Tín hiệu Analog là gì ? Nó có tên tiếng anh là Analog signal. Bình thường, tín hiệu Analog là một tín hiệu liên tục. Trong đó một đại lượng thay đổi theo thời gian (chẳng hạn như điện áp, áp suất, v.v.). Đại diện cho một biến số dựa trên thời gian khác. Nói cách khác, một biến là Analog của biến kia. Kết quả là các hệ thống Analog cho phép biểu diễn số lượng giá trị vô hạn. Về mặt lý thuyết: nó có thể đạt được bất kỳ giá trị nào trong các tham số chi phối hệ thống. Bài viết này hay cùng tôi đi tìm hiểu về loại tín hiệu này nhé
Tín hiệu là gì?
Cử chỉ, hành động, âm thanh, biểu cảm cho chúng ta biết một số thông tin và đây là những cách giao tiếp giữa chúng với nhau. Tín hiệu là một phương thức giao tiếp bằng cách gửi thông tin từ hệ thống này sang hệ thống khác. Nói cách khác tín hiệu là một chức năng đại diện cho thông tin hoặc dữ liệu.
Tín hiệu là sóng điện từ truyền thông tin qua môi trường vật chất. Tại đây, dữ liệu được chuyển đổi thành tín hiệu điện từ ở dạng Analog. Hoặc kỹ thuật số và được gửi từ người gửi đến người nhận.
Điện áp và dòng điện là những đại lượng thay đổi theo thời gian. Được sử dụng để biểu diễn dữ liệu. Bằng cách thay đổi các đại lượng này theo thời gian dữ liệu có thể được truyền đi. Analog tín hiệu cũng được biểu diễn dưới dạng hàm của miền tần số chứ không phải là miền thời gian.
Để giao tiếp giữa hai hệ thống. Một tín hiệu thông báo được chuyển qua bộ mã hóa và bộ điều chế để truyền qua một phương tiện trong khi nó được chuyển qua bộ giải mã và bộ giải điều chế để nhận tín hiệu thông báo ở đầu kia.
Tín hiệu được chia thành hai loại dựa trên bản chất của chúng. Tín hiệu liên tục khi thời gian thay đổi về bản chất là tín hiệu Analog .Tín hiệu rời rạc được gọi là tín hiệu số .
Tín hiệu Analog là gì
Ví dụ, hãy tưởng tượng một công tắc điều chỉnh độ sáng được gắn với bóng đèn. Trong một hệ thống Analog hoàn hảo. Bộ điều chỉnh độ sáng sẽ có vô số vị trí giữa “tắt” và “đầy” – và vô số mức công suất tương ứng. Của bóng đèn. Đầu ra của bóng đèn Analog như biến phụ thuộc thời gian “vị trí của công tắc điều chỉnh độ sáng.”
Ngược lại, tín hiệu kỹ thuật số thể hiện sự thay đổi trong biến của hệ thống để đáp ứng với một tập hợp các giá trị rời rạc. Giống như một bóng đèn có công tắc “bật / tắt” hoặc bóng đèn ba chiều với nhiều mức đầu ra.
Tín hiệu Analog là một dạng năng lượng điện (điện áp, dòng điện hoặc công suất điện từ) mà có mối quan hệ tuyến tính giữa điện lượng và giá trị mà tín hiệu biểu diễn. Tín hiệu có biên độ nhận giá trị bất kỳ trong dải liên tục được gọi là tín hiệu Analog.
Đặc tính của Tín hiệu Analog là gì ?
Tín hiệu Analog có bản chất liên tục và thay đổi theo thời gian. Chúng có thể định kỳ hoặc không định kỳ.
Điện áp, dòng điện, tần số, áp suất, âm thanh, ánh sáng, nhiệt độ là các biến vật lý được đo theo sự thay đổi của chúng theo thời gian để thu được thông tin.
Khi đồ thị điện áp so với thời gian được vẽ, chúng ta thấy đường cong với các giá trị liên tục giống như sóng sin.
Những tín hiệu này bị nhiễu nhiều hơn khi chúng truyền qua môi trường. Những tiếng ồn này dẫn đến mất thông tin trong tín hiệu.
Bộ chuyển đổi tín hiệu Analog sang kỹ thuật số chuyển đổi tín hiệu Analog thành tín hiệu kỹ thuật số. Bằng một quá trình được gọi là lấy mẫu và lượng tử hóa. Sóng âm được chuyển đổi thành chuỗi các mẫu bằng quy trình Lấy mẫu
Các tín hiệu bao gồm tín hiệu âm thanh được truyền qua dây dẫn. Tín hiệu video được phát bằng công nghệ cũ hơn, tín hiệu radio và đồng hồ Analog.
Tín hiệu kỹ thuật số là gì ?
