Sähköinen signaali on sähköinen suure , jonka vaihtelu ajan aika välittää tietoa siitä lähteestä , joka määränpäähän .
Signaalin lähettämiseen ja käsittelyyn huomioon otettava sähköinen määrä voi olla suoraan potentiaaliero tai sähkövirran voimakkuus ; tai muutoin modulaatio ja amplitudi , taajuus tai vaihe on periodisen variaation näiden suuruutta, jota kutsutaan kantaja ; Viestinnän digitaaliseen vuoteen modeemin monimutkaiset säännöt koskevat mukauttamista paremmin miehittää tällä kaistanleveydellä varattu.
Tiedonsiirto saman suuruusluokan tai pienemmän signaalin aallonpituuden etäisyydellä vaatii huomiota siirtolinjojen teoriaan .
Sähköiset signaalit erotetaan yleensä lähettämänsä tiedon luonteen perusteella.
Morse-koodin , keksittiin vuonna 1832, assosioituu sekvenssin vaihtelut ajan loogisen signaalin symboli, joka on otettu luettelosta 54 mahdollista. Se muodostaa siten ensimmäisen digitaalisen sähköisen signaalin.
Muuten,
Toisaalta signaali voi lähettää joko jatkuvaa tai erillistä tietoa. Tällä hetkellä, vaikka on olemassa erillisiä analogisia signaaleja ja jatkuvia digitaalisia signaaleja, on enimmäkseen jatkuvia analogisia signaaleja - lukuun ottamatta analogista videokuvaa, joka on erillinen ja synkroninen - ja signaaleja, jotka ovat erillisiä digitaalisia.
Jatkuvan signaalin muuntaminen erilliseksi signaaliksi tapahtuu näytteenotolla , jossa signaalin hetkellistä arvoa nostetaan säännöllisin väliajoin, minkä jälkeen seuraa kvantisointi , joka tekee tämän arvon vastaavaksi mahdollisen arvon ja koodaus , joka muuntaa tämän arvon järjestely loogisia arvoja.
| jatkui | hienotunteinen | |
|---|---|---|
| Analoginen signaali | Signaali anturin tai sensorin (esim mikrofoni ). | Pisteen luminanssisignaali analogisessa videossa . |
| Looginen signaali | Signaali sähköasennuksen kaukosäätimen kytkimen ohjauspainikkeesta . Kellosignaali. | Synkronisen logiikkajärjestelmän signaalit. |
| Digitaalinen signaali | Signaali kooderipyörästä , optisesta sijaintianturista. | Analogiset signaalit muunnetaan digitaalisiksi signaaleiksi. |
Usein täydellinen signaali hajotetaan useiksi komponenteiksi, jotka voidaan joko lähettää rinnakkain useilla kanavilla tai yhdistää multipleksoimalla yhdistetyksi signaaliksi.
Esimerkki komposiittisignaaleista:Voidaan ajatella, että digitaalinen signaali on yhdistelmä loogisia signaaleja, jotka lähetetään joko samanaikaisesti tai peräkkäin, kukin edustaa vähän sen sisältämää digitaalista tietoa.
Elektroniikassa käytetään usein signaaleja, jotka lähettävät hyvin pienen määrän tietoa, joka tunnetaan täydellisesti, piireiden toiminnan varmistamiseksi.
Analogisignaaleille sinimuotoinen signaali mahdollistaa monia mittauksia; neliö , kolmiomainen, ja saha- signaalit voivat myös olla jotain hyötyä. Automaattiset analyysijärjestelmät käyttävät usein chirpiä .
Palkkien tai muiden monimutkaisempien kuvioiden kuvio, jota käytetään yhdistetyn televisiosignaalin kaikkien kanavien testijoukkoon.
Verkkolaskennassa ping on testisignaali, joka ei välitä muuta kuin vastauskysynnän etäkoneelta.
Analogiset sähköiset signaalit heijastavat useimmiten fyysisten suuruuksien vaihteluja, esimerkiksi lämpötilassa tai äänenpaineessa . Ja anturit tai tunnistimet suorittavat käsittely, yleensä lineaarinen kuin mahdollista, alkuperäinen suuruus sähköiseksi signaaliksi.
