1.3. Аналог ба тоон сигнал

1.2-р зурагт үзүүлсэн сигналыг аналог сигнал гэнэ. Аналог сигнал нь физик сигналтай илүү төсөөтэй байдаг учир аналог /analogue – ижил, төсөөтэй/ гэж нэрлэжээ. Аналог сигналын далайц ямар ч утгатай байж болно. Бидний хүрээлэн байгаа ихэнх сигнал аналог байна. Ийм сигналд зориулагдсан электроникийн хэлхээг аналог хэлхээ гэнэ. Бид цаашид маш олон аналог хэлхээтэй тааралдах болно.

Аналог сигналыг түүний хугацааны агшин болгон дахь утгаараа илэрхийлэгдэх дискрет сигналуудын цуваагаар илэрхийлж болно. Үүний үр дүнд гарсан сигналыг тоон сигнал гэнэ. 1.7-р зурагт аналог сигналыг хэрхэн тоон хэлбэрт хөврүүлэхийг дүрсэллээ. 1.7-гийн А-р зурагт t₀, t₁, t₂ г.м-лэн хугацааг ижил хэмжээтэйгээр хувааж тухайн хугацааны агшин бүгд харгалзах хүчдлийн утгыг тогтооно. Эдгээр сигналыг загвар сигнал гэх ба 1.7-гийн Б-р зурагт аналог сигналыг загвар сигналаар дүрслэн үзүүлсэн байна.

Зураг 1.7. a) үргэлжилсэн аналог сигнал b) дискрет загвар сигнал

Загвар сигналуудыг тооллын системийг ашиглан тоон сигнал уруу хөврүүлнэ. Тоон сигнал ба тоон хэлхээнд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг тооллын систем бол бинари систем юм.. Бинари системд тоо болгон 0 ба 1 гэсэн 2-хон л боломжит утгыг авна. Тиймээс тоон сигналыг бинари системд дүрслэхийн тулд low ба high гэж нэрлэгддэг хүчдлийн 2 төвшин хэрэгтэй. Жишээ нь ихэнх тоон хэлхээний тухай сурах бичигт хүчдлийн low төвшинг 0вольт, high төвшинг +5вольтоор илэрхийлсэн байдаг. 1.8-р зурагт тоон сигналыг үзүүллээ.

Зураг 1.8. Бинари тоон сигнал

Хэрэв бид N битийн бинариг ашиглан аналог сигналын загвар сигналыг дүрслэх бол түүнд харгалзах тоон утга нь дараах томъёогоор илэрхийлэгдэнэ.

Энд b₀, b₁, b₂, b₃, … b_N-1 нь 0 ба 1 гэсэн утгатай N битийг илэрхийлнэ. Мөн b₀ нь хамгийн бага оронгийн бит /Least Significant Bit - LSB/, b_N-1 нь хамгийн их оронгийн бит /Most Significant Bit - MSB/-ийг тус тус илэрхийлнэ. Ингээд бинари утгыг b_N-1b_N-2 … b₀ гэж тэмдэглэнэ. Үүний тулд аналог загварын далайцийг 2-ийн N зэрэгт төвшинд хуваана. Хэдий чинээ олон төвшинд хуваана тоон утга нь аналог загварын далайцад илүү дөхнө. Өөрөөр хэлбэл битийн тоо ихсэх тусам аналог ба тоон хувиргалтын алдаа багасна. 1.9-р зурагт аналог тоон хувиргагчийн /АТХ/ блок хэлбэрээр дүрслэн үзүүллээ. Бид удахгүй тоон сигналыг хэрхэн эргүүлэн аналог сигнал болгон хувиргадаг ТАХ-ийн тухай ч үзэх болно.

Зураг 1.9. Аналог тоон хувиргуур

Тоон сигналд зориулагдсан хэлхээг тоон хэлхээ гэнэ. Тоон сигнал нь үнэндээ 2хон төвшинтэй бинари сигнал байдаг тул тоон хэлхээ нь аналог хэлхээтэй харьцуулахад илүү хялбархан байдаг. Одоо үед сигналыг тоон сигнал уруу хөврүүлэгчийг өргөн ашиглах болсон. Жишээ нь электрон цаг, тооны машин, тоон аудио систем, компьютер, тоон зурагт г.м. мөн түүнчлэн удаан хугацаанд хэрэглэгдэж байсан аналог системүүд ч өнөөдөр тоон системд шилжиж байна. Жишээ нь орон нутгийн телефон утасны сүлжээ нь аналог систем дээр тулгуурлагдаж байсан бол одоо бүхэлдээ тоон систем рүү шилжиж байна. Иймээс бид бүх л тоон системүүд нь хичнээн болохыг хэзээ ч мартаж болохгүй.