アナログコミュニケーションは、アナログとコミュニケーションという2つの単語から作られています。アナログとは、連続的に時間変化する信号を指します。通信とは、2 つまたは 3 つ以上のソース間で情報を交換することを指します。アナログ通信とは、アナログ信号を利用した通信のことです。

アナログ通信とは、送信側から受信側へのアナログ信号による通信です。アナログ信号は、 連続時間変化 信号。アナログ信号の例は音波です。時間とともに連続的に変化する信号は、アナログ信号の例です。 オーディオ そして ビデオ 信号。

このチュートリアルでは、アナログ通信、変調、変調の種類、復調器、ノイズ、送信機、受信機、および通信システムのその他のコンポーネントについて説明します。

配列リスト

コミュニケーションとは何ですか？

一方の端からもう一方の端への情報の伝達は、 コミュニケーション 。電子システムでは、データは送信側と受信側の間に存在するチャネルを通じて送信されます。追加のデバイスは、外部妨害からの信号を防ぐために通信チャネルとともに使用されます。データは、エネルギーの一種であるアナログ信号の形で存在します。

アナログ通信の本質的な概念は、 変調 。これは、送信される信号の品質を劣化させる可能性のあるノイズや外部妨害をデータから除去するのに役立ちます。モジュレーションの概念については、チュートリアルの後半で説明します。

信号

信号は、ある地点から別の地点に情報を運ぶ電磁波です。さまざまな媒体を介して伝わる可能性があります。 空気、真空、水 、 そして 固体 。エレクトロニクスでは、信号は次のように定義されます。 電流、電圧、 または 波 情報を運び、長距離を移動します。信号波の速度は光の速度に等しい。

信号にはアナログとデジタルの 2 種類があります。アナログはアナログまたは連続形式でのデータ送信を指し、デジタルはビット形式でのデータ送信を指します。ビットは次のように表されます。 0（低） そして 1 (高)。

アナログ信号

アナログ信号は、時間とともに変化する連続信号です。これは、これらの信号が時間の関数であることを意味します。

または

アナログ信号は、電圧、振幅、周波数などの特性が時間とともに変化する信号です。アナログ信号の一般的な形状は正弦波です。以下に示します。

アナログ信号の例としては、電気信号、光信号、音声信号などが挙げられます。無線信号もアナログ信号に分類されます。すべての信号は伝播する媒体を必要とします。例えば、

電気信号がある場所から別の場所に伝播するにはケーブルが必要です。

音声信号または音声が伝播するには自由空間が必要です。音声信号は空気を伝播媒体として使用しているとも言えます。ただし、アナログ信号は伝送時のノイズや歪みがデジタル信号に比べて大きくなります。

例 : アナログ信号の例として、車が特定の時間で一定の時間で移動する距離が考えられます。以下に示すように、グラフは傾斜した線になります。

それは本質的に継続的なものです。

アナログ信号の種類

信号は、電気信号と同様に、情報を運ぶエネルギーの一種です。情報をある情報源から別の情報源に運ぶのは電気エネルギーです。アナログ信号は、周期信号と非周期信号に分類されます。

周期的な信号

サイン波やコサイン波など、一定期間にわたって繰り返されるアナログ信号は周期信号と呼ばれます。周期信号は数式を使用して簡単に表現できます。

コサイン波を以下に示します。

非周期信号

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一定期間にわたって繰り返されないアナログ信号は、ノイズ信号などの非周期信号として知られています。これは連続的な信号ですが、繰り返されるパターンではありません。数式を使用して非周期信号を表すのは簡単ではありません。

非周期アナログ信号の例を以下に示します。

デジタル信号

デジタル信号は、データを離散値の形式で表す信号です。ビットとして知られる 2 つの値 0 と 1 のみを取ります。データはこれらのビットの形式で送信されます。例えば、

