فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

[روح الامین]

سلام بچه ها
فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟ فکر کنم اون آنالوگ مثل موج هستش و دیجیتال هم مربعی، درسته؟ اگه درسته آیا از این نوع امواج همه طیف رو داریم؟ (یعنی مثلا هم ماکروویو با امواج دیجیتال داشته باشیم و هم با امواج آنالوگ)

[ahmadpashaei]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

[

سلام بچه ها
فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟ فکر کنم اون آنالوگ مثل موج هستش و دیجیتال هم مربعی، درسته؟ اگه درسته آیا از این نوع امواج همه طیف رو داریم؟ (یعنی مثلا هم ماکروویو با امواج دیجیتال داشته باشیم و هم با امواج آنالوگ)

کلا شکل موج آنالوگها رو میشه بدون برداشتن خودکار کشید و دیجیتالها پله ای هستن. خوب:
سیگنال آنالوگ نسیت به زمان، پیوسته بوده و دیجیتال گسسته. اون مایکروویو و .... هم فکر کنم فقط به فرکانس بستگی دارن نه به نوع موج! در کل این امواج آنالوگ هستن و مدولاسیونهای دیجیتال دارن. اگر اشتباه گفتم تصحیح کنید یاد بگیرم.(با تشکر)
اینم بگم که برای بیان مشخصات امواج آنالوگ از پارامترهای دامنه،فرکانس و فاز و برای امواج دیجیتال از پارامترهای فاصله بیتی،نرخ بیتی و پهنای باند استفاده می کنیم چون بیشتر سیگنالهای دیجیتال متناوب نیستن که بخوایم پریود و فرکانس براشون محاسبه کنیم!
فاصله بیتی= دوره تناوب و نرخ بیتی=فرکانس

[ahmadpashaei]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

فاصله بیتی: زمان لازم برای ارسال یک بیت اطلاعات هست
نرخ بیتی: تعداد فاصله بیتی منتقل شده در یک ثانیه
پهنای باند: در اصطلاح مخابراتی به قدر مطلق تفاضل حداکثر و حراقل مقادیر فرکانس یک سیگنال پهنای باند اون سیگنال میگن.یعنی در سیگنال دیجیتال، قدر مطلق تفاضل حراکثر و حراقل نرخ بیتی اون رو پهنای باند می گویند. یا
محدوده فرکانسی امواج آنالوگی که بدون هیچ افتی از کانال انتقال عبور می کنند را پهنای باند می کویند.

[روح الامین]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

ما تو امواج میگفتیم که مثلا امواج رادیویی بزرگتر از ماکرو هستن. پس یعنی دیجیتالی هم اینجوره؟
یعنی چی ماکرو فقط آنالوگه؟

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

با اجازه، چند خط هم در ادامه ی توضیح دوستان بگم که :
سیگنالآهایی که ما باهاشون در ارتباط هستیم، ماهیتا پیوسته (آنالوگ) هستن. اصلا در دنیای مادی، گسسته بودن در زمان بی معنیه. حتی فرض کن داری یک سیگنال صوتی رو گوش میکنی، در اون لحظاتی که سیگنالی به گوش نمیرسه، در واقع سیگنال پیوسته ی صفر داریم.

اما سیگنال های دیجیتال رو اینطوری تولید میکنیم :
ابتدا از یک سیگنال پیوسته، نمونه برداری میکنیم. البته فرکانس نمونه برداری با توجه به نوع سیگنال و کاربرد و ... متفاوته. حالا به هرحل فرض کن از یک سیگنال پیوسته، نمونه برداری کردیم. در حال حاضر سیگنال گسسته در اختیار ما قرار داره.

البته از نظر تئوری این نکته رو هم بگم که: اثبات میشه که اگه فرکانس نمونه برداری از سیگنال پیوسته، بیش از دو برابر بیشترین فرکانس موجود در سیگنال اصلی باشه، قادر خواهیم بود تا سیگنال گسسته رو دوباره به سیگنال پیوسته، بازسازی کنیم بدون هیچ خطایی.

حالا فرض کن سیگنال پیوسته به گسسته تبدیل شد، حالا برای ذخیره سازی داده ها درون رایانه (یا هر سیستم الکترونیکی که صفر و یکه) اینطور نیست که بتونیم همون داده ها رو مستقیما ذخیره کنیم با همون دقتی که دارن! یعنی چی؟ یعنی اینکه فرض کن برای ذخیره کردن داده های صوتی، میخوای از خونه های 16 بیتی حافظه استفاده کنی، بنابراین 32768 حالت ممکن وجود داره. در حالی که یک سیگنال پیوسته، بینهایت حالت ممکن، با هرچقدر دقتی که دلت بخواد و ذهنت یاری کنه (البته از نظر تئوری) رو میتونه داشته باشه.

