Analoges Signal

Ein Analogsignal ist eine Funktion eines kontinuierlichen Arguments( Zeit).Wenn der Zeitplan periodisch unterbrochen wird, wie dies beispielsweise in einer Folge von Impulsen der Fall ist, spricht er bereits von einer gewissen Diskretion der Packung.

Die Entstehungsgeschichte des Begriffs

Computing

Wenn Sie sorgfältig lesen, wird an keiner Stelle geschrieben, woher die Definition stammt - analog. Im Westen wurde der Begriff seit den vierziger Jahren von Computerfachleuten verwendet. Im Zweiten Weltkrieg kamen die ersten Computersysteme mit dem Namen Digital auf. Und zur Unterscheidung mussten neue Bezeichnungen gefunden werden.

Das Konzept des Analogs wurde erst in den frühen 80er Jahren in der Welt der Haushaltsgeräte eingeführt, als die ersten Intel-Prozessoren auftauchten und die Welt mit Spielzeug auf dem ZX-Spectrum spielte. Ein Emulator für Geräte ist heute im Internet erhältlich. Das Gameplay erforderte außergewöhnliche Ausdauer, Geschicklichkeit und hervorragende Reaktion. Auf einer Stufe mit den Kindern sammelten sie auch Kisten und schlugen feindliche Aliens und Erwachsene. Moderne Spiele sind den ersten Birdies weit unterlegen, die den Verstand der Spieler für einige Zeit eingefangen haben.

Tonaufnahme und Telefonie

In den frühen 80er Jahren begann die Popmusik in elektronischer Form zu erscheinen. Der musikalische Telegraph wurde 1876 der Öffentlichkeit vorgestellt, erlangte jedoch keine Anerkennung. Populäre Musik gefällt dem Publikum im weitesten Sinne des Wortes. Der Telegraph war in der Lage, eine einzelne Note zu erzeugen, die in einer Entfernung übertragen wurde, wo sie von einem Lautsprecher mit einem speziellen Design wiedergegeben wurde. Und obwohl die Beatles Sergeant Pepper mit der elektronischen Orgel kreierten, kam der Synthesizer Ende der 70er Jahre zum Einsatz. Ein wirklich beliebtes und digitales Werkzeug war bereits Mitte der 80er Jahre: Denken Sie an Modern Talking. Frühere Synthesizer wurden auf analogen Schaltkreisen verwendet, beginnend mit Novachord im Jahr 1939.

Der normale Bürger hatte also keine Notwendigkeit, zwischen analogen und digitalen Technologien zu unterscheiden, bis diese fest im Einsatz waren. Das Wort Analog ist seit den frühen 80er Jahren allgemein bekannt. Hinsichtlich des Ursprungs des Begriffs wird traditionell davon ausgegangen, dass der Index von der Telefonie entliehen und später zur Tonaufzeichnung migriert wird. Analoge Schwingungen werden direkt in den Lautsprecher eingespeist, eine Stimme ist sofort zu hören. Das Signal ähnelt der menschlichen Sprache und wird zu einem elektrischen Analogon.

Wenn Sie ein digitales Signal an einen Lautsprecher senden, hören Sie eine unbeschreibliche Kakophonie von Tönen unterschiedlicher Tonhöhe. Diese "Rede" ist jedem bekannt, der Software und Spiele von einem Magnetband in den Speicher eines Computers geladen hat. Es ist nicht wie ein Mensch, weil es digital ist. Das diskrete Signal wird in den einfachsten Systemen direkt dem Lautsprecher zugeführt, der als Integrator dient. Der Erfolg oder Misserfolg eines Unternehmens hängt vollständig von ausgewählten Parametern ab.

Zur gleichen Zeit tauchte der Begriff in Tonaufnahmen auf, bei denen Musik und Stimme direkt vom Mikrofon auf ein Band gingen. Die Magnetaufzeichnung ist ein Analogon zu echten Künstlern geworden. Schallplatten sind wie Musiker und gelten immer noch als der beste Träger für Kompositionen. Obwohl eine begrenzte Lebensdauer zeigen. CDs enthalten jetzt oft digitalen Ton, der vom Decoder decodiert wird. Laut Wikipedia begann die neue Ära 1975( en.wikipedia.org /wiki/ History_of_sound_recording).

In einem analogen Signal wird die Proportionalität zwischen Spannung oder Strom und der Reaktion auf ein Wiedergabegerät beobachtet. Der Begriff wird dann vom griechischen Analogos abgeleitet. Was bedeutet proportional? Der Vergleich ist jedoch ähnlich wie oben: Das Signal ähnelt der von den Lautsprechern wiedergegebenen Stimme.

Außerdem wird in der Technik, die zur Bezeichnung von Analogsignalen verwendet wird, ein anderer Begriff - kontinuierlich verwendet. Was entspricht der obigen Definition.

