תקשורת אנלוגית עשויה משתי מילים אנלוגי ותקשורת. אנלוגי מתייחס לאות המשתנה בזמן. תקשורת מתייחסת להחלפת מידע בין שניים או יותר משני מקורות. תקשורת אנלוגית פירושה תקשורת בעזרת אותות אנלוגיים.
התקשורת האנלוגית היא תקשורת מהשולח למקלט בצורה של אות אנלוגי. האות האנלוגי הוא א זמן רציף משתנה אוֹת. הדוגמה לאות אנלוגי היא גלי קול. האותות המשתנים ללא הרף עם הזמן הם הדוגמאות של אות אנלוגי, כגון שֶׁמַע ו וִידֵאוֹ אותות.
במדריך זה, נדון בתקשורת אנלוגית, אפנון, סוגי אפנון, דמודולטורים, רעש, משדרים, מקלטים ורכיבים נוספים של מערכת התקשורת.
מיון רשימה לפי Java
מהי תקשורת?
העברת מידע מקצה לקצה ידוע בשם תִקשׁוֹרֶת . במערכת אלקטרוניקה, הנתונים מועברים דרך הערוץ הקיים בין הקצה המשדר לקצה המקבל. המכשירים הנוספים משמשים עם ערוץ תקשורת כדי למנוע את האות מהפרעות חיצוניות. הנתונים נמצאים בצורה של אות אנלוגי, שהוא סוג של אנרגיה.
הרעיון המהותי של התקשורת האנלוגית הוא וויסות . זה עוזר בהסרת הרעש או ההפרעות החיצוניות מהנתונים, מה שעלול לדרדר את איכות האות המועבר. נדון במושג אפנון בהמשך המדריך.
אותות
האות הוא גל אלקטרומגנטי הנושא מידע מנקודה אחת לאחרת. זה יכול לנוע דרך מדיומים שונים, כגון אוויר, ואקום, מים , ו מוצק . באלקטרוניקה, האות מוגדר כ-a מתח נוכחי, אוֹ גַל נשיאת מידע ונסיעה למרחקים ארוכים. מהירותו של גל אות שווה למהירות האור.
ישנם שני סוגים של אותות, אנלוגי ודיגיטלי. אנלוגי מתייחס להעברת הנתונים בצורה אנלוגית או רציפה, בעוד דיגיטלי מתייחס להעברת הנתונים בצורה של ביטים. הביטים מיוצגים על ידי 0 (נמוך) ו 1 (גבוה).
אותות אנלוגיים
אותות אנלוגיים הם אותות המשתנים בזמן. זה אומר שהאותות האלה הם פונקציה של זמן.
אוֹ
אות אנלוגי הוא אות שמאפייניו, כגון מתח, משרעת או תדר, משתנים עם הזמן. הצורה הנפוצה של אות אנלוגי היא הגל הסינוסואידי. זה מוצג להלן:
דוגמאות לאותות אנלוגיים הם אותות חשמליים, אותות אור, אותות דיבור וכו'. אותות רדיו מסווגים גם כאותות אנלוגיים. כל אות דורש מדיום עד התפשטות. לדוגמה,
אותות חשמליים דורשים כבלים להתפשטות ממקום אחד למשנהו.
אותות דיבור או קול דורשים מקום פנוי להתפשטות. אנו יכולים גם לומר שאות דיבור משתמש באוויר כמדיום התפשטות. אבל, רעש ועיוות באותות אנלוגיים במהלך שידור גדולים יותר מאותות דיגיטליים.
דוגמא : המרחק של מכונית שנוסעת עם זמן קבוע עם זמן מסוים יכול להיחשב כדוגמה לאות אנלוגי. הגרף המייצג יהיה קו משופע, כפי שמוצג להלן:
הוא רציף באופיו.
סוגי אותות אנלוגיים
אות הוא סוג של אנרגיה הנושאת מידע, כמו אות חשמלי. זוהי אנרגיה חשמלית הנושאת מידע ממקור אחד למשנהו. האותות האנלוגיים מסווגים כאותות מחזוריים ואותות לא מחזוריים.
אותות תקופתיים
אות אנלוגי שחוזר על עצמו לאורך זמן ידוע בתור האות המחזורי, כגון גל סינוס וגל קוסינוס. ניתן לייצג אותות מחזוריים בקלות באמצעות משוואות מתמטיות.