به این عمل، کوانتیزه کردن میگن. یعنی سیگنال پیوسته ابتدا به گسسته تبدیل میشه و بعدش کوانتیزه میشه (یعنی اینکه امکان داره داده ی پیوسته ای که داشتی مثلا در یکی از نمونه ها مقدار 2.3564 داشته اما بعد از کوانتیزه شده مقدارش میشه 2.3) یعنی هر مقداری رو نمیتونه داشته باشه و معمولا این حافظه ست که محدودیت رو مشخص میکنه.

اگر میکروکنترلر کار کرده باشی، کاری که واحد ADC انجام میده، در واقع تبدیل سیگنال پیوسته به سیگنال گسسته و در واقع، سیگنال دیجیتاله! البته به این نکته هم توجه داشته باش که سیگنال گسسته، از نظر تئوری هر مقداری رو میتونه داشته باشه، اما سیگنال دیجیتال، با توجه به محدودیت حافظه، مقادیر خاصی رو میپذیره.

این از بحث سیگنال پیوسته و گسسته و دیجیتال!

اما توجه به این نکته جالبه که: سیگنال های گسسته و یا دیجیتال، برای ارسال از یک نقطه به نقطه ی دیگه، به صورت سیگنال های پیوسته درمیان! خب این یعنی چی؟ مثلا همون سیگنال مربعی که گفتی، درسته که به ظاهر، همون صفر و یکه، اما به هرحال یک سیگنال پیوسته ست از نظر عملی!

نکته ی دیگه: زمانی که یک سیگنال گسسته یا دیجیتال داریم، برای نمایشش، از سیگنال "ضربه" استفاده میکنیم! و خب میدونیم که سیگنال ضربه در عمل وجود خارجی در این دنیای مادی که ما درش زندگی میکنیم، نداره!

امیدوارم توضیحات مفید بوده باشه ...
:read:

[Mirana]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

tnx
خوب بود .
یعنی تو طول موج سیگنال دیجیتالیمون که اطلاعات به صورت 0 و 1 هست در بعضی قسمتا اطلاعات مجود داره تو بعضی جاها
وجود نداره ؟

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

با اجازه دوستان حالا که صحبت از اطلاعات شد، بذارین یه کوچولو این قسمت رو هم توضیح بدم:

در مورد ارسال اطلاعات دیجیتال، باید بدونیم مدولاسیون های دیجیتال چی هستن؟ قبل از اینکه در مورد مدولاسیون دیجیتال صحبت کنیم، اول از ببینیم مدولاسیون آنالوگ چیه؟

در کتاب های مخابراتی دونوع مدولاسیون رو برای سیگنال های آنالوگ معرفی میکنن معمولا: مدولاسیون های دامنه، مدولاسیون های فرکانس و فاز. که به اختصار، به ترتیب میشن : AM و FM و PM.
A: Amplitude, F: Frequency, P: Phase, M: Modulation
در مدولاسیون دامنه، اطلاعات سیگنال آنالوگ بر روی دامنه ی یک سیگنال با فرکانس بسیار زیاد، قرار میگیره. به سیگنالی که این کار رو انجام میده میگن : حامل. در مدولاسیون فاز، اطلاعات آنالوگ بر روی فاز یک سیگنال حامل قرار میگیره و در مدولاسیون فرکانس، بر روی فرکانس یک سیگنال حامل. یعنی میشه اینطور گفت، به ترتیب، که: تغییرات سیگنال اطلاعات (در اینآجاآنالوگ) متناسب است با تغییرات دامنه، فاز، و فرکانس سیگنال حامل.
به شکل های زیر توجه کنین :

مدولاسیون دامنه:


مدولاسیون فرکانس:


مقایسه مدولاسیون فرکانس و دامنه:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a4/Amfm3-en-de.gif/250px-Amfm3-en-de.gif

این داستان ادامه دارد... :read:

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

و اما ادامه ی داستان :
خب دیدیم که مدولاسیون های آنالوگ که برای سیگنا های پیوسته به کار میرن، چی بودن.
حالا بریم سروقت سیگنال های دیجیتال و یا گسسته.
مدولاسیون های دیجیتال، قضیه شون کمی متفاوته و یه کم پیچیده تر، اما در اینجا به صورت خیلی ساده بررسی شون میکنیم:

در کل، مدولاسیون های دیجیتال هم مانند آنالوگ، از همون سه نوع مدولاسیون استفاده میکنن اما از نظر تئوری و عملی بسیار متفاوته. یعنی در این جا هم همون سه نوع مدولاسیون: دامنه، فرکانس و فاز رو داریم.
چیزی که در این جا تغییر کرده، اطلاعات ارسالیه! قبلا پیوسته بود الان دیجیتال شده.

