La comunicazione analogica è composta da due parole analogico e comunicazione. Analogico si riferisce al segnale continuo che varia nel tempo. La comunicazione si riferisce allo scambio di informazioni tra due o più di due fonti. Per comunicazione analogica si intende la comunicazione con l'ausilio di segnali analogici.
La comunicazione analogica è la comunicazione dal mittente al destinatario sotto forma di segnale analogico. Il segnale analogico è a variazione continua del tempo segnale. L'esempio del segnale analogico sono le onde sonore. I segnali che variano continuamente nel tempo sono gli esempi di un segnale analogico, come ad esempio Audio E video segnali.
In questo tutorial discuteremo di comunicazione analogica, modulazione, tipi di modulazione, demodulatori, rumore, trasmettitori, ricevitori e altri componenti del sistema di comunicazione.
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Cos'è la comunicazione?
La trasmissione di informazioni da un'estremità all'altra è nota come comunicazione . Nel sistema elettronico, i dati vengono trasmessi attraverso il canale presente tra l'estremità trasmittente e quella ricevente. I dispositivi aggiuntivi vengono utilizzati con canale di comunicazione per impedire il segnale da disturbi esterni. I dati sono presenti sotto forma di segnale analogico, che è una forma di energia.
Il concetto essenziale della comunicazione analogica è modulazione . Aiuta a rimuovere il rumore o i disturbi esterni dai dati, che potrebbero deteriorare la qualità del segnale trasmesso. Discuteremo il concetto di modulazione più avanti nel tutorial.
Segnali
Il segnale è un'onda elettromagnetica che trasporta informazioni da un punto all'altro. Può viaggiare attraverso diversi mezzi, come ad esempio aria, vuoto, acqua , E solido . In elettronica il segnale è definito come a corrente, tensione, O onda trasportare informazioni e viaggiare su lunghe distanze. La velocità di un'onda del segnale è uguale alla velocità della luce.
Esistono due tipi di segnali, analogici e digitali. Analogico si riferisce alla trasmissione di dati in forma analogica o continua, mentre digitale si riferisce alla trasmissione di dati sotto forma di bit. I bit sono rappresentati da 0 (BASSO) E 1 (ALTO).
Segnali analogici
I segnali analogici sono segnali continui variabili nel tempo. Vuol dire che questi segnali sono in funzione del tempo.
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Un segnale analogico è un segnale le cui caratteristiche, come tensione, ampiezza o frequenza, variano nel tempo. La forma comune di un segnale analogico è l'onda sinusoidale. È mostrato di seguito:
Esempi di segnali analogici sono segnali elettrici, segnali luminosi, segnali vocali, ecc. Anche i segnali radio sono classificati come segnali analogici. Ogni segnale necessita di un mezzo per propagarsi. Per esempio,
I segnali elettrici richiedono che i cavi si propaghino da un luogo all'altro.
I segnali vocali o la voce richiedono spazio libero per propagarsi. Possiamo anche dire che il segnale vocale utilizza l'aria come mezzo di propagazione. Tuttavia, il rumore e la distorsione nei segnali analogici durante la trasmissione sono maggiori rispetto ai segnali digitali.
Esempio : La distanza percorsa da un'auto che percorre a tempo costante con un tempo specifico può essere considerata come un esempio di segnale analogico. Il grafico che rappresenta sarà una linea inclinata, come mostrato di seguito:
È di natura continua.
Tipi di segnali analogici
Un segnale è un tipo di energia che trasporta informazioni, come un segnale elettrico. È l'energia elettrica che trasporta le informazioni da una fonte all'altra. I segnali analogici sono classificati come segnali periodici e segnali non periodici.
Segnali periodici
Un segnale analogico che si ripete per un periodo di tempo è noto come segnale periodico, come onda sinusoidale e onda coseno. I segnali periodici possono essere facilmente rappresentati utilizzando equazioni matematiche.
