มหาวิทยาลัยเทคนิคไฟฟ้าแห่งรัฐเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก "LETI" ตั้งชื่อตาม วี.ไอ. อุลยาโนวา (เลนิน) (SPbSETU)

กรมวิทยบริการ

เชิงนามธรรม

ระเบียบวินัย: “การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล”

ในหัวข้อ: “สัญญาณและคุณสมบัติ”

สมบูรณ์:

ตรวจสอบแล้ว:

เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก 2014

1. บทนำ………………………………………………………………………………………………...3

2. โครงสร้างทั่วไปของระบบประมวลผลสัญญาณดิจิทัล…………………………………..4

3. การจำแนกประเภทของสัญญาณ……………………………………………………………………5

4. ลักษณะสัญญาณ………………………………………………………………………………………...7

5. รูปแบบของการแสดงสัญญาณ……………………………………………………………………….8

6. ข้อสรุป……………………………………………………………………………………………………………..9

7. วรรณกรรม……………………………………………………………………………………………………………10

การแนะนำ

แนวคิดเรื่องสัญญาณ

สัญญาณ- สัญลักษณ์ (เครื่องหมาย รหัส) ที่สร้างและส่งสู่อวกาศ (ผ่านช่องทางการสื่อสาร) โดยระบบเดียวหรือเกิดขึ้นในกระบวนการโต้ตอบของหลายระบบ ความหมายและความสำคัญของสัญญาณจะถูกเปิดเผยในกระบวนการถอดรหัสโดยระบบที่สอง (ตัวรับ)

สัญญาณ- สื่อจัดเก็บวัสดุที่ใช้ในการส่งข้อความในระบบสื่อสาร สามารถสร้างสัญญาณได้ แต่ไม่จำเป็นต้องรับสัญญาณ ซึ่งแตกต่างจากข้อความที่ออกแบบให้ฝ่ายรับยอมรับ ไม่เช่นนั้นก็จะไม่ใช่ข้อความ สัญญาณอาจเป็นกระบวนการทางกายภาพใดๆ ที่พารามิเตอร์เปลี่ยนแปลง (หรือเปลี่ยนแปลง) ตามข้อความที่ส่ง

สัญญาณ กำหนดไว้หรือสุ่ม ได้รับการอธิบายโดยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ซึ่งเป็นฟังก์ชันที่แสดงลักษณะการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์สัญญาณ

แนวคิด สัญญาณช่วยให้คุณสามารถสรุปจากปริมาณทางกายภาพที่เฉพาะเจาะจง เช่น กระแส แรงดันไฟฟ้า คลื่นเสียง และพิจารณาปรากฏการณ์นอกบริบททางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับการเข้ารหัสข้อมูล และดึงข้อมูลจากสัญญาณที่มักจะถูกบิดเบือนจากสัญญาณรบกวน ในการวิจัย สัญญาณมักจะแสดงเป็นฟังก์ชันของเวลา ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่สามารถนำข้อมูลที่จำเป็นไปได้ เรียกว่าวิธีการบันทึกฟังก์ชั่นนี้เช่นเดียวกับวิธีการบันทึกเสียงรบกวน แบบจำลองสัญญาณทางคณิตศาสตร์.

โครงสร้างทั่วไปของระบบประมวลผลสัญญาณดิจิทัล

การประมวลผลแบบดิจิทัลเกี่ยวข้องกับการแทนสัญญาณใด ๆ ที่เป็นลำดับตัวเลข ซึ่งหมายความว่าสัญญาณอะนาล็อกดั้งเดิมจะต้องถูกแปลงเป็นลำดับตัวเลขดั้งเดิมซึ่งจะถูกแปลงโดยคอมพิวเตอร์ตามอัลกอริทึมที่กำหนดให้เป็นลำดับใหม่ที่สอดคล้องกับสัญญาณดั้งเดิมโดยเฉพาะ จากลำดับใหม่ที่เกิดขึ้น สัญญาณอะนาล็อกที่ได้จะถูกสร้างขึ้น โครงสร้างทั่วไปของระบบประมวลผลสัญญาณดิจิทัลแสดงอยู่ในภาพด้านล่าง

อินพุตจะรับสัญญาณอะนาล็อกจากเซ็นเซอร์หลายตัวที่จะแปลงปริมาณทางกายภาพเป็นแรงดันไฟฟ้า การสุ่มตัวอย่างเวลาและการหาปริมาณระดับจะดำเนินการในตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) สัญญาณเอาท์พุตของ ADC คือลำดับตัวเลขที่ส่งไปยังโปรเซสเซอร์ดิจิทัลของ CPU ซึ่งดำเนินการประมวลผลที่ต้องการ โปรเซสเซอร์ดำเนินการทางคณิตศาสตร์ต่างๆ กับตัวอย่างอินพุต ตามกฎแล้วโปรเซสเซอร์ดิจิทัลจะมีอุปกรณ์เพิ่มเติม:

ตัวคูณเมทริกซ์

ALU เพิ่มเติมสำหรับการสนับสนุนฮาร์ดแวร์สำหรับการสร้างที่อยู่ตัวถูกดำเนินการ

บัสภายในเพิ่มเติมสำหรับการเข้าถึงหน่วยความจำแบบขนาน

ตัวจำแลงฮาร์ดแวร์สำหรับปรับขนาด คูณ หรือหารด้วย 2n

ผลลัพธ์ของการทำงานของโปรเซสเซอร์คือลำดับตัวเลขใหม่ที่แสดงตัวอย่างสัญญาณเอาท์พุต สัญญาณเอาท์พุตแอนะล็อกถูกสร้างขึ้นใหม่จากลำดับตัวเลขโดยใช้ตัวแปลงดิจิทัลเป็นแอนะล็อก DAC

แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุต DAC มีรูปแบบขั้น หากจำเป็น คุณสามารถใช้ตัวกรองการปรับให้เรียบกับเอาต์พุตได้

การจำแนกสัญญาณ:

ตามธรรมชาติของสื่อบันทึกข้อมูล

ไฟฟ้า;

แม่เหล็กไฟฟ้า;

แสง;

อะคูสติก:

ตามวิธีการตั้งค่าสัญญาณ

ปกติ (กำหนด) ระบุโดยฟังก์ชันการวิเคราะห์

ไม่สม่ำเสมอ (สุ่ม) รับค่าตามอำเภอใจได้ตลอดเวลา เพื่ออธิบายสัญญาณดังกล่าว ใช้เครื่องมือของทฤษฎีความน่าจะเป็นขึ้นอยู่กับฟังก์ชันที่อธิบายพารามิเตอร์สัญญาณ

, สัญญาณอะนาล็อก, ไม่ต่อเนื่อง, ปริมาณและดิจิตอลมีความโดดเด่น:

ต่อเนื่อง (อะนาล็อก) อธิบายโดยฟังก์ชันต่อเนื่อง

ไม่ต่อเนื่อง อธิบายโดยฟังก์ชันของกลุ่มตัวอย่างที่ถ่าย ณ จุดใดจุดหนึ่ง

คำนวณตามระดับ

สัญญาณแยกเชิงปริมาณตามระดับ (ดิจิทัล)

สัญญาณส่วนใหญ่เป็นแบบอะนาล็อก กล่าวคือ มีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องเมื่อเวลาผ่านไป และอาจรับค่าใดๆ ในช่วงเวลาหนึ่งๆ สัญญาณแอนะล็อกอธิบายได้ด้วยฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ของเวลา

ตัวอย่างของไฟฟ้ากระแสสลับคือสัญญาณฮาร์มอนิก: s(t) = A·cos(ω·t + φ)

สัญญาณแอนะล็อกใช้ในการโทรศัพท์ วิทยุกระจายเสียง และโทรทัศน์ เป็นไปไม่ได้ที่จะป้อนสัญญาณดังกล่าวเข้าสู่ระบบดิจิทัลเพื่อการประมวลผล เนื่องจากในช่วงเวลาใดๆ ก็ตาม สัญญาณดังกล่าวสามารถมีค่าได้ไม่จำกัด และเพื่อการแสดงค่าที่แม่นยำ (โดยไม่มีข้อผิดพลาด) จึงจำเป็นต้องมีจำนวนความลึกที่ไม่สิ้นสุด ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องแปลงสัญญาณแอนะล็อกเพื่อให้สามารถแสดงเป็นลำดับตัวเลขของความลึกบิตที่กำหนดได้

