4
БАЗАЛЫҚ АНЫҚТАМАЛАР
Аналог па немесе цифр ма?
Сигнал – бұл уақытқа байланысты өзгеретін кез-келген физикалық
шама (мысалы, температура, ауа қысымы, жарық интенсивтілігі, ток күші
және т.с.с.). Дәл осы өзгерістің арқасында сигнал өзіндік қандай да бір
ақпарат болғыза алады.
Электрлік сигнал – бұл уақытқа байланысты өзгеретін электрлік шама
(мысалы, кернеу, ток, қуат). Негізінен барлық электроника электрлік
сигналдармен жұмыс істейді. Бірақ қазірде жарық интенсивтілігінің
уақытына байланысты өзгеретін жарық сигналдары көбірек қолданылып жүр.
Аналогтық сигнал – бұл анықталған аралықта кез-келген мәнді
қабылдай алатын сигнал (мысалы, кернеу ноль мен он вольт аралығында
өзгере алады). Тек қана аналогтық сигналдармен жұмыс істейтін құрылғы
аналогтық құрылға деп аталады.
Цифрлық сигнал – бұл тек екі мән қабылдайтын сигнал (кейде – үш).
Бірақ кейбір мәндердің ауытқуы бола береді (1.1 сур). Мысалға, кернеу екі
мән қабылдауы мүмкін 0- ден 0,5 В-ке дейін (нольдік деңгей) немесе 2,5-тен
5 В-ке дейін (бірлік деңгей). Тек қана цифрлық сигналдармен жұмыс істейтін
құрылғыларды цифрлық құрылғылар дейді.
1-сурет - Электрлік сигнал:
аналогтық (сол жақта) және цифрлық (оң жақта)
Табиғаттағы барлық сигналдарды аналогтық деуге болады, себебі,
олар қандай да бір аралықта үздіксіз өзгереді. Сондықтан, электрондық
құрылғылардың алғашқысы аналогтық болған. Олар физикалық шамаларды
оларға пропорционалды кернеу немесе токқа айналдырған, оларға қандай да
бір операциялар жүргізген және содан кейін қайтадан физикалық шамаға
айналдырған. Мысалға, адамның даусын (ауа тербелісі) микрофонның
көмегімен электрлік сигналға айналдырады, содан соң осы электрлік
сигналдарды электрондық күшейткіштің көмегімен күшейтеді, сосын
акустикалық жүйенің көмегімен ауа тербелісіне, одан да күштірек дыбысқа,
айналдырады. Бірақ аналогтық сигналдың табиғатына байналысты,
аналогтық сигналдардың және олармен жұмыс істейтін аналогтық
5
электрониканың көптеген кемшіліктері бар. Себебі аналогтық сигнал шу,
кедергі сияқты паразиттік сигналдарға сезімтал болып келеді. Шу – бұл кез-
келген электрондық құрылғының ( микрофон, транзистор, резистор,т.с.с.)
ішкі хаостық әлсіз сигналдары. Кедергі сигнал бұл электрондық жүйеге
тыстан
келеді
немесе
бұлдыраған
пайдалы
сигнал
(мысалға,
радиоқұрылғыдан немесе трансформатордан шығатын электромагниттік
сәуле).
Сигналдармен электрондық құрылғылар арқылы істейтін барлық
операцияларды шартты түрде үлкен үш топқа бөлуге болады:
өңдеу (немесе айналдыру)
беру
сақтау
Осы барлық үш жағдайларда да пайдалы сигналдар шулармен,
кедергілермен бұлдырайды. Сонымен қатар сигналды өңдеу кезінде
(мысалға, күшейткенде, фильтрациялағанда) электрондық құрылғылардың
идеалдық еместігінен формасы да бұлдырайды. Сигнады алыс қашықтыққа
беру кезінде және сигналды сақтағанда олар әлсізденеді. Осының бәрі
пайдалы сигналды нашарлатады. Сондықтан әрбір айналдыру, әрбір аралық
сақталу, әрбір кабельмен немесе эфирмен берілу аналогтық сигналды
нашарлатады, кейде толығымен жоғалуына әкеліп соқтырады. Тағы да
ескеретін жайт, барлық шу, кедергілер дәл есептеуге келмейді. Сондықтан
аналогтық құрылғыларды дәл түсіндіру мүмкін емес. Сонымен қатар, уақыт
өтуімен аналогтық құрылғылардың параметрлері элементтерідің ескіуімен
өзгереді. Сондықтан бұл құрылғылардың сипаттамалары тұрақты болып
қалмайды.
2-сурет - Аналогтық (сол жақта) және цифрлық(оң жақта) сигналдардың
шулармен және кедергілермен бұлдырауы.
6
Аналогтық сигналдарға қарағанда екі-ақ мән қабылдайтын цифрлық
сигналдар шулардан, кедергілерден жақсы қорғалған.әрқашан рұқсат етілген
ауытқулар аймағы болғандықтан, кішігірім ауытқулар цифрлық сигналды
бұлдырайтпайды (2-сурет). Сондықтан цифрлық сигнал күрлелі және
көпсатылы
өңдеудіб
ұзағырақ
сақтауды
және
сапалы
берілуді
өткізеді.Сонымен қатар, әрқашан цифрлық құрылғылардың сипаттамаларын
абсолют
дәлдікпен
есептеуге
және
болжауға
боладыюЦифрлық
құрылғылардың параметрлерінің өзгерісі лоардың фунциялауыныа әсер
етпегендіктен, олар ескіруге қатты ұшырамаған. Одан басқа, цифрлық
құрылғыларды проектілеу және іске қосу оңай болып келеді. Осы
артықшылықтардың бәрі цифрлық электрониканың қарқынды дамуын
қамтамасыз ететіні түсінікті.
Әйтсе де, цифрлық сигналдардың үлкен кемшілігі бар.Әрбір өзінің
рұқсат етілген етілген деңгейінде цифрлық сигнал қандай да бір минималды
уақыт интервалында қалуы керекб әйтпесе оны тану мүмкін емес болып
қалады. Ал аналогтық сигнал шексіз аз уақыт ішінде өзінің кез-келген мәнін
қабылдай алады. Тағыда былай айтуға болады: аналогтық сигналүздіксіз
уақытта анықталған(яғни, кез-келген уақыт моментінде)б ал цифрлық сигнал
дискретті(яғни, белгіленген уақытта). Сондықтан аналогтық құрылғылардың
максималды жетілу шұғыләрекеттілігі цифрлық құрылғыларға қарағанда
әрқашанда үлкен болады. Аналогтық құрылғылар цифрлыққа қарағанда тез
алмасатын сигналдармен жұмыс істей алады. Әрқашан аналогтық
құрылғылардың информацияны өңдеу және беру жылдамдықтары
цифрлыққа қарағанда жоғары болады.