L'onda coseno è mostrata di seguito:
Segnali aperiodici
Un segnale analogico che non si ripete per un periodo di tempo è noto come segnale aperiodico, come i segnali di rumore. È un segnale continuo ma non dello schema ripetuto. Non è facile rappresentare un segnale aperiodico utilizzando equazioni matematiche.
Di seguito è mostrato un esempio del segnale analogico aperiodico:
Segnale digitale
I segnali digitali sono il segnale che rappresenta i dati sotto forma di valori discreti. Richiede solo due valori 0 e 1, noti come bit. I dati vengono trasmessi sotto forma di questi bit. Per esempio,
01000110
Si tratta di dati a 8 bit o 1 byte.
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Di seguito è mostrato un esempio comune del segnale digitale:
Consideriamo un altro esempio di segnale digitale.
Esempio : I voti medi di 30 studenti in una classe in cinque materie possono essere considerati come un esempio di segnale digitale. Il grafico è mostrato di seguito:
Tipi di segnali digitali
I segnali digitali sono anche classificati come segnali periodici e segnali non periodici.
Segnali periodici
Un segnale digitale che si ripete per un periodo di tempo è noto come segnali periodici, come l'onda quadra.
L'onda quadra è mostrata di seguito:
Segnali aperiodici
Un segnale digitale che non si ripete per un periodo di tempo è noto come segnale aperiodico. È anche un segnale discreto, ma non con uno schema ripetuto.
Di seguito è mostrato un esempio comune del segnale digitale aperiodico:
Sistema di comunicazione analogica
Il sistema di comunicazione analogica si riferisce a un modello che aiuta i dati a trasmettere da un'estremità all'altra. Combina elementi che lavorano insieme per stabilire una rete tra il mittente e il destinatario. Consiste in trasduttori, trasmettitore, canale, E ricevitore . La funzione dei trasduttori è convertire una forma di energia nell'altra. Il canale funge da mezzo per trasmettere informazioni elettriche dal trasmettitore al ricevitore.
Di seguito è riportato lo schema a blocchi di un sistema di comunicazione analogico:
Discutiamo in dettaglio la funzione di ciascun componente.
Trasduttore di ingresso
Il trasduttore di ingresso converte l'informazione contenuta nel segnale del messaggio nell'energia elettrica adatta alla trasmissione. Le fonti di informazione sono audio, televisione, computer , eccetera.
La gamma di frequenza del segnale vocale va da 300 Hz a 3000 Hz.
La frequenza dei segnali video è 4,2 M Hz.
La gamma di frequenza della televisione va da 0 Hz a 6000K Hz.
L'uscita del trasduttore di ingresso viene alimentata al trasmettitore.
Trasmettitore
Il trasmettitore converte il segnale elettrico in una forma adatta alla trasmissione per il canale. Esegue la modulazione sovrapponendo il segnale del messaggio al alta frequenza segnale portante. Pertanto, canali diversi hanno tipi diversi di trasmettitore. Se le caratteristiche del canale variano, il trasmettitore deve adattarsi per mantenere la portata desiderata per una comunicazione efficace.
Il segnale originale è noto come segnale di messaggio o segnale in banda base. Il trasmettitore esegue anche il multiplexing, ovvero la trasmissione simultanea di più segnali.
Canale di comunicazione
Il canale di comunicazione è un mezzo per trasmettere il segnale elettrico dal trasmettitore al ricevitore. La comunicazione può essere broadcast o punto a punto. La trasmissione si riferisce a un singolo mittente e più ricevitori, come la radio. La comunicazione punto a punto si riferisce alla comunicazione tra un singolo mittente e un singolo destinatario, come un telefono. Il parametro essenziale per una trasmissione adeguata è la larghezza di banda. Maggiore è la larghezza di banda, migliore sarà la trasmissione.
Il canale di comunicazione è ulteriormente classificato come:
- Canale cablato
- Canale senza fili
Canale cablato
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Gli esempi di canali cablati sono cavi a doppino intrecciato, guida d'onda, cavi e fibra ottica.