خب بذارین دو سه تا سیگنال مختلف رو در نظر بگیریم بعد در مورد این مدولاسیون ها صحبت کنیم.
مثال یک : فرض کنین مدولاسیون، فقط برای ارسال 0 و 1 به کار میره. یعنی دو حالت
مثال دو : فرض کنین مدولاسیون برای ارسال 00، 01، 10 و 11 به کار میره.یعنی چهار حالت
مثال سه : فرض کنین مدولاسیون برای ارسال 000، 001، ... ، 110 و 111 به کار میره. یعنی هشت حالت
همینطور میشه طول فریم های ارسالی رو افزایش داد: 4بیت، 8 بیت، 16 بیت و ...

نکته ی دیگه ای که باید بگم اینه که، مدولاسیون های دیجیتال، از نظر نوع، سه تا هستن، اما از نظر اسم و تعداد، خیلی زیاد هستن، مثلا اسامیشون به صورت ASK، FSK، QSK، PAM، 4QSK، 4QAM و ... که تعدادشون واقعا زیاده. در انتها دو تا لینک میذارم برای اطلاعات بیشتر، به اونا رجوع کنین.

خب بریم یکی از مدولاسیون ها رو مثلا مدولاسیون دامنه رو برای سه تا مثال بالا، در یک حالت خیلی ساده بررسی کنیم (همونطور که گفته شد، مدولاسیون های دامنه دیجیتال اسامی و انواع مختلفی دارن که در این جا یک مدل ساده ش بررسی میشه).

نکته: در هر سه نوع مدولاسیون دیجیتال دامنه و فرکانس و فاز، سیگنال اصلی ارسالی به فرم یک سیگنال کسینوسی با فرکانس مشخصی، بیان میشه

A(t) Cos( w(t) + p(t) )

به عنوان مثال برای ارسال 0 و 1 در مدولاسیون دامنه، میتونیم یک سیگنال سینوسی (یا کسینوسی، اینجا خیلی مهم نیست) رو در نظر بگیریم، اگه دامنه 0 بود، یعنی 0 و اگه دامنه 1 بود، یعنی 1 . برای مثال دوم، مثلا اگه دامنه سیگنال سینوسی ارسالی 0 بود، یهنی 00 اگه دامنه 0.5 بود یعنی 01 اگه دامنه1 بود یعنی 10 و اگه دامنه 1.5 بود یعنی 11 داره ارسال میشه. در مورد مثال سوم هم همینطور، میشه تقسیم بندی های دامنه ای انجام داد و 8 حالت مختلف رو در نظر گرفت.
به شکل زیر توجه کنین :


انشالله ادامه دارد ...
:read:

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

در این قسمت اول اون دو تا لینک آموزشی که قول داده بودم رو میذارم :

http://irib.ac.ir/sitepics/gallery/1...DigComm_03.ppt

http://irib.ac.ir/sitepics/gallery/1...DigComm_04.ppt

خب بریم سر بررسی مثال ها و مدولاسیون ها.
الان میخوایم در مورد مدولاسیون دیجیتال فرکانس صحبت کنیم.
اینبار، برای مثال های اول و دوم و سوم، که به ترتیب، به 2 حالت، 4 حالت و 8 حالت نیاز داشتیم، میایم و این حالت ها رو با تغییرات فرکانس میسازیم! یعنی چه طوری؟
مثلا برای ارسال 0 از فرکانس f استفاده میکنیم و برای ارسال 1 از فرکانس 2f . به همین سادگی!
یا برای ارسال 00 از f و برای 01 از 2f برای 10 از 3f و برای 11 از 4f استفاده میکنیم.
برای 8 حالت هم همینطور. میشه از 8 فرکانس مختلف استفاده کرد.
نکته: لزومی نداره که فرکانس های ارسالی ضریبی از هم باشن، اما اگه ضریب صحیحی از هم باشن، خاصیت تعامد از خودشون نشون میدن (فعلا باهاشون کار ندارم اینجا)
شکل زیر رو ببینین :


