Өгөгдөл(Data) and Дохио(signal)

Transcript

1 Мэдээллийн сүлжээ профессорын баг Өгөгдөл(Data) and Дохио(signal) Семинар 2 Багш (Доктор Ph.D) Л.Одончимэг

2 Оюутан юу эзэмших вэ: Өгөгдөл гэж юу вэ? Өгөгдөл ба Дохионы ялгаа Аналог ба Тоон дохионы ялгаа Дохиог хугацаа болон давтамжаар дүрслэх, тайлбарлах Зурвасын өргөн Өгөгдөл ба Дохио Тоон дохионы bit interval, bit rate-ийг тайлбарлах

3 Өгөгдөл ба Дохио Агуулга: Өгөгдөл, өгөгдлийн төрөл Аналог ба Тоон өгөгдөл Дохио, дохионы төрөл Үелсэн дохионы характеристик Хугацаа болон Давтамжийн график Зурвасын өргөн, Спектр Тархалтын хугацаа, Долгионы урт

4 Өгөгдөл, өгөгдлийн төрөл Өгөгдөл гэж юу вэ: Өгөгдөл гэдэг нь илгээгч ба хүлээн авагч хооронд харилцан ойлголцох дүрмийн дагуу дамжигдах тодорхой утга бүхий ямар нэгэн зүйл Өгөгдлийн төрөл: Өгөгдөл нь Аналог ба Тоон гэж ангилагдана

5 Аналог өгөгдөл Аналог өгөгдөл нь хугацааны турш тасралтгүй үргэлжилсэн утгатай байна. Аналог өгөгдөл: дуу, дүрс

6 Тоон өгөгдөл нь тасалдсан утга авна Тоон өгөгдөл: Тоон өгөгдөл Text ASCII 7 бит, 128 Extended ASCII 8 бит Unicode 16 бит, ISO 32 бит, Numbers Images

7 Өгөгдөл ба Дохио Агуулга: Өгөгдөл, өгөгдлийн төрөл Аналог ба Тоон өгөгдөл Дохио, дохионы төрөл Үелсэн дохионы характеристик Хугацаа болон Давтамжийн график Зурвасын өргөн, Спектр Тархалтын хугацаа, Долгионы урт

8 Өгөгдөл ба Дохио Сүлжээний төхөөрөмж хооронд өгөгдөл хэрхэн дамжих вэ? Дохио гэж юу вэ? Дамжуулах орчноор дамжигдах өгөгдлийн дүрслэл Дохио ямар хэлбэрээр орших вэ? цахилгаан, цахилгаан соронзон, гэрэл Дохио нь Аналог ба Тоон гэж байна. Аналог дохио тодорхой хугацааны турш хязгааргүй утга авна Тоон дохио хязгаартай утга авна

9 Өгөгдөл ба Дохио Өгөгдлийн холбоонд үелсэн аналог дохио, үелээгүй тоон дохиог хэрэглэдэг. Микрофон дууны өгөгдлийг хос утсаар дамжигдах дууны дохионы хувиргана Тоон дохио нь зөвхөн 2 хязгаарлагдмал утыг дүрсэлнэ. Ихэвчлэн 0, 1 байна

10 Аналог дохио Аналог дохио: Энгийн(simple), Нийлмэл (composite) Энгийн аналог дохио: Синус дохио Нийлмэл аналог дохио: Олон синус дохио

11 Үелсэн дохио - < t < +, Т үетэй үед s( )=s( ) бол үелсэн дохио гэнэ Үелсэн дохио нь үндсэн 3 параметртэй: Агууриг, Давтамж, Фаз

12 Үелсэн дохио Үе ба давтамж Үе - Дохионы нэг циклийн үргэлжлэх хугацаа Давтамж - Нэг секундэд үргэлжлэх үеийн тоо буюу циклийн тоо Давтамж ба Үе нь урвуу хамааралтай байна.

