1.2 Siqnalların növləri
Siqnallara nümunələr verə bilərik: səs dalğaları, radio siqnalları, görünən siqnallar, mexaniki titrəmələr, elektromaqnit dalğalar və başqaları. Obyekt vəziyyətini dəyişərkən nəticə olaraq siqnal yarada bilər. Xəbər siqnala yüklənərkən bir sıra mərhələlərdən keçir. Əvvəlcə xəbərlər kodlaşdırma üçün uyğun vəziyyətə gətirilir, sonra kodlaşdırılır, ən son modulyasiyası baş verir.
Siqnallar informasiyaların maddi daşıyıcısıdırlar. Siqnalları 2 yerə bölmək mümkündür:
analoq siqnal
diskret siqnal
Rəqəmsal siqnal: rəqəmsal siqnal məlumatları diskret qiymətlər ardıcıllığı kimi təmsil edən bir siqnaldır; istənilən vaxt yalnız məhdud sayda qiymətlərdəndən birini götürə bilər.
7
Analoq siqnal: analoq siqnal, siqnalın vaxt dəyişən xüsusiyyəti, başqa bir zaman dəyişən siqnala bənzər başqa bir zamanın, yəni fərqli bir zamanın təmsil olunduğu hər hansı bir davamlı siqnaldır.
Analoq siqnal, təqdim olunan parametrlərdən hər biri zaman funksiyası və mümkün fasiləsiz qiymətlər çoxluğu ilə təsvir edilən məlumatlar siqnalıdır. Siqnallar iki sahəyə ayrılır — L fasiləsiz siqnallar sahəsi və l (kiçik L) ardıcıllıqlar sahəsi. Bəzi şərtlər daxilində L sahəsi birmənalı olaraq l (məsələn, Kotelnikov diskretləşdirməsinin birinci iki teoremi) sahəsinə əks olunur. Analoq siqnalları zamanın fasiləsiz funksiyaları ilə təsvir edilir, buna görə analoq siqnalı bəzən kontinual siqnal adlandırırlar. Analoq siqnallara diskret siqnallar (kvantlaşdırılmış, rəqəmli) qarşı qoyulurlar. Fasiləsiz sahələrin və uyğun fiziki vahidlərin nümunələri: - düz xətt: elektrik gərginliyi; - çevrə: rotorun vəziyyəti, təkərlər, dişli təkərlər, analoq saatın oxları; - parça: porşenin vəziyyəti, idarə etmə lingi, maye termometri və ya amplituda görə məhdudlaşdırılmış elektrik siqnalı; - müxtəlif çoxölçülü sahələr: rəng, kvadrat-modullaşdırılmış siqnal. Analoq siqnallarının xüsusiyyətləri kvantlaşdırılmış və ya rəqəmli siqnalların xüsusiyyətləri ilə ziddiyyət təşkil edir. Bir-birindən dəqiq fərqlənməyən siqnalın diskret səviyyələri, rəqəmli texnologiyalardan fərqli olaraq informasiya kimi onun təsvirini mümkünsüz edir. Bir hesablamada olan "informasiya miqdarı" ölçü vasitəsinin dinamik diapazonu ilə məhdudlaşdırılacaq. Siqnala daxil olan istənilən maneə siqnalın özündən fərqlənmir və buna görə də ilkin amplituda bərpa edilmir. Həqiqətdə filtrasiya mümkündür, məsələn: tezlik metodları - əgər bu siqnalın (xüsusi halda, tezliklər zolağı) xüsusiyyətləri haqqında hər hansı əlavə məlumat məlumdursa. Analoq siqnallardan fasiləsiz dəyişən fiziki vahidlərin təsvir edilməsi üçün tez-tez istifadə edirlər. Məsələn, buxardan götürülən analoq elektrik siqnalı temperaturun dəyişikliyi haqqında informasiya verir, mikrofondan siqnal — səs dalğasında təzyiqin sürətli dəyişiklikləri haqqında, və s. Siqnalların əksəriyyəti analoq təbiətinə malikdirlər, yəni müəyyən zamanda fasiləsiz dəyişirlər və istənilən qiymətləri qəbul edə bilərlər. Analoq siqnalları aşağıdakı funksiya ilə təsvir etmək mümkündür:
8
( ) = ∙ cos( ∙ + )
Analoq siqnallar telefoniyada, radioda, televiziyada istifadə olunur. Belə siqnalı emal üçün rəqəmli sistemə daxil etmək mümkün deyil, çünki istənilən zaman intervalında o sonsuz qiymətə malik ola bilər.
