Dijital sinyal - Digital signal
Bir dijital sinyal a, sinyal bir dizi verileri temsil eden ayrı ayrı değerler; herhangi bir zamanda, en fazla, sınırlı sayıda değerden birini alabilir. Bu , sürekli değerleri temsil eden bir analog sinyal ile çelişir ; herhangi bir zamanda , sürekli bir değerler aralığında gerçek bir sayıyı temsil eder .
Basit dijital sinyaller, analog seviyelerin ayrı bantlarındaki bilgileri temsil eder. Bir değerler bandı içindeki tüm seviyeler aynı bilgi durumunu temsil eder . Çoğu dijital devrede , sinyal iki olası geçerli değere sahip olabilir; buna ikili sinyal veya mantık sinyali denir . İki voltaj bandı ile temsil edilirler: biri referans değerine yakın (tipik olarak toprak veya sıfır volt olarak adlandırılır ) ve diğeri besleme voltajına yakın bir değer. Bunlar, Boolean alanının iki "sıfır" ve "bir" (veya "yanlış" ve "doğru") değerine karşılık gelir , bu nedenle herhangi bir zamanda bir ikili sinyal bir ikili basamağı (bit) temsil eder . Bu ayrıklaştırma nedeniyle , analog sinyal seviyelerindeki nispeten küçük değişiklikler ayrı zarfı terk etmez ve sonuç olarak sinyal durumu algılama devresi tarafından göz ardı edilir. Sonuç olarak, dijital sinyaller gürültü bağışıklığına sahiptir ; elektronik gürültü , çok büyük olmaması koşuluyla, dijital devreleri etkilemez, oysa gürültü analog sinyallerin çalışmasını her zaman bir dereceye kadar düşürür.
Bazen ikiden fazla duruma sahip dijital sinyaller kullanılır; bu tür sinyalleri kullanan devrelere çok değerli mantık denir . Örneğin, üç olası durumu kabul edebilen sinyallere üç değerli mantık denir .
Dijital bir sinyalde, bilgiyi temsil eden fiziksel miktar, değişken bir elektrik akımı veya voltajı, bir optik veya diğer elektromanyetik alanın yoğunluğu, fazı veya polarizasyonu , akustik basınç, bir manyetik depolama ortamının manyetizasyonu vb. olabilir. Dijital sinyaller, tüm dijital elektroniklerde , özellikle bilgi işlem ekipmanı ve veri iletiminde kullanılır .
Tanımlar
Dijital sinyal terimi , farklı bağlamlarda ilgili tanımlara sahiptir.
dijital elektronikte
Olarak dijital elektronik , bir dijital sinyal a, puls dizisi , (a darbe genlik modülasyonlu sinyal), yani, bir dizi sabit genişlikte bir kare dalga elektrik sinyalleri veya hafif darbeleri, genlik düzeyleri birkaç ayrı her işgal on. Özel bir durum, düşük ve yüksek sinyal seviyesi arasında değişen bir mantık sinyali veya bir ikili sinyaldir .
Dijital devrelerdeki darbe dizileri , hızlı açma-kapama elektronik anahtarlama hızları ve büyük ölçekli entegrasyon (LSI) yetenekleri nedeniyle tipik olarak metal-oksit-yarı iletken alan etkili transistör (MOSFET) cihazları tarafından üretilir . Buna karşılık, BJT transistörleri sinüs dalgalarına benzeyen analog sinyalleri daha yavaş üretir .
sinyal işlemede
Olarak dijital sinyal işleme , bir dijital sinyal örneklendirilmekte ve nicemlenmektedir fiziksel sinyalinin bir temsilidir. Dijital bir sinyal, zaman ve genlik bakımından ayrık olan bir soyutlamadır. Sinyalin değeri yalnızca düzenli zaman aralıklarında bulunur, çünkü yalnızca bu örneklenen anlardaki karşılık gelen fiziksel sinyalin değerleri daha sonraki dijital işlemler için önemlidir. Dijital sinyal, sonlu bir değerler kümesinden çizilen bir kod dizisidir. Dijital sinyal, bir darbe kodu modülasyonu (PCM) sinyali olarak fiziksel olarak saklanabilir, işlenebilir veya iletilebilir .
iletişimde
Olarak dijital iletişim , bir dijital sinyal, bir temsil dalga formlarına bir ayrık dizi arasında değişen bir sürekli zaman fizik sinyal bit akışını . Dalga biçiminin şekli, ya temel bant iletimine izin veren bir hat kodlama şeması olabilen iletim şemasına bağlıdır ; veya uzun teller üzerinden veya sınırlı bir radyo frekansı bandı üzerinden geçiş bandı iletimine izin veren bir dijital modülasyon şeması . Böyle bir taşıyıcı modülasyonlu sinüs dalgası, dijital iletişim ve veri iletimi literatüründe dijital bir sinyal olarak kabul edilir, ancak elektronik ve bilgisayar ağlarında analog sinyale dönüştürülmüş bir bit akışı olarak kabul edilir.