สัญญาณแยก

การสุ่มตัวอย่างสัญญาณอะนาล็อกประกอบด้วยการแสดงสัญญาณเป็นลำดับของค่าที่ถ่ายในช่วงเวลาที่ไม่ต่อเนื่องในเวลา t i (โดยที่ i คือดัชนี) โดยทั่วไปแล้ว ช่วงเวลาระหว่างตัวอย่างต่อเนื่องกัน (Δt i = t i − t i−1) จะคงที่ ในกรณีนี้ เรียกว่า Δt ช่วงเวลาการสุ่มตัวอย่าง- ค่าของสัญญาณ x(t) ณ ช่วงเวลาของการวัดนั่นคือ x i = x(t i) เรียกว่า นับ

สัญญาณเชิงปริมาณ

ในระหว่างการหาปริมาณ ช่วงของค่าสัญญาณทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นระดับ ซึ่งจำนวนจะต้องแสดงเป็นตัวเลขของความลึกบิตที่กำหนด ระยะห่างระหว่างระดับเหล่านี้เรียกว่าขั้นตอนการหาปริมาณ Δ จำนวนของระดับเหล่านี้คือ N (ตั้งแต่ 0 ถึง N−1) แต่ละระดับจะได้รับมอบหมายหมายเลข ตัวอย่างสัญญาณจะถูกเปรียบเทียบกับระดับการหาปริมาณ และเลือกตัวเลขที่สอดคล้องกับระดับการหาปริมาณที่แน่นอนเป็นสัญญาณ แต่ละระดับของปริมาณจะถูกเข้ารหัสเป็นเลขฐานสองที่มี n บิต จำนวนระดับการหาปริมาณ N และจำนวนบิต n ของเลขฐานสองที่เข้ารหัสระดับเหล่านี้มีความสัมพันธ์กันโดยความสัมพันธ์ n ≥ log 2 (N)

สัญญาณดิจิตอล

เพื่อที่จะแสดงสัญญาณแอนะล็อกเป็นลำดับของจำนวนบิตจำกัด จะต้องแปลงสัญญาณดังกล่าวเป็นสัญญาณแยกก่อน จากนั้นจึงนำไปวัดเป็นปริมาณ การหาปริมาณเป็นกรณีพิเศษของการสุ่มตัวอย่าง เมื่อการสุ่มตัวอย่างเกิดขึ้นด้วยค่าเดียวกัน เรียกว่าควอนตัม เป็นผลให้สัญญาณจะถูกนำเสนอในลักษณะที่ในแต่ละช่วงเวลาที่กำหนดจะทราบค่าโดยประมาณ (เชิงปริมาณ) ของสัญญาณซึ่งสามารถเขียนเป็นจำนวนเต็มได้ ลำดับของตัวเลขดังกล่าวจะเป็นสัญญาณดิจิตอล

ลักษณะสัญญาณ

ระยะเวลาของสัญญาณ(เวลาในการส่งสัญญาณ) Tc คือช่วงเวลาที่สัญญาณมีอยู่

ความกว้างสเปกตรัม Fc- ช่วงความถี่ที่พลังงานสัญญาณหลักรวมอยู่

ฐานสัญญาณ- ผลคูณของความกว้างของสเปกตรัมสัญญาณและระยะเวลา

ช่วงไดนามิก D ค- ลอการิทึมของอัตราส่วนของกำลังสัญญาณสูงสุด - P สูงสุดถึงค่าต่ำสุด - P นาที (แยกแยะขั้นต่ำได้ที่ระดับเสียง): Dc = log(P สูงสุด / P นาที)

ปริมาณสัญญาณถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ V c = T c F c D c .

T c – ระยะเวลาของสัญญาณ F c – สเปกตรัมประสิทธิผลของสัญญาณ:

ลักษณะพลังงาน

กำลังทันที - P(t);

กำลังเฉลี่ย - P เฉลี่ยและพลังงาน - E

ลักษณะเหล่านี้ถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์:

โดยที่ T = t สูงสุด -t นาที

รูปแบบการนำเสนอสัญญาณ

วิธีการนำเสนอสัญญาณ

กราฟิก

เชิงวิเคราะห์

ไดอะแกรมกำหนดเวลา

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์

แผนภาพเวกเตอร์

แผนภาพเรขาคณิต

แผนภาพสเปกตรัมแผนภาพเวลา

เป็นกราฟของการขึ้นต่อกันของพารามิเตอร์สัญญาณใดๆ (เช่น แรงดันหรือกระแส) ตรงเวลา สามารถสังเกตรูปคลื่นได้ในแผนภาพเวลาของสัญญาณ ออสซิลโลแกรมสามารถสังเกตได้ด้วยสายตาโดยใช้อุปกรณ์วัดพิเศษ - ออสซิลโลสโคปแผนภาพเวกเตอร์

ใช้เมื่อศึกษากระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเฟสสัญญาณ (เช่น การมอดูเลตเฟส) ในแผนภาพนี้ สัญญาณจะแสดงด้วยเวกเตอร์ ซึ่งความยาวจะเป็นสัดส่วนกับความกว้างของสัญญาณ และมุมเอียงที่สัมพันธ์กับเวกเตอร์ดั้งเดิมจะแสดงเฟสของสัญญาณ ในแผนภาพเรขาคณิต

สัญญาณจะแสดงเป็นรูปทรงเรขาคณิต แผนภาพนี้สามารถใช้เพื่อแสดงปริมาณของสัญญาณด้วยสายตาแผนภาพสเปกตรัม

คือกราฟการกระจายพลังงาน (แอมพลิจูดสเปกตรัม) หรือเฟส (เฟสสเปกตรัม) ของสัญญาณตามความถี่ แผนภาพเหล่านี้สามารถสังเกตได้โดยใช้อุปกรณ์วัดพิเศษ - เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม

ดังนั้นการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลจึงเป็นการแปลงสัญญาณที่นำเสนอในรูปแบบดิจิทัล

การใช้อัลกอริธึมทางคณิตศาสตร์ ผลลัพธ์ของสัญญาณแยก s(k) จะถูกแปลงเป็นสัญญาณอื่นที่มีคุณสมบัติที่ต้องการ กระบวนการแปลงสัญญาณเรียกว่าการกรอง และอุปกรณ์ที่ทำการกรองเรียกว่าตัวกรอง เนื่องจากตัวอย่างสัญญาณมาถึงด้วยความเร็วคงที่ ตัวกรองจึงต้องมีเวลาในการประมวลผลตัวอย่างปัจจุบันก่อนที่ตัวอย่างถัดไปจะมาถึง กล่าวคือ ประมวลผลสัญญาณแบบเรียลไทม์ ในการประมวลผลสัญญาณ (การกรอง) แบบเรียลไทม์จะใช้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์พิเศษ - ตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัล

ทั้งหมดนี้ใช้ได้อย่างเต็มที่ไม่เพียงแต่กับสัญญาณต่อเนื่องเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่องตลอดจนสัญญาณที่บันทึกบนอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล ในกรณีหลังนี้ ความเร็วในการประมวลผลไม่สำคัญ เนื่องจากข้อมูลจะไม่สูญหายหากประมวลผลช้า

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ในการประมวลผลสัญญาณและภาพ พื้นฐานทางคณิตศาสตร์ใหม่สำหรับการแสดงสัญญาณโดยใช้ "คลื่นสั้น" - คลื่นเล็ก - ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ด้วยความช่วยเหลือนี้ ทำให้สามารถประมวลผลสัญญาณที่ไม่นิ่ง สัญญาณที่มีการหยุดพัก และคุณสมบัติอื่นๆ และสัญญาณในรูปแบบของการระเบิดได้

วรรณกรรม

1. การประมวลผลสัญญาณภาพแบบดิจิทัล: หนังสือเรียน เบี้ยเลี้ยง / S.M. อิบาทัลลิน; มหาวิทยาลัยเทคนิคไฟฟ้าแห่งรัฐเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กตั้งชื่อตาม วี.ไอ. อุลยานอฟ (เลนิน) "เลติ" - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก : สำนักพิมพ์ของ St. Petersburg Electrotechnical University "LETI", 2549 - 127 หน้า

2. การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล: หนังสือเรียน คู่มือสำหรับมหาวิทยาลัย / A.B. Sergienko; - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก : ปีเตอร์, 2545. - 603 ส.