Matemaattisissa malleissa, jotka ottavat huomioon analogiset signaalit, otetaan huomioon reaalilukujoukossa määritellyt arvot miinus äärettömyydestä plus äärettömyyteen, äärettömällä ajallisella tarkkuudella ja äärettömässä ajassa. Laitteiden läpi kulkevat todelliset sähköiset signaalit ovat välttämättä rajoitettuja
Lisäksi taustamelu vaikuttaa kaikkiin todellisiin analogisiin signaaleihin . Signaali-kohina-suhde on yksi indikaattorit lähetyksen laatua, sekä nopeudella koko harmoninen ja keskinäismodulaation .
Yksinkertaisin kellosignaaleista osoittaa liipaisuhetken siirtymällä kahden tason välillä. Tämän vaiheen nousu (tai lasku) on signaalin pääominaisuus.
Analogisessa televisiossa mustan kuvan komposiittisignaalia käytetään synkronointiin.
Standardien on määriteltävä sähköjännitteet tai siirtymät, jotka vastaavat arvoa true tai 1 ja arvoa false tai 0.
Esimerkkejä:Piirien ominaisuudet osoittavat tuulettimen , toisin sanoen niiden kyvyn syöttää tai absorboida virtaa pitääkseen lähdössään jännitteen, joka vastaa niiden lähettämää arvoa. CMOS- ja TTL-piirien koostumus vaatii mukautuksia välitasojen välttämiseksi, joiden merkitystä ei tunneta.
Linjakoodaus koskee sarjaliikennesignaaleja ja käyttää useimmiten liitäntäpiirejä.
Digitaalinen sähköinen signaali voidaan lähettää
Digitaaliselle sähköiselle signaalille on tunnusomaista sen nopeus ilmaistuna bitteinä sekunnissa.
Sarjaliitännöissä kellosignaali lähetetään yleensä samanaikaisesti datan kanssa (esimerkiksi Manchesterin koodaus ).
Lähetämme usein enemmän bittejä kuin tarpeen,
Lähetysnopeuden lisäämiseksi käytetään monimutkaisia modeemiprotokollia, jotka luovat useita kanavia samalle kaapelille ja hyödyntävät niiden analogista kaistanleveyttä mahdollisimman paljon.
Ajatus sähkön käytöstä signaalien lähettämiseen seurasi tarkasti sen löytämistä XVII - luvun alkupuolella . Vuonna 1774 Georges-Louis Le Sage keksi staattisella sähköllä toimivan sähkeen, jossa oli 24 johtinta rinnakkain. Keksinnöissä sähköakkuihin jonka Volta ja sähkömagneetti , jonka François Arago mahdollisuuden kehittää lennätin, joka kehittyy häikäisevä tavalla 1840 järjestelmän kanssa Samuel Morse , joka käyttää sarja- digitaalisen signaalin ja enää rinnakkain edeltäjiensä tavoin . Langaton sähkötystä, korkean taajuuden kantoaallon keskeytyy, kehittyy työn Guglielmo Marconi alussa vuoden XX th -luvulla . Puhelin että Alexander Graham Bell keksi 1876 merkitty ulkonäkö analogiseksi sähköiseksi signaaliksi. Lukuisia logiikkasignaaleja kehitetään sisäänkäyntiovien ja muiden vastaavien sovellusten puhelusignaalista, täydennettynä ilmaisinpaneeleissa. Samanaikaisesti keksitään kellosignaali, joka synkronoi kaupungissa tai rautatiejohdolla jaetut valitsimet, ja ensimmäiset automaatiot , jotka käsittelevät logiikkasignaaleja soveltamalla Boolen algebran sääntöjä .
Keksintö triodi mahdollistaa signaalin vahvistus mahdollistaa kehittämisen puhelimen pitkän matkan ja ulkonäön äänen lähetykset , 1920.
Se on toisessa puoli on XX : nnen vuosisadan kehitystä elektroniikka mahdollistaa muuntamisen analogiset signaalit digitaalisiksi signaaleiksi, joka perustuu teoreettisiin näkökohtiin Harry Nyquist ja Claude Shannonin joiden lause koskee näytteenoton signaalin, ennen sen määrän .