1. Различать аналоговые и цифровые данные;
2. Различать аналоговые и цифровые сигналы и определять как они измеряются.
[1]Введение
[5]Связь предполагает передачу сообщения от передатчика к приемнику.
Сообщения или данные передаются посредством сигналов. Сигналы - это
электрические или электромагнитные коды данных. И данные, и сигналы могут
быть либо аналоговыми, либо цифровыми.
В этом разделе рассматриваются типы данных и типы сигналов. Раздел начинается
с выяснения различий между аналоговыми и цифровыми данными. Затем
рассматриваются типы сигналов и способы их измерения. В конце раздела
рассматривается вопрос о том, как оба типа данных и сигналов могут быть
использованы для связи.
[КС 4-1]
[ Аналоговые данные Цифровые данные ]
[ к рис. на стр 4-2 (в поле рисунка) ]
[1]Аналоговые и цифровые данные
[5]Аналоговые данные могут принимать любое значение в некотором диапазоне.
Время дня в виде линии, очерчивающей циферблат, - пример аналоговых данных.
Линия непрерывна, и данные (время) могут принимать любые возможные значения
(их бесконечное множество). Другие примеры аналоговых данных - температура
воздуха, измеренная жидкостным термометром в течение дня, и напряжение в
некоторой электросети.
Цифровые данные дискретны и могут иметь только ограниченное число значений.
Например, показание времени дня на электронных часах дискретно. Другими
примерами цифровых данных являются цифры или буквы в последовательности.
Каждое значение дискретно и не связано ни с предыдущим, ни с последующим
значениями. Данные современных ЭВМ - цифровые, поэтому ЭВМ называются
цифровыми.
[КС 4-2]
[ Периодический аналоговый сигнал ]
Один
цикл
Амплитуда
Время
[к рис. на стр 4-3 (в поле рисунка) ]
[1]Аналоговые сигналы
[5]Так же как и аналоговые данные, аналоговые сигналы могут принимать любое
значение в некотором диапазоне, они плавно меняется от одного значения к
другому. Периодический аналоговый сигнал изменяется регулярно во времени и
может быть представлен графически в виде волны. Аналоговые сигналы могут
передаваться по проводам и по воздуху. Периодические аналоговые сигналы (в
дальнейшем, просто аналоговые сигналы) характеризуются тремя параметрами:
амплитудой, частотой и фазой.
Достоинства:
- Передача аналоговых сигналов иногда предпочтительнее из-за возможности
использования телевизионного кабельного сетевого оборудования
для построении сети и обеспечения широкой полосы
пропускания для больших и сложных сетей;
- Аналоговые сигналы в меньшей степени подвержены искажениям из-за ослабления
сигнала, поэтому сеть может охватывать большие расстояния без необходимости
регенерации сигналов.
Недостаток:
- При создании сети, которая охватывает значительные расстояния необходимо
использование радиочастот определенного диапазона.
[КС 4-3]
[1]Амплитуда
[5]Мощность периодического аналогового сигнала характеризуется амплитудой,
разницей между осью и пиком волны. Амплитуда выражается в вольтах,
амперах, ваттах или децибелах. Вольт - это единица электрического напряжения,
ампер - единица электрического тока, ватт - единица электрической мощности
(вольт*ампер). Децибел - это логарифмическая единица, представляющая
собой отношение энергии двух сигналов.
Сигналы ослабляются в пути, уменьшается их амплитуда. При передаче
сигналов на большие расстояния, сигналы нужно периодически усиливать,
чтобы компенсировать их ослабление. Ослабление и усиление часто выражаются
в децибелах (дб). Аналоговые усилители усиливают аналоговые сигналы на линии,
включая помехи, которые накапливаются на линии при передаче сигнала. Чем
длиннее путь сигнала, тем больше накапливается помех.
[1]Частота
[5]Колебательный характер периодического аналогового сигнала измеряется
частотой или количеством циклов в единицу времени. Высокий голос имеет
частоту выше, чем низкий голос. Частота измеряется в герцах (гц) или
циклах в секунду. Один цикл определяется как колебание сигнала от одной
вершины волны до следующей.
[КС 4-4]
[ Фаза периодических аналоговых сигналов ]
[к рис. на стр 4-5 (в поле рисунка) ]
[1]Фаза
[5]Два сигнала одной частоты могут отличаться по фазе. Это означает, что
второй сигнал посылается немного позже, чем первый. Разница фаз в 180
градусов означает сдвиг на пол-цикла (начинается спад вместо подьема).
На рисунке показано, что сигнал В сдвинут на 90 градусов по отношению к А,
сигнал С - на 270 градусов по отношению к А.
[КС 4-5]
[ Двоичные цифровые данные и сигналы ]
Данные
Сигнал Амплитуда
Время
[ к рис. на стр 4-6 (в поле рисунка) ]
[1]Цифровые сигналы
[5]И цифровые данные, и цифровые сигналы имеют два характерных свойства.
