امواج آنالوگ


حتما تا به حال بارها واژه آنالوگ (Analog) را شنیده اید. ولی آیا به درستی می دانید که امواج آنالوگ چیست؟ امواج آنالوگ یک موج فیزیکی پیوسته است که در نمایش ریاضی، از اعداد حقیقی تشکیل شده است. در این مقاله تلاش نموده ایم شما را با امواج آنالوگ به بیانی ساده آشنا کنیم تا سوالات شما در این باره پاسخ داده شود.

 

امواج آنالوگ
 

 

سیگنال آنالوگ چیست؟


اگر بخواهیم سیگنال آنالوگ را به زبان ساده تعریف کنیم، می توانیم بگوییم سیگنال آنالوگ موجی فیزیکی با تغییرات پیوسته است. ولی در مورد امواج دیجیتال باید بگوییم که متشکل از اعداد است. 
از آن جهت که سیگنال ها در طول زمان تغییر می کنند، بهتر است که آن ها را بر روی گراف (نمایشی تصویری از مجموعه اشیائی است که با هم ارتباط دارند) بکشیم. همان طور که می دانید، در ریاضیات مبحث محورهای مختصات، خط افقی محور (X) و خط عمودی محور (Y) نام دارند. زمانی که بخواهیم امواج آنالوگ را بر اساس محورهای مختصات توصیف کنیم، محور Xها نشان دهنده زمان و محور Yها نشان دهنده مقدار ولتاژ خواهد بود. برای اینکه بتوانیم نوع سیگنال را تشخصی دهیم، بایستی به گراف سیگنال توجه کنیم که این روش بسیار ساده است. یک گراف زمان-ولتاژ از نوع آنالوگ باید نرم و دنباله دار باشد.
شاید تصور شود که این سیگنال ها در یک اندازه حداقل و حداکثر محدود شده باشند، ولی در همان محدوده بینهایت قرار دارند. به این مثال توجه کنید تا بیشتر برای شما این ویژگی سیگنال آنالوگ روشن شود. سیگنال آنالوگی که از پریز برق خارج می شود ممکن است بین ولتاژ منفی 120 و مثبت 120 ثابت باشد. ولی اگر با نرخ بیشتری مورد محاسبه قرار گیرد، ¬¬مشخص می شود که در واقع این سیگنال ها می توانند اندازه ای بینهایت داشته باشند. 

 

امواج آنالوگ
 
در ادامه این مقاله برای شما با مثالی سیگنال دیجیتال را توضیح می دهیم.


مثالی برای سیگنال آنالوگ 


اغلب سیگنال های ویدئویی و صوتی به صورت سیگنال آنالوگ ثبت و سپس منتقل می شوند. به این مثال توجه کنید: سیگنال های ویدئویی که توسط کابل های قدیمی RAC انتقال می یابند، به وسیله سیگنال های آنالوگی بین ولتاژ صفر تا 73% منتقل می شوند. تغییری بسیار کوچک در این سیگنال ها می تواند تاثیری بزرگ بر روی تصاویر فیلم و رنگ آن داشته باشد. 
سیگنال های صوتی خام نیز از نوع آنالوگ هستند. سیگنال خارج شده از یک میکروفون، پر از فرکانس های آنالوگ می باشد که با هم یک موسیقی را شامل می شوند. در بخش بعدی درباره کاربرد مدار مزبور توضیح می دهیم.


کاربرد مدار آنالوگ 


بیشتر تجهیزات پایه الکترونیک مانند خازن ها، سلف ها، ترانزیستورها، تقویت کننده ها و مقاومت ها از نوع سیگنال آنالوگ هستند. مداری که به وسیله تجهیزات آنالوگی ساخته می شود نیز اغلب آنالوگ است. مدارهای آنالوگ قادرند که با تعداد زیادی از اجزا طراحی مجهزی ارائه دهند و یا اینکه به طور خیلی ساده مانند دو مقاومت که با هم ترکیب می شوند، یک کاهش دهنده ولتاژ را تشکیل دهند. 
طراحی یک مدار آنالوگ شارژ باطری کار مشکلی است و هر کسی نمی تواند آن را انجام دهد. به عبارت دیگر تجهیزات دیجیتالی برای این ساخته شده اند که کار طراحی مدارها را آسان کنند. اغلب مدارهای آنالوگ به نویز حتی اگر میزان نویز کم باشد، حساسند. یک تغییر کوچک در ولتاژ مدار آنالوگ نیز خطاهای زیادی را در عملکرد آن به دنبال دارد. 