3. อัลกอริธึมและตัวประมวลผลของการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล: หนังสือเรียน คู่มือสำหรับมหาวิทยาลัย / A. I. Solonina, D. A. Ulakhovich, L. A. Yakovlev. - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก : BHV-ปีเตอร์สเบิร์ก, 2544. - 454 หน้า

ให้เราพิจารณากรณีที่ระยะเวลาของสัญญาณที่ส่งเท่ากับ ตและความถี่สูงสุดของสเปกตรัมจะเท่ากับ เอฟ เอ็ม- พูดอย่างเคร่งครัด เงื่อนไขดังกล่าวเข้ากันไม่ได้ เนื่องจากสัญญาณที่มีระยะเวลาจำกัดมีสเปกตรัมกว้างไม่สิ้นสุด แต่เกือบทุกครั้งเราสามารถจำกัดตัวเองให้พิจารณาย่านความถี่ได้ ซึ่งนอกเหนือจากนั้นพลังงานของส่วนประกอบสเปกตรัมยังน้อยมากอีกด้วย

ปล่อยให้ในช่วงเวลา T (รูปที่ 9.3) ถูกส่ง เอ็นตัวอย่างและตามทฤษฎีบทของ Kotelnikov ระยะห่างระหว่างตัวอย่างถูกเลือกเท่ากับ จากนั้น: และซีรีส์ Kotelnikov จะมีรูปแบบ:

ตัวเลข เอ็น– จำนวนองศาความเป็นอิสระของสัญญาณ ฉ(ที)หรือฐานสัญญาณ นำตัวเลขนี้เป็นจำนวนสัญลักษณ์สัญญาณที่ส่ง nการใช้สูตรนี้ทำให้คุณสามารถคำนวณจำนวนข้อมูลที่ส่งผ่านช่วงเวลาหนึ่งได้ ตแต่สำหรับสิ่งนี้ ยังคงจำเป็นต้องประมาณจำนวนสถานะที่เป็นไปได้ มซึ่งสามารถแยกแยะได้ในสัญญาณที่ส่ง ตัวเลขนี้ขึ้นอยู่กับระดับการรบกวนในช่องสัญญาณสื่อสาร หากการเพิ่มขึ้นของสัญญาณน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าเสียงรบกวนที่มีประสิทธิผล (rms) การเพิ่มขึ้นดังกล่าวจะตรวจพบได้ยาก ดังนั้น ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับกำลังไฟฟ้ารบกวนตามความสัมพันธ์ = จึงถือเป็นหน่วยของการไล่ระดับสัญญาณในช่องสัญญาณสื่อสาร กำลังสัญญาณเมื่อมีข้อความที่ส่งในช่องมีค่าเท่ากับ อาร์ ส + อาร์ พีและแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ คุณอี- จากนั้นจำนวนการไล่ระดับสัญญาณที่เป็นไปได้จะเท่ากับ (9.12)

จำนวนข้อมูลมาจากไหน (โดยคำนึงถึง n>>1) เท่ากับ

ค่าของ I o บางครั้งเรียกว่าปริมาตรของสัญญาณและแสดงเป็นรูปขนานในระบบพิกัดสามมิติ (รูปที่ 9.4) ถ้าเราเอาความสัมพันธ์ (9.14)

เราได้รับ อัตราการถ่ายโอนข้อมูล- แน่นอนว่าสำหรับการถ่ายโอนข้อมูลแบบปกตินั้นปริมาณงานของช่องทางการสื่อสารจะต้องไม่น้อยกว่าความเร็วของข้อมูลที่เข้ามานั่นคือ จะต้องตอบสนองความไม่เท่าเทียมกันSk≥C เมื่อส่งข้อมูลตัวอักษรและตัวเลข สัญญาณจะถูกเข้ารหัส เช่น เป็นตัวแทนในรูปแบบของการรวมกันของพัลส์ในช่วงเวลาต่างๆ มีรหัสที่สม่ำเสมอและไม่สม่ำเสมอ รหัส Baudot แบบสม่ำเสมอและรหัส Morse ที่ไม่สม่ำเสมอมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์สื่อสาร

การแสดงสัญญาณโดยประมาณโดยซีรีส์ KOTELNIKOV และข้อผิดพลาดโดยประมาณ

หากเป็นที่ทราบกันว่าพลังงานส่วนใหญ่ของสัญญาณที่มีสเปกตรัมไม่ จำกัด นั้นกระจุกตัวอยู่ในคลื่นความถี่ที่ จำกัด ดังนั้นด้วยข้อผิดพลาดบางอย่างจึงเป็นไปได้ที่จะแสดงสัญญาณดังกล่าวโดยใช้ซีรี่ส์ Kotelnikov ที่ จำกัด ตัวอย่างเช่น รูปนี้แสดงตัวอย่างพัลส์สี่เหลี่ยมสองและสามตัวอย่าง ในกรณีแรก จะคำนึงถึงสัญญาณที่มีความถี่สูง ในกรณีที่สอง ขึ้นอยู่กับความถี่ โมเดลที่เกี่ยวข้องของการเป็นตัวแทนดังกล่าวมีรูปแบบ:

และในกรณีที่สามมีสามข้อ:

ใช้สูตร (1) สร้างกราฟ 1 ในรูป วีและตามสูตร (2) – ตารางที่ 2

เมื่อจำนวนตัวอย่างเพิ่มขึ้น ความแม่นยำของการประมาณสัญญาณโดยซีรีส์ Kotelnikov จะเพิ่มขึ้น

สัญญาณตามอำเภอใจที่มีสเปกตรัมไม่จำกัด เมื่อแสดงด้วยซีรี่ส์ Kotelnikov จะแตกต่างจากสัญญาณที่มีสเปกตรัมไม่จำกัดตามจำนวนข้อผิดพลาด ดังนั้นเราจึงสามารถเขียนได้ว่าสัญญาณดั้งเดิมนั้น

โดยที่สัญญาณที่มีสเปกตรัมจำกัดคือสัญญาณผิดพลาด

สเปกตรัมของสัญญาณเหล่านี้ไม่ทับซ้อนกัน ดังนั้นสัญญาณจึงตั้งฉาก และพลังงานของพวกเขานั่นคือกำลังสองของบรรทัดฐานรวมกัน: .

การวัดความคลาดเคลื่อนโดยประมาณโดยสัมบูรณ์จะใช้เป็นระยะทางเท่ากับค่าปกติของสัญญาณข้อผิดพลาด การใช้ความสัมพันธ์ , เป็นไปได้ด้วยสเปกตรัมพลังงานที่ทราบ โดยใช้ทฤษฎีบทของไรลีย์เพื่อให้ได้:

สัญญาณแบนด์แคบ: การแสดงในรูปแบบที่ซับซ้อน

สเปกตรัมสัญญาณ

สัญญาณแถบแคบคือสัญญาณที่มีความหนาแน่นของสเปกตรัมกระจุกตัวอยู่ในแถบความถี่ที่จำกัดใกล้กับความถี่อ้างอิงที่กำหนด และเป็นไปตามเงื่อนไข ในทางคณิตศาสตร์ สัญญาณดังกล่าวสามารถแสดงได้ด้วยโมเดลที่แตกต่างกัน เช่น หรือ

หรือโดยทั่วไป ใช้ชุดค่าผสมเชิงเส้นเพื่อแสดงสัญญาณย่านความถี่แคบ:

ฟังก์ชันนี้เรียกว่าแอมพลิจูดในเฟส และฟังก์ชันนี้เรียกว่าแอมพลิจูดการสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส คุณสมบัติทั้งสองนี้แสดงถึงสัญญาณความถี่ต่ำ (เทียบกับ) สัญญาณย่านความถี่แคบยังสามารถแสดงในรูปแบบที่ซับซ้อนได้:

ปริมาณ (3) เรียกว่าซองจดหมายเชิงซ้อนของสัญญาณย่านความถี่แคบ ไม่ใช่เรื่องยากที่จะแสดงให้เห็นว่าการเป็นตัวแทนจริง (1) ของสัญญาณย่านความถี่แคบสัมพันธ์กับการเป็นตัวแทนที่ซับซ้อนโดยความสัมพันธ์:

จากมุมมองทางกายภาพ สัญญาณแนร์โรว์แบนด์ถือได้ว่าเป็นออสซิลเลชันกึ่งฮาร์มอนิก ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้วิธีแอมพลิจูดที่ซับซ้อนในการคำนวณได้ ขอบเขตที่ซับซ้อนของสัญญาณย่านความถี่แคบมีบทบาทเช่นเดียวกับแอมพลิจูดของการสั่นแบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย อย่างไรก็ตาม ในกรณีทั่วไป เวกเตอร์จะแกว่งไปมาบนระนาบเชิงซ้อน โดยเปลี่ยนแอมพลิจูดและตำแหน่งเชิงมุม

ให้เราแสดงความหนาแน่นสเปกตรัมของเปลือกที่ซับซ้อนด้วย จากนั้นสเปกตรัมของสัญญาณย่านความถี่แคบจะเท่ากัน

ในแต่ละวันผู้คนต้องเผชิญกับการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ชีวิตสมัยใหม่เป็นไปไม่ได้หากไม่มีพวกเขา ท้ายที่สุดแล้ว เรากำลังพูดถึงทีวี วิทยุ คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ หม้อหุงข้าวและอื่นๆ ก่อนหน้านี้เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาไม่มีใครคิดว่าจะใช้สัญญาณอะไรในอุปกรณ์ทำงานแต่ละเครื่อง ในปัจจุบัน คำว่า "แอนะล็อก", "ดิจิทัล", "แยกส่วน" มีมานานแล้ว สัญญาณบางประเภทที่ระบุไว้มีคุณภาพสูงและเชื่อถือได้

การส่งสัญญาณแบบดิจิทัลมีการใช้งานช้ากว่าอนาล็อกมาก เนื่องจากสัญญาณดังกล่าวรักษาได้ง่ายกว่ามากและเทคโนโลยีในเวลานั้นยังไม่ได้รับการปรับปรุงมากนัก

ทุกคนต้องเผชิญกับแนวคิดเรื่อง “ความรอบคอบ” ตลอดเวลา หากคุณแปลคำนี้จากภาษาละติน มันจะหมายถึง "ความไม่ต่อเนื่อง" จากการเจาะลึกทางวิทยาศาสตร์ เราสามารถพูดได้ว่าสัญญาณแยกเป็นวิธีการส่งข้อมูล ซึ่งบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงเวลาของสื่อพาหะ อย่างหลังจะใช้ค่าใด ๆ จากความเป็นไปได้ทั้งหมด ตอนนี้ความรอบคอบกำลังจางหายไปในเบื้องหลัง หลังจากที่ตัดสินใจสร้างระบบบนชิป เป็นแบบองค์รวมและส่วนประกอบทั้งหมดมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด ในความไม่รอบคอบ ทุกอย่างจะตรงกันข้าม - แต่ละรายละเอียดเสร็จสมบูรณ์และเชื่อมต่อกับผู้อื่นผ่านสายการสื่อสารพิเศษ

สัญญาณ

สัญญาณคือรหัสพิเศษที่ส่งไปยังอวกาศโดยระบบตั้งแต่หนึ่งระบบขึ้นไป สูตรนี้เป็นสูตรทั่วไป

ในด้านข้อมูลและการสื่อสาร สัญญาณคือตัวพาข้อมูลพิเศษที่ใช้ในการส่งข้อความ สามารถสร้างได้ แต่เงื่อนไขหลังนั้นไม่จำเป็น หากสัญญาณเป็นข้อความแสดงว่า "จับ" ก็ถือว่าจำเป็น

รหัสที่อธิบายถูกระบุโดยฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ เป็นลักษณะการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้ทั้งหมดในพารามิเตอร์ ในทฤษฎีวิศวกรรมวิทยุ โมเดลนี้ถือเป็นพื้นฐาน ในนั้นสัญญาณรบกวนเรียกว่าสัญญาณอะนาล็อก มันแสดงถึงฟังก์ชันเวลาที่โต้ตอบกับโค้ดที่ส่งอย่างอิสระและบิดเบือนมัน

บทความนี้จะอธิบายประเภทของสัญญาณ: แยก อนาล็อก และดิจิทัล ทฤษฎีพื้นฐานในหัวข้อที่อธิบายไว้ก็ให้ไว้โดยย่อเช่นกัน

ประเภทของสัญญาณ

มีสัญญาณให้เลือกหลายแบบ มาดูกันว่ามีประเภทใดบ้าง

1. ขึ้นอยู่กับสื่อทางกายภาพของตัวพาข้อมูล สัญญาณเหล่านี้จะถูกแบ่งออกเป็นสัญญาณไฟฟ้า แสง เสียง และแม่เหล็กไฟฟ้า มีอีกหลายสายพันธุ์แต่ไม่ค่อยมีใครรู้จัก
2. ตามวิธีการตั้งค่า สัญญาณจะแบ่งออกเป็นแบบปกติและแบบไม่สม่ำเสมอ วิธีแรกคือวิธีการกำหนดของการส่งข้อมูลซึ่งระบุโดยฟังก์ชันการวิเคราะห์ การสุ่มถูกกำหนดโดยใช้ทฤษฎีความน่าจะเป็นและยังรับค่าใดๆ ในช่วงเวลาต่างๆ กันอีกด้วย
3. ขึ้นอยู่กับฟังก์ชันที่อธิบายพารามิเตอร์สัญญาณทั้งหมด วิธีการส่งข้อมูลอาจเป็นแบบแอนะล็อก ไม่ต่อเนื่อง หรือแบบดิจิทัล (วิธีการที่มีการวัดปริมาณในระดับ) ใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าหลายชนิด

ตอนนี้ผู้อ่านรู้การส่งสัญญาณทุกประเภทแล้ว ไม่ใช่เรื่องยากสำหรับทุกคนที่จะเข้าใจสิ่งสำคัญคือการคิดนิดหน่อยและจดจำหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียน

เหตุใดสัญญาณจึงถูกประมวลผล?

สัญญาณได้รับการประมวลผลเพื่อส่งและรับข้อมูลที่เข้ารหัสไว้ เมื่อสกัดออกมาแล้วก็สามารถนำไปใช้ได้หลากหลายวิธี ในบางสถานการณ์ก็จะถูกฟอร์แมตใหม่

มีอีกเหตุผลหนึ่งในการประมวลผลสัญญาณทั้งหมด ประกอบด้วยการบีบอัดความถี่เล็กน้อย (เพื่อไม่ให้ข้อมูลเสียหาย) หลังจากนี้จะถูกฟอร์แมตและส่งด้วยความเร็วต่ำ

สัญญาณอนาล็อกและดิจิตอลใช้เทคนิคพิเศษ โดยเฉพาะการกรอง การบิดเบี้ยว ความสัมพันธ์ จำเป็นต้องคืนค่าสัญญาณหากได้รับความเสียหายหรือมีเสียงรบกวน

การสร้างและการก่อตัว

บ่อยครั้งที่จำเป็นต้องใช้ตัวแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) เพื่อสร้างสัญญาณ โดยส่วนใหญ่ ทั้งสองอย่างนี้จะใช้เฉพาะในสถานการณ์ที่ใช้เทคโนโลยี DSP เท่านั้น ในกรณีอื่นๆ จะใช้เฉพาะ DAC เท่านั้นที่ทำได้

เมื่อสร้างโค้ดแอนะล็อกแบบฟิสิคัลโดยใช้วิธีดิจิทัลต่อไป จะต้องอาศัยข้อมูลที่ได้รับซึ่งส่งจากอุปกรณ์พิเศษ

ช่วงไดนามิก

คำนวณโดยความแตกต่างระหว่างระดับเสียงสูงและต่ำซึ่งแสดงเป็นเดซิเบล ขึ้นอยู่กับงานและลักษณะของการแสดงโดยสมบูรณ์ เรากำลังพูดถึงทั้งเพลงและบทสนทนาธรรมดาระหว่างผู้คน ตัวอย่างเช่น หากเราใช้ผู้ประกาศที่อ่านข่าว ช่วงไดนามิกของเขาจะผันผวนประมาณ 25-30 เดซิเบล และในขณะที่อ่านงานใด ๆ ก็สามารถเพิ่มได้ถึง 50 เดซิเบล