13 Хүснэгт Units of periods and frequencies Unit Equivalent Unit Equivalent Seconds (s) 1 s hertz (Hz) 1 Hz Milliseconds (ms) 10 3 s kilohertz (KHz) 10 3 Hz Microseconds (ms) 10 6 s megahertz (MHz) 10 6 Hz Nanoseconds (ns) 10 9 s gigahertz (GHz) 10 9 Hz Picoseconds (ps) s terahertz (THz) Hz Давтамж нь хугацааны турш өөрчлөгдөх хэмжээ. Өөрчлөлтийн хугацаа богино байвал өндөр давтамжтай, урт байвал нам дамтамжтай

14 Жишээ 1 Нэг циклийн үргэлжлэх хугацаа 100 ms бол үеийг микросекундээр, давтамжийг килогерцээр илэрхийл. Шийдвэр 1 ms дэх микросекундыг олно: 100 ms = s = ms = 10 5 ms Давтамжийг, үе давтамжийн хамаарлаар бодож гаргаад килогерцэд шилжүүлнэ. 100 ms = s = 10-1 s f = 1/10-1 Hz = KHz = 10-2 KHz

15 Үелсэн дохио Фаз нь хугацааны 0 үе дэх дохионы байрлал буюу циклийн эхлэлийн статусыг илэрхийлнэ. Relationships between different phases

16 Агууриг: Хугацааны турш дахь дохионы утга. [В, мв, кв] s(t)=a*sin(2πft+ φ) Давтамж: Нэг секунд дэх үеийн тоо. [ Гц ] f=1/t Фаз: Тухайн хугацаан дахь дохионы байрлалаар хэмжигдэнэ. Градус, радиан [ 360 o =2π] Үе: сек, ms, µs, ns, ps Үелсэн дохио

17 Синус долгионы жишээ

18 Жишээ 2 Хугацааны 0 агшинд циклийн 1/6 харгалзана. Фазыг градус ба радианаар илэрхийл. Шийдвэр Бүтэн цикл 360 градус байна. Циклийн 1/6 гэдэг нь: (1/6) 360 = 60 градус = 60 x 2p /360 рад = рад

19 Үелсэн дохионы дүрслэл

20 Энгийн синус дохио нь өгөгдлийн холбоонд хэрэглэгдэхгүй. Өөрөөр хэлбэл дохиог дамжуулна гэдэг нь олон дохиог нэгтгэж характеристикүүдийг нь өөрчилнө гэсэн үг. Ялгаатай давтамж, фаз, агууригтай энгийн синус дохионуудын нэгдлийг Фурьегийн цуваагаар нэгтгэж нийлмэл дохиог үүсгэнэ.

21 Тоон дохио Тэгш өнцөгт дохио нь өөр давтамжтай олон аналог дохионуудын нэгдлээр үүсгэгдэнэ. Давтамжийн спектрээр тодорхойлогдоно. Давтамжийн спектр: үелсэн давтамж бүхий дохионууд Жишээ: тэгш өнцөгт дохио s(t)=a/2π*sin(2πft)+a/6π*sin(2π3ft)+a/10π*sin(2π5ft)+ +

22 Three harmonics Adding first three harmonics

23 Давтамж спектрийн харьцаа

24 Зурвасын өргөн Давтамжийн спектрээс дохионы боломжит зурвасын өргөнийг сонгож авна. Вandwidth нь орчны үзүүлэлт: Энэ нь тухайн орчны дамжуулж чадах давтамжийн хязгаар юм.

25 Жишээ 3 Үелсэн дохио нь 100, 300, 500, 700, 900 Hz-ийн таван үелсэн дохионд задарсан гэж үзье. Зурвасын өргөнийг ол. Дохионы спектрүүдийг зур. Задарсан бүх дохионы агууриг нь 10V. Шийдвэр B = f h - f l = = 800 Hz Давтамжийн спектр 100, 300, 500, 700, 900-д харгалзана.

26 Жишээ 4 Дохионы зурвасын өргөн 20 Hz. Дээд давтамж 60 Hz. Доод давтамжийг ол. Спектрийг зур. Бүх давтамжин дахь агууриг ижил. Шийдвэр B = f h - f l 20 = 60 - f l f l = = 40 Hz

27 Жишээ 5 Дохионы спектр гц, зурвасын өргөн нь 1000гц. Орчин гц-ийн завсарт дамжуулна гэвэл энэ орчноор дохиог дамжуулж болох уу? Шийдвэр Дамжи...

28 Оюутан юу эзэмших вэ: Өгөгдөл гэж юу вэ? Өгөгдөл ба Дохионы ялгаа Аналог ба Тоон дохионы ялгаа Дохиог хугацаа болон давтамжаар дүрслэх, тайлбарлах Зурвасын өргөн Өгөгдөл ба Дохио Тоон дохионы bit interval, bit rate-ийг тайлбарлах

29 Тоон дохионы тооцоолол Өгөгдөл нь тоон дохиогоор мөн илэрхийлэгдэнэ Эерэг хүчдэлийн үед 1 хүчдэлгүй үед 0 Тасалдсан дохио Үндсэн хоёр параметр: - Bit interval - Bit rate