انواع سیگنال آنالوگ


بعد از بررسی کامل سیگنال آنالوگ، به تقسیم بندی آن می پردازیم. بر خلاف سیگنال دیجیتال که صرفا یک از دو وضعیت را می توانند داشته باشند، سیگنال آنالوگ قادر است مقادیر مختلفی را در یک محدوده مشخص قبول کند. مثال دیگری که برای آنالوگ می توان زد این است که یک سنسور دما به ازای دماهای متفاوت، ولتاژهای مختلفی تولید می کند. 

 

 

امواج آنالوگ
 

سیگنال های آنالوگ انواع مختلفی دارند که جریان، ولتاژ و مقاومت از جمله انواع این سیگنال ها هستند. کارت های ورودی Analog ممکن است یک یا چند تا از سیگنال های ذکر شده را قبول کند. به چند نمونه آنالوگ از جنس ولتاژ اشاره می کنیم: mv25-/+   mv500-/+   v1-/+  v10-/+  

سیگنال آنالوگ از جنس جریان قادر است از ترانسدیوسر 2 سیمه و یا 4 سیمه باشد. که در نوع 4 سیمه آن، تغذیه سنسور از سیگنال جدا می باشد ولی در نوع 2 سیمه آن تغذیه و سیگنال مشترک می باشند.  
 سیگنال آنالوگ از نوع مقاومت، می تواند یک مقاومت معمولی رسیستور با اُهم معین باشد مانند 48 اهم، 300 اهم، 6000 اهم. یک ترمومتر RTD از نوع2، 3، 4 سیمه می تواند باشد.

 

انواع ترمومتر RTD  


همانطور که اشاره کردیم ترمومتر در سه نوع 2، 3، 4 سیمه آن وجود داشته باشد ما در اینجا می خواهیم انواع آن را شرح دهیم. 
ترمومتر در نوع 2 سیمه آن کمترین دقت را در بین انواع ترمومتر دارد. نوع 3 سیمه آن پرکاربردتر است. نوع 4 سیمه ترمومتر هم بیشترین دقت را در بین دو نوع دیگر دارد. نوع 2 سیمه از نظر مقاومت کابل و دمای محیطی که از کابل می گذرد دچار خطا می شود. به دو سر ترمومتر 4 سیمه منبع جریان ثابتی اعمال می شود و ولتاژ در دو طرف دیگر محاسبه می گردد. 

 

امواج آنالوگ
 
بنابراین می توان نتیجه گرفت که: الف- جریانی که از ترمومتر عبور می کند ثابت است. ب- در مسیری که در دو سر ترمومتر ولتاژ اندازه گیری می شود، جریان نمی گذرد. 
پس آن مقداری که اندازه گیری می شود، نسبت ولتاژ دو سر ترمومتر به جریان عبوری از آن می باشد به عبارت دیگر همان مقاومت ترمومتر است. 
ترمومتر نوع 3 سیمه به علت اینکه مسیر عبور جریان در یک طرف مشترک است خطای کمی وجود دارد با نقطه ای که ولتاژ آن اندازه گیری می شود. 
ترمومتر دارای انواع مختلفی است که هر کدام برای دما و شرایط خاصی مناسب است. معروفترین انواع این سازه PT100 می باشد. برخی دیگر از انواع ترمومتر عبارتند از: PT200- PT1000- NI100- NI1000


 

25 رتبه بندی این مطلب:
بدون رتبه

انتخابگر پوسته