Cifrlı signal
Cifrlı signal (ingl. digital signal) ‒ bul maǵlıwmattı diskret mánislerdiń izbe-izligi retinde kórsetetuǵın signal; berilgen waqıtta ol eń kóbi menen shekli sandaǵı mánislerdiń tek birewin ǵana qabıllay aladı.[1][2] Bul analog signalınan ózgeshelenedi, ol úziliksiz mánislerdi ańlatadı; berilgen waqıtta ol mánislerdiń úziliksiz diapazonında haqıyqıy sandı kórsetedi.
Ápiwayı cifrlı signallar informaciyanı analog dárejeleriniń diskret diapazonlarında kórsetedi. Bir diapazondaǵı barlıq dárejeler birdey informaciya jaǵdayın ańlatadı. Kópshilik cifrlı sxemalarda, signal eki múmkin bolǵan durıs mániske iye bola aladı; bul binar signal yamasa logikalıq signal dep ataladı.[3] Olar eki kernew diapazonı arqalı kórsetiledi: birewi etalon mánisine jaqın (ádette jer yamasa nol volt dep ataladı), al ekinshisi támiyinlew kernewine jaqın mánis. Olar Buldıń domenindegi nol hám bir (yamasa jalǵan hám haqıyqat) eki mánisine sáykes keledi, sonlıqtan berilgen waqıtta binar signal bir bit (binar sandı) kórsetedi. Bul diskretlestiriw sebepli, analog signal dárejelerindegi salıstırmalı túrde kishi ózgerisler diskret qabıqtan shıqpaydı, hám nátiyjede signal jaǵdayın seziw sxeması tárepinen esapqa alınbaydı. Nátiyjede, cifrlı signallar shawqımǵa qarsı turıwǵa qábiletli; elektron shawqım, eger ol júdá úlken bolmasa, cifrlı sxemalarǵa tásir etpeydi, al shawqım bárqulla analog signallarınıń jumısın belgili bir dárejede tómenletedi.[4]
Eki dárejeden artıq jaǵdaylarǵa iye cifrlı signallar geyde qollanıladı; bunday signallardı qollanatuǵın sxema kóp mánisli logika dep ataladı. Mısalı, úsh múmkin jaǵdaydı qabıllay alatuǵın signallar úsh mánisli logika dep ataladı.
Cifrlı signalda, informaciyanı kórsetetuǵın fizikalıq shama ózgermeli elektr toǵı yamasa kernewi, optikalıq yamasa basqa elektromagnitlik maydannıń intensivligi, fazası yamasa polyarizaciyası, akustikalıq basım, magnitlik saqlaw ortalıǵınıń magnitlengenligi hám t.b bolıwı múmkin. Cifrlı signallar barlıq cifrlı elektronikada, atap aytqanda, esaplaw quralları hám maǵlıwmat jiberiwde qollanıladı.
Anıqlamalar
Cifrlı signal termini hár qıylı kontekstlerde óz-ara baylanıslı anıqlamalarǵa iye.
Cifrlı elektronikada
Cifrlı elektronikada, cifrlı signal ‒ bul impuls amplitudası modulyaciyalanǵan signal, yaǵnıy belgilengen keńliktegi elektr impulsleri yamasa jaqtılıq impulsleri izbe-izligi, olardıń hár biri amplitudanıń diskret sandaǵı dárejeleriniń birewin iyeleydi.[5][6] Ózgeshe jaǵday ‒ bul logikalıq signal yamasa binar signal, ol tómen hám joqarı signal dárejeleri arasında ózgeredi.
Cifrlı sxemalardaǵı impuls dizbekleri ádette metal-oksid-yarım ótkizgish dalalıq-effektli tranzistor (MOSFET) qurılmaları arqalı payda etiledi, olardıń tez qosılıw-óshiriw elektron ajıraw tezligi hám úlken masshtabtaǵı integraciya (LSI) múmkinshiligi sebepli.[7] Oǵan qarama-qarsı, bipolyar tutasıw tranzistorları sinus tolqınlarına uqsas analog signalların ásterek payda etedi.
