Ce este un semnal. Tipuri de semnale

Practic, din momentul originii, triburile omenești s-au confruntat cu nevoia nu numai de a acumula informații, ci și de a le schimba între ele. Cu toate acestea, dacă nu era atât de dificil cu vecinii să o facă (limba și scrisul), atunci cu cei care se aflau la distanțe mari, acest proces a cauzat unele probleme.

De-a lungul timpului, ele au fost rezolvate prin inventarea semnalului. Tipuri de semnale la început erau destul de primitivi (fum, sunet etc.), dar umanitatea treptat a descoperit noi legi ale naturii, care au contribuit la inventarea de noi modalități de transmitere a informațiilor. Să aflăm ce fel de semnale sunt și să analizăm care dintre ele sunt cele mai des folosite în societatea modernă.

Ce se numește semnal

Acest cuvânt înseamnă informații codificate de un sistem, care este transmis printr-un canal special și poate fi decodificat de un alt sistem.

Mulți oameni de știință consideră că capacitatea organismelor biologice sau chiar a celulelor individuale de a interacționa (semnalizarea prezenței nutrienților sau a pericolului) a devenit principala forță motrice a evoluției.

Fiecare proces fizic poate acționa ca un semnal, al cărui parametru este adaptat tipului de date transmise. De exemplu, în emițător sistem de telefonie convertește discursul vorbitorului într-un semnal de tensiune electrică, care se transmite prin fire la unitatea de primire, în apropierea căruia se asculta oamenii.

Semnal și mesaj

Aceste două concepte sunt foarte apropiate de sens - ele conțin anumite date transmise de la expeditor la destinatar. Cu toate acestea, există o diferență tangibilă între ele.

Pentru a pune în aplicare scopul, mesajul trebuie să fie în mod necesar primit de destinatar. Adică, ciclul său de viață constă în trei etape: codificarea informațiilor - transmiterea - decodarea mesajului.

În cazul unui semnal, acceptarea sa nu este o condiție prealabilă pentru existența acestuia. Adică, informațiile criptate în ea pot fi decodificate, dar dacă aceasta va fi făcută de cineva nu este cunoscută.

Clasificarea în funcție de diferitele criterii de semnal: principalele tipuri

În natură, există multe varietăți de semnale care au caracteristici diferite. În legătură cu aceasta, pentru clasificarea lor sunt folosite diferite criterii pentru aceste fenomene. Astfel, se disting trei categorii:

• Prin metoda depunerii (regulat / neregulat).
• De tipul naturii fizice.
• De tipul funcției care descrie parametrii.

Semnale după tipul fizic

În funcție de modul de formare, tipurile de semnale sunt după cum urmează.

• Electrice (purtător de informații - curent sau tensiune variabilă în circuitul electric).
• Magnetic.
• Electromagnetică.
• Se încălzește.
• Semnale de radiație ionizantă.
• Optic / luminos.
• Acustică (sunet).

Tipurile de semnale, ultimele două sunt, de asemenea, cele mai simple exemple de operațiuni tehnice de comunicare, al căror scop este de a informa cu privire la particularitățile situației.

Cel mai adesea ele sunt folosite pentru a avertiza asupra pericolului sau a defecțiunilor sistemului.

Adesea, soiurile de sunet și optice sunt folosite ca lucrări automatizate de coordonare a lucrărilor adaptate. Deci, unele tipuri de semnale de comandă (comenzi) stimulează sistemul să înceapă să acționeze.

De exemplu, în alarmele de incendiu, când detectează urme de fum cu senzori, emit un sunet de piercing. Aceasta, la rândul său, este percepută de sistem ca un semnal de control pentru stingerea sursei de aprindere.

Un alt exemplu de modul în care un semnal (tipuri de semnale de tipul naturii fizice enumerate mai sus) activează sistemul în caz de pericol este termoreglarea corpului uman. Deci, dacă, datorită diverșilor factori, temperatura corpului crește, celulele "informează" creierul despre asta și include "sistemul de răcire a corpului", cunoscut mai bine ca transpirație.

Pe tip de funcție

În acest parametru, se disting diferite categorii.

• Analog (continuu).
• Quantum.
• Discret (impuls).
• Semnal digital.

Toate aceste tipuri de semnale sunt electrice. Datorită faptului că nu sunt doar mai ușor de manevrat, dar sunt ușor de transferat pe distanțe lungi.

Ce este un semnal analogic și tipurile acestuia

Un astfel de nume este un semnal de origine naturală, schimbând continuu în timp (continuu) și capabil să ia diferite valori într-un anumit interval.

Datorită proprietăților lor, acestea sunt perfect potrivite pentru transmisia de date în comunicațiile telefonice, în radiodifuziune și în televiziune.

De fapt, toate celelalte tipuri de semnale (digitale, cuantice și discrete) sunt analogi convertiți în mod inerent.

În funcție de spațiile continue și de cantitățile fizice corespunzătoare, sunt alocate diferite tipuri de semnale analogice.

• Linia dreaptă.
• O bucată.
• Cercul.
• Spații caracterizate prin multidimensionalitate.