Cavi a doppino intrecciato : Questi sono i due cavi conduttori intrecciati per migliorare la capacità di trasmissione. La torsione nei due conduttori accoppia i campi elettrici o magnetici e impedisce l'interferenza del rumore nel canale. Viene comunemente utilizzato per la schermatura dei cavi per evitare che i dati provengano da rumori esterni.
Guide d'onda : Le guide d'onda possono trasmettere le onde elettromagnetiche senza perdita di energia o perdita minima. È comunemente usato nelle comunicazioni radar e a microonde.
Fibra ottica : Una fibra ottica è una fibra di trasmissione costituita da plastica o vetro. Può trasmettere i dati fino a centinaia di chilometri senza compromettere la qualità del segnale. La trasmissione si basa sul TIR (Riflessione Interna Totale). Il diametro della fibra è piccolo quanto un capello umano.
Canale senza fili
È la comunicazione sotto forma di EM (onde elettromagnetiche) da un'antenna all'altra nello spazio. La trasmissione dipende dalla frequenza delle onde EM.
Fattori di interferenza
L'interferenza nel canale è definita come rumore E attenuazione .
Attenuazione è definita come la perdita di potenza del segnale. È noto anche come distorsione. L'attenuazione è causata dai componenti passivi del sistema di comunicazione, come cavi e connettori. Ha un basso contenuto di fibra ottica rispetto ad altri tipi di media.
Rumore è un fattore serio nel sistema di comunicazione. È definita come qualsiasi interferenza indesiderata nel segnale durante la trasmissione. Il rumore viene classificato in:
- Rumore interno
- Rumore esterno
Rumore interno
L'interferenza che si verifica durante la trasmissione del segnale all'interno del sistema di comunicazione è nota come rumore interno. Esempi di rumore interno sono il rumore termico, il rumore di sparo, ecc. Il rumore interno può anche derivare dalla ricombinazione dei portatori (elettroni e lacune).
Rumore esterno
L'interferenza che si verifica all'esterno del sistema di comunicazione è nota come rumore esterno. Gli esempi di rumore esterno sono illuminazione, accensione, commutazione elettrica , eccetera.
Ricevitore
Il ricevitore riceve informazioni dal canale. Estrae le informazioni necessarie dal segnale richiesto dal trasduttore di uscita. Il ricevitore esegue l'opposto della modulazione e del multiplexing, ovvero demodulazione E demultiplexing . Inoltre amplifica e rimuove il rumore dal segnale.
Trasduttore di uscita
Il trasduttore di uscita funziona in modo inverso rispetto a quello del trasduttore di ingresso. Converte l'energia elettrica nel segnale originale. Possiamo anche dire che rende comprensibili al target le informazioni disponibili. Esempi di trasduttori di uscita sono altoparlanti, motori, LED, ecc.
Sia i trasduttori di ingresso che quelli di uscita sono importanti perché convertono il segnale adatto alla trasmissione e aumentano la velocità del segnale.
IL Altoparlanti convertire l'energia elettrica in suono.
IL motori convertire l'energia elettrica in movimento.
IL LED (diodi emettitori di luce) convertono l'energia elettrica in energia luminosa.
Alcuni canali utilizzano anche amplificatori o filtri per rimuovere il rumore o la distorsione dal segnale. Il rumore presente nel segnale può influire sulla qualità del segnale. Pertanto, è essenziale utilizzare tali componenti nel circuito.
Funzione del sistema di comunicazione analogico
Abbiamo già discusso in dettaglio di ciascun componente. Parliamo di come i dati da un'estremità attraverso il trasduttore vengono trasmessi all'estremità ricevente. Rende i dati disponibili al ricevitore senza alcun rumore o distorsione. Qui discuteremo un esempio del segnale vocale.