Tín hiệu có biên độ chỉ nhận các giá trị giới hạn được gọi là tín hiệu số. Tín hiệu kỹ thuật số là rời rạc, chúng chỉ chứa các giá trị riêng biệt.
Tín hiệu số mang dữ liệu nhị phân tức là 0 hoặc 1 ở dạng bit. Nó chỉ có thể chứa một giá trị tại một khoảng thời gian. Tín hiệu kỹ thuật số được biểu diễn dưới dạng sóng vuông hoặc tín hiệu đồng hồ. Giá trị nhỏ nhất là 0 vôn trong khi giá trị lớn nhất là 5 vôn.
Quá trình điều chế.
Tín hiệu kỹ thuật số ít bị nhiễu hơn so với tín hiệu Analog. Việc truyền dữ liệu số trong kênh Analog được thực hiện bằng quá trình gọi là Điều chế.
Điều chế biên độ là một quá trình trong đó dữ liệu số được chuyển đổi thành tín hiệu Analog bằng cách sử dụng tín hiệu sóng mang tần số đơn. Analog, khóa dịch chuyển FREQUENCY sử dụng tín hiệu sóng mang biên độ không đổi và hai tần số để phân biệt giữa 1 và 0.
Ngày nay việc sử dụng tín hiệu kỹ thuật số để truyền thông tin đã tăng lên nhanh chóng trong mọi lĩnh vực sử dụng vì các ứng dụng và đặc tính của tín hiệu kỹ thuật số có năng suất cao hơn so với tín hiệu Analog.
Ví dụ về tín hiệu kỹ thuật số
- Bộ phát thông minh sử dụng các giao thức khác nhau truyền dữ liệu thông qua tín hiệu Analog và kỹ thuật số.
- Đồng hồ kỹ thuật số.
- Tín hiệu video kỹ thuật số.
- Băng đĩa.
- Của DVD.
- Máy vi tính.
Bất cứ ai làm việc trong lĩnh vực điện tử hoặc xử lý tín hiệu chắc hẳn đã quen thuộc với hai loại thiết bị chính: thiết bị Analog và kỹ thuật số. Nhưng điều gì tạo nên một cái gì đó Analog? Nó khác gì so với kỹ thuật số? Đối với vấn đề đó, điều gì tạo nên một thứ gì đó kỹ thuật số?
Ứng dụng của tín hiệu Analog là gì?
Về lý thuyết, chúng ta có thể sử dụng thuật ngữ “tín hiệu Analog” . Để mô tả bất kỳ tín hiệu liên tục nào sử dụng một đại lượng biến thời gian để đại diện cho một đại lượng khác. Chẳng hạn như các hệ thống cơ học như nhiệt kế quay số). Nhưng đối với mục đích của chúng tôi. Chúng tôi sử dụng nó phổ biến nhất để mô tả các tín hiệu điện.
Chúng tôi sử dụng tín hiệu Analog trong nhiều ứng dụng, chẳng hạn như:
– Ghi âm và tái tạo âm thanh
– Thiết bị khuếch đại / âm thanh trực tiếp
– Các công nghệ truyền tín hiệu video cũ hơn (VGA, S-Video, v.v.)
– Tin hiệu Radio
– Tín hiệu phát sóng truyền hình (cho đến gần đây)
Xem thêm: Đồng hồ nước điện từ có tín hiệu analog
Tín hiệu Analog đại diện cho một biến liên tục là kết quả của một biến dựa trên thời gian liên tục khác. Chúng có khả năng xuất ra thông tin liên tục với vô số giá trị có thể về mặt lý thuyết.
Chúng tôi đã thấy tín hiệu Analog được sử dụng trong hầu hết các loại xử lý tín hiệu. Và ứng dụng điện tử tiêu dùng có thể tưởng tượng được. Trong hầu hết các trường hợp. Chúng đã được thay thế bằng các phiên bản kỹ thuật số. Mặc dù các quy trình Analog vẫn phổ biến trong lĩnh vực ghi âm thanh cùng với thiết bị ghi kỹ thuật số.
