แบบฝึกหัดบทที่ 5

แบบฝึกหดั บทที่ 5 นาย รัชพล สามไชยปวส 2 คอมพิวเตอร์ธุรกจิ 2 เลขท่ี 25

ข้อมูลและสัญญาณการสื่อสารขอ้ มลู1.จงบอกความแตกต่างระหวา่ งขอ้ มูลและสัญญาณ ?ตอบ ความสาคัญของช้ันส่ือสารฟิสิคัล คือ การเคล่ือนย้ายข้อมูลท่ีอยู่ในรูปแบบของ สัญญาณสื่อกลาง ข้อมูล คือ สิ่งที่มีความหมายในตัว โดยข้อมูลทั่วไปที่ใช้งานในระบบ คอมพิวเตอร์ จะเป็นขอ้ มูลชนดิ ตวั เลข ตวั อักษร ภาพน่ิง รวมถงึ ภาพเคล่อื นไหวต่าง ในการส่งข้อมูลจากจุดหน่ึงไปยังอกีจดุ หนึง่ ผ่านทางสายสอ่ื สารหรือคลื่นวทิ ยุ ข้อมูลท่ีต้องการส่งจะต้องได้รับการแปลงใหอ้ ยู่ในรูปแบบของสัญญาณท่ีเหมาะสมกับ ระบบการส่ือสารนั้นๆ ก่อน สัญญาณ คือ ปริมาณใดๆ ที่สามารถเปล่ียนแปลงและสัมพันธ์ไปกับเวลา โดย สัญญาณท่ีใช้ในระบบส่ือสาร คือ กระแสไฟฟ้า หรือคลื่นแมเ่ หล็กไฟฟ้า เชน่ การ สนทนาผา่ นระบบโทรศัพท์ การส่งั พิมพ์งาน การดาวนโ์ หลดข้อมูล เป็นต้น2.จงบอกคุณลักษณะสาคัญของสญั ญาณแอนะล็อก ?ตอบ เป็นรูปคลื่นท่ีมีลักษณะต่อเนื่อง (สัญญาณจะแกว่งขึ้นลงอย่างต่อเน่ืองและ ราบเรียบตลอดเวลา ไม่มีการเปล่ียนแปลงแบบทันทีทันใด) ค่าระดับสัญญาณสามารถอยู่ในช่วงระหว่างค่าตา่ สดุ และ

3.จงบอกคณุ ลกั ษณะสาคญั ของสญั ญาณดจิ ติ อล ?ตอบ เปน็ สญั ญาณท่ีมีรปู แบบไม่ต่อเนื่อง มีค่าที่เป็นไปได้ในรูปแบบของแรงดันไฟฟ้าที่มีค่า 0 หรือ1 เท่านน้ั มขี ้อดีคอื - เป็นสัญญาณท่ที นตอ่ การรบกวนได้ดีกว่าสัญญาณแอนะล็อก แต่ข้อเสียคือ –สามารถส่งบนระยะทางไดไ้ มไ่ กลเม่ือเทยี บกบั สญั ญาณแอนะล็อก4.จงสรปุ ข้อดีและขอ้ เสียของสัญญาณแอนะล็อกและสญั ญาณดจิ ติ อลตอบ 1. การแสดงผลทาให้เข้าใจได้ง่าย ตัวอย่างเช่น การแสดงผลของแรงดันไฟฟ้าเป็นตัวเลขจากเคร่ืองวัดแรงดนั ไฟฟ้า

2. การควบคุมทาได้ง่าย ตัวอย่างเช่นระบบควบคุมอุณหภูมิของเตาเผาท่ีมีระบบดิจิตอลเข้ามาเก่ียวข้อง การทางานของระบบ มีตัวตรวจอุณหภูมิที่เปลี่ยนอุณหภูมิเป็นระดับแรงดันที่เป็นสัญญาณ อนาลอก สัญญาณจะถูกเปล่ียนเป็นสัญญาณดิจิตอล ด้วยวงจรเปลี่ยนสัญญาณอนาลอกเป็นดิจติ อล แล้วป้อนเข้าสู่ส่วนประมวลผล (Central Processing Unit : CPU) ซี พี ยู จะทางานตามเง่ือนไขท่ีกาหนดไว้ ถ้ามีอุณหภูมิสูงหรือต่ากว่าที่กาหนด จะส่งสัญญาณออกท่ีเอาท์พุต เพื่อควบคมุ การปดิ เปดิ เช้ือเพลิงใน เตาเผา การเปล่ียนสัญญาณดจิ ติ อลใหก้ ลบั มาเป็นสัญญาณอนาลอกใช้วงจร D/A คอนเวอร์เตอร์ (Digital to Analog Converter) สัญญาณอนาลอกจะไปควบคุมการปดิ เปิด การฉีดน้ามนั เช้ือเพลงิ ในเตาเผา เพ่อื ให้ได้อุณหภูมิตามที่ตั้งไว้ การเปลี่ยนอุณหภูมิสามารถปรบั ได้ โดยการเปลี่ยนคา่ ทีเ่ ก็บไวใ้ น ซี พี ยู3. ความเที่ยงตรง วงจรอนาลอก ทาให้มีความเที่ยงตรงสูงได้ยาก เพราะปะรกอบไปด้วยอุปกรณ์ท่ีมคี า่ ผิดพลาด และมคี วามไวต่อสงิ่ แวดลอ้ ม เช่น อณุ หภูมิ ความชื้น จงึ ทาใหอ้ ุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ มีคุณสมบัติเปล่ียนไป เหมือนกับว่าปัญหาท่ีเกิดข้ึนในวงจรอนาลอก เป็นเพราะแรงดนั ไฟฟา้ สว่ นอปุ กรณใ์ นวงจรดจิ ิตอลกม็ ีปัญหาเชน่ เดียวกัน แต่วงจรสามารถควบคุมการทางานได้ ถึงแม้วา่ สัญญาณจะผิดเพี้ยนไปบ้าง ก็ไม่มีผลต่อการทางานของวงจรเพราะสภาวะ 1 กับ0 กาหนดจากระดับแรงดัน