Allgemeine Informationen

-Signalenergie

Wie aus der Definition hervorgeht, hat ein analoges Signal unendliche Energie und ist nicht zeitlich begrenzt. Daher werden seine Parameter gemittelt. Beispielsweise werden die in der Steckdose vorhandenen 220 V aus einem bestimmten Grund als aktiver Wert bezeichnet. Wenden Sie daher gültige Werte( gemittelt über ein bestimmtes Intervall) an. Es ist bereits klar, dass das analoge Signal mit einer Frequenz von 50 Hz in der Steckdose vorhanden ist.

Wenn es um Diskriminierung geht, wenden Sie endgültige Werte an. Wenn Sie beispielsweise eine Elektroschocker kaufen, müssen Sie sicherstellen, dass die Aufprallenergie den in Joule gemessenen Wert nicht überschreitet. Andernfalls treten Probleme bei der Verwendung oder während der Inspektion auf. Da die Elektroschockmaschine ab einem bestimmten Energiewert nur von Spezialkräften mit fester Obergrenze eingesetzt wird. Andere - grundsätzlich ungesetzlich, können in der Anwendung zum Tode führen.

Die Impulsenergie wird durch Multiplikation von Strom und Spannung mit der Dauer ermittelt. Und es zeigt die Endlichkeit des Parameters für diskrete Signale. In der Technik gibt es auch digitale Sequenzen. Von einem diskreten Digitalsignal unterscheiden sich fest definierte Parameter:

1. Duration.
2. Amplitude.
3. Das Vorhandensein zweier spezifizierter Zustände: 0 und 1.
4. Die Maschinenbits 0 und 1 werden zu den vordefinierten und verständlichen Wörtern der Teilnehmer hinzugefügt( Assemblersprache).

Kehrwertumwandlung von

-Signalen Eine weitere Definition eines analogen Signals ist seine scheinbare Zufälligkeit, das Fehlen sichtbarer Regeln oder die Ähnlichkeit mit bestimmten natürlichen Prozessen. Zum Beispiel kann ein Sinus die Rotation der Erde um die Sonne beschreiben. Dies ist ein analoges Signal. In der Theorie der Schaltungen und Signale wird eine Sinuskurve durch einen rotierenden Amplitudenvektor dargestellt. Und die Phase von Strom und Spannung ist unterschiedlich - dies sind zwei verschiedene Vektoren, die reaktive Prozesse erzeugen. Was wird bei Induktoren und Kondensatoren beobachtet?

Aus der Definition folgt, dass das analoge Signal leicht in diskret umgewandelt werden kann. Jedes Schaltnetzteil senkt die Eingangsspannung von der Steckdose in Packs. Folglich wird ein analoges Signal mit einer Frequenz von 50 Hz in diskrete Ultraschall-Packs umgewandelt. Durch Variation der Schnittparameter passt das Netzteil die Ausgangswerte an die Anforderungen der elektrischen Last an.

Der umgekehrte Vorgang findet in einem Funkempfänger mit Amplitudendetektor statt. Nach dem Gleichrichten des Signals an den Dioden werden Impulse verschiedener Amplituden gebildet. Informationen sind in die Hüllkurve eines solchen Signals eingebettet, wobei die Linie die Ecken der Prämisse verbindet. Das Umwandeln diskreter Impulse in einen analogen Wert ist ein Filter. Das Prinzip basiert auf der Integration von Energie: Während des Zeitraums des Vorhandenseins einer Spannung steigt die Ladung des Kondensators an, und zwischen den Spitzen wird der Strom aufgrund der akkumulierten früheren Elektronenzufuhr gebildet. Die resultierende Welle wird an den Niederfrequenzverstärker weitergeleitet, später an die Lautsprecher, wo das Ergebnis für andere hörbar ist.

Das Digitalsignal ist unterschiedlich codiert. Dort ist die Amplitude des Impulses in das Maschinenwort eingebettet. Es besteht aus Einsen und Nullen, Dekodierung ist erforderlich. An dem Vorgang waren elektronische Geräte beteiligt: ​​Grafikkarten, Softwareprodukte. Jeder, der von den Internet-K-Lite-Codecs heruntergeladen wurde, ist der Fall. Der Treiber ist damit beschäftigt, ein digitales Signal zu decodieren und für die Ausgabe an die Lautsprecher und das Display zu konvertieren.

