultipleksowanie . Wzmacnia również i usuwa szumy z sygnału.

Przetwornik wyjściowy

Przetwornik wyjściowy działa odwrotnie niż przetwornik wejściowy. Przekształca energię elektryczną w sygnał oryginalny. Można również powiedzieć, że sprawia, że ​​dostępne informacje są zrozumiałe dla odbiorcy. Przykładami przetworników wyjściowych są głośniki, silniki, diody LED itp.

Zarówno przetworniki wejściowe, jak i wyjściowe są ważne, ponieważ przekształcają sygnał odpowiedni do transmisji i zwiększają prędkość sygnału.

The głośniki przekształcić energię elektryczną w dźwięk.

The Motoryzacja przekształcić energię elektryczną w ruch.

cienki algorytm

The Diody LED (diody elektroluminescencyjne) przekształcają energię elektryczną w energię świetlną.

Niektóre kanały wykorzystują również wzmacniacze lub filtry do usuwania szumów lub zniekształceń z sygnału. Szum obecny w sygnale może mieć wpływ na jakość sygnału. Dlatego konieczne jest użycie takich elementów w obwodzie.

Funkcja analogowego systemu komunikacji

Omówiliśmy już szczegółowo każdy element. Omówmy, w jaki sposób dane z jednego końca przez przetwornik są przesyłane do końca odbierającego. Dzięki temu dane są dostępne dla odbiornika bez żadnych szumów i zniekształceń. Tutaj omówimy przykład sygnału mowy.

Informacje najpierw docierają do przetwornik wejściowy . Zamienia sygnał mowy na sygnał elektryczny. Dzieje się tak dlatego, że system komunikacyjny może przepuszczać jedynie energię elektryczną przez system. Sygnał elektryczny jest dalej przesyłany do nadajnik . Poprawia charakterystykę odbieranego sygnału poprzez modulację i konwertuje go do postaci odpowiedniej dla kanału. Informacje teraz krążą po kanał za pośrednictwem różnych mediów przewodowych lub bezprzewodowych. Po przebyciu żądanej odległości sygnał dociera do odbiornika. Demodulował sygnał w celu odzyskania oryginalnego sygnału komunikatu, który jest ostatnio wysyłany do przetwornika wyjściowego. Przetwornik wyjściowy przetwarza sygnał elektryczny z powrotem na sygnał mowy.

Mowa odgrywa główną rolę w ludzkim głosie, komunikacji za pośrednictwem telefonów komórkowych, wideo itp. Jednak szum wsteczny w systemie jest uważany za wnioskowanie i należy go wyeliminować z systemu. W tym celu stosuje się skuteczne filtry lub wzmacniacze.

Analogowe kontra cyfrowe

Podstawowe różnice między tymi dwoma rodzajami komunikacji polegają na tym, że komunikacja analogowa wykorzystuje sygnały analogowe, które są sygnałami zmieniającymi się w sposób ciągły w czasie. Komunikacja cyfrowa wykorzystuje sygnały cyfrowe, które występują w postaci dyskretnej.

Omówmy pewne różnice między komunikacją analogową i cyfrową.

Zalety komunikacji analogowej

Zalety komunikacji analogowej są następujące:

• Sygnał analogowy wykorzystuje mniejszą szerokość pasma w porównaniu z sygnałem cyfrowym. Dzieje się tak dzięki zastosowaniu w analogowym systemie komunikacji wzmacniacza, który poprawia sygnał i redukuje zniekształcenia.
• Zapewnia dokładniejszą metodę reprezentacji ze względu na jej ciągły charakter.
• Do transmisji audio i wideo preferowane są sygnały audio. Dzieje się tak dlatego, że sygnały te można łatwo modulować i demodulować za pomocą modulacji amplitudy i demodulacji.
• Sygnały analogowe są łatwe w przetwarzaniu w porównaniu z sygnałami cyfrowymi.
• Oferuje skończoną rozdzielczość sygnału.
• Sygnały analogowe charakteryzują się dużą gęstością, ponieważ mają charakter ciągły i wymagają medium do transmisji.

Warunek wstępny

Podstawową wiedzą jest wymóg nauki komunikacji analogowej Komunikacja koncepcje. Podstawowe zrozumienie Sygnał i systemy, elektronika i komunikacja byłoby zaletą.

Publiczność

Samouczek dotyczący komunikacji analogowej jest przeznaczony dla: początkujący, studenci chcących zdobyć wiedzę z zakresu komunikacji analogowej. Przed rozpoczęciem korzystania z Samouczka wymagana jest podstawowa wiedza.

Problem

Zapewniamy, że z tym tutorialem dotyczącym komunikacji analogowej nie znajdziesz żadnego problemu. Jeśli jednak pojawi się jakiś błąd, prosimy o przesłanie problemu w formularzu kontaktowym.