Analoge Kommunikation setzt sich aus den beiden Wörtern Analog und Kommunikation zusammen. Analog bezieht sich auf das kontinuierliche, zeitlich veränderliche Signal. Unter Kommunikation versteht man den Austausch von Informationen zwischen zwei oder mehr als zwei Quellen. Unter analoger Kommunikation versteht man die Kommunikation mithilfe analoger Signale.
Die analoge Kommunikation ist die Kommunikation vom Sender zum Empfänger in Form eines analogen Signals. Das analoge Signal ist ein kontinuierliche zeitliche Variation Signal. Ein Beispiel für ein analoges Signal sind Schallwellen. Die Signale, die sich mit der Zeit kontinuierlich ändern, sind Beispiele für ein analoges Signal, wie z Audio- Und Video Signale.
In diesem Tutorial besprechen wir analoge Kommunikation, Modulation, Modulationsarten, Demodulatoren, Rauschen, Sender, Empfänger und andere Komponenten des Kommunikationssystems.
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Was ist Kommunikation?
Die Übertragung von Informationen von einem Ende zum anderen wird als bezeichnet Kommunikation . In elektronischen Systemen werden die Daten über den Kanal übertragen, der zwischen der sendenden Seite und der empfangenden Seite vorhanden ist. Die zusätzlichen Geräte werden mit Kommunikationskanal verwendet, um das Signal vor externen Störungen zu schützen. Die Daten liegen in Form eines analogen Signals vor, bei dem es sich um eine Energieform handelt.
Das wesentliche Konzept der analogen Kommunikation ist Modulation . Es hilft dabei, Rauschen oder externe Störungen aus den Daten zu entfernen, die die Qualität des übertragenen Signals verschlechtern können. Wir werden das Konzept der Modulation später im Tutorial besprechen.
Signale
Das Signal ist eine elektromagnetische Welle, die Informationen von einem Punkt zum anderen überträgt. Es kann sich über verschiedene Medien verbreiten, z Luft, Vakuum, Wasser , Und solide . In der Elektronik wird das Signal als a definiert Strom Spannung, oder Welle Informationen transportieren und weite Strecken zurücklegen. Die Geschwindigkeit einer Signalwelle entspricht der Lichtgeschwindigkeit.
Es gibt zwei Arten von Signalen: analoge und digitale. Analog bezieht sich auf die Datenübertragung in analoger oder kontinuierlicher Form, während sich digital auf die Datenübertragung in Form von Bits bezieht. Die Bits werden dargestellt durch 0 (NIEDRIG) Und 1 (HIGH).
Analoge Signale
Analoge Signale sind kontinuierliche, zeitlich veränderliche Signale. Das bedeutet, dass diese Signale eine Funktion der Zeit sind.
Oder
Ein analoges Signal ist ein Signal, dessen Eigenschaften wie Spannung, Amplitude oder Frequenz sich mit der Zeit ändern. Die übliche Form eines analogen Signals ist die Sinuswelle. Es ist unten dargestellt:
Beispiele für analoge Signale sind elektrische Signale, Lichtsignale, Sprachsignale usw. Funksignale werden auch als analoge Signale kategorisiert. Jedes Signal benötigt ein Medium zur Ausbreitung. Zum Beispiel,
Elektrische Signale erfordern die Ausbreitung von Kabeln von einem Ort zum anderen.
Für die Ausbreitung von Sprachsignalen oder Stimmen ist freier Raum erforderlich. Wir können auch sagen, dass Sprachsignale Luft als Ausbreitungsmedium nutzen. Allerdings sind Rauschen und Verzerrungen bei analogen Signalen während der Übertragung größer als bei digitalen Signalen.
Beispiel : Als Beispiel für ein analoges Signal kann die Distanz eines mit konstanter Zeit zurückgelegten Autos mit einer bestimmten Zeit betrachtet werden. Das Diagramm stellt eine geneigte Linie dar, wie unten dargestellt:
Es ist von Natur aus kontinuierlich.
Arten von analogen Signalen
Ein Signal ist eine Energieart, die Informationen überträgt, ähnlich wie ein elektrisches Signal. Es handelt sich um elektrische Energie, die Informationen von einer Quelle zur anderen transportiert. Die analogen Signale werden in periodische Signale und nichtperiodische Signale kategorisiert.
Periodische Signale
Ein analoges Signal, das sich über einen bestimmten Zeitraum wiederholt, wird als periodisches Signal bezeichnet, z. B. Sinuswelle und Kosinuswelle. Periodische Signale lassen sich einfach mit mathematischen Gleichungen darstellen.