İletişimde, parazit kaynakları genellikle mevcuttur ve gürültü sıklıkla önemli bir sorundur. Girişimin etkileri, tipik olarak, karışan sinyallerin mümkün olduğu kadar filtrelenmesi ve veri yedekliliğinin kullanılmasıyla en aza indirilir . Dijital sinyallerin iletişim için ana avantajları genellikle gürültü bağışıklığı ve ses ve video verileri gibi birçok durumda iletişim ortamında gerekli olan bant genişliğini büyük ölçüde azaltmak için veri sıkıştırmayı kullanma yeteneği olarak kabul edilir .
Mantık voltaj seviyeleri
Bir Boolean değerinin (0 ve 1 veya düşük ve yüksek veya yanlış ve doğru) iki durumunu temsil eden geçiş yapan bir dalga biçimi , yalnızca iki olası olarak yorumlandığında dijital sinyal veya mantıksal sinyal veya ikili sinyal olarak adlandırılır. rakamlar.
İki durum genellikle bir elektriksel özelliğin bazı ölçümleriyle temsil edilir: Gerilim en yaygın olanıdır, ancak bazı mantık ailelerinde akım kullanılır. Her mantık ailesi için genellikle doğrudan bitişik olmayan iki voltaj aralığı tanımlanır. Sinyal, düşük aralıktayken düşük ve yüksek aralıktayken yüksektir ve iki aralık arasında davranış farklı kapı türleri arasında değişebilir.
Saat sinyali için kullanılan özel bir dijital sinyal olduğunu senkronize birçok dijital devreleri. Gösterilen görüntü, bir saat sinyalinin dalga biçimi olarak düşünülebilir. Mantık değişiklikleri, yükselen kenar veya düşen kenar tarafından tetiklenir. Yükselen kenar, düşük voltajdan (şemada seviye 1) yüksek voltaja (seviye 2) geçiştir. Düşen kenar, yüksek voltajdan düşük voltaja geçiştir.
Bir dijital devrenin oldukça basitleştirilmiş ve idealleştirilmiş bir modelinde, bu geçişlerin anında gerçekleşmesini isteyebiliriz, gerçek dünya devrelerinin hiçbiri tamamen dirençli değildir ve bu nedenle hiçbir devre voltaj seviyelerini anında değiştiremez. Bu, kısa, sonlu bir geçiş süresi boyunca çıkışın girişi düzgün bir şekilde yansıtmayabileceği ve mantıksal olarak yüksek veya düşük voltaja karşılık gelmeyeceği anlamına gelir.
Modülasyon
Dijital bir sinyal oluşturmak için, onu üretmek için bir analog sinyalin bir kontrol sinyali ile modüle edilmesi gerekir. Bir tür tek kutuplu kodlama olan en basit modülasyon, yüksek gerilimlerin bir '1' ve düşük gerilimlerin '0' olması için bir DC sinyalini açıp kapatmaktır.
Olarak , dijital radyo programları, bir ya da daha çok taşıyıcı dalgalar amplitüd , frekans ya da faz modüle iletimi için uygun bir dijital sinyal üretmek için, kontrol sinyali ile.
Telefon kabloları üzerinden Asimetrik Sayısal Abone Hattı (ADSL) , öncelikle ikili mantık kullanmaz; bireysel taşıyıcılar için dijital sinyaller , bireysel kanalın Shannon kapasitesine bağlı olarak farklı değerli mantıklarla modüle edilir .
saat
Dijital sinyaller , sinyali bir flip-floptan geçirerek düzenli aralıklarla bir saat sinyali ile örneklenebilir . Bu yapıldığında, giriş, saat kenarında ölçülür ve o zamandan gelen sinyal. Sinyal daha sonra bir sonraki saate kadar sabit tutulur. Bu süreç, senkron mantığın temelidir .
Tek bir saat kullanmayan ve genellikle daha hızlı çalışan ve daha az güç kullanabilen, ancak tasarımı önemli ölçüde daha zor olan asenkron mantık da mevcuttur.
Ayrıca bakınız
Referanslar
Dış bağlantılar
- Montgomory. Dijital Göster & Anlat .
- CodSim 2.0: Malaga Üniversitesi, Bilgisayar Mimarisi Bölümü Dijital Veri İletişim Modeli için açık kaynaklı Sanal Laboratuvar . Dijital hat kodlamalarını ve Dijital Modülasyonları simüle eder. Herhangi bir web tarayıcısı için HTML olarak yazılmıştır.