Analogni i digitalni signali ad-da konverzija

Maturski, seminarski i diplomski radovi iz informatike.

Kao što je poznato, digitalni signal može se predstaviti naizmeničnom sekvencom visokih i niskih vrednosti (0 i 1). Analogni signal se kontinuelno menja u intervalu između dve vrednosti. Digitalni signal ima konstantnu vrednost za kratko vreme, a zatim se menja na drugu vrednost. Pošto se analogni signal menja kroz vreme, često se predstavlja karakterističnim sinusoidalnim talasnim oblikom (slika1.1b). Digitalni signal se može koristiti za predstavljanje podataka pridruživanjem 0 i 1 ili visokom, ili niskom signalu. Međutim, ovaj pristup ima brojne probleme. Zato je neophodna alternativa. U poglavlju 2 opisani su različiti pristupi. Analogni signali stvaraju brojne probleme. Pošto se vrednost signala neprestalno menja, kako je moguće definisati 0 i1? Moramo bolje da razumemo karakteristike analognih signala. U poglavljima 3 i 4 data su detaljnija objašnjenja i povezan je koncept bitske brzine sa karakteristikama signala. Osim toga, predstavljena su dva čuvena rezultata koja definišu granice u količini podataka koju je moguće preneti u jedinici vremena, u skladu sa karakteristikama signala.
Ovo stvara sledeći problem: digitalni i analogni signali prenose podatke na različite načine. Zbog toga, za kompjuter koji uspostavlja komunikaciju preko telefonske linije moramo da pronađemo način za konvertovanje signala iz jednog tipa signala u drugi na odlasku i dolasku. U poglavljima 5 i 6 opisane su neke tehnike. Poglavlje 7 pokriva modeme (uobičajene uređaje za konvertovanje signala) i standarde za konvertovanje. Konačno u poglavlju 8 predstavljam DSL (Digital Subscribe Line digitalnu pretplatničku liniju), alternativu za konvencionalne i kablovske modeme.

Šeme za digitalno kodiranje

Između digitalnog signala i digitalno kodiranih podataka postoji prirodna veza. Podaci koji su digitalno zabeleženi predstavljeni su kao nizovi 0 i 1 . Pošto digitalni signali imaju dve moguće konstantne vrednosti, jednostavno se jednoj vrednosti dodeli 0, a drugo1. Konkretne vrednosti nisu bitne. Kada se koriste elektricni signali, često se koriste iste vrednosti, ali sa različitim predznakom. Da bismo raspravu zadržali na opstem nivou, koristićemo termine ''visoki napon'' i ''niski napon''.

1.1. NRZ kodiranje

NRZ (nonreturn to zero) šema predstavlja verovatno naj prostiju šemu kodiranja. 0 se prenosi prelaskom signala sa nižeg na viši nivo, a 1 niskim naponom. Tako se odgovarajućim promenama naponskog nivoa može preneti bilo koja sekvenca nula i jedinica. Naziv šeme potiče od činjenice da nivo napona ostaje konstantan (ne vraća se na nulu) dok se bit prenosi. Alternativa NRZ kodiranju je NRZI (NRZ invertovano). Razlika između NRZ i NRZI sastoji se u tome što se kod NRZI 1 prenosi promenom vrednosti napona. Ako je signal bio nizak, postaje visok. Ako je bio visok, postaje nizak. Komunikacionim uređajima je neophodan neki mehanizam da bi se onemogućila odstupanja u tajmingu. Kod konstantnog signala ne postoji mehanizam za sinhronizaciju. Međutim, ako se signal menja, promene mogu da se koriste za održavanje sinhronizovanosti uređaja. Zbog toga se u nekim šemama uvodi promena signala.

1.2. Mančester kodiranje

Mančester (Manchester) kod koristi promene za očuvanje sinhronizacije između uređaja koji šalju i koji primaju podatke. Neki ga nazivaju i samosinhronizujuci kod. Razlika između 0 i 1 označena je promenom naponskog nivoa. 0 se predstavlja promenom napona sa visoke na nisku vrednost, a 1 promenom napona sa niske na visoku vradnost. Na slici 1.2 prikazan je Mančester-kodirani prenos stringa 01011001. Kao što slika prikazuje, signal nikada neće imati konstantnu vrednost duže od jednog bitskog intervala. Čak i kada je reč o sekvenci 0, ili 1, signal se menja na sredini svakog intervala. Nedostatak Mančester kodiranja je to što je neophodan dvostruki opseg signala – signal mora da se menja dva puta češće nego kod NRZ kodiranja. Varijacija ovog metoda se naziva diferencijalno Mančester kodiranje. Slično Mančester kodiranju, uvek dolazi do promene signala na polovini svakog bitskog intervala. Razlika je u onome što se dešava na početku svakog intervala. 1 izaziva zadršavanje signala na istom nivou na kome je bio na kraju prethodnog intervala. Prema tome, 0 može da ide ili sa niskog na visoki, ili sa visokog na niski nivo, u zavisnosti od inicijalne vrednosti signala.

Sadržaj: 2
Uvod 3
Šeme za digitalno kodiranje 3
1.1. NRZ kodiranje 4
1.2. Mančester kodiranje 4
Bitska brzina 6
1.3. Nikvistova teorema i bešumni kanali 7
1.4. Kanali sa šumovima 8
Konvertovanje digitalnih u analogne signale 9
1.5. Frekventna modulacija 10
1.6. Amplitudska modulacija 11
1.7. Fazna modulacija 12
1.8. Konvertovanje analognih u digitalne signale 14
1.9. Impulsna amplitudska modulacija 14
1.10. Impulsna kodna modulacija 15
Modemi 16
Zaključak 17
Literatura 19