גל הקוסינוס מוצג להלן:
אותות א-מחזוריים
אות אנלוגי שאינו חוזר על עצמו לאורך זמן ידוע כאות א-מחזורי, כגון אותות רעש. זהו אות מתמשך אך לא של הדפוס החוזר. זה לא קל לייצג אות א-מחזורי באמצעות משוואות מתמטיות.
דוגמה לאות אנלוגי א-מחזורי מוצגת להלן:
אות דיגיטלית
אותות דיגיטליים הם האות המייצג את הנתונים בצורה של ערכים בדידים. זה לוקח רק שני ערכים 0 ו-1, הידוע בתור ביטים. הנתונים מועברים בצורה של ביטים אלה. לדוגמה,
01000110
מדובר בנתונים של 8 סיביות או בתים 1.
דוגמה נפוצה של האות הדיגיטלי מוצגת להלן:
הבה נשקול דוגמה נוספת לאות דיגיטלי.
דוגמא : הציונים הממוצעים של 30 התלמידים בכיתה בחמישה מקצועות יכולים להיחשב כדוגמה לאות דיגיטלי. הגרף מוצג להלן:
סוגי אותות דיגיטליים
אותות דיגיטליים מסווגים גם כאותות מחזוריים ואותות לא מחזוריים.
אותות תקופתיים
אות דיגיטלי שחוזר על עצמו לאורך זמן ידוע כאותות מחזוריים, כגון גל ריבועי.
הגל הריבועי מוצג להלן:
אותות א-מחזוריים
אות דיגיטלי שאינו חוזר על עצמו לאורך תקופה ידוע כאות א-מחזורי. זה גם אות בדיד, אבל לא של דפוס חוזר.
פרוסת מערך java
דוגמה נפוצה של האות הדיגיטלי Aperiodic מוצגת להלן:
מערכת תקשורת אנלוגית
מערכת התקשורת האנלוגית מתייחסת לדגם שעוזר לנתונים להעביר מקצה לקצה. הוא משלב אלמנטים הפועלים יחד כדי ליצור רשת בין השולח למקבל. זה מורכב מ מתמרים, משדר, ערוץ, ו מַקְלֵט . תפקידם של מתמרים הוא להמיר צורה אחת של אנרגיה לאחרת. הערוץ משמש כאמצעי להעברת מידע חשמלי מהמשדר למקלט.
תרשים הבלוק של מערכת תקשורת אנלוגית מוצג להלן:
בואו נדון בפירוט בתפקוד של כל רכיב.
מתמר קלט
מתמר הקלט ממיר את המידע באות ההודעה לאנרגיה חשמלית המתאימה לשידור. מקורות המידע הם אודיו, טלוויזיה, מחשבים , וכו.
טווח התדרים של אות הדיבור הוא בין 300 הרץ ל- 3000 הרץ.
התדר של אותות וידאו הוא 4.2M Hz.
טווח התדרים של הטלוויזיה הוא 0 הרץ עד 6000K הרץ.
הפלט של מתמר הקלט מוזן למשדר.
מַשׁדֵר
המשדר ממיר את האות החשמלי לצורה המתאימה לשידור עבור הערוץ. הוא מבצע אפנון על ידי הנחת אות ההודעה על תדר גבוה אות נושא. לפיכך, לערוצים שונים יש סוגים שונים של המשדר. אם מאפיין הערוץ משתנה, על המשדר להתאים את עצמו כדי לשמור על הטווח הרצוי לתקשורת אפקטיבית.
האות המקורי ידוע בתור אות ההודעה או אות פס הבסיס. המשדר גם מבצע ריבוי, כלומר שידור בו-זמני של מספר אותות.
ערוץ תקשורת
ערוץ תקשורת הוא אמצעי להעברת האות החשמלי מהמשדר למקלט. התקשורת יכולה להיות משודרת או נקודה לנקודה. שידור מתייחס לשולח בודד ולמספר מקלטים, כגון רדיו. תקשורת נקודה לנקודה מתייחסת לתקשורת בין שולח בודד למקלט בודד, כגון טלפון. הפרמטר החיוני לשידור מתאים הוא רוחב הפס. ככל שרוחב הפס גדול יותר, כך השידור יהיה טוב יותר.
ערוץ התקשורת מסווג עוד כ:
- ערוץ קווי
- ערוץ אלחוטי
ערוץ קווי
הדוגמאות לערוץ קווי הן כבלים של זוג מעוות, מוליך גל, כבלים וסיבים אופטיים.