01000110

8ビットまたは1バイトのデータです。

デジタル信号の一般的な例を以下に示します。

デジタル信号の別の例を考えてみましょう。

例 : 教室にいる 30 人の生徒の 5 科目の平均点は、デジタル信号の例として考えることができます。グラフを以下に示します。

デジタル信号の種類

デジタル信号は、周期信号と非周期信号にも分類されます。

周期的な信号

一定期間にわたって繰り返されるデジタル信号は、方形波などの周期信号として知られています。

方形波を以下に示します。

非周期信号

一定期間にわたって繰り返されないデジタル信号は、非周期信号として知られています。これも離散信号ですが、パターンが繰り返されるものではありません。

非周期デジタル信号の一般的な例を以下に示します。

アナログ通信システム

アナログ通信システムは、一方の端からもう一方の端へのデータの送信を支援するモデルを指します。連携して機能する要素を組み合わせて、送信者と受信者の間にネットワークを確立します。で構成されています トランスデューサー、送信機、チャネル、 そして 受信機 。トランスデューサの機能は、ある形態のエネルギーを別の形態に変換することです。チャネルは、送信機から受信機に電気情報を送信する媒体として機能します。

アナログ通信システムのブロック図を以下に示します。

各コンポーネントの機能について詳しく説明します。

入力トランスデューサ

入力トランスデューサは、メッセージ信号内の情報を送信に適した電気エネルギーに変換します。情報源は次のとおりです。 オーディオ、テレビ、コンピューター 、など。

音声信号の周波数範囲は 300Hz ～ 3000Hz です。

ビデオ信号の周波数は4.2M Hzです。

テレビの周波数範囲は 0 Hz ～ 6000K Hz です。

入力トランスデューサーの出力は送信機に供給されます。

送信機

送信機は電気信号をチャネルの送信に適した形式に変換します。メッセージ信号を重畳して変調を行います。 高周波 キャリア信号。したがって、チャネルが異なれば送信機のタイプも異なります。チャネルの特性が変化した場合、効果的な通信のために必要な範囲を維持するために送信機は自らを調整する必要があります。

元の信号はメッセージ信号またはベースバンド信号として知られています。送信機は多重化、つまり複数の信号の同時送信も実行します。

通信チャネル

通信チャネルは、送信機から受信機に電気信号を送信する媒体です。通信はブロードキャストまたはポイントツーポイントで行うことができます。ブロードキャストとは、ラジオなど、単一の送信者と複数の受信者を指します。ポイントツーポイント通信とは、電話など、単一の送信者と単一の受信者間の通信を指します。適切な伝送に不可欠なパラメータは帯域幅です。帯域幅が大きいほど、送信は良好になります。

通信チャネルはさらに次のように分類されます。

• 有線チャンネル
• 無線チャンネル

有線チャンネル

有線チャネルの例には、ツイスト ペア ケーブル、導波管、ケーブル、光ファイバーなどがあります。

ツイストペアケーブル : 伝送能力を高めるために2本の導体ケーブルを撚り合わせたものです。 2 本の導体のねじれにより電界または磁界が結合され、チャネル内のノイズ干渉が防止されます。外部ノイズからデータを守るためのワイヤーシールドによく使用されます。

導波路 : 導波管は、エネルギーをほとんどロスせず、または最小限の損失で電磁波を伝送できます。レーダーやマイクロ波通信でよく使用されます。

優先キュー

光ファイバ : 光ファイバーはプラスチックまたはガラスで作られた伝送ファイバーです。信号の品質に影響を与えることなく、最大数百キロメートルまでデータを送信できます。送信は TIR (Total Internal Reflection) に基づいています。繊維の直径は髪の毛と同じくらい細いです。

無線チャンネル

空間内の一方のアンテナからもう一方のアンテナへのEM（電磁波）の形での通信です。送信は電磁波の周波数に依存します。

干渉要因

チャネル内の干渉は次のように呼ばれます。 ノイズ そして 減衰 。

減衰 信号強度の損失として定義されます。歪みとも呼ばれます。減衰は、ケーブルやコネクタなどの通信システム内の受動コンポーネントによって引き起こされます。他のタイプのメディアと比較して、光ファイバーの量が少ないです。