4. ผลกระทบต่อการส่งในระยะไกล เมื่อมีการส่งสัญญาณออกไปในระยะไกล ๆ ตามสายส่งหรือเป็นคล่ืนวิทยุ จะมีการรบกวนเกิดข้ึนได้ง่าย เรยี กว่า นอยส์ (noise) ตัวอย่างเช่น การส่งสัญญาณไปยัง ดาวเทียมจะมีการรบกวนเนื่องจากการแผ่รังสี จากฟ้าแลบ หรือจุดดับบนดวงอาทิตย์ทาให้สัญญาณผิดเพย้ี นได้ง่าย ถา้ เป็นวงจรอนาลอก ความเชื่อถือได้ข้ึนกับแรงดันท่ีปลายทางว่าเบี่ยงเบนไปจากต้นทางมามากน้อยแคไ่ หน เป็นปัญหาทีเ่ กย่ี วกับความต่างศักย์ ถ้าส่งเป็นสัญญาณดิจติ อลจะไมม่ ีปัญหานี้ เพราะสัญญาณอาจผิดไป จากตน้ ทางไดบ้ ้างแตย่ ังคงสภาวะ 1 หรอื 05. ความเชอ่ื มนั่ สญั ญาณดจิ ติ อลมีคา่ ความผดิ พลาดนอ้ ยกว่าสัญญาณอนาลอก ทาให้วงจรท่ีทางานด้วยสัญญาณดิจิตอล มีความเช่ือถือได้มากกว่า เมื่อใช้แทนปริมาณต่าง ๆ ตัวอย่างเช่น การบวกสัญญาณ ถา้ ทางานในลักษณะอนาลอก

5.ส่วนประกอบพ้นื ฐานหลักๆ ของสัญญาณแอนะล็อกมอี ะไรบ้าง จงอธบิ ายตอบ 1. แอมพลจิ ูด (Amplitude)สัญญาณแอนะลอ็ ก ท่มี กี ารเคลือ่ นทีใ่ นลักษณะเป็นรปู คลื่นข้นึ ลงสลบั กัน และกา้ วไปตามเวลาแบบสมบูรณ์น้ัน เรียกว่า คล่ืนซายน์(Sine Wave)แอมพลิจดู จะเป็นค่าที่วัดจากแรงดันไฟฟ้าซึ่งอาจเป็นระดับของคลื่นจดุ สูงสุด (High Amplitude) หรือจุดต่าสุด (Low Amplitude) และแทน ดว้ ยหน่วยวัดเปน็ โวลด์ (Volt)2. ความถ่ี (Frequency)ความถี่ หมายถึง อัตราการขึ้นลงของคล่ืน ซ่ึงเกิดขึ้นจานวนกี่รอบใน 1 วินาที โดยความถี่นั้น จะใช้แทนหนว่ ยวดั เปน็ เฮิรตซ์ (Hertz : Hz)3. เฟส (Phase)เฟส เป็นการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณ ซึ่งจะวัดจากตาแหน่งองศาของสัญญาณเมื่อเวลา ผ่านไปโดยเฟสสามารถเปลี่ยนแปลงตาแหน่ง (Phase Shift) ในลักษณะเลื่อนไปข้างหน้าหรือ ถอยหลังก็ได้ การเลอ่ื นไปข้างหนา้ จานวนคร่งึ หน่งึ ของลูกคลื่น จะถอื ว่าเฟสเปล่ยี นแปลงไป 180 องศา

6. Bit Interval กับ Bit Rate คืออะไร ใช้กับสัญญาณอะไร และนามาเทยี บเคยี งกบั หนว่ ยวดัใดของสัญญาณแอนะลอ็ ก ?ตอบ bit interval หมายถงึ เวลาท่ตี อ้ งใชใ้ นการส่งขอ้ มูล 1 บติ มีหน่วยเป็นวนิ าทีBitrate (บิทเรท) คืออะไร Bit บิท คือหน่วยของสัญญาณดิจิตอล การที่จะประมวลผลสัญญาณด้วยความเร็วเท่าไหร่น้ันจึงเรียกว่า “บิทเรท” โดยปกติไฟล์วีดีโอจะใช้หน่วยความเร็วเป็นวินาทียกตัวอย่าง เช่น Kbps (Kilobit per second) หรือ Mbps (Megabit per second) **หมายเหตุ1 Megabit = 1,000 Kilobit7.จงสรุปความหมายของ Bit Rate และ Baud Rate พร้อมกับยกตวั อยา่ งประกอบ ?ตอบ bit interval หมายถงึ เวลาท่ีตอ้ งใชใ้ นการส่งข้อมลู 1 บิต มีหนว่ ยเป็นวินาทีbit rate หมายถึง อัตราการส่งขอ้ มูลบติ ขอ้ มูลใน 1 วินาทีมหี นว่ ย bps(bits per second)อัตราการส่งข้อมูลในช่องสือ่ สาร ขนึ้ อยู่กบั 3 องค์ประกอบคือ- แบนดว์ ิดธ์- ระดบั ของสัญญาณ- คณุ ภาพช่องสญั ญาณ (วัดจารระดับการรบกวน