Điểm khác nhau của tín hiệu kỹ thuật số và tín hiệu Analog là gì?
| Tín hiệu Analog | Tín hiệu kỹ thuật số |
| Tín hiệu Analog là liên tục và thời gian thay đổi. | Tín hiệu số có từ hai trạng thái trở lên và ở dạng nhị phân. |
| Việc khắc phục sự cố của tín hiệu Analog rất khó. | Khắc phục sự cố của tín hiệu kỹ thuật số rất dễ dàng. |
| Tín hiệu Analog thường ở dạng sóng sin. | Một tín hiệu kỹ thuật số thường ở dạng sóng vuông. |
| Dễ bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn. | Chúng ổn định và ít bị nhiễu. |
| Tín hiệu Analog sử dụng các giá trị liên tục để biểu diễn dữ liệu. | Tín hiệu kỹ thuật số sử dụng các giá trị rời rạc để biểu diễn dữ liệu. |
| Độ chính xác của tín hiệu Analog có thể bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn. | Độ chính xác của tín hiệu kỹ thuật số không bị nhiễu. |
| Tín hiệu Analog có thể bị ảnh hưởng trong quá trình truyền dữ liệu. | Tín hiệu kỹ thuật số không bị ảnh hưởng trong quá trình truyền dữ liệu. |
| Tín hiệu Analog sử dụng nhiều năng lượng hơn. | Tín hiệu kỹ thuật số sử dụng ít năng lượng hơn. |
Tại sao tín hiệu dòng điện 4-20 mA được sử dụng thay vì tín hiệu điện áp?
Các tín hiệu điện có thể được truyền theo hai cách khác nhau. Đó là tín hiệu 4-20 mA và tín hiệu điện áp
Tín hiệu điện áp khi truyền đi một khoảng cách xa nó gây ra hiện tượng sụt áp trong các dây dẫn. Có thể có sự chênh lệch điện áp lớn giữa đầu gửi và đầu nhận. Điều này dẫn đến các lỗi đo lường khi số đọc biến. quá trình của chúng ta xuất hiện ở dạng điện áp. Do đó, tín hiệu điện áp thường không được sử dụng vì sai số đo nhiều hơn.
Mặt khác, tín hiệu 4-20 mA không bị ảnh hưởng với sự sụt giảm điện áp trong các dây vòng. Độ chính xác đo của việc truyền tín hiệu 4-20 mA tốt hơn nhiều so với tín hiệu truyền điện áp.
Máy phát được sản xuất cho mục đích tự động hóa có thể xuất ra tín hiệu 0-20mA hoặc 4-20 mA. Tín hiệu 4-20 mA được ưu tiên hơn tín hiệu 0-20 mA vì dây bị đứt có thể dễ dàng phát hiện khi sử dụng tín hiệu 4-20 mA. Nếu dòng điện quan sát được bằng 0 trong bộ phát 4-20 mA, bộ phát sẽ xuất tín hiệu lỗi.
Tín hiệu 4-20 mA có thể được truyền mà không bị lỗi đến khoảng cách 1000 mét. Máy phát thường được cấp nguồn vòng lặp với nguồn cung cấp 24 vôn. Máy phát có cách sắp xếp này được gọi là máy phát 2 dây.
Tín hiệu quá trình có thể được đo bằng cách kết nối ampe kế nối tiếp với nguồn cung cấp 24 volt. Đáp ứng của tín hiệu dòng điện tuyến tính. Hơn phản ứng của tín hiệu điện áp, và do đó, tín hiệu dòng điện được ưu tiên hơn tín hiệu điện áp.
Tại sao 4-20 mA được sử dụng thay vì 0-10v
Mong muốn rằng tín hiệu phải được tái tạo ở đầu cuối của hệ thống điều khiển chính xác những gì đã được tạo ra ở đầu phát để cả hai bên cùng đọc và hiển thị các giá trị giống nhau.
Tín hiệu không được nhiễu do nhiễu điện từ bên ngoài hoặc nhiễu tĩnh điện. Nếu các tín hiệu bên ngoài này chồng lên tín hiệu đo, nó có thể gây ra sai số đáng kể trong phép đo.
Khả năng chống nhiễu của tín hiệu dòng điện và tín hiệu điện áp phụ thuộc vào trở kháng của nguồn. Tín hiệu dòng điện cung cấp trở kháng thấp. cho cảm biến / máy phát so với nguồn điện áp và do đó tín hiệu dòng điện có khả năng chống nhiễu tốt hơn.
Tín hiệu dòng điện 4-20 mA an toàn cho khu vực nguy hiểm vì công suất thấp và không có nguy cơ điện giật hoặc hỏa hoạn.
Tín hiệu 4-20 mA được đưa vào điện trở 250 ôm kết nối với mạch phát. Điện trở chuyển đổi tín hiệu hiện tại thành tín hiệu điện áp. Để chuyển tiếp thành tín hiệu kỹ thuật số thông qua một bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số được đặt trong mô-đun đầu vào tương tự của tủ hệ thống PLC hoặc DCS.
Bài viết : Tín hiệu Analog là gì? Được chúng tôi tổng hợp thông tin từ nhiều nguồn tài liệu nước ngoài. Mong muốn mang đến cho bạn đọc cái nhìn tổng quan hơn về tín hiệu Tín hiệu Analog . Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của bạn đọc. Xin chân thành cảm ơn !
Tác giả : Vandongho.vn