و اما در مورد مدولاسیون فاز!
خب تا اینجا دیدیم که هرچقدر که تعداد حالت ها بیشتر میشه، با انتخاب حالت های مختلف از دامنه و فرکانس، میشه مدولاسیون های مختلف ایجاد کرد. نوع سوم هم همینطوره، با انتخاب فازهای مختلف میشه این کار رو کرد.
به جای توضیح، فقط یک شکل میذارم:


و



امیدوارم توضیحات مفید بوده باشه ...
:read:

[روح الامین]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

ببین من الان دارم فقط کف میکنم!
عالی بود! محشر! ایول! دمت حارررررررررررر(گرم)!
تو تمام عمرم یه تاپیک رو کامل نخونده بودم که مال تو رو خوندم. الحق که فوق می خونی.
میشه یه مقایسه هم انجام بدی؟ مثلا کدوم سیگنال بهتره؟ و از هر سیگنال کدام نوع مدولاسیون بهتره؟

[روح الامین]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

راستی مهندس موقعی که نگاه کردم ظاهرا سیگنال خروجی دیجیتال هم آنالوگ هستش، با این تفاوت که فقط 0 و 1 خونده میشن! حداقل تو شکل که اینجوریه!

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

الحق که تاحالا هندونه هایی به این بزرگی یه جا نرفته بود زیر بغلم
شوخی کردم، مرسی از دلگرمیت
یک نکته ای رو بگم، یک استادی داشتیم به نام مرحوم دکتر خشایار یغمایی که مدولاسیون آنالوگ (مخابرات 1) رو درس میداد و یه استاد به نام علی شهزادی، که از ایشون مدولاسیون دیجیتال رو (مخابرات 2 و مخابرات پیشرفته) یاد گرفتیم.
اما اینکه کدوم بهتره؟
این سوال خیلی کلیه! به خیلی از شرایط بستگی داره! شرایطی از قبیل :
محیط ارسال؟
امکانات موجود در فرستنده و گیرنده؟
پهنای باند؟
سرعت ارسال؟
نوع داده ی ارسالی؟ (متن باشه؟ صوت باشه؟ عکس باشه؟ ویدیو باشه و ... ؟ )
آیا باید آنلاین باشه یا افلاین؟
چقدر میخوایم هزینه کنیم؟
دقت ارسال چقدر اهمیت داره؟
و سوال های بیشمار دیگه!
معمولا اینطوریه که ابتدا یک کاربرد خاص رو مشخص میکنن، بعد میان مشخص میکنن که میخوان از چه مدولاسیونی و به صورت دیجیتال یا آنالوگ، قراره استفاده بشه!
در واقع این سوالی که پرسیدی، باید موردی بررسی بشه!
:read:

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

راستی مهندس موقعی که نگاه کردم ظاهرا سیگنال خروجی دیجیتال هم آنالوگ هستش، با این تفاوت که فقط 0 و 1 خونده میشن! حداقل تو شکل که اینجوریه!

دقیقا همینیه که میگی!
یعنی سیگنال های دیجیتال به کمک سیگنال های پیوسته ارسال میشن! (حداقل در سیستم های موجود امروزی) علتشم همون نکته ایه که گفتم :
سیگنال گسسته، به صورت "ضربه" نمایش داده میشه و در عمل، ضربه ی واقعی نداریم (تعریف سیگنال ضربه در عمل : سیگنالی که در یک زمان بسیار بسیار کوچیک، مقدار بسیار بسیار بزرگ داشته باشه به صورتی که انتگرالش برابر با 1 میشه)

[روح الامین]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

مهندس یه سوال دیگه!
آیا مدولاسیون فاز فقط تو دیجیتال داریم؟
چون تو آنالوگ انگار وجود نداره؟

[Mohammad Sadegh Rostami]

پاسخ : فرق سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیه؟

مهندس یه سوال دیگه!
آیا مدولاسیون فاز فقط تو دیجیتال داریم؟
چون تو آنالوگ انگار وجود نداره؟

هم در دیجیتال و هم در آنالوگ داریم!
اما در سیستم های آنالوگ بنا به دلایلی که یکیش هزینه ست، از FM و AM بیشتر استفاده میشه. در مورد سسیتم های مدولاسیون آنالوگ فاز، لینک زیر رو ببین :
http://encyclopedia2.thefreedictiona...ase+Modulation

نکته: مدولاسیون FM و PM خیلی به هم شبیه هستن!
لینک زیر رو که یک پی دی افه دانلود کن، خوب توضیح داده :
http://140.117.160.140/course/pdfdow...Modulation.pdf