Аналогты-сандық түрлендіргіш. Байланыс каналдары. Физика, 11 сынып, дидактикалық материал.

Аналогты және сандық сигналдар

Жоспар-кейс (аналогты және сандық сигналды салыстыра отырып)

1. Аналогты/сандық сигнал – анықтамасы

2. Мысалдар

3. Ерекшеліктері

4. Кемшіліктері (өмірден кемдегенде 2- мысал келтір)

5. Басқа сигналмен салыстырғанда артықшылығы

6. Ақпарат қалай түрлендіріледі.

Аналогты және сандық сигналдар

Кез келген аналогты немесе сандық сигнал белгілі жиілікпен таралатын электромагнитті тербелістер болады.

Мысалы телестанция немесе радиостанция аналоготы және сандық сигналдарды шығара алады. Дыбыс төменгі жиілікті электромагниттік тербелістерге айналдырылып модулятор арқылы жоғары жиілікті тербелістерге түрлендіріліп аналогты түрде таралады. Оның амплитудасы үздіксіз өзгереді.

Жалпы алғанда, аналогтық сигнал үздіксіз таралады, ал сандық сигнал дискретті (үзілісті) болады, яғни тербеліс амплитудасы уақытқа тәуелді белгілі мәндерге ие болады.

Егер мысалы ретінде дыбыстың аналогты сигналын қарастырсақ бұл сигнал таратқыш (антена) арқылы модуляцияланған электромагниттік толқын ретінде белгілі тасымалдаушы жилікпен таралады. Қабылдағыш осы жиілікке сәйкестендірледі және осы тасмалдаушы жиіліктен төменгі жиілікті ажыратады қайтадан дыбысқа айналдырылады.

Ақпараттың аналогты сигнал арқылы таралуының кемшілігі анық:

-Көптеген кедергілердің пайда болуы;

-Көп қосымша қажетсіз ақпаратың берілуі;

- Сигнал таралуының қауіпсіздігі

Егер радиохабарлуда аналогтық сигналдың көмегімен ақпарат беруде бұл кемшіліктердің әсері аз болса, онда теледидарда сандық сигнал берілуге көшу мәселесі өте маңызды. Сандық сигналдың аналогты сигналдың алдында негізгі артықшылықтары:

-Жоғары қорғаныс деңгейі. Санды сигналдың берілу қауіпсіздігі " Сан " шифрланған түрде берілуіне негізделген;

-Сигнал қабылдау жеңілдігі. Сандық сигналды тұрғылықты жерден, кез келген қашықтықта қабылдауға болады;

-Сандық сигнал тарату көптеген каналдарды қамтамасыз ете алады. Дәл осы мүмкіндік фильмдер мен бағдарламаларды көру үшін көптеген телеарналарды сандық теледидар жанкүйерлерін қамтамасыз етеді;

-Тарату сапасы аналогтық хабар таратудан бірнеше рет жоғары. Цифрлық сигнал қабылданатын деректерді сүзуді қамтамасыз етеді,сондай-ақ бастапқы ақпаратты қалпына келтіру мүмкіндігі бар.

Сәйкесінше, аналогтық сигналды сандыққа түрлендіру үшін және керісінше арнайы құрылғылар қолданылады.

• Аналогты сигналды сандық сигналға түрлендіретін құрылғы аналогты-сандық түрлендіргіш деп аталады (АСТ) (АЦП);
• Сандық сигналды аналогты сигналға түрлендіретін құрылғы санды-аналогтық түрлендіргіш деп аталады (САТ) (ЦАП).

Сәйкесінше АСТ таратқыш қондырғыда, ал САТ қабылдағышта орналастырылады және дискретті сигналды дыбысқа сәйкес аналогты сигналға түрлендіреді.

Аналогтық сигнал ретінде кез келген физикалық үздіксіз өзгеретін шама болуы мүмкін. Ең жиі кіріс сигналы ретінде температура, ток, ылғалдылық және т. б. туралы сандық ақпарат алу үшін эквивалентті кернеудің сигналы қолданылады.

Мысалы 20.10-суретте кернеудің уақытқа тәуелділік өзгерісі аналогты сигналдан сандық сигналга түрленуі көрсетілген

Керісінше процесс 20.11-суретінде көрсетілген

АСТ разрядтығы түрлендіргіш шығысында шығара алатын дискретті мәндердің санын сипаттайды. Ол биттермен өлшенеді. Мысалы 28 = 256 дискретті мәндерді (0..255) шығаруға қабілетті АСТ 8 битт разрядтығына ие.

Неге сандық сигнал жоғары қорғалған деп саналады?

Сандық сигналды беру шифрланған түрде жүзеге асырылады және санды-аналогтық құрылғыда шифрлеу коды болуы тиіс. АСТ қабылдағыштың сандық адресін да бере алады. Егер тіпті сигналды басқалар қабылдап қалса, онда кодтың бір бөлігінің болмауына байланысты оны толық шешу мүмкін емес. Сандық сигналдың бұл қасиеті ұялы байланыста кеңінен қолданылады. Осылайша, аналогтық және цифрлық сигналдың арасындағы негізгі айырмашылық берілетін сигналдың әртүрлі құрылымынан тұрады. Аналогты сигнал – айнымалы амплитуда және жиілігі бар тербелістердің үздіксіз ағыны. Сандық сигнал – дискретті (үзікті) тербелістер, олардың мәндері таратушы ортаға тәуелді.

Теледидар сигналды сандық түрде берер алдында аналогты сигналды цифрлайды. Осыдан кейін қандай ортада, мыс кабелі, эфир, оптоталшықты кабель таратылатынын таңдау қажет. Кабельді теледидар-сигнал аналогты және сандық түрінде беріледі.

Суретте аналогты және сандық сигнал, шуыл, шуылдың сигналдарға әсері көрсетілген.

Мәтінмен жұмыс істегеннен кейін оқушыларға ақпаратты кодтау туралы шағын бейне көру ұсынылады. https://bilimland.kz/ru/courses/physics-ru/ehlektrodinamika/ehlektromagnitnye-volny/lesson/primenenie-ehlektromagnitnyx-voln

(15, 16, 17 бет)