Le informazioni raggiungono prima il trasduttore di ingresso . Converte il segnale vocale in segnale elettrico. È perché il sistema di comunicazione può consentire solo il passaggio dell'energia elettrica attraverso il sistema. Il segnale elettrico viene ulteriormente inviato al trasmettitore . Migliora le caratteristiche del segnale ricevuto mediante modulazione e lo converte nella forma adatta per il canale. Le informazioni ora viaggiano sul canale attraverso diversi media cablati o wireless. Dopo aver percorso la distanza desiderata, il segnale raggiunge il ricevitore. Ha demodulato il segnale per recuperare il segnale del messaggio originale, che è stato inviato per ultimo al trasduttore di uscita. Il trasduttore di uscita riconverte il segnale elettrico nel segnale vocale.
Il parlato gioca un ruolo importante nella voce umana, nella comunicazione tramite telefoni cellulari, video, ecc. Ma il rumore di fondo in un sistema è considerato un'inferenza e deve essere eliminato dal sistema. Per questo vengono utilizzati filtri o amplificatori efficaci.
Analogico contro digitale
Le differenze principali tra le due comunicazioni sono che la comunicazione analogica utilizza segnali analogici, che sono segnali variabili nel tempo continui. La comunicazione digitale utilizza segnali digitali, che sono presenti in forma discreta.
Parliamo di alcune differenze tra la comunicazione analogica e quella digitale.
| Categoria | Comunicazione analogica | Comunicazione digitale |
|---|---|---|
| Definizione | Utilizza segnali analogici per trasmettere i dati dal trasmettitore al ricevitore. | Utilizza segnali digitali per trasmettere i dati dal trasmettitore al ricevitore. |
| Segnale | Il segnale analogico è un segnale che varia nel tempo in modo continuo. | Il segnale digitale utilizza due bit per la trasmissione di livello 0 (LOW) e 1 (HIGH). |
| Immunità al rumore | Povero | Bene |
| Probabilità di errore | Alto | Basso |
| Codifica | NO | SÌ Il sistema di comunicazione digitale utilizza un codificatore e un decodificatore per la codifica all'estremità di trasmissione e di ricezione. Aiuta nel rilevamento degli errori. |
| Flessibile | Meno flessibile | Più flessibile |
| Costo | Basso costo | Costo alto |
| Consumo di energia | Alto | Basso |
| Trasmissione dati | Meno accurato Più accurato | |
| Rappresentazione del segnale | I segnali analogici sono rappresentati da un'onda sinusoidale o coseno. | I segnali digitali sono rappresentati da un'onda quadra. |
| Esempi | Segnali audio, segnali vocali, segnali video, ecc. | Segnali dell'orologio |
| Applicazioni | Radar. Telefonia, ecc. | Orologi digitali, Compact Disc, computer, ecc. |
Vantaggi della comunicazione analogica
I vantaggi della comunicazione analogica sono i seguenti:
- Il segnale analogico utilizza meno larghezza di banda rispetto al segnale digitale. Ciò è dovuto all'uso di un amplificatore nel sistema di comunicazione analogico, che migliora il segnale e riduce la distorsione.
- Fornisce un metodo di rappresentazione più accurato grazie alla sua natura continua.
- I segnali audio sono preferiti per le trasmissioni audio e video. È perché questi segnali possono essere facilmente modulati e demodulati utilizzando la modulazione e la demodulazione di ampiezza.
- I segnali analogici sono facili da elaborare rispetto ai segnali digitali.
- Offre una quantità finita di risoluzione del segnale.
- I segnali analogici hanno un'alta densità perché sono continui e richiedono un mezzo per trasmetterli.
Prerequisito
Il requisito per apprendere la comunicazione analogica è la conoscenza di base di comunicazione concetti. Una comprensione di base di Segnali e sistemi, Elettronica e comunicazioni sarebbe un vantaggio.
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Pubblico
Il tutorial sulla comunicazione analogica è destinato a principianti, studenti che vogliono acquisire conoscenze della comunicazione analogica. È richiesta la conoscenza di base prima di iniziare con il Tutorial.
Problema
Ti assicuriamo che non troverai alcun problema con questo tutorial sulla comunicazione analogica. Ma se c'è qualche errore, segnala il problema nel modulo di contatto.