Цифровая связь - аналого-цифровая

Общение, которое происходит в нашей повседневной жизни, имеет форму сигналов. Эти сигналы, такие как звуковые сигналы, обычно имеют аналоговую природу. Когда необходимо установить связь на расстоянии, аналоговые сигналы передаются по проводам с использованием различных методов для эффективной передачи.

Необходимость оцифровки

Традиционные методы связи используют аналоговые сигналы для связи на большие расстояния, которые страдают от многих потерь, таких как искажения, помехи и других потерь, включая нарушение безопасности.

Чтобы преодолеть эти проблемы, сигналы оцифровываются с использованием различных методов. Оцифрованные сигналы позволяют сделать связь более четкой и точной без потерь.

На следующем рисунке показана разница между аналоговыми и цифровыми сигналами. Цифровые сигналы состоят из1s и 0s которые указывают соответственно на высокие и низкие значения.

Преимущества цифровой связи

Поскольку сигналы оцифровываются, цифровая связь дает много преимуществ перед аналоговой связью, например:

Влияние искажения, шума и помех в цифровых сигналах намного меньше, поскольку они менее подвержены влиянию.
Цифровые схемы более надежны.
Цифровые схемы проще в разработке и дешевле аналоговых.
Аппаратная реализация в цифровых схемах более гибкая, чем аналоговая.
В цифровой связи перекрестные помехи возникают очень редко.
Сигнал не изменяется, поскольку импульс требует сильных помех, чтобы изменить его свойства, что очень сложно.
Функции обработки сигналов, такие как шифрование и сжатие, используются в цифровых схемах для сохранения секретности информации.
Вероятность появления ошибки снижается за счет использования кодов обнаружения и исправления ошибок.
Чтобы избежать помех сигнала, используется метод расширенного спектра.
Объединение цифровых сигналов с использованием мультиплексирования с временным разделением (TDM) проще, чем объединение аналоговых сигналов с использованием мультиплексирования с частотным разделением (FDM).
Процесс настройки цифровых сигналов проще, чем аналоговых сигналов.
Цифровые сигналы могут быть сохранены и извлечены более удобно, чем аналоговые сигналы.
Многие из цифровых схем имеют почти общие методы кодирования, и, следовательно, аналогичные устройства могут использоваться для ряда целей.
Емкость канала эффективно используется цифровыми сигналами.

Элементы цифровой коммуникации

Элементы, которые образуют систему цифровой связи, представлены следующей блок-схемой для простоты понимания.

Ниже приведены разделы системы цифровой связи.

Источник

Источником может быть analog сигнал. Example: Звуковой сигнал

Входной преобразователь

Это преобразователь, который принимает физический вход и преобразует его в электрический сигнал (Example: микрофон). Этот блок также состоит изanalog to digital конвертер, где цифровой сигнал необходим для дальнейших процессов.

Цифровой сигнал обычно представлен двоичной последовательностью.

Исходный кодировщик

Исходный кодировщик сжимает данные до минимального количества бит. Этот процесс помогает эффективно использовать полосу пропускания. Он удаляет лишние биты (ненужные лишние биты, т. Е. Нули).

Кодер канала

Кодировщик каналов выполняет кодирование для исправления ошибок. Во время передачи сигнала из-за шума в канале сигнал может измениться, и, следовательно, чтобы избежать этого, кодер канала добавляет некоторые избыточные биты к передаваемым данным. Это биты исправления ошибок.

Цифровой модулятор

Здесь передаваемый сигнал модулируется несущей. Сигнал также преобразуется в аналоговый из цифровой последовательности, чтобы передать его по каналу или среде.

Канал

Канал или среда позволяет аналоговому сигналу передавать от конца передатчика к концу приемника.

Цифровой демодулятор

Это первый шаг на стороне получателя. Полученный сигнал демодулируется, а также снова преобразуется из аналогового в цифровой. Здесь восстанавливается сигнал.

Канальный декодер

Канальный декодер после обнаружения последовательности выполняет некоторые исправления ошибок. Искажения, которые могут возникнуть во время передачи, исправляются путем добавления некоторых избыточных битов. Это добавление битов помогает полностью восстановить исходный сигнал.

Исходный декодер

Результирующий сигнал снова оцифровывается путем дискретизации и квантования, так что чистый цифровой выходной сигнал получается без потери информации. Исходный декодер воссоздает исходный выход.

Выходной преобразователь

Это последний блок, преобразующий сигнал в исходную физическую форму, которая была на входе передатчика. Он преобразует электрический сигнал в физический выходной сигнал (Example: громкоговоритель).

Выходной сигнал

Это результат, который получается после всего процесса. Example - Получен звуковой сигнал.

Этот блок имел дело с введением, оцифровкой сигналов, преимуществами и элементами цифровой связи. В следующих главах мы подробно узнаем о концепциях цифровых коммуникаций.