Sie müssen sich nicht beunruhigen, wenn der Adapter als 3D-Beschleuniger bezeichnet wird und umgekehrt. Der erste konvertiert nur das abgelegte Signal. Zum Beispiel befindet sich hinter dem DVI-Digitaleingang immer ein Adapter. Es behandelt nur die Umwandlung von Zahlen aus Einsen und Nullen zur Anzeige auf der Bildschirmmatrix. Ruft Informationen zu Helligkeits- und RGB-Pixelwerten ab. Was den 3D-Beschleuniger angeht, hat das Gerät das Recht( aber nicht die Verpflichtung), einen Adapter zu enthalten. Die Hauptaufgabe besteht jedoch in komplexen Berechnungen für die Konstruktion dreidimensionaler Bilder. Diese Technik ermöglicht es Ihnen, die CPU zu entladen und die Arbeit eines PCs zu beschleunigen.

Vom analogen zum digitalen Signal wird in ADC umgewandelt. Dies geschieht programmgesteuert oder im Chip. Separate Systeme kombinieren beides. Das Verfahren beginnt mit der Entnahme von Proben, die in einen bestimmten Bereich passen. Jeder Transformierte wird zu einem Maschinenwort, das die berechnete Zahl enthält. Dann werden die Messwerte mit Paketen gepackt, und es wird möglich, ein komplexes System an andere Teilnehmer weiterzuleiten.

Die Diskretisierungsregeln werden durch das Kotelnikov-Theorem normalisiert, das die maximale Abtastfrequenz angibt. Häufig ist das Zählen verboten, da Informationen verloren gehen. Vereinfacht betrachtet wird es als ausreichendes Sechsfaches der Abtastfrequenz oberhalb der oberen Grenze des Signalspektrums angesehen. Ein größerer Lagerbestand wird als zusätzlicher Vorteil betrachtet und gewährleistet eine gute Qualität. Jeder hat die Audio-Abtastrate angezeigt. Normalerweise liegt der Parameter über 44 kHz. Der Grund sind die Besonderheiten des menschlichen Gehörs: Die obere Grenze des Spektrums liegt bei 10 kHz. Daher reicht eine Abtastrate von 44 kHz für eine mittelmäßige Klangübertragung aus.

Der Unterschied zwischen einem diskreten und einem digitalen Signal

Schließlich nehmen Außenstehende normalerweise analoge Informationen wahr. Wenn das Auge ein blinkendes Licht sieht, fängt die periphere Sicht die umgebende Landschaft ein. Daher wird der Endeffekt nicht als diskret betrachtet. Natürlich kann man versuchen, eine andere Wahrnehmung zu schaffen, aber es ist schwierig und völlig künstlich. Darauf basiert die Anwendung von Morse-Code, der aus Punkten und Strichen besteht, die leicht vor dem Hintergrund von Lärm zu unterscheiden sind. Diskrete Berührungen der Telegrafentaste sind selbst bei starkem Rauschen nur schwer mit natürlichen Signalen zu verwechseln.

In ähnlicher Weise werden digitale Leitungen in einer Technik eingeführt, um Interferenzen zu beseitigen. Jeder Videoliebhaber versucht, eine kodierte Kopie des Films in maximaler Auflösung zu erhalten. Digitale Informationen können über große Entfernungen ohne geringste Verzerrung übertragen werden. Assistenten sind auf beiden Seiten der Regeln für die Bildung vorab vereinbarter Wörter bekannt. Gelegentlich werden redundante Informationen in das Digitalsignal eingefügt, sodass Sie Fehler korrigieren oder feststellen können. Dies eliminiert die falsche Wahrnehmung.

Pulssignale

Genauer gesagt, diskrete Signale werden zu bestimmten Zeitpunkten von Samples ausgegeben. Es ist klar, dass eine solche Sequenz in der Realität nicht gebildet wird, da die Front und der Abstieg eine endliche Länge haben. Der Impuls wird nicht sofort übertragen. Daher wird das Sequenzspektrum nicht als diskret betrachtet. Daher kann das Signal nicht aufgerufen werden. In der Praxis gibt es zwei Klassen:

1. Analoge Pulssignale - das Spektrum der Fourier-Transformation liegt daher zumindest in bestimmten Bereichen kontinuierlich. Das Ergebnis einer Spannung oder eines Stroms in einer Schaltung ist eine Faltungsoperation.
2. Diskrete Impulssignale zeigen ein diskretes Spektrum, deren Operationen durch diskrete Fourier-Transformationen ausgeführt werden. Folglich wird eine diskrete Faltung verwendet.

Diese Klarstellungen sind wichtig für Schüler, die lesen, dass die Impulssignale analog sind. Discrete erhielt den Namen des Spektrums. Der Begriff Analog wird zur Unterscheidung verwendet. Das Epitheton kontinuierlich ist, wie oben bereits erwähnt, und in Verbindung mit den Eigenschaften des Spektrums anwendbar.

-Korrektur: Das Spektrum einer unendlichen Folge von Impulsen wird nur als streng diskret betrachtet. Bei Bündeln sind die harmonischen Komponenten immer vage. Ein solches Spektrum ähnelt einer Folge von Impulsen, die in der Amplitude moduliert sind.