Signallardı qayta islewde
Cifrlı signallardı qayta islewde, cifrlı signal ‒ bul fizikalıq signaldıń úlgilengen hám kvantlanǵan kórinisi. Cifrlı signal ‒ bul waqıt hám amplituda boyınsha diskret bolǵan abstrakciya. Signaldıń mánisi tek regulyar waqıt intervallarında bar, sebebi kelesi cifrlı qayta islewler ushın tek úlgilengen sol máwritlerde sáykes fizikalıq signaldıń mánisleri áhmiyetli. Cifrlı signal ‒ bul shekli mánisler jıynaǵınan alınǵan kodlar izbe-izligi.[8] Cifrlı signal fizikalıq túrde impuls-kod modulyaciya (PCM) signalı túrinde saqlanıwı, qayta isleniwi yamasa jiberiliwi múmkin.
Baylanısta
Cifrlı baylanısta, cifrlı signal ‒ bul bit aǵımın kórsetetuǵın, diskret sandaǵı tolqın formaları arasında almasıp turatuǵın úziliksiz-waqıt fizikalıq signalı. Tolqın formasınıń forması jiberiw sxemasına baylanıslı, ol tiykarǵı sızıq jiberiwge múmkinshilik beretuǵın sızıq kodlaw sxeması; yamasa uzın sımlar arqalı yamasa sheklengen radio jiyilik sızıǵı arqalı ótkiziw sızıǵın jiberiwge múmkinshilik beretuǵın cifrlı modulyaciya sxeması bolıwı múmkin. Bunday tasıwshı-modulyaciyalanǵan sinus tolqını cifrlı baylanıs hám maǵlıwmat jiberiw ádebiyatında cifrlı signal sıpatında qaraladı, biraq elektronika hám kompyuter tarmaqlarında analog signalına aylandırılǵan bit aǵımı retinde qaraladı.
Baylanısta, interferenciya derekleri ádette bar, hám shawqım kóbinese áhmiyetli másele bolıp tabıladı. Interferenciya tásirleri ádettegidey interferenciyalıq signallardı múmkinshiligi bolǵansha filtrlew hám maǵlıwmat artıqlıǵın qollanıw arqalı minimumǵa túsiriledi. Baylanıs ushın cifrlı signallardıń tiykarǵı artıqmashlıqları kóbinese shawqımǵa qarsı turıwǵa qábiletliligi hám kóp jaǵdaylarda, mısalı audio hám video maǵlıwmatlar menen, baylanıs mediasında talap etiletuǵın ótkiziw sızıǵın ádewir azaytıw ushın maǵlıwmatlardı qısıw múmkinshiligi retinde qaraladı.
Logikalıq kernew dárejeleri
Bul eki jaǵdaydı Buldıń mánisin (0 hám 1, yamasa tómen hám joqarı, yamasa jalǵan hám haqıyqat) kórsetetuǵın almasıp turatuǵın tolqın forması tek eki múmkin bolǵan san retinde túsindirilgende cifrlı signal yamasa logikalıq signal yamasa binar signal dep ataladı.
Eki jaǵday ádette elektr qásiyetiniń qanday da bir ólshemi arqalı kórsetiledi: Kernew eń jiyi qollanıladı, biraq geybir logikalıq toparlarda tok ta qollanıladı. Hár bir logikalıq topar ushın kernewlerdiń eki diapazonı anıqlanǵan, olar jiyi jaǵdayda bir-birine tuwrı tutaspaydı. Signal tómen diapazonda bolǵanda tómen, al joqarı diapazonda bolǵanda joqarı, al eki diapazon arasında minez-qulıq mánis hár qıylı dárwaza tipleri arasında ózgeriwi múmkin.