สัญญาณอนาล็อก

สัญญาณแอนะล็อกเป็นวิธีการส่งข้อมูลต่อเนื่องตามเวลา ข้อเสียของมันคือการมีเสียงรบกวนซึ่งบางครั้งก็นำไปสู่การสูญเสียข้อมูลโดยสิ้นเชิง บ่อยครั้งที่สถานการณ์เกิดขึ้นซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุได้ว่าข้อมูลสำคัญอยู่ที่ไหนในโค้ดและที่ใดที่มีการบิดเบือนตามปกติ

ด้วยเหตุนี้การประมวลผลสัญญาณดิจิทัลจึงได้รับความนิยมอย่างมากและค่อยๆ เข้ามาแทนที่แอนะล็อก

สัญญาณดิจิตอล

สัญญาณดิจิทัลมีความพิเศษ โดยอธิบายโดยฟังก์ชันแยกส่วน แอมพลิจูดสามารถรับค่าที่แน่นอนจากค่าที่ระบุไว้แล้ว หากสัญญาณแอนะล็อกสามารถมาถึงพร้อมกับสัญญาณรบกวนจำนวนมาก สัญญาณดิจิทัลจะกรองสัญญาณรบกวนที่ได้รับส่วนใหญ่ออกไป

นอกจากนี้การส่งข้อมูลประเภทนี้จะถ่ายโอนข้อมูลโดยไม่ต้องโหลดความหมายที่ไม่จำเป็น สามารถส่งรหัสหลายรหัสพร้อมกันผ่านช่องทางทางกายภาพเดียว

ไม่มีสัญญาณดิจิตอลประเภทใด เนื่องจากมีความโดดเด่นในฐานะวิธีการส่งข้อมูลที่แยกจากกันและเป็นอิสระ มันแสดงถึงกระแสไบนารี ปัจจุบันสัญญาณนี้ถือว่าได้รับความนิยมมากที่สุด นี่เป็นเพราะความสะดวกในการใช้งาน

การประยุกต์ใช้สัญญาณดิจิทัล

สัญญาณไฟฟ้าดิจิทัลแตกต่างจากสัญญาณอื่นอย่างไร เพราะเขาสามารถทำการฟื้นฟูได้อย่างสมบูรณ์ในรีพีทเตอร์ เมื่อสัญญาณที่มีการรบกวนน้อยที่สุดมาถึงอุปกรณ์สื่อสาร อุปกรณ์จะเปลี่ยนรูปแบบเป็นดิจิตอลทันที ซึ่งช่วยให้หอส่งสัญญาณโทรทัศน์สามารถสร้างสัญญาณได้อีกครั้ง แต่ไม่มีผลกระทบจากสัญญาณรบกวน

หากรหัสมาถึงโดยมีความผิดเพี้ยนอย่างมาก น่าเสียดายที่ไม่สามารถกู้คืนได้ หากเราเปรียบเทียบการสื่อสารแบบอะนาล็อก ในสถานการณ์ที่คล้ายกัน Repeater จะสามารถดึงข้อมูลบางส่วนออกมาได้ โดยใช้พลังงานไปมาก

เมื่อพูดคุยถึงการสื่อสารผ่านโทรศัพท์มือถือในรูปแบบต่างๆ หากสายดิจิทัลมีการบิดเบือนอย่างมาก แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะพูดคุย เนื่องจากไม่สามารถได้ยินคำหรือวลีทั้งหมดได้ ในกรณีนี้ การสื่อสารแบบอะนาล็อกจะมีประสิทธิภาพมากกว่า เนื่องจากคุณสามารถดำเนินการสนทนาต่อไปได้

เป็นเพราะปัญหาดังกล่าวที่ทำให้ขาประจำสร้างสัญญาณดิจิทัลบ่อยครั้งมากเพื่อลดช่องว่างในสายการสื่อสาร

สัญญาณแยก

ทุกวันนี้ ทุกคนใช้โทรศัพท์มือถือหรือ "ตัวเรียกเลขหมาย" บนคอมพิวเตอร์ของตน งานอย่างหนึ่งของอุปกรณ์หรือซอฟต์แวร์คือการส่งสัญญาณ ในกรณีนี้คือสตรีมเสียง หากต้องการส่งคลื่นต่อเนื่อง จำเป็นต้องมีช่องสัญญาณที่มีปริมาณงานสูงสุด นั่นคือเหตุผลที่ตัดสินใจใช้สัญญาณแยก มันไม่ได้สร้างคลื่นขึ้นมาเอง แต่เป็นรูปลักษณ์แบบดิจิทัล ทำไม เพราะการส่งสัญญาณมาจากเทคโนโลยี (เช่น โทรศัพท์หรือคอมพิวเตอร์) ข้อดีของการถ่ายโอนข้อมูลประเภทนี้มีอะไรบ้าง? ด้วยความช่วยเหลือนี้ จำนวนข้อมูลที่ส่งทั้งหมดจึงลดลง และการจัดระเบียบการส่งเป็นกลุ่มก็ง่ายขึ้นเช่นกัน

แนวคิดเรื่อง "การสุ่มตัวอย่าง" ถูกนำมาใช้อย่างมั่นคงในการทำงานของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์มายาวนาน ด้วยสัญญาณนี้ จึงไม่มีการส่งข้อมูลต่อเนื่องซึ่งถูกเข้ารหัสอย่างสมบูรณ์ด้วยสัญลักษณ์และตัวอักษรพิเศษ แต่ข้อมูลที่รวบรวมในบล็อกพิเศษ พวกมันแยกจากกันและเป็นอนุภาคที่สมบูรณ์ วิธีการเข้ารหัสนี้ถูกผลักไสให้อยู่ในพื้นหลังมานานแล้ว แต่ก็ไม่ได้หายไปทั้งหมด สามารถใช้เพื่อส่งข้อมูลชิ้นเล็กๆ ได้อย่างง่ายดาย

การเปรียบเทียบสัญญาณดิจิตอลและอนาล็อก

เมื่อซื้ออุปกรณ์แทบไม่มีใครคิดว่าสัญญาณประเภทใดที่ใช้ในอุปกรณ์นี้หรืออุปกรณ์นั้นและยิ่งไปกว่านั้นเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมและธรรมชาติของพวกเขา แต่บางครั้งคุณยังต้องเข้าใจแนวคิด

เป็นที่ชัดเจนว่าเทคโนโลยีอะนาล็อกกำลังสูญเสียความต้องการ เนื่องจากการใช้งานนั้นไม่มีเหตุผล การสื่อสารแบบดิจิทัลเป็นการตอบแทน เราต้องเข้าใจสิ่งที่เรากำลังพูดถึงและสิ่งที่มนุษยชาติปฏิเสธ

กล่าวโดยสรุป สัญญาณแอนะล็อกเป็นวิธีการส่งข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการอธิบายข้อมูลในฟังก์ชันต่อเนื่องของเวลา ในความเป็นจริง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แอมพลิจูดของการแกว่งสามารถเท่ากับค่าใดๆ ภายในขีดจำกัดที่กำหนด

การประมวลผลสัญญาณดิจิตอลอธิบายโดยฟังก์ชันเวลาที่ไม่ต่อเนื่อง กล่าวอีกนัยหนึ่ง แอมพลิจูดของการแกว่งของวิธีนี้เท่ากับค่าที่ระบุอย่างเคร่งครัด

จากทฤษฎีไปสู่การปฏิบัติต้องบอกว่าสัญญาณแอนะล็อกมีลักษณะเฉพาะจากการรบกวน ไม่มีปัญหาดังกล่าวกับดิจิทัล เพราะมัน "ปรับ" สิ่งเหล่านี้ได้สำเร็จ ด้วยเทคโนโลยีใหม่ วิธีการถ่ายโอนข้อมูลนี้สามารถกู้คืนข้อมูลต้นฉบับทั้งหมดได้ด้วยตัวเองโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากนักวิทยาศาสตร์

เมื่อพูดถึงโทรทัศน์เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจแล้วว่าการส่งสัญญาณแบบอะนาล็อกมีอายุยืนยาวเกินกว่าจะมีประโยชน์ ผู้บริโภคส่วนใหญ่เปลี่ยนมาใช้สัญญาณดิจิทัล ข้อเสียอย่างหลังคือแม้ว่าอุปกรณ์ใดๆ สามารถรับการส่งสัญญาณแบบอะนาล็อกได้ แต่วิธีการที่ทันสมัยกว่านั้นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษเท่านั้น แม้ว่าความต้องการวิธีการที่ล้าสมัยจะลดลงไปนานแล้ว แต่สัญญาณประเภทนี้ก็ยังไม่สามารถหายไปจากชีวิตประจำวันได้อย่างสมบูรณ์

ระบบการสื่อสารเข้าใจว่าเป็นชุดของอุปกรณ์และสภาพแวดล้อมที่รับประกันการส่งข้อความจากผู้ส่งไปยังผู้รับ โดยทั่วไป ระบบการสื่อสารทั่วไปจะแสดงด้วยบล็อกไดอะแกรม

รูปที่ 1 - ระบบการสื่อสารทั่วไป

เครื่องส่งคืออุปกรณ์ที่ตรวจจับและสร้างสัญญาณการสื่อสาร เครื่องรับคืออุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณการสื่อสารที่ได้รับและเรียกคืนข้อความต้นฉบับ ผลกระทบของการรบกวนต่อสัญญาณที่มีประโยชน์นั้นแสดงออกมาในความจริงที่ว่าข้อความที่ได้รับที่เอาต์พุตของผู้รับนั้นไม่เหมือนกับข้อความที่ส่ง

ช่องทางการสื่อสารเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นชุดของอุปกรณ์ทางเทคนิคที่ให้การส่งข้อความที่กำหนดโดยอิสระผ่านสายการสื่อสารทั่วไปในรูปแบบของสัญญาณการสื่อสารที่เหมาะสม สัญญาณการสื่อสารคือการรบกวนทางไฟฟ้าที่แสดงข้อความโดยไม่ซ้ำกัน

สัญญาณการสื่อสารมีความหลากหลายในรูปแบบและแสดงถึงแรงดันหรือกระแสที่แปรผันตามเวลา

เมื่อแก้ปัญหาเชิงปฏิบัติในทฤษฎีการสื่อสาร สัญญาณจะมีปริมาตรเท่ากับผลคูณของคุณลักษณะทั้งสามประการ ได้แก่ ระยะเวลาของสัญญาณ ความกว้างของสเปกตรัม และส่วนเกินของกำลังสัญญาณเฉลี่ยเหนือสัญญาณรบกวน ในกรณีนั้น - ถ้าคุณลักษณะเหล่านี้ขยายขนานกับแกนของระบบคาร์ทีเซียน จะได้ปริมาตรของเส้นขนาน ดังนั้นผลคูณจึงเรียกว่าปริมาตรของสัญญาณ

ระยะเวลาของสัญญาณจะกำหนดช่วงเวลาของการมีอยู่ของมัน

ความกว้างของสเปกตรัมสัญญาณคือช่วงความถี่ซึ่งมีสเปกตรัมความถี่ที่จำกัดของสัญญาณอยู่ เช่น -

โดยธรรมชาติแล้ว ช่องทางการสื่อสารสามารถส่งเฉพาะสัญญาณที่มีสเปกตรัมอยู่ในช่วงความถี่ที่จำกัดและมีช่วงการเปลี่ยนแปลงกำลังที่ยอมรับได้เท่านั้น

นอกจากนี้ ช่องทางการสื่อสารยังมอบให้กับผู้ส่งข้อความตามเวลาที่กำหนดอีกด้วย ดังนั้น โดยการเปรียบเทียบกับสัญญาณในทฤษฎีการสื่อสาร จึงมีการแนะนำแนวคิดเกี่ยวกับความจุของช่องสัญญาณ ซึ่งกำหนดไว้: ; .

เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการส่งสัญญาณที่มีปริมาตรผ่านช่องสัญญาณสื่อสารที่มีความจุเท่ากับ , คือ หรือ . ลักษณะทางกายภาพของสัญญาณสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่การลดลงของสัญญาณใดสัญญาณหนึ่งจะมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของสัญญาณอื่น

5.2.2 แบนด์วิธและความเร็วในการส่งข้อมูล

แบนด์วิธคือความเร็วสูงสุดในการถ่ายโอนข้อมูล ปริมาณงานสูงสุดขึ้นอยู่กับแบนด์วิดท์ของช่องสัญญาณตลอดจนอัตราส่วน และถูกกำหนดโดยสูตร - นี่คือสูตรของแชนนอนซึ่งใช้ได้กับระบบการสื่อสารใดๆ ที่มีการรบกวนที่ผันผวน

5.2.3 การตอบสนองความถี่ช่องสัญญาณ

การตอบสนองความถี่ของช่องสัญญาณสื่อสารจะขึ้นอยู่กับการลดทอนที่เหลือของความถี่ การลดทอนที่เหลือคือความแตกต่างในระดับที่อินพุตและเอาต์พุตของช่องสัญญาณสื่อสาร หากที่จุดเริ่มต้นของบรรทัดมีพลัง และที่จุดสิ้นสุด - ดังนั้นการลดทอนใน non-peres:

.

ในทำนองเดียวกันสำหรับแรงดันและกระแส:

; .

ไม่ว่าคอมพิวเตอร์จะถูกสร้างขึ้นมาได้ดีแค่ไหน มีการตรวจสอบซอฟต์แวร์ไวรัสบ่อยเพียงใด แต่ก็ยังไม่สามารถหลีกเลี่ยงความเสียหายได้

วันหนึ่งเจ้าของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลจะพยายามเปิดเครื่อง แต่จอภาพจะไม่ทำงานแทนหน้าจอต้อนรับตามปกติและเสียงแปลก ๆ จะเริ่มดังขึ้นจากยูนิตระบบ

และนี่ยังห่างไกลจากทำนองธรรมดา ๆ แต่เป็นเสียงแหลมธรรมดาที่มีโทนเสียงเท่ากัน แต่มีปริมาณและระยะเวลาต่างกัน

ด้านหนึ่งการมีอยู่ของเสียงดังกล่าวเป็นสัญญาณบ่งบอกถึงความจำเป็นที่จะต้องไปที่ศูนย์บริการที่ใกล้ที่สุด

ในทางกลับกันหากคุณเข้าใจว่าสัญญาณเฉพาะหมายถึงอะไรในสถานการณ์เฉพาะ เจ้าของจะสามารถเข้าใจสาเหตุของการพังทลายได้

ดังนั้นพนักงานศูนย์บริการจะไม่สามารถหลอกลวงลูกค้าด้วยการเล่าเรื่องที่น่าสนใจเกี่ยวกับมาเธอร์บอร์ดที่ถูกไฟไหม้ได้อีกต่อไป

ใบรับรองผลการเรียนฉบับเต็ม สัญญาณไบออสจะนำเสนอด้านล่าง

วัตถุประสงค์และคุณสมบัติของสัญญาณ BIOS

งานหลักของสัญญาณ BIOS มีดังนี้:

• พวกเขาช่วยคุณค้นหาว่าอะไรเป็นสาเหตุของปัญหา
• คอมพิวเตอร์ทำงานตามปกติ แต่ไม่มีข้อความแสดงบนหน้าจอ ดังนั้นการแจ้งเตือนเหล่านี้จะถูกส่งผ่าน BIOS
• คอมพิวเตอร์ไม่มีการ์ดเสียงที่เชื่อมต่อ ทำให้ระบบดึงดูดความสนใจของผู้ใช้ต่อข้อความใหม่ได้ยาก ในกรณีนี้สัญญาณจาก BIOS จะออกพร้อมกับการแจ้งเตือนแบบป๊อปอัปบนจอแสดงผลของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

เป็นที่น่าสังเกตว่าสัญญาณเสียงอาจมีระยะเวลาเสียง การรวมกันของสัญญาณเสียง และโทนเสียงที่แตกต่างกัน

สิ่งนี้ไม่เพียงขึ้นอยู่กับลักษณะของความล้มเหลวเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับประเภทของ BIOS ที่ติดตั้งบนคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลด้วย

