Mustaqil ish mavzu: Vaqt va daraja bo’yicha signallarni ifodalash Guruh

1. Vaqt doirasidagi asosiy operantlar

Ma'lumki, elektron qurilmalarning maqsadi ma'lumotni elektr signallari shaklida qabul qilish, o'zgartirish, uzatish va saqlashdir. Elektron qurilmalarda ishlaydigan signallar va shunga mos ravishda qurilmalarning o'zlari ikkita katta guruhga bo'linadi: analog va raqamli.
Analog signal- daraja va vaqt bo'yicha uzluksiz bo'lgan signal, ya'ni bunday signal istalgan vaqtda mavjud bo'lib, belgilangan diapazondan istalgan darajani olishi mumkin.
Kvantlangan signal- faqat kvantlash darajalariga mos keladigan ma'lum kvantlangan qiymatlarni qabul qila oladigan signal. Ikki qo'shni sath orasidagi masofa kvantlash bosqichidir.
Namuna olingan signal- qiymatlari faqat vaqti-vaqti bilan o'rnatiladigan signal, namuna olish vaqti deb ataladi. Qo'shni namuna olish nuqtalari orasidagi masofa namuna olish bosqichidir. Doimiy uchun Kotelnikov teoremasi qo'llaniladi:, qaerda yuqori kesish chastotasi signal spektri.
Raqamli signal- daraja va vaqt bo'yicha kvantlangan signal. Raqamli signalning kvantlangan qiymatlari odatda ma'lum bir kod bilan kodlanadi, namuna olish jarayonida tanlangan har bir namuna tegishli kod so'zi bilan almashtiriladi, ularning belgilari ikkita qiymatga ega - 0 va 1 (2.1-rasm).
Analog elektronika qurilmalarining tipik vakillari aloqa qurilmalari, radioeshittirishlar, televizorlardir. Umumiy talablar analog qurilmalarga qo'llaniladi - minimal buzilish. Ushbu talablarni qondirish istagi murakkablikka olib keladi elektr zanjirlari va qurilma dizaynlari. Analog elektronikaning yana bir muammosi - zarur shovqin immunitetiga erishishdir, chunki analog aloqa kanalida shovqin printsipial jihatdan muqarrar.
Raqamli signallar ishlab chiqariladi elektron sxemalar, tranzistorlar yopiq (oqim nolga yaqin) yoki butunlay ochiq (kuchlanish nolga yaqin), shuning uchun ular ahamiyatsiz quvvatni yo'qotadi va raqamli qurilmalarning ishonchliligi analoglardan yuqori.
Raqamli qurilmalar analoglardan ko'ra shovqinlarga nisbatan ko'proq immunitetga ega, chunki kichik tashqi buzilishlar qurilmalarning noto'g'ri ishlashiga olib kelmaydi. Xatolar faqat signalning past darajasi yuqori deb qabul qilinadigan yoki aksincha, bunday buzilishlar holatida paydo bo'ladi. Raqamli qurilmalar xatolarni tuzatish uchun maxsus kodlardan ham foydalanishi mumkin. Analog qurilmalarda bunday imkoniyat yo'q.
Raqamli qurilmalar tranzistorlar va boshqa elektron elementlarning parametrlari va xususiyatlarining tarqalishiga (qabul qilinadigan chegaralar ichida) befarq. Xatosiz raqamli qurilmalarni sozlash shart emas va ularning xarakteristikalari butunlay takrorlanadi. Bularning barchasi integratsiyalashgan texnologiyadan foydalangan holda qurilmalarni ommaviy ishlab chiqarishda juda muhimdir. Raqamli integral mikrosxemalar ishlab chiqarish va ulardan foydalanishning iqtisodiy samaradorligi zamonaviy radioelektron qurilmalarda nafaqat raqamli, balki analog signallarni ham raqamli qayta ishlanishiga olib keldi. Tarqalgan raqamli filtrlar, regulyatorlar, multiplikatorlar va boshqalar. Raqamli ishlov berishdan oldin analog signallar analog-raqamli konvertorlar (ADC) yordamida raqamli shaklga o'tkaziladi. Teskari transformatsiya- analog signallarni raqamliga tiklash - raqamli-analogli konvertorlar (DAC) yordamida amalga oshiriladi.
Raqamli elektronika qurilmalari tomonidan hal qilinadigan turli xil vazifalar bilan ularning ishlashi faqat ikkita raqam bilan ishlaydigan sanoq tizimlarida amalga oshiriladi: nol (0) va bitta (1).
Raqamli qurilmalarning ishlashi odatda soatli etarlicha yuqori chastotali soat generatori. Bir soat sikli davomida eng oddiy mikrooperatsiya amalga oshiriladi - o'qish, siljish, mantiqiy buyruq va boshqalar. Axborot raqamli so'z shaklida taqdim etiladi. So'zlarni uzatish uchun ikkita usul qo'llaniladi - parallel va ketma-ket. Raqamli qurilmalar o'rtasida ma'lumot almashishda ketma-ket kodlash qo'llaniladi (masalan, in kompyuter tarmoqlari, modem ulanishi). Raqamli qurilmalarda axborotni qayta ishlash parallel axborot kodlash yordamida amalga oshiriladi, bu esa maksimal ishlashni ta'minlaydi.
Raqamli qurilmalarni qurish uchun element bazasi integral mikrosxemalardan (IC) tashkil topgan bo'lib, ularning har biri ma'lum miqdordagi mantiqiy elementlar - elementar mantiqiy operatsiyalarni bajaradigan eng oddiy raqamli qurilmalar yordamida amalga oshiriladi.
Hikoyaning maqsadi "signal" tushunchasining mohiyati nimada ekanligini, qanday umumiy signallar mavjudligini va ular qanday umumiy xususiyatlarga ega ekanligini ko'rsatishdir.
Signal nima? Bu savolga hatto kichkina bola ham bu "sizning yordami bilan biror narsa bilan bog'lanishingiz mumkin bo'lgan narsa" deb aytadi. Misol uchun, oyna va quyosh yordamida signallar ko'rish chizig'i bo'ylab uzatilishi mumkin. Kemalarda signallar bir vaqtlar semafor bayroqlari yordamida uzatilgan. Bu bilan maxsus tayyorlangan signalchilar shug'ullangan. Shunday qilib, bunday bayroqlar yordamida ma'lumotlar uzatildi. "Signal" so'zini qanday etkazish mumkin:
Tabiatda ko'plab signallar mavjud. Darhaqiqat, har qanday narsa signal bo'lishi mumkin: stolda qoldirilgan eslatma, qandaydir tovush - ma'lum bir harakatni boshlash uchun signal bo'lib xizmat qilishi mumkin.
Xo'sh, bunday signallar bilan hamma narsa aniq, shuning uchun men tabiatda boshqalardan kam bo'lmagan elektr signallariga murojaat qilaman. Ammo hech bo'lmaganda ularni qandaydir tarzda shartli ravishda guruhlarga bo'lish mumkin: uchburchak, sinusoidal, to'rtburchaklar, arra tishlari, bitta impuls va boshqalar. Bu signallarning barchasi diagrammada tasvirlanganda ko'rinishi uchun nomlanadi.
Signallar zarbalarni hisoblash uchun metronom sifatida (vaqt signali sifatida), vaqtni belgilash uchun, nazorat impulslari sifatida, motorlarni boshqarish yoki uskunalarni sinash va ma'lumot uzatish uchun ishlatilishi mumkin.
Qaysidir ma'noda, elektr signali vaqt o'tishi bilan kuchlanish yoki oqim o'zgarishini aks ettiruvchi grafikdir. Rus tilida bu nimani anglatadi: agar siz qalam olib, vaqtni X o'qida, kuchlanish yoki oqimni Y o'qida belgilasangiz va ma'lum vaqtlarda tegishli kuchlanish qiymatlarini nuqta bilan belgilasangiz, yakuniy tasvir to'lqin shaklini ko'rsatadi:

Elektr signallari juda ko'p, ammo ularni ikkita katta guruhga bo'lish mumkin:

• 
  Bir tomonlama
  
• 
  Ikki tomonlama
  

Bular. bir yo'nalishli oqimda bir yo'nalishda oqadi (yoki umuman oqmaydi), ikki tomonlama oqimda esa o'zgaruvchan va "u erda", keyin "bu erda" oqadi.
Barcha signallar, turidan qat'i nazar, quyidagi xususiyatlarga ega:

•