تحويل الاشارة التماثلية إلى رقمية_ تكنولوجيا الاتصالات
بسم الله الرّحمن الرّحيم
الحمد لله ربّ العالمين, وأفضل الصلاة وأتم التسليم على سيدنا محمّد وعلى آله وصحبه أجمعين.
اللّهمّ علمنا ما ينفعنا وانفعنا بما علمتنا وزدنا تقى وعملا وألحقنا بالصالحين.
الاتصالات الرقمية
تؤدي الاتصالات الرقمية دوراً مهماً في الوقت الراهن، ويتوقع أن تحل محل الاتصالات التمثيلية في العقد القادم وذلك لأنها أقل تأثراً بالضجيج من جهة، ويمكن إعادة تشكيلها بوساطة المرددات repeaters التي تولد إشارة جديدة خالية من أي تشوه من جهة أخرى، إضافة إلى مرونة العتاد الرقمي ورخص ثمنه كالمعالجات المكروية والدارات الرقمية. والخطوة الأولى لتحويل الإشارة التمثيلية إلى رقمية تمهيداً لتعديلها هي استخدام مبدلات الإشارة من تمثيلية إلى رقمية analog to digital convertors إذ تقوم هذه بتكميم الإشارة وفقاً لمستوياتها وبترميز كل مستوى لما يعادله رقمياً. ويذكر أن هناك الكثير من المبدلات أهمها التسلسلية serial والمتوازية parallel وتلك التي تعمل بمبدأ العد counting quantizers.
ومن أنواع الاتصالات الرقمية الاتصال باستعمال التعديل النبضي المرمز (PCM) pulse code modulation الذي يعد من أكثر أنواع التعديل شيوعاً، لما يتمتع به من قدرات منها إمكانية إعادة تكوين الإشارة الرقمية المكونة من مجموعة من النبضات بوساطة المرددات، إضافة إلى بساطة الدارات التي يستخدمها وكلفها القليلة (الشكل1).
ومنها أيضاً الاتصال باستخدام تعديل دلتا delta modulation وهو يهدف إلى تبسيط الترميز المستخدم في تعديل PCM وإلى تقليل الكلفة، وهو يعتمد على توفير الإشارة بخطوات ذات قيمة ثابتة أو متغيرة (الشكل2).
وأحد التطبيقات المهمة للاتصالات الرقمية هو المودم modem (التعديل وكشف التعديل) الذي يحول الإشارات الرقمية إلى تمثيلية تستطيع المرور في خطوط الهاتف. ويتيح ذلك ربط الحواسيب بعضها ببعضها الآخر وتبادل المعلومات بصورة فعالة ورخيصة بين أمكنة مختلفة قد تكون متباعدة. ومن الممكن اليوم استخدام أجهزة الفاكس التي تستطيع نقل الرسائل المكتوبة بين الشركات والمكاتب في أنحاء العالم.
ما هو التعديل النبضي المرمزPCM؟
PCM: Pulse Code Modulation
أولا: نظرية أخذ العينات
بشكل مبسط وبعيدا عن المعادلات الرياضية المعقدة نقول:
أثبتت التجارب أن الاشارة التماثلية لا تتغير معلوماتها الأساسية إذا أخذنا منها عينات بتردد أكبر من ضعفي تردد الاشارة الأعظمي.
وتردد صوت الانسان 300-3600 Hz
وكحد أعظمي 4000 Hz
فيكون تردد أخذ العينات هو 2*4000=8000 Hz
وبالتالي فالتعديل النبضي يمر بثلاث مراحل:
1- أخذ العيناتSampling
2- التكميمQuantizing
3- الترميزCoding
الاشارة التماثلية
أخذ العينات Sampling
التكميم
وتقسم فيه العينة لمستويات كمية (+128) و (-128) مستوى مجموعها (256), وتحتاج إلى 8 bit لترميزها بالنظام الثنائي
الترميز
تحول فيه العينة وفق المستويات الكمية إلى إشارة رقمية مؤلفة من نبضات وفق النظام الثنائي حيث يعبر عن كل عينة بـ 8 Bit
هذه باختصار شديد طريقة تحويل الاشارة من الشكل التماثلي إلى الرقمي,وتطبيقاتها واسعة في مجال الاتصالات, إن شاء الله نقف مع بعضها في المستقبل.
وليس لنا لغير الله حاجة ولا مذهب.
محمّد راشد