หากต้องการทราบว่าพีซีของคุณใช้ BIOS ประเภทใด เพียงปิดคอมพิวเตอร์ รอจนกว่าจะปิดสนิท จากนั้นเปิดใหม่อีกครั้งพร้อมกับกดปุ่ม DEL บนแป้นพิมพ์พร้อมกัน

คุณสามารถเพิ่มโอกาสที่หน้าต่างระบบจะปรากฏขึ้นได้โดยการกดปุ่มที่ระบุหลายๆ ครั้ง

BIOS ประเภทที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ได้แก่ Award, AMI และ Phoenix

แต่ละประเภทมีพฤติกรรมที่แตกต่างกันเมื่อเกิดปัญหา ด้านล่างนี้เป็นการถอดเสียงสัญญาณเสียงทุกประเภทที่นำเสนอข้างต้น

รางวัล – สัญญาณทุกประเภท

ในรางวัลการแจ้งเตือนเสียงของ BIOS อาจเป็นดังนี้:

• มีเพียงสัญญาณเดียวต่อเนื่องกันสาเหตุของการปรากฏตัวคือความผิดปกติของแหล่งจ่ายไฟ นอกจากนี้ยังปรากฏว่าเมื่อประกอบคอมพิวเตอร์ มีการติดตั้งยูนิตที่มีพลังงานไม่เพียงพอหรือไม่ ในกรณีส่วนใหญ่ จำเป็นต้องมีการซ่อมแซม แต่ทางที่ดีควรเปลี่ยนใหม่ทั้งหมด
• หนึ่งเสียงสั้นๆไม่มีข้อผิดพลาด นี่คือลักษณะการทำงานของ BIOS เสมอหากคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลอยู่ในสภาพดีและบู๊ตได้โดยไม่มีปัญหาใดๆ
• เสียงบี๊บสั้นๆ สองครั้ง BIOS รายงานว่าตรวจพบข้อผิดพลาดเล็กน้อย หน้าต่างเล็ก ๆ ควรปรากฏขึ้นบนจอแสดงผลเพื่อแจ้งให้ผู้ใช้ใช้แอพพลิเคชั่น CMOS Setup Utility เพื่อแก้ไขสถานการณ์ แนวทางปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าเมื่อมีคำเตือนปรากฏขึ้น ขอแนะนำให้ตรวจสอบว่าต่อสายเคเบิลของเมนบอร์ดและฮาร์ดไดรฟ์อย่างถูกต้องหรือไม่
• สัญญาณยาวสามอัน- ตัวควบคุมแป้นพิมพ์ทำงานไม่ถูกต้อง ในกรณีส่วนใหญ่ การรีบูตเครื่องจะช่วยได้ หากสถานการณ์ไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากพยายามหลายครั้ง เจ้าของจะต้องติดตั้งเมนบอร์ดใหม่ที่เข้ากันได้
• เสียงบี๊บยาวหนึ่งครั้งตามด้วยเสียงบี๊บสั้นหนึ่งครั้งโมดูล RAM ทำงานผิดปกติ คุณต้องตรวจสอบว่ามีการติดตั้งแต่ละรายการหรือไม่ หากมี ผู้ใช้จะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อที่ดี บางครั้งการติดตั้งโมดูลใหม่ในบางแห่งก็ช่วยได้ ทางเลือกอื่น แต่มีค่าใช้จ่ายสูงคือการแทนที่โมดูลด้วยโมดูลอื่นที่เข้ากันได้กับตัวเลือกการประกอบที่เลือก
• สัญญาณยาวหนึ่งสัญญาณตามด้วยสัญญาณสั้นสองสัญญาณ- สาระสำคัญของปัญหาอยู่ที่การ์ดแสดงผล การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าปัญหาเกิดขึ้นบ่อยที่สุด หากต้องการแก้ไขปัญหา เพียงถอดการ์ดแสดงผลออกจากที่นั่งแล้วใส่กลับเข้าไป ขอแนะนำให้ตรวจสอบว่าจอภาพเชื่อมต่อกับการ์ดแสดงผลอย่างถูกต้องหรือไม่
• เสียงบี๊บยาวหนึ่งครั้งตามด้วยเสียงบี๊บสั้นสามครั้ง- แป้นพิมพ์บนอุปกรณ์ไม่ได้เตรียมใช้งาน เจ้าของจำเป็นต้องตรวจสอบว่าอุปกรณ์ต่อพ่วงเชื่อมต่ออย่างถูกต้องกับขั้วต่อที่อยู่บนแถบโลหะของเมนบอร์ดหรือไม่
• สัญญาณยาวหนึ่งสัญญาณพร้อมสัญญาณสั้นเก้าสัญญาณข้อมูลจากชิปที่รับผิดชอบหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวอ่านไม่ถูกต้อง คุณต้องลองรีสตาร์ทคอมพิวเตอร์อีกครั้ง หากปัญหายังคงอยู่ คุณควรลองแฟลชชิปอีกครั้ง หากชิปรองรับคุณสมบัตินี้
• สัญญาณยาวๆ ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ อย่างต่อเนื่องติดตั้งโมดูลหน่วยความจำไม่ถูกต้อง ผู้ใช้จะต้องดึงพวกเขาออกจากที่นั่งแล้ววางกลับเข้าไป
• สัญญาณหนึ่งที่มีความยาวสั้น ๆ ซ้ำ ๆ กันอย่างต่อเนื่องแหล่งจ่ายไฟทำงานไม่ถูกต้อง ในกรณีส่วนใหญ่การขจัดฝุ่นที่สะสมอยู่ภายในจะช่วยได้

ไบออส AMI

ด้านล่างนี้เป็นรายการสัญญาณที่สามารถปรากฏขึ้นเมื่อโหลดคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล:

• หนึ่งสัญญาณสั้น ๆไม่มีข้อผิดพลาด นี่คือลักษณะการทำงานของ AMI BIOS เสมอเมื่อผู้ใช้เปิดยูนิตระบบ
• เสียงบี๊บสั้นๆ สองครั้งความเท่าเทียมกันของ RAM ไม่ตรงกับพารามิเตอร์ที่ตั้งไว้ มีหลายทางเลือกในการแก้ปัญหา วิธีที่ง่ายที่สุดคือการรีสตาร์ทคอมพิวเตอร์อีกครั้ง อาจจำเป็นต้องตรวจสอบว่าโมดูลได้รับการติดตั้งอย่างถูกต้องในที่นั่งของตน สถานการณ์ที่ไม่พึงประสงค์ที่สุดคือเมื่อโมดูลหน่วยความจำเสียหาย ณ จุดนี้คุณจะต้องเปลี่ยนใหม่
• เสียงบี๊บสั้นๆ สามครั้งหน่วยความจำหลักทำงานไม่ถูกต้อง รายการเหตุผลและการดำเนินการคล้ายกับประเด็นที่สอง
• เสียงบี๊บสั้นสี่ครั้งตัวจับเวลาของระบบล้มเหลว ในกรณีส่วนใหญ่ปัญหาสามารถแก้ไขได้ด้วยการซ่อมแซม แต่ตัวเลือกในการเปลี่ยนเมนบอร์ดทั้งหมดไม่ได้ถูกตัดออก
• ห้าเสียงสั้น ๆโปรเซสเซอร์กลางทำงานล้มเหลวเนื่องจากความร้อนสูงเกินไปหรือความชื้น วิธีแก้ปัญหาเดียวคือเปลี่ยนโปรเซสเซอร์กลาง
• หกเสียงสั้น ๆตัวควบคุมแป้นพิมพ์ทำงานไม่ถูกต้อง คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าเชื่อมต่อกับเมนบอร์ดอย่างถูกต้อง หากทุกอย่างเรียบร้อยดี แต่สัญญาณยังคงปรากฏอยู่ คุณจะต้องเชื่อมต่อแป้นพิมพ์อื่น หากวิธีนี้ไม่ได้ผล เมนบอร์ดจะถูกเปลี่ยน
• เสียงบี๊บสั้นๆ เจ็ดครั้งเมนบอร์ดเสียและต้องเปลี่ยน
• เสียงบี๊บสั้นแปดครั้ง- การ์ดแสดงผลล้มเหลว
• เสียงบี๊บสั้นๆ เก้าครั้งผลรวมตรวจสอบ AMI BIOS ไม่ตรงกัน หากเรากำลังพูดถึงหน่วยความจำแฟลชจะต้องทำการแฟลช ในกรณีอื่นๆ ให้ติดตั้งไมโครวงจรใหม่
• เสียงบี๊บสั้นๆ สิบครั้ง- หน่วยความจำ CMOS ไม่รองรับการเขียน คุณต้องเปลี่ยนชิป CMOS หรือเมนบอร์ด
• เสียงบี๊บสั้นๆ สิบเอ็ดครั้ง- โมดูลหน่วยความจำแคชภายนอกทำงานไม่ถูกต้อง การทดแทน
• หนึ่งเสียงยาวกับเสียงสั้นสองเสียง- การ์ดแสดงผลล้มเหลว ทำการวินิจฉัยเบื้องต้นเกี่ยวกับความถูกต้องของการเชื่อมต่อ หากเชื่อมต่อทุกอย่างถูกต้อง คุณจะต้องเปลี่ยนการ์ดแสดงผล
• หนึ่งเสียงยาวกับเสียงสั้นสามเสียงสาเหตุและวิธีแก้ปัญหาคล้ายคลึงกับข้อ 12
• สัญญาณยาวหนึ่งสัญญาณ หลังจากนั้นสัญญาณสั้น 8 อันจะปรากฏขึ้นการเชื่อมต่อจอภาพไม่ถูกต้องหรือมีปัญหากับการ์ดแสดงผล ผู้ใช้ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ติดตั้งการ์ดแสดงผลอย่างถูกต้องในช่องที่เหมาะสม