Во-первых, они могут принимать только ограниченное число дискретных значений,
часто только два. Во-вторых, сигнал из одного состояния в другое переходит
мгновенно.
Информация, которую несет цифровой сигнал, зависит от уровня сигнала в
течение какого-то времени. Поэтому, цифровые передающие и принимающие станции
должны иметь синхронизированные счетчики. С помощью этих счетчиков ведется
отсчет бодов, т.е. сколько раз в секунду меняется значение сигнала.
Различные таймерные схемы используются для синхронизации передающей и
приемной сторон. Цифровые сигналы часто включают синхросигналы. В отличие
от аналоговых сигналов цифровые сигналы могут быть переданы только по
проводам.
Достоинства:
- Цифровое оборудование обычно проще и дешевле,
- При использовании цифровых сигналов встречается меньше ошибок из-за
шумов и помех.
Недостаток:
- В отличие от аналоговых сигналов цифровые сигналы ослабляются в большей
степени на тех же расстояниях.
[КС 4-6]
[1]Данные и сигналы
[5]Важно понять, что и аналоговые, и цифровые сигналы могут передавать и
аналоговые, и цифровые данные. Примеры различных комбинаций данных и
сигналов, приведены ниже.
- Аналоговые сигналы переносят цифровые данные. Например, при тональном
режиме набора телефонного номера цифровые данные (номер) передаются с
помощью аналоговых сигналов. Модемы тоже посылают цифровые данные между ЭВМ,
используя аналоговые телефонные сигналы.
- Аналоговые сигналы передают аналоговые данные. Например, коммерческие
радиостанции транслируют голоса и музыку (аналоговые сигналы), используя
амплитудную модуляцию (АМ) или частотную модуляцию (FM).
- Цифровые сигналы передают цифровые данные. Например, связь между
двумя ЭВМ - это обмен цифровыми данными с использованием цифровых
сигналов.
- Цифровые сигналы передают аналоговые данные. Например, музыкальный
компакт-диск (CD) кодирует вводимый с микрофона звук в цифровые значения
амплитуд и частот. СD-плейер декодирует записанные цифровые значения и
воссоздает аналоговый сигнал (музыку).
[1]Итоги
[5]В этом разделе вводятся понятия аналоговых и цифровых данных. Аналоговые
данные непрерывны, а цифровые - дискретны. И аналоговые, и цифровые данные
могут быть представлены или аналоговыми, или цифровыми сигналами. Аналоговые
сигналы характеризуются частотой, амплитудой, фазой. Работа с цифровыми
сигналами обычно проще и дешевле, чем с аналоговыми сигналами, хотя цифровые
сигналы в большей степени ослабляются на расстоянии. В больших, сложных
сетях используются и аналоговые и цифровые данные и сигналы.
[КС 4-8]
[1]Упражнение 4
[5]Расставьте тип данных в следующих пунктах (А - аналоговые,
D - цифровые )
1.______ Счет очков в гольфе.
2.______ Путь мяча в игре в гольф.
3.______ Перечень хранящихся приборов.
4.______ Изменение количества бензина в автомобиле во времени.
5.______ Население города.
6.______ Длина змеи.
7.______ Сколько станций (FM) передают рок-н-рол?
8. Нарисуйте аналоговый и цифровой сигнал. Назовите их характеристики.
[КС 4-8]
[ Преобразование данных ]
[0]Раздел 5 [2]Преобразование данных
[1]Цели
[5]В коце данного раздела вы сможете:
... одном из элективных курсов. Выбор естественно-математического профиля, во-первых, определяется целью введения данного курса в школе (расширение научного мировоззрения) и, во-вторых, сложностью темы в математическом аспекте. Глава 2. Содержание обучения технологии нейронных сетей Авторы данной работы предлагают следующее содержание обучения технологии нейронных сетей. Содержание образования ...
... выбирать наиболее качественные и надежные вещи. Таким образом, осуществляя консультационную функцию, магазин повышает свою привлекательность в глазах потенциальных клиентов. Сила "розничных магнитов" в торговых центрах Планирование торговли в торговом центре приобретает все большее значение, и торговцам важно оценить перспективы конкретного места. На этапе сдачи в аренду практически все центры ...
... , графику, видеофрагменты, звук. 1.3 Подготовка и реализация в электронном виде материала для пособия Так как перед нами стоит задача не создания электронного учебного пособия полностью, а подготовка текстового и наглядного материала для фрагмента учебника (в частности, двух глав), мы пользовались средствами программ Microsoft Word и Microsoft PowerPoint основного пакета MS Office. Основной ...
... условия. Необходимыми условиями при этом становятся гибкое производство, развитая информационная база маркетинга и его интегрированность с деятельностью других подразделений и служб предприятия. Практическая часть работы Технология создания ЗАО “21 век” Введение Предпринимательство как явление, получившее развитие с возникновением капиталистических отношений, ...
0 комментариев