Die Kosinuswelle ist unten dargestellt:
Aperiodische Signale
Ein analoges Signal, das sich über einen bestimmten Zeitraum nicht wiederholt, wird als aperiodisches Signal bezeichnet, beispielsweise als Rauschsignal. Es handelt sich um ein kontinuierliches Signal, jedoch nicht um ein wiederholtes Muster. Es ist nicht einfach, ein aperiodisches Signal mithilfe mathematischer Gleichungen darzustellen.
Ein Beispiel für das aperiodische Analogsignal ist unten dargestellt:
Digitalsignal
Digitale Signale sind Signale, die Daten in Form diskreter Werte darstellen. Es werden nur die beiden Werte 0 und 1 benötigt, die als Bits bezeichnet werden. Die Daten werden in Form dieser Bits übertragen. Zum Beispiel,
01000110
Es handelt sich um 8-Bit- oder 1-Byte-Daten.
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Ein gängiges Beispiel für das digitale Signal ist unten dargestellt:
Betrachten wir ein weiteres Beispiel eines digitalen Signals.
Beispiel : Als Beispiel für ein digitales Signal können die Durchschnittsnoten der 30 Schüler in einem Klassenraum in fünf Fächern betrachtet werden. Die Grafik ist unten dargestellt:
Arten digitaler Signale
Digitale Signale werden auch in periodische Signale und nichtperiodische Signale kategorisiert.
Periodische Signale
Ein digitales Signal, das sich über einen bestimmten Zeitraum wiederholt, wird als periodisches Signal bezeichnet, beispielsweise als Rechtecksignal.
Die Rechteckwelle ist unten dargestellt:
Aperiodische Signale
Ein digitales Signal, das sich über einen bestimmten Zeitraum nicht wiederholt, wird als aperiodisches Signal bezeichnet. Es handelt sich ebenfalls um ein diskretes Signal, das jedoch kein wiederholtes Muster aufweist.
Ein gängiges Beispiel für das aperiodische Digitalsignal ist unten dargestellt:
Analoges Kommunikationssystem
Das analoge Kommunikationssystem bezieht sich auf ein Modell, das die Übertragung von Daten von einem Ende zum anderen unterstützt. Es kombiniert Elemente, die zusammenarbeiten, um ein Netzwerk zwischen Sender und Empfänger aufzubauen. Es besteht aus Wandler, Sender, Kanal, Und Empfänger . Die Funktion von Wandlern besteht darin, eine Energieform in die andere umzuwandeln. Der Kanal fungiert als Medium zur Übertragung elektrischer Informationen vom Sender zum Empfänger.
Das Blockdiagramm eines analogen Kommunikationssystems ist unten dargestellt:
Lassen Sie uns die Funktion jeder Komponente im Detail besprechen.
Eingangswandler
Der Eingangswandler wandelt die Informationen im Nachrichtensignal in die zur Übertragung geeignete elektrische Energie um. Die Informationsquellen sind Audio, Fernsehen, Computer , usw.
Der Frequenzbereich des Sprachsignals reicht von 300 Hz bis 3000 Hz.
Die Frequenz der Videosignale beträgt 4,2 MHz.
Der Frequenzbereich des Fernsehens liegt zwischen 0 Hz und 6000 kHz.
Der Ausgang des Eingangswandlers wird dem Sender zugeführt.
Sender
Der Sender wandelt das elektrische Signal in eine zur Übertragung für den Kanal geeignete Form um. Es führt eine Modulation durch, indem es das Nachrichtensignal überlagert Hochfrequenz Trägersignal. Somit verfügen verschiedene Kanäle über unterschiedliche Sendertypen. Wenn die Charakteristik des Kanals variiert, muss sich der Sender anpassen, um die gewünschte Reichweite für eine effektive Kommunikation beizubehalten.
Das ursprüngliche Signal wird als Nachrichtensignal oder Basisbandsignal bezeichnet. Der Sender führt auch Multiplexing durch, d. h. die gleichzeitige Übertragung mehrerer Signale.
Kommunikationskanal
Ein Kommunikationskanal ist ein Medium zur Übertragung des elektrischen Signals vom Sender zum Empfänger. Die Kommunikation kann per Broadcast oder Punkt-zu-Punkt erfolgen. Broadcast bezieht sich auf einen einzelnen Sender und mehrere Empfänger, beispielsweise Radio. Unter Punkt-zu-Punkt-Kommunikation versteht man die Kommunikation zwischen einem einzelnen Sender und einem einzelnen Empfänger, beispielsweise einem Telefon. Der wesentliche Parameter für eine geeignete Übertragung ist die Bandbreite. Je größer die Bandbreite, desto besser ist die Übertragung.