ฟีนิกซ์ไบออส

ผู้ใช้พบกับปัญหาส่วนใหญ่กับ Phoenix BIOS ความจริงก็คือประเภทนี้ให้สัญญาณจำนวนมาก

ในทางกลับกันแต่ละอันมีลักษณะแคบดังนั้นเจ้าของจึงสามารถค้นหาได้อย่างรวดเร็วว่าอะไรเป็นสาเหตุของปัญหาเมื่อเริ่มระบบปฏิบัติการ

ด้านล่างนี้เป็นรายการพื้นฐานซึ่งอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชื่อแบรนด์ของผู้ผลิต

ที่นี่มีความจำเป็นต้องใส่ใจกับความจริงที่ว่า สัญญาณกำลังสลับกัน:

• 1-1-3 เสียงข้อมูลจาก CMOS อ่านหรือเขียนไม่ถูกต้อง จะต้องเปลี่ยนเมนบอร์ดหรือบอร์ด CMOS แต่สาเหตุที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับเสียงนี้คือแบตเตอรี่อ่อนซึ่งจ่ายไฟให้กับวงจร CMOS
• 1-1-4 เสียงเนื้อหาการควบคุมของบอร์ด CMOS ไม่ถูกต้อง หากใช้หน่วยความจำแฟลช ปัญหาสามารถแก้ไขได้ด้วยการแฟลชเฟิร์มแวร์ หากสิ่งนี้ไม่ได้ผลตามที่ต้องการหรือบอร์ดไม่รองรับความสามารถในการเปลี่ยนเฟิร์มแวร์คุณจะต้องเปลี่ยนใหม่
• เสียง 1-2-1เมนบอร์ดล้มเหลว คุณต้องปิดคอมพิวเตอร์สักพักโดยถอดปลั๊กออกจากเต้ารับ พีซีควรนั่งแบบนี้ประมาณหนึ่งชั่วโมง หลังจากนี้คุณต้องลองรีสตาร์ทคอมพิวเตอร์อีกครั้ง หากเสียงปรากฏขึ้นซ้ำๆ ทางเลือกเดียวในการแก้ไขข้อผิดพลาดคือการเปลี่ยนเมนบอร์ด
• 1-2-2 เสียง- ตัวควบคุม DMA ไม่ได้เริ่มต้นอย่างถูกต้อง ศูนย์บริการจะต้องติดตั้งเมนบอร์ดใหม่เพื่อทดแทนเมนบอร์ดเก่าเนื่องจากเมนบอร์ดเสีย
• 1-2-3 เสียงระบบไม่สามารถเขียนหรืออ่านข้อมูลไปยังช่อง DMA ใดๆ ได้ ที่นี่ทุกอย่างก็น่าเศร้าเช่นกัน - คุณไม่สามารถทำได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนเมนบอร์ด
• เสียง 1-3-1หน่วยความจำ RAM ทำงานไม่ถูกต้อง จะต้องเปลี่ยนโมดูล
• 1-3-3 เสียงเกิดข้อผิดพลาดขณะตรวจสอบหน่วยความจำ 64 กิโลไบต์แรก โมดูลหน่วยความจำสามารถเปลี่ยนได้
• 1-3-4 เสียงปัญหาและทางเลือกในการแก้ไขจะเหมือนกับจุดที่ 7
• เสียง 1-4-1เมนบอร์ดล้มเหลว มันจำเป็นต้องถูกแทนที่
• 1-4-2 เสียงหน่วยความจำ RAM ทำงานไม่ถูกต้อง โมดูลอาจเชื่อมต่อไม่ถูกต้อง
• 1-4-3 เสียงตัวจับเวลาของระบบไม่ทำงาน คุณจะต้องติดตั้งเมนบอร์ดใหม่
• 1-4-4 เสียง- เข้าถึงพอร์ตเอาต์พุต/อินพุตไม่ถูกต้อง เหตุผลก็คือการทำงานที่ไม่ถูกต้องของอุปกรณ์ต่อพ่วงซึ่งใช้พอร์ตเฉพาะเพื่อตอบสนองคำขอ
• เสียง 3-1-1ช่อง DMA ที่สองไม่ได้เริ่มต้นอย่างถูกต้อง การแก้ไขปัญหาทำได้โดยการเปลี่ยนเมนบอร์ดเท่านั้น
• 3-1-2 เสียงเหตุผลเหมือนกับข้อ 13 เพียงแต่ช่องแรกทำงานไม่ถูกต้อง
• 3-1-4 เสียงปัญหาเหมือนกับข้อ 3
• 3-2-4 เสียงตัวควบคุมแป้นพิมพ์ทำงานไม่ถูกต้อง คุณจะต้องเปลี่ยนเมนบอร์ด
• 3-3-4 เสียงการทดสอบหน่วยความจำวิดีโอล้มเหลว คุณต้องตรวจสอบว่าติดตั้งการ์ดแสดงผลในช่องอย่างถูกต้องหรือไม่ ถ้าใช่ สาเหตุก็คือโมดูลวิดีโอเสีย
• เสียง 4-2-1- ตัวจับเวลาของระบบทำงานไม่ถูกต้อง เมนบอร์ดมีไว้สำหรับเปลี่ยน
• 4-2-3 เสียงบรรทัด A20 ทำงานไม่ถูกต้อง ผู้ใช้จะต้องเปลี่ยนเมนบอร์ดหรือคอนโทรลเลอร์คีย์บอร์ด
• 4-2-4 เสียงไม่สามารถทำงานในโหมดป้องกันได้ สาเหตุของลักษณะการทำงานนี้อาจเป็นตัวประมวลผลกลางที่ผิดพลาด
• เสียง 4-3-1การทดสอบ RAM ไม่สำเร็จ ผู้ใช้ต้องแน่ใจว่าโมดูลได้รับการติดตั้งอย่างถูกต้อง หากไม่พบปัญหาในส่วนนี้ คุณจะต้องเปลี่ยนใหม่
• 4-3-3 เสียงนาฬิกาเรียลไทม์ทำงานไม่ถูกต้อง ในกรณีส่วนใหญ่ ปัญหาจะแก้ไขได้โดยการเปลี่ยนแบตเตอรี่
• เสียง 4-4-1พอร์ตอนุกรมไม่ได้รับการทดสอบอย่างถูกต้อง เหตุผลก็คืออุปกรณ์ที่ใช้ทำงานของตัวเอง
• 4-4-2 เสียง.สาระสำคัญคล้ายกับจุดก่อนหน้า แต่เรากำลังพูดถึงพอร์ตขนานเท่านั้น
• 4-4-3 เสียงตัวประมวลผลร่วมทางคณิตศาสตร์เสียหาย คุณจะต้องเปลี่ยนเมนบอร์ด