כבלים זוג מעוותים : אלו שני הכבלים המוליכים המעוותים כדי לשפר את יכולת השידור. הפיתול בשני המוליכים מצמיד את השדות החשמליים או המגנטיים ומונע את הפרעות הרעש בערוץ. הוא משמש בדרך כלל למיגון תיל כדי למנוע מהנתונים רעש חיצוני.
מובילי גלים : מובילי הגלים יכולים להעביר את הגלים האלקטרומגנטיים ללא כל אובדן אנרגיה פחות או מינימלי. הוא משמש בדרך כלל בתקשורת מכ'ם ומיקרוגל.
סיב אופטי : סיב אופטי הוא סיב שידור המורכב מפלסטיק או זכוכית. זה יכול להעביר את הנתונים עד מאות קילומטרים מבלי להשפיע על איכות האות. השידור מבוסס על TIR (Total Internal Reflection). קוטר הסיב קטן כמו שיער האדם.
ערוץ אלחוטי
זוהי התקשורת בצורה של EM (גלים אלקטרומגנטיים) מאנטנה אחת לאחרת בחלל. השידור תלוי בתדירות גלי ה-EM.
עבור לולאה ב-java
גורמי הפרעה
ההפרעה בערוץ נקראת רַעַשׁ ו הנחתה .
הנחתה מוגדר כהפסד בעוצמת האות. זה ידוע גם בשם עיוות. ההנחתה נגרמת על ידי רכיבים פסיביים במערכת התקשורת, כגון כבלים ומחברים. הוא דל בסיבים אופטיים בהשוואה לסוגי מדיה אחרים.
רַעַשׁ מהווה גורם רציני במערכת התקשורת. זה מוגדר ככל הפרעה לא רצויה באות במהלך השידור. רעש מסווג כ:
- רעש פנימי
- רעש חיצוני
רעש פנימי
ההפרעה המתרחשת במהלך העברת האות בתוך מערכת התקשורת ידועה בשם רעש פנימי. דוגמאות לרעש פנימי הן רעש תרמי, רעש ירייה וכו'. רעש פנימי יכול לנבוע גם משילוב מחדש של הנשאים (אלקטרונים וחורים).
רעש חיצוני
ההפרעה המתרחשת מחוץ למערכת התקשורת ידועה בשם רעש חיצוני. הדוגמאות לרעש חיצוני הן תאורה, הצתה, מיתוג חשמלי , וכו.
מַקְלֵט
המקלט מקבל מידע מהערוץ. הוא מחלץ את המידע הדרוש מהאות הנדרש על ידי מתמר הפלט. המקלט מבצע את ההיפך מאפנון וריבוי, כלומר, דמודולציה ו דה-מולטיפלקס . זה גם מגביר ומסיר רעש מהאות.
מתמר פלט
מתמר הפלט פועל הפוך לזה של מתמר הקלט. זה ממיר את האנרגיה החשמלית לאות המקורי. אנו יכולים גם לומר שזה הופך את המידע לזמין למובנה למטרה. דוגמאות למתמרי פלט הם רמקולים, מנועים, נוריות, וכו'.
מתמרי הקלט והיציאה חשובים מכיוון שהם ממירים את האות המתאים לשידור ומגבירים את מהירות האות.
ה רמקולים להמיר את האנרגיה החשמלית לצליל.
קתרינה קאיף
ה מנועים להפוך את האנרגיה החשמלית לתנועה.
ה נוריות (דיודות פולטות אור) ממירות את האנרגיה החשמלית לאנרגיית אור.
ערוצים מסוימים משתמשים גם במגברים או מסננים כדי להסיר את הרעש או העיוות מהאות. הרעש הקיים באות יכול להשפיע על איכות האות. לפיכך, חיוני להשתמש ברכיבים כאלה במעגל.
תפקוד מערכת התקשורת האנלוגית
כבר דיברנו על כל רכיב בפירוט. בואו נדון כיצד הנתונים מקצה אחד דרך המתמר מועברים לקצה המקבל. זה הופך את הנתונים לזמינים למקלט ללא כל רעש או עיוות. כאן, נדון בדוגמה של אות הדיבור.