Semnalul cantializat

După cum se menționează în ultimul paragraf, este totuși aceeași formă analogică, dar diferența este că a fost cuantificată. În același timp, întreaga gamă a valorilor sale a fost subdivizată în nivele. Numărul lor este reprezentat în numerele unei cifre date.

De obicei, acest proces este utilizat în practică la comprimarea semnalelor audio sau optice. Cu cât nivelurile de cuantizare sunt mai mari, cu atât mai precis devine transformarea unei vederi analoge într-una cuantică.

Soiul considerat se referă, de asemenea, la cele care au provenit artificial.

În multe clasificări ale tipurilor de semnal, acest semnal nu este alocat. Cu toate acestea, există.

Vizualizare discretă

Acest semnal se referă, de asemenea, la semnalele artificiale și are un număr finit de nivele (valori). De regulă, există două sau trei.

În practică, diferența dintre metodele discrete și analogice de transmisie a semnalului poate fi ilustrată prin compararea înregistrării sunetului cu o înregistrare de vinil și cu un CD. În primul rând, informațiile sunt transmise sub forma unei piste sonore continue. Dar pe al doilea - sub forma punctelor arse de laser cu capacități diferite de reflectare.

Acest tip de transfer de date are loc prin conversia unui semnal analogic continuu într-un set de valori discrete sub formă de coduri binare.

Procesul se numește eșantionare. În funcție de numărul de simboluri din combinațiile de coduri (uniforme / neuniforme), acestea sunt împărțite în două tipuri.

Semnale digitale

Astăzi, această metodă de transfer de informații înlocuiește în mod constant analogul. La fel ca cele două anterioare, este, de asemenea, artificial. În practică, este reprezentată ca o secvență de valori numerice.

Spre deosebire de analog, este mult mai rapid și mai bine să comunice date, în timp ce le elimină din interferențele de zgomot. În același timp, aceasta este slăbiciunea semnalului digital (celelalte tipuri de semnale sunt în cele trei paragrafe anterioare). Faptul este că informația filtrată în acest fel pierde particulele "zgomotoase" cu datele.

În practică, aceasta înseamnă că piesele întregi dispar din imaginea transmisă. Și dacă vorbim despre sunet - cuvinte sau chiar fraze întregi.

De fapt, orice semnal analogic poate fi modulat la digital. Pentru aceasta, este supus simultan la două procese: eșantionare și cuantificare. Ca mod separat de transmitere a informațiilor, semnalul digital nu este divizat în vizualizări.

Popularitatea sa contribuie la faptul că, în ultimii ani, televizoarele de nouă generație sunt create special pentru transmisia de imagini și sunet digitale și nu analogice. Cu toate acestea, ele pot fi conectate la cablurile TV convenționale utilizând adaptoare.

Modularea semnalelor

Toate metodele de transmitere a datelor sunt asociate cu un fenomen cum ar fi modularea (pentru semnale digitale - manipulare). De ce este nevoie?

După cum se știe, undele electromagnetice (prin intermediul cărora sunt transferate diferite tipuri de semnale) sunt predispuse la atenuare, ceea ce reduce în mod semnificativ intervalul de transmisie a acestora. Pentru a preveni acest lucru, oscilațiile de joasă frecvență sunt transferate în regiunea undei de înaltă frecvență lungă. Acest fenomen se numește modulare (manipulare).

În plus față de creșterea distanței de transfer de date, aceasta crește imunitatea la zgomot a semnalelor. De asemenea, există posibilitatea de a organiza simultan mai multe canale independente de transfer de informații.

Procesul în sine este după cum urmează. Aparatul, numit un modulator, primește două semnale simultan: low-frecvență (are unele informații) și frecvență înaltă (bezinformatsionny, dar este capabil să fie transmise pe distanțe lungi). În acest dispozitiv se transformă într-unul, care combină simultan avantajele ambelor.

Tipurile de semnale de ieșire depind de parametrul modificat al suportului de intrare al oscilației de înaltă frecvență.

Dacă este armonică, un astfel de proces de modulare se numește analogic.

În cazul în care impulsul periodic.

Dacă semnalul purtător este pur și simplu un curent direct - o astfel de varietate se numește zgomot.

Primele două tipuri de modulație a semnalelor, la rândul lor, sunt împărțite în subspecii.

Modularea analogică se întâmplă astfel.

• Amplitudinea (AM) - modificarea amplitudinii semnalului purtător.
• Faza (FM) - modificările de fază.
• Frecvență - este afectată numai frecvența.

Tipuri de modulație a semnalelor pulsate (discrete).

• Amplitudine-impuls (AMI).
• Frecvență-puls (PFM).
• Lățimea impulsului (PWM).
• Fază-puls (FIM).

Având în vedere metodele de transmitere a datelor, se poate concluziona că, indiferent de tipul lor, ele joacă un rol important în viața umană, ajutându-le să se dezvolte în mod cuprinzător și să protejeze împotriva posibilelor pericole.

În ceea ce privește semnalele analogice și digitale (cu ajutorul cărora informațiile sunt transmise în lumea modernă), cel mai probabil în următorii douăzeci de ani în țările dezvoltate, primul va fi înlocuit aproape complet de cel de-al doilea.