Saatlıq signal - bul kóplegen cifrlı sxemalardı sinxronlastırıw ushın qollanılatuǵın arnawlı cifrlı signal. Kórsetilgen súwretti saatlıq signaldıń tolqın forması dep qarawǵa boladı. Logikalıq ózgerisler ya kóteriliw jiyegi, ya tómen túsiw jiyegi arqalı háreketke keltiriledi. Kóteriliw jiyegi - bul tómen kernewden (diagrammadaǵı 1-dáreje) joqarı kernewge (2-dáreje) ótiw. Tómen túsiw jiyegi - bul joqarı kernewden tómen kernewge ótiw.
Cifrlı sxemanıń júdá ápiwayılastırılǵan hám ideallastırılǵan modelinde, bul ótiwlerdiń dárhal bolıwın qálewimizge qaramastan, haqıyqıy dúnyadaǵı hesh bir sxema taza rezistivli emes, sonlıqtan hesh bir sxema kernew dárejelerin birden ózgerte almaydı. Yaǵnıy, qısqa, shekli ótiw waqıtı dawamında shıǵıs kiristi durıs kórsetpewi múmkin, hám logikalıq joqarı yamasa tómen kernewlerdiń hesh qaysısına sáykes kelmeydi.
Modulyaciya
Cifrlı signaldı jaratıw ushın, analog signalı onı jaratıw ushın basqarıw signalı menen modulyaciyalanıwı kerek. Eń ápiwayı modulyaciya, unipolyar kodlawdıń bir túri, DC signalın tek ǵana qosıp-óshirip, joqarı kernewler '1'di, al tómen kernewler '0'di kórsetedi.
Cifrlı radio sxemalarında bir yamasa bir neshe tasıwshı tolqınlar jiberiwge jaramlı cifrlı signaldı jaratıw ushın basqarıw signalı arqalı amplituda, jiyilik yamasa faza boyınsha modulyaciyalanadı.
Telefon sımları arqalı Asimmetrik Cifrlı Abonent Liniyası (ADSL) tiykarınan binar logikanı qollanbaydı; ayırım tasıwshılar ushın cifrlı signallar ayırım kanaldıń Shennon sıyımlılıǵına baylanıslı hár túrli mánisli logikalar menen modulyaciyalanadı.
Saatlıq taktlaw
Cifrlı signallar signaldı trigger arqalı ótkiziw jolı menen regulyar intervallarda saatlıq signal tárepinen úlgileniwi múmkin. Bul islengende, kiris saatlıq shetinde hám sol waqıttan signal ólshenedi. Keyin signal kelesi saatqa shekem turaqlı saqlanadı. Bul process sinxronlı logikanıń tiykarı bolıp tabıladı.
Asinxronlı logika da bar, ol bir saatlıq signaldı qollanbaydı, hám ádette tezirek isleydi, hám az quwat jumsawı múmkin, biraq proektlestiriw ádewir qıyınıraq.
Derekler
- ↑ Robert K. Dueck. Digital Design with CPLD Applications and VHDL. Thomson/Delmar Learning, 2005. ISBN 1401840302. „A digital representation can have only specific discrete values“
- ↑ Proakis. Digital Signal Processing. Pearson Prentice Hall. ISBN 9780131873742.
- ↑ „Digital Signal“. 4-mart 2016-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 13-avgust 2016-jıl.
- ↑ Horowitz. The Art Of Electronics, 2nd Ed.. Cambridge University Press. ISBN 0521370957.
- ↑ B. SOMANATHAN NAIR. Digital electronics and logic design. PHI Learning Pvt. Ltd.. ISBN 9788120319561. „Digital signals are fixed-width pulses, which occupy only one of two levels of amplitude.“
- ↑ Joseph Migga Kizza. Computer Network Security. Springer Science & Business Media. ISBN 9780387204734.
- ↑ 2000 Solved Problems in Digital Electronics. Tata McGraw-Hill Education, 2005 — 151 bet. ISBN 978-0-07-058831-8.
- ↑ Digital Signal Processing. S. Chand, 2009 — 3 bet. ISBN 9788121930956.