ノイズ 通信システムにおける重大な要素です。これは、送信中の信号内の不要な干渉として定義されます。ノイズは次のように分類されます。

• 内部ノイズ
• 外来ノイズ

内部ノイズ

通信システム内の信号伝送中に発生する干渉は内部ノイズとして知られています。内部ノイズの例としては、熱ノイズ、ショット ノイズなどが挙げられます。内部ノイズは、キャリア (電子と正孔) の再結合からも発生する可能性があります。

外来ノイズ

通信システムの外部で発生する干渉は外来ノイズとして知られています。外来ノイズの例としては、 照明、点火、電気スイッチ 、など。

受信機

受信機はチャネルから情報を受信します。出力トランスデューサーが必要とする信号から必要な情報を抽出します。受信機は変調と多重化の逆を実行します。つまり、 復調 そして 逆多重化 。また、信号を増幅してノイズを除去します。

出力トランスデューサ

出力トランスデューサは、入力トランスデューサとは逆に動作します。電気エネルギーを元の信号に変換します。ターゲットにとってわかりやすい情報になるとも言えます。出力トランスデューサーの例には、スピーカー、モーター、LED などがあります。

入力トランスデューサーと出力トランスデューサーは両方とも、送信に適した信号を変換し、信号の速度を高めるため、重要です。

の スピーカー 電気エネルギーを音に変換します。

の モーター 電気エネルギーを運動に変換します。

の LED （発光ダイオード）電気エネルギーを光エネルギーに変換します。

一部のチャンネルでは、信号からノイズや歪みを除去するためにアンプやフィルターも使用します。信号内に存在するノイズは信号の品質に影響を与える可能性があります。したがって、回路内でそのようなコンポーネントを使用することが不可欠です。

アナログ通信システムの機能

各コンポーネントについてはすでに詳しく説明しました。一方の端からトランスデューサを介してデータがどのように受信端に送信されるかについて説明します。これにより、受信機はノイズや歪みなしでデータを利用できるようになります。ここでは、音声信号の例について説明します。

情報が最初に届くのは、 入力トランスデューサ 。音声信号を電気信号に変換します。それは、通信システムが電気エネルギーのみを通過させることができるためです。電気信号はさらに、 送信機 。変調により受信信号の特性を改善し、チャネルに適した形式に変換します。情報は現在、 チャネル さまざまな有線または無線メディアを介して。必要な距離を移動した後、信号は受信機に到達します。信号を復調して、出力トランスデューサに最後に送信された元のメッセージ信号を復元します。出力トランスデューサは電気信号を音声信号に変換します。

角のある素材

音声は、人間の音声、携帯電話、ビデオなどによるコミュニケーションにおいて重要な役割を果たします。しかし、システム内のバックノイズは推論とみなされ、システムから除去する必要があります。このために、効果的なフィルターまたはアンプが使用されます。

アナログ対デジタル

2 つの通信の主な違いは、アナログ通信では連続時間変化信号であるアナログ信号が使用されることです。デジタル通信では、離散形式で存在するデジタル信号が使用されます。

アナログ通信とデジタル通信の違いについて説明します。

アナログ通信のメリット

アナログ通信の利点は次のとおりです。

• アナログ信号は、デジタル信号に比べて使用する帯域幅が少なくなります。これは、アナログ通信システムでアンプを使用することにより、信号が改善され、歪みが軽減されるためです。
• 連続的な性質により、より正確な表現方法が提供されます。
• 音声およびビデオの送信には音声信号が推奨されます。これらの信号は、振幅変調と復調を使用して簡単に変調および復調できるためです。
• アナログ信号はデジタル信号に比べて処理が容易です。
• 有限量の信号分解能を提供します。
• アナログ信号は連続的であり、伝送する媒体を必要とするため、高密度です。

前提条件

アナログ通信を学ぶために必要なのは、アナログ通信の基礎知識です。 コミュニケーション 概念。の基本的な理解 信号とシステム、エレクトロニクスと通信 利点になるだろう。

観客

アナログ通信チュートリアルは以下を対象としています。 初心者、学生 アナログ通信の知識を習得したい方。チュートリアルを始める前に、基本的な知識が必要です。

問題

このアナログ通信チュートリアルでは問題が見つからないことを保証します。ただし、間違いがある場合は、お問い合わせフォームに問題を投稿してください。