המידע מגיע לראשונה ל מתמר קלט . זה ממיר את אות הדיבור לאות החשמלי. הסיבה לכך היא שמערכת התקשורת יכולה לאפשר רק לאנרגיה החשמלית לעבור דרך המערכת. האות החשמלי נשלח בהמשך אל מַשׁדֵר . הוא משפר את המאפיינים של האות המתקבל על ידי אפנון וממיר אותו לצורה המתאימה לערוץ. המידע עובר כעת על עָרוּץ דרך מדיה קווית או אלחוטית שונה. לאחר שעבר את המרחק הרצוי, האות מגיע למקלט. הוא ביטל את האות כדי לשחזר את אות ההודעה המקורית, שנשלח אחרון למתמר הפלט. מתמר הפלט ממיר את האות החשמלי בחזרה לאות הדיבור.
דיבור משחק תפקיד מרכזי בקול אנושי, בתקשורת דרך טלפונים ניידים, וידאו וכו'. אבל, הרעש האחורי במערכת נחשב כהסקה ויש להסירו מהמערכת. לשם כך משתמשים במסננים או מגברים יעילים.
אנלוגי מול דיגיטלי
ההבדלים העיקריים בין שתי התקשורת הם שתקשורת אנלוגית משתמשת באותות אנלוגי, שהם אותות המשתנים בזמן. התקשורת הדיגיטלית משתמשת באותות דיגיטליים, הנמצאים בצורה בדידה.
בואו נדון בכמה הבדלים בין תקשורת אנלוגית ודיגיטלית.
| קטגוריה | תקשורת אנלוגית | תקשורת דיגיטלית |
|---|---|---|
| הַגדָרָה | הוא משתמש באותות אנלוגיים להעברת נתונים מהמשדר למקלט. | הוא משתמש באותות דיגיטליים להעברת נתונים מהמשדר למקלט. |
| אוֹת | האות האנלוגי הוא אות משתנה בזמן. | האות הדיגיטלי משתמש בשני ביטים לשידור ברמה 0 (LOW) ו-1 (HIGH). |
| חסינות מפני רעש | עני | טוֹב |
| הסתברות שגיאה | גָבוֹהַ | נָמוּך |
| סִמוּל | לא | כן מערכת התקשורת הדיגיטלית משתמשת במקודד ומפענח לקידוד בקצה המשדר והקליטה. זה עוזר באיתור שגיאות. |
| גָמִישׁ | פחות גמיש | יותר גמיש |
| עֲלוּת | זול | עלות גבוהה |
| צריכת חשמל | גָבוֹהַ | נָמוּך |
| העברת נתונים | פחות מדויק יותר מדויק | |
| ייצוג אות | האותות האנלוגיים מיוצגים על ידי גל סינוס או גל קוסינוס. | האותות הדיגיטליים מיוצגים על ידי גל מרובע. |
| דוגמאות | אותות שמע, אותות דיבור, אותות וידאו וכו'. | אותות שעון |
| יישומים | מכ'ם. טלפוניה וכו'. | שעונים דיגיטליים, קומפקטי דיסקים, מחשבים וכו'. |
יתרונות תקשורת אנלוגית
היתרונות של תקשורת אנלוגית הם כדלקמן:
- אות אנלוגי משתמש בפחות רוחב פס בהשוואה לאות הדיגיטלי. זה נובע משימוש במגבר במערכת התקשורת האנלוגית, שמשפר את האות ומפחית את העיוות.
- הוא מספק שיטת ייצוג מדויקת יותר בשל אופיו הרציף.
- אותות אודיו עדיפים עבור שידורי אודיו ווידאו. הסיבה לכך היא שאותות אלה ניתנים לשינוי ופיזור בקלות באמצעות Amplitude Modulation ו-Demodulation.
- קל לעבד אותות אנלוגיים בהשוואה לאותות הדיגיטליים.
- הוא מציע כמות סופית של רזולוציית אות.
- לאותות אנלוגיים יש צפיפות גבוהה מכיוון שהם רציפים ודורשים מדיום לשידור.
תְנַאִי מוּקדָם
הדרישה ללמוד תקשורת אנלוגית היא הידע הבסיסי של תִקשׁוֹרֶת מושגים. הבנה בסיסית של איתות ומערכות, אלקטרוניקה ותקשורת יהיה יתרון.
קהל
המדריך לתקשורת אנלוגית מיועד ל מתחילים, סטודנטים שרוצים לרכוש ידע בתקשורת אנלוגית. הידע הבסיסי נדרש לפני תחילת ההדרכה.
בְּעָיָה
אנו מבטיחים לך שלא תמצא שום בעיה עם הדרכה זו לתקשורת אנלוגית. אבל אם יש טעות כלשהי, אנא פרסם את הבעיה בטופס יצירת הקשר.