30 Bit Interval and Bit Rate Bit interval: Нэг битийг илгээхэд зарцуулах хугацаа Bit rate: Нэг секундэд илгээгдэх битийн тоо (bps)

31 Жишээ 6 Тоон дохио нэг секундэд 2000 бит дамжуулна. Нэг битийн дамжигдах хугацааг ол. Шийдвэр Bit interval нь bit rate-ээс урвуу хамааралтай учир: Bit interval = 1/ 2000 s = s = x 10 6 ms = 500 ms

32 Тоон дохионы тооцоолол Тоон дохио нь хязгааргүй зурвасын өргөнтэй дохионуудын нийлмэл дохио юм. Хүснэгт 3.12 Bandwidth Requirement Bit Harmonic Harmonics Harmonics Harmonics Rate 1 1, 3 1, 3, 5 1, 3, 5, 7 1 Kbps 500 Hz 2 KHz 4.5 KHz 8 KHz 10 Kbps 5 KHz 20 KHz 45 KHz 80 KHz 100 Kbps 50 KHz 200 KHz 450 KHz 800 KHz Вit rate нь зурвасын өргөнтэйгөө шууд хамааралтай.

33 Тоон ба Аналог Аналог дохио f 1 f 2 давтамжийн завсарт дамжуулах бөгөөд Band-Pass дамжууллын суваг Тоон дамжуулалын зурвасын өргөн нь 0 f завсарт байх ба Low-Pass дамжууллын суваг

34 Аналог зурвасын өргөн Орчны дамжуулж чадах давтавжийн хязгаар (Hz) Тоон зурвасын өргөн Орчны дамжуулж чадах хамгийн их битийн хэмжээ (Bps)

35 Тархалтын хугацаа Тархалтын хугацаа: Дохио нэг цэгээс нөгөө цэгт дамжуулах орчноор дамжин хүрэх хугацаа Propagation time = Distance / Propagation Speed

36 Долгионы урт Долгионы хурд: Нэг үед дамжигдаж байгаа дохионы уртаар хэмжигдэнэ Wavelength = Propagation Speed * Period = Propagation Speed / Frequency

37 Жишээ 7 Агаараар өгөгдөл дамжих тооцоолол. Speed of electromagnetic signal = 3*10 8 m/s Red light frequency = 4*10 14 Hz λ = C/f = 3*10 8 / 4*10 14 m = 750nm

38 Даалгавар гц давтамжтай үелсэн дохионы циклийн үргэлжлэх хугацааг ол. 2. Синус долгионы циклийн үргэлжлэх хугацаа 50 микросекунд бол давтамжийг ол V агууриг, 8гц давтамж бүхий үелсэн дохионы агууригхугацааны болон агууриг-давтамжийн хамаарлыг дүрсэл. Үеийг ол. 4. Хугацааны '0' агшинд циклийн 1/4 харгалзаж байвал графикийг дүрсэл. Фазыг градус ба радианаар илэрхийл. 5. 5V агууриг, 6гц давтамж, фаз нь p байх үелсэн дохионы Агууриг-хугацааны болон агууриг-дамтамжийн хамаарлыг зур.

39 Даалгавар 6. Сигналын нэг циклийн үргэлжлэх хугацаа 3,906 микросек бол давтамжийг кгц-ээр илэрхийл. 7. 5сек, 12микросек, 220наносек, 81пикосек үетэй дохионуудын давтамжуудыг Гц, кгц, мгц, ггц, тгц-ээр илэрхийл. 8. Вит интервал нь 0.001, 2мсек, 10 бит нь 20микросек-д, 1000 бит нь 250пикосек-д дамжиж байвал Bit Rate-ийг тооцоол. 9. Тоон үүсгүүр 10 6 bps хурдтайгаар өгөгдлийг илгээдэг гэвэл дараах битүүдийг ямар хугацаанд дамжуулах вэ? 100 бит, 100 тэмдэгт (1 тэмдэгт 8 бит) 10. Давтамж нь 0, 20, 50, 200гц байх 4 синус дохионд задарсан дохионы зурвасын өргөн хэд байх вэ? Давтамжийн спектрийг зур.

40 Даалгавар гц зурвасын өргөнтэй үелсэн дохио нь агууриг 20, давтамж 100, агууриг нь 5 байх 2 дохионд задарсан бол давтамжийн спектрийг зур. 12. Дохионы bit rate нь хэд байх вэ?

41 Даалгавар 13. Үелсэн дохионы давтамж нь хэд байх вэ? 14. s(t)=4 sin 628t дохионы үеийг ол. Давтамжийн спектрийг зур.