Şəkil 1.1. Analoq siqnal
Analoq siqnalının rəqəmləşdirməsi (diskretləşdirməsi) ondan ibarətdir ki, siqnal ti (burada i indeksdir) diskret zaman aralığında götürülmüş qiymətlər ardıcıllığı şəklində təqdim edilir. Adətən ardıcıl hesablamalar (∆ti = ti − ti−1) arasındakı müddət daimidir. Burada ∆t rəqəmləşdirmə (diskretləşdirmə) intervalı, x(t) siqnalın qiymətləri, yəni xi = x(ti).
Riyazi təsvirinin müəyyən formalarına uyğun gələn aşağıdakı siqnal növləri fərqləndirilir.
Analoq siqnal davamlı bir dəlilin davamlı bir funksiyasıdır, yəni, hər hansı bir dəlil qiymətii üçün müəyyən edilmişdir. Analoq siqnalların mənbələri, bir qayda olaraq, zamanla, məkanda və ya hər hansı digər müstəqil dəyişənlərdə inkişaf dinamikasında davamlı olan fiziki proseslər və hadisələrdir, qeydə alınan siqnal isə onu yaradan prosesə bənzərdir ("oxşar"). Mümkün siqnal qiymətlərinin məcmusu bir fasiləni - hər hansı bir siqnal nöqtəsinin sonsuzluğa qədər müəyyən edilə biləcəyi davamlı bir məkan meydana gətirir. Təbiətdə analoq olan siqnallara misal olaraq, zaman və məkanda bir elektrik, maqnit, elektromaqnit sahəsinin intensivliyindəki dəyişikliklərdir.
Qiymətlərindəki diskret siqnal da davamlı bir funksiyadır, ancaq arqumentin diskret qiymətləriləri ilə təyin olunur. Qiymətlər toplusuna görə, sonlu (sayıla bilər) və nümunələrin (nümunələrin) diskret ardıcıllığı ilə təsvir olunur.
9
Diskret geofiziki siqnallara misal olaraq, şaquli elektrik səslənməsinin nəticələri (mövcud elektrodların boşluğunun diskret qiyməti), geokimyəvi sınaq profilləri və s.
Rəqəmsal bir siqnal qiymətlərinə görə ölçülür və mübahisədə ayrıdır.
Rəqəmsal bir siqnal çox sayda qiymətlidir. Sonsuz sayda rəqəmsal qiymətlərin sayına bərabər olan analoq nümunələrin çevrilməsi prosesinə səviyyə miqdarı deyilir və yuvarlaqlaşdırma nümunələrinin (atılan qiymətlər) ölçülməsi zamanı meydana gələn səhvlərə səs-küy və ya kvant səhvləri deyilir.
Rəqəmsal məlumatların işlənməsi sistemlərində və kompüterlərdə siqnal həmişə müəyyən sayda bit dəqiqliyi ilə təmsil olunur və buna görə də həmişə rəqəmsaldır. Rəqəmsal siqnalları təsvir edərkən bu amillər nəzərə alınmaqla, kvantlaşdırma funksiyası ümumiyyətlə buraxılmır (standart olaraq qəbul olunmuş vahid) və diskret siqnalları təsvir etmək qaydaları siqnalları təsvir etmək üçün istifadə olunur. Rəqəmsal siqnalların saxlama, ötürmə və emal sistemlərindəki dövran formasına gəldikdə, bir qayda olaraq, onlar müəyyən bir sayda rəqəmsal ardıcıllıqla (məlumat silsiləsi) ikili kodla kodlanmış eyni amplituda olan qısa unipolar və ya bipolyar impulsların birləşmələridir. Prinsipcə, ümumiyyətlə diskret analoq adlandırılan müvafiq avadanlıq tərəfindən qeydə alınan analoq siqnalları da qiymətlərində ölçülə bilər. Lakin bu siqnalları ayrı bir növə ayırmağın mənası yoxdur - bunlar icazə verilən ölçmə xətası ilə müəyyən edilən bir kvantlaşdırma addımı ilə analoq qeyri-davamlı siqnallardır.
Geofiziki məlumatları emal edərkən işlənməli olan siqnalların əksəriyyəti ölçülərin metodoloji xüsusiyyətləri və ya qeydiyyatın texniki xüsusiyyətləri səbəbindən təbiətdə analoq, ayrı və ölçüləndir. Rəqəmsal siqnallara çevrilir. Ancaq əvvəlcə ardıcıl vaxt fasilələrində qeydə alınan qamma şüalarının sayının nümunələri kimi rəqəmsal olanlar sinfinə aid olan siqnallar var.
| 