Der Kommunikationskanal wird weiter kategorisiert als:
- Kabelgebundener Kanal
- Kabelloser Kanal
Kabelgebundener Kanal
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Beispiele für verdrahtete Kanäle sind Twisted-Pair-Kabel, Wellenleiter, Kabel und optische Fasern.
Twisted-Pair-Kabel : Dies sind die beiden verdrillten Leiterkabel, um die Übertragungsfähigkeit zu verbessern. Die Verdrillung der beiden Leiter koppelt die elektrischen bzw. magnetischen Felder und verhindert Rauschstörungen im Kanal. Es wird üblicherweise zur Kabelabschirmung verwendet, um die Daten vor externem Rauschen zu schützen.
Wellenleiter : Die Wellenleiter können die elektromagnetischen Wellen ohne Energieeinbußen oder minimale Verluste übertragen. Es wird häufig in der Radar- und Mikrowellenkommunikation verwendet.
Glasfaser : Eine optische Faser ist eine Übertragungsfaser aus Kunststoff oder Glas. Es kann die Daten über Hunderte von Kilometern übertragen, ohne die Signalqualität zu beeinträchtigen. Die Übertragung basiert auf TIR (Total Internal Reflection). Der Durchmesser der Faser ist so klein wie der des menschlichen Haares.
Kabelloser Kanal
Dabei handelt es sich um die Kommunikation in Form von EM (elektromagnetischen Wellen) von einer Antenne zur anderen im Weltraum. Die Übertragung hängt von der Frequenz der EM-Wellen ab.
Störfaktoren
Die Interferenz im Kanal wird als bezeichnet Lärm Und Dämpfung .
Dämpfung ist definiert als der Verlust der Signalstärke. Es wird auch als Verzerrung bezeichnet. Die Dämpfung wird durch die passiven Komponenten im Kommunikationssystem wie Kabel und Stecker verursacht. Im Vergleich zu anderen Medienarten enthält es nur wenige Glasfasern.
Lärm ist ein schwerwiegender Faktor im Kommunikationssystem. Darunter versteht man jede unerwünschte Störung des Signals während der Übertragung. Lärm wird kategorisiert als:
- Interner Lärm
- Externer Lärm
Interner Lärm
Die Störungen, die bei der Signalübertragung innerhalb des Kommunikationssystems auftreten, werden als internes Rauschen bezeichnet. Beispiele für internes Rauschen sind thermisches Rauschen, Schrotrauschen usw. Internes Rauschen kann auch durch die Rekombination der Ladungsträger (Elektronen und Löcher) entstehen.
Externer Lärm
Die Störungen, die außerhalb des Kommunikationssystems auftreten, werden als externes Rauschen bezeichnet. Die Beispiele für Außengeräusche sind Beleuchtung, Zündung, elektrische Schaltung , usw.
Empfänger
Der Empfänger empfängt Informationen vom Kanal. Es extrahiert die notwendigen Informationen aus dem vom Ausgangswandler benötigten Signal. Der Empfänger führt das Gegenteil von Modulation und Multiplexing durch, d. h. Demodulation Und Demultiplexen . Außerdem wird das Signal verstärkt und Rauschen entfernt.
Ausgangswandler
Der Ausgangswandler funktioniert umgekehrt wie der Eingangswandler. Es wandelt die elektrische Energie in das ursprüngliche Signal um. Wir können auch sagen, dass es die verfügbaren Informationen für das Ziel verständlich macht. Beispiele für Ausgangswandler sind Lautsprecher, Motoren, LEDs usw.
Sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangswandler sind wichtig, da sie das Signal für die Übertragung geeignet umwandeln und die Signalgeschwindigkeit erhöhen.
Der Lautsprecher wandeln die elektrische Energie in Schall um.
Der Motoren wandeln die elektrische Energie in Bewegung um.
Der LEDs (Leuchtdioden) wandeln die elektrische Energie in Lichtenergie um.
Einige Kanäle verwenden auch Verstärker oder Filter, um Rauschen oder Verzerrungen aus dem Signal zu entfernen. Das im Signal vorhandene Rauschen kann die Signalqualität beeinträchtigen. Daher ist es wichtig, solche Komponenten in der Schaltung zu verwenden.
Funktion des analogen Kommunikationssystems
Wir haben die einzelnen Komponenten bereits ausführlich besprochen. Lassen Sie uns besprechen, wie die Daten von einem Ende über den Wandler zum empfangenden Ende übertragen werden. Es stellt dem Empfänger die Daten ohne Rauschen oder Verzerrung zur Verfügung. Hier diskutieren wir ein Beispiel des Sprachsignals.
Die Informationen gelangen zunächst zum Eingangswandler . Es wandelt das Sprachsignal in ein elektrisches Signal um. Dies liegt daran, dass das Kommunikationssystem nur den Durchgang elektrischer Energie durch das System zulassen kann. Das elektrische Signal wird weiter an den gesendet Sender . Es verbessert die Eigenschaften des empfangenen Signals durch Modulation und wandelt es in die für den Kanal geeignete Form um. Die Informationen werden nun weitergegeben Kanal über verschiedene kabelgebundene oder kabellose Medien. Nachdem die gewünschte Distanz zurückgelegt wurde, erreicht das Signal den Empfänger. Es demoduliert das Signal, um das ursprüngliche Nachrichtensignal wiederherzustellen, das zuletzt an den Ausgangswandler gesendet wird. Der Ausgangswandler wandelt das elektrische Signal zurück in das Sprachsignal.
Sprache spielt eine wichtige Rolle bei der menschlichen Stimme, der Kommunikation über Mobiltelefone, Videos usw. Das Hintergrundrauschen in einem System wird jedoch als Rückschluss betrachtet und muss aus dem System eliminiert werden. Hierzu werden wirksame Filter oder Verstärker eingesetzt.
Analog vs. Digital
Der Hauptunterschied zwischen den beiden Kommunikationen besteht darin, dass bei der analogen Kommunikation analoge Signale verwendet werden, bei denen es sich um kontinuierlich zeitveränderliche Signale handelt. Die digitale Kommunikation nutzt digitale Signale, die in diskreter Form vorliegen.
Lassen Sie uns einige Unterschiede zwischen analoger und digitaler Kommunikation besprechen.
| Kategorie | Analoge Kommunikation | Digitale Kommunikation |
|---|---|---|
| Definition | Es verwendet analoge Signale zur Datenübertragung vom Sender zum Empfänger. | Es nutzt digitale Signale zur Datenübertragung vom Sender zum Empfänger. |
| Signal | Das analoge Signal ist ein kontinuierlich zeitveränderliches Signal. | Das digitale Signal verwendet zwei Bits zur Übertragung der Pegel 0 (LOW) und 1 (HIGH). |
| Geräuschunempfindlichkeit | Arm | Gut |
| Fehlerwahrscheinlichkeit | Hoch | Niedrig |
| Codierung | NEIN | Ja Das digitale Kommunikationssystem verwendet einen Encoder und einen Decoder zur Codierung auf der Sende- und Empfangsseite. Es hilft bei der Erkennung von Fehlern. |
| Flexibel | Weniger flexibel | Flexibler |
| Kosten | Niedrige Kosten | Hohe Kosten |
| Energieverbrauch | Hoch | Niedrig |
| Datenübertragung | Weniger genau. Genauer | |
| Signaldarstellung | Die analogen Signale werden durch eine Sinus- oder Kosinuswelle dargestellt. | Die digitalen Signale werden durch eine Rechteckwelle dargestellt. |
| Beispiele | Audiosignale, Sprachsignale, Videosignale usw. | Taktsignale |
| Anwendungen | Radar. Telefonie usw. | Digitaluhren, CDs, Computer usw. |
Vorteile der analogen Kommunikation
Die Vorteile der analogen Kommunikation sind folgende:
- Das analoge Signal benötigt im Vergleich zum digitalen Signal weniger Bandbreite. Dies ist auf die Verwendung eines Verstärkers im analogen Kommunikationssystem zurückzuführen, der das Signal verbessert und die Verzerrung verringert.
- Aufgrund seiner kontinuierlichen Natur bietet es eine genauere Darstellungsmethode.
- Für Audio- und Videoübertragungen werden bevorzugt Audiosignale verwendet. Dies liegt daran, dass diese Signale mithilfe der Amplitudenmodulation und -demodulation leicht moduliert und demoduliert werden können.
- Analoge Signale sind im Vergleich zu digitalen Signalen einfach zu verarbeiten.
- Es bietet eine begrenzte Signalauflösung.
- Analoge Signale weisen eine hohe Dichte auf, da sie kontinuierlich sind und für die Übertragung ein Medium erfordern.
Voraussetzung
Voraussetzung zum Erlernen der analogen Kommunikation sind Grundkenntnisse Kommunikation Konzepte. Ein grundlegendes Verständnis von Signal und Systeme, Elektronik und Kommunikation wäre von Vorteil.
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Publikum
Das Tutorial zur analogen Kommunikation richtet sich an Anfänger, Studenten die sich Kenntnisse der analogen Kommunikation aneignen möchten. Vor Beginn des Tutorials sind Grundkenntnisse erforderlich.
Problem
Wir versichern Ihnen, dass Sie mit diesem Tutorial zur analogen Kommunikation keine Probleme haben werden. Sollte sich jedoch ein Fehler einschleichen, posten Sie das Problem bitte im Kontaktformular.