سیگنال ها (انواع ، تفاوت ها)

[Arsn]

با سلام و عرض ادب خدمت همه دوستان گرامی !


سیگنال ها

اغلب توابع سطری از زمان هستند (سهمی شکل)، ولی ممکن است به صورت توابع ستونی نیز یافت شوند و نیز ممکن است توابعی از هر متغیر مستقل مربوطه دیگری باشند. این مفهوم بسیار گسترده‌است و تعریف دقیق آن بسیار دشوار. مفاهیم مربوط به رشته‌های زیر مجموعه، مشترک می‌باشد برای مثال در تئوری اطلاعات یک سیگنال پیغام کد دار شده‌ای است که این همان ترتیب حالت‌ها در یک کانال ارتباطی است که پیغام را دربر می‌گیرد. در یک سیستم ارتباطی یک منتقل کننده پیغام را به سیگنال تبدیل می‌کند که این پیغام از طریق کانال ارتباطی به گیرنده می‌رسد.

برای مثال کلمات جمله «ماری یک گوسفند کوچک دارد» ممکن است پیغامی باشد که پشت تلفن گفته می‌شود، منتقل کننده تلفنی صداها را به سیگنال ولتاژ الکتریکی تبدیل کرده‌است.
این سیگنال از طریق سیم‌ها به تلفن گیرنده منتقل می‌شود و در آنجا به صداها تبدیل می‌شود. سیگنال‌ها را می‌توان به روش‌های گوناگون دسته بندی کرد. عمده‌ترین تفاوت بین فضاهای گسسته و پیوسته این است که توابع بر روی آن‌ها تعریف می‌شوند.

به عنوان مثال بازه زمانی گسسته و پیوسته. سیگنال‌های دارای زمان پیوسته را نیز اغلب حتی زمانی که توابع سیگنال پیوسته نیستند سیگنال‌های پیوسته می‌نامند و مثال آن سیگنال موج مربعی است. تفاوت عمده دیگر بین سیگنال‌ها از لحاظ ارزش گسسته یا پوسته آنها است.
سیگنال‌های دیجیتال دارای ارزش گسسته‌اند ولی به طور نامشهودی از روند فیزیکی دارای ارزش پیوسته‌ای به دست می‌آیند.





سیگنال‌های گسسته و پیوسته


اگر در یک سیگنال کمیت‌ها در طول زمان‌های گسسته تعریف شوند آن را سیگنال گسسته می‌نامیم به بیان دیگر یک سیگنال گسسته به عنوان تابعی از نسبت یک سری از اعداد صحیح به یک سری از اعداد حقیقی شناخته می‌شود. یک سیگنال پیوسته به عنوان هر تابع دارای ارزش حقیقی شناخته می‌شود که برای تمام زمان‌ها در فرجه زمانی که غالبا فرجه‌ای محدود است تعریف می‌شود.

سیگنال‌های دیجیتال و آنالوگ

به طور غیر رسمی تر از تفاوت‌های تئوری که در بالا به آن اشاره کردیم و به طور عملی به دو نوع سیگنال بر می‌خوریم که یکی دیجیتال و دیگری آنالوگ نام دارد. به طور مختصر تفاوت آنها این است که سیگنال‌های دیجیتال گسسته و کمیت گذاری شده هستند در حالی که سیگنال‌های آنالوگ هیچ یک از این دو خصوصیت را ندارند.


مثال‌هایی از سیگنال‌ها

• حرکت. – حرکت جزئی در میان قسمتی از فضا را می‌توان یک سیگنال در نظر گرفت و یا می‌توان آن را به کمک یک سیگنال نشان داد.

محدوده یک سیگنال حرکتی یک بعدی است (زمان)، و بازه آن عموماً سه بعدی است. بنابراین موقعیت آن به صورت یک سیگنال سه ستونی است به همین ترتیب موقعیت و جایگیری آن در نار هم به صورت یک سیگنال ۶ ستونی است.

• صوت. -از آنجایی که صدا ناشی از لرزش یک واسطه‌است (مانند هوا) یک سیگنال صوتی و به هر ارزشی اززمان و سه بعد مکان یک ارزش فشار نیز می‌افزای. یک میکروفن فشار صوت را در یک مکان تنها به تابعی از زمان تبدیل می‌کند. این کار با استفاده از یک سیگنال ولتاژ به عنوان آنالوگی از سیگنال صوتی انجام می‌شود.
• لوح‌های فشرده . cdها شامل سیگنالهای منقطعی هستند که نشان دهنده صوت اند و در هر ثانیه ۴۴ هزار و صد نمونه از آنها ضبط می‌شود هر نمونه شامل اطلاعاتی برای کانالهای چپ و راست است که می‌توان آن را به عنوان سیگنال ۲ ستونی در نظر گرفت (از آنجایی که CDها به صورت استریو ضبط می‌شوند
• تصاویر. تصاویر یک تصویر به علاوه تمام ارزش‌های ذکر شده دارای یک ارزش رنگی نیز می‌باشد ازآنجایی که نقاط مربوط به این ارزش‌ها بر روی یک صفحه قرار می‌گیرند محدوده آن دو بعدی می‌باشد اگر تصویر یک جسم فیزیکی باشد برای مثال یک نقاشی سیگنالی پیوسته به حساب میآید اگر تصویر یک عکس دیجیتال باشد یک سیگنال منقطع به شمار می‌آید. غالبا راحت تر است که یک رنگ را به صورت جمعی از شدت‌های سه رنگ اصلی در نظر بگیریم تا سیگنال دارای ارزش ستونی و بعد سه گانه شود.
• ویدئو. ویدئوها (فیلم‌ها) یک سیگنال ویدئویی ترکیبی از تصاویر است یک نقطه از یک ویدئو براساس موقعیتش و زمانی که در آن واقع شده مشخص می‌شود. (۲ بعدی) بنابراین یک سیگنال ویدئویی دارای محدوده سه بعدی است. ویدئوی آنالوگ دارای محدوده بعدی پیوسته‌است (در طول خط اسکن) و دارای دو بعد ناپیوسته یا منقطع است (۴ چوب و خط).
• زیست شناختی پتانسیل‌های قشایی. ارزش این سیگنال یک پتانسیل الکتریکی مستقل است (ولتاژ) تعیین محدوده این سیگنال بسیار دشوار است. برخی سلول‌ها و یا اجزاء به طور کلی دارای پتانسیل غشایی یکسانی هستند، نورون‌ها عموماً در نقاط مختلف پتانسیل‌های مختلف دارند این سیگنال‌ها دارای انرژی‌های بسیار کمی هستند ولی برای راه اندازی سیستم عصبی کافی هستند ولی می‌توان میزان آنها را به کمک تکنیک‌های الکتروفیزیولوژی اندازه گیری کرد.

سیگنال آنالوگ

سیگنال پیوسته، سیگنال آنالوگ یا سیگنال قیاسی، سیگنالی است پیوسته در زمان که دامنهٔ آن نیز پیوسته است. برخلاف سیگنال دیجیتال کوچک‌ترین تغییرات الکترونیکی در این سیگنال نیز دارای مفهوم می‌باشند و در نظر گرفته می‌شوند. هر فرایند طبیعی خواه تحت کنترل آدمی باشد، خواه مستقل، سیگنال پیوسته تولید می‌کند. مدل ریاضی سیگنال آنالوگ تابعی است که بر روی بخشی از محور حقیقی تعریف می‌شود. عملیات انجام شده بر روی سیگنال آنالوگ، همچون دریافت سیگنال، تقویت، ***** کردن و انتقال آن، نیز توسط مدارهای الکترونیکی معمول انجام می‌گیرد
سیگنال ایجاد شده توسط یک میکروفن نمونه کامل یک سیگنال پیوسته است. سیگنال مدوله نشده تصویر تلویزیونی را نیز می توان سیگنالی پیوسته خواند.




نام‌گذاری

از آنجایی که متغیر در حال تغییر نسبت به زمانِ سیگنال، نمادی است از یک کمیت در حال تغییر نسبت به زمان دیگر، به آن آنالوگ به معنای قیاس‌پذیر یا مشابه می‌گویند، یعنی قیاس‌پذیر یا مشابه یک کمیت دیگر است.


سیگنال دیجیتال

سیگنال دیجیتال، سیگنالی است که هم از نظر زمان رخداد و هم از نظر مقدار در بازهٔ خاصی محدود شده باشد. سیگنال دیجیتال در مقابل سیگنال آنالوگ تعریف می‌شود، که در آن حدودی برای پارامترهای فوق الذکر تعریف نمی‌شود. سیگنال دیجیتال از نظر ریاضی سیگنالی است که فقط از صفرها و یک‌های منطقی تشکیل شده باشد. این یک و صفرها ممکن است به شیوه‌های مختلفی نشان داده شوند که به این شیوه، کدینگ سیگنال گویند





تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال
نمونه‌برداری

با استفاده از تبدیل فوریه می‌توان نشان داد که اگر از یک سیگنال پیوسته با بسامدی دست کم ۲ برابر بیشینه بسامد موجود در آن نمونه‌برداری کنیم، می‌توان با استفاده از مقادیر نمونه برداری شده آن سیگنال اصلی را دقیقاً بازسازی کرد. به بسامد دو برابر مزبور بسامد نایکویست گفته می‌شود و در سیستم‌های عملی جهت ملاحظات خاصی ۲.۲ در نظر گرفته می‌شود. حاصل نمونه‌برداری از سیگنال پیوسته را سیگنال گسسته گویند.
کوانتیزه‌سازی

سیگنال گسسته را جهت دیجیتال‌سازی باید به مقادیر خاصی محدود کرد، به این عملیات، کوانتیزه‌سازی گویند. یک دلیل کوانتیزه سازی آن است که دستگاه‌های کنونی قدرت تشخیص صد در صد یک سیگنال و ذخیره سازی آن را ندارند.
دیجیتال سازی

سیگنال کوانتیزه را به صورتهای مختلف می‌توان دیجیتال (یعنی به رشتهٔ صفر و یک) تبدیل کرد، که این خود اساس پیدایش دانش کدینگ است. هر سطح کوانتیزه را به صورتهای مختلف می‌توان دیجیتال کرد.

مبدل سیگنال‌های آنالوگ به دیجیتال

مبدل سیگنال‌های آنالوگ به دیجیتال (Analog to Digital Converter=ADC)، مداری الکترونیکی که سیگنال‌های پیوسته آنالوگ را به داده‌های دودویی و گسسته دیجیتالی یا رقمی تبدیل می‌کند مبدل دیجیتال گفته می شود.


گردآوری : علیرضا !

[Arsn]

دوستان دقت داشته باشند همونطور که از رسم الخط مقاله بالا معلومه ، کار خودم نیست و صرفا گردآوری از چند سایت بوده ! البته از این به بعد کمی هم باید عادت کنید ، چون تصمیماتی دارم که نمیگم ! :دی :دی :دی !!! فقط نوید تغییراتی بزرگی را میدهم !

[AloneWolf]

علیرضا جان،

بسیار عالی ، مخصوصا نمایش مصور سیگنالها.

چندسال پیشا ، عشقم طراحی و تولید مدارهای dsp (پردازش سیگنال) با میکروکنترولرها بود.

و از بس شکل سیکنالهای آنالوگ و دیجیتال رو توو اسیلوسکوپ دیدم ، هنوز وقتی پلک میزنم

شکلش میاد جولو چشام !!!! b-) دیگه چکار کنیم ، بچه آبادانو لافش ..

[Arsn]

علیرضا جان،

بسیار عالی ، مخصوصا نمایش مصور سیگنالها.

چندسال پیشا ، عشقم طراحی و تولید مدارهای dsp (پردازش سیگنال) با میکروکنترولرها بود.

و از بس شکل سیکنالهای آنالوگ و دیجیتال رو توو اسیلوسکوپ دیدم ، هنوز وقتی پلک میزنم

شکلش میاد جولو چشام !!!! b-) دیگه چکار کنیم ، بچه آبادانو لافش ..

آره منم عشق oscilloscope هستم ! خیلی باحاله ! همین موج سینوسی ها ! حتی اگر بهش سلف وصل کنی میتونی موج مربعی هم ببینی البته باید دستگاهت True RMS باشه !

میگم که میخوام یه ذره بخش سخت افزار را آکادمیک کنم !

[Arsn]

یعنی کلا 7 نفر این تاپیک را دیدند ؟؟؟

ای کسانی که مقاله را لایک نکردید : یا شما باید به اینجور تاپیک ها که جنبه آموزشی و پایه ای سخت افزار دارید عادت کنید (چون برنامه سنگینی برای آموزش های این شکلی دارم) یا این که من برنامه راهبردی خودم را عوض کنم !!!

چه کنم ؟؟؟ هم خدا راضی باشه هم خلق خدا !

[Arsn]

کاربر های جدید تاپیک های ما قدیمیا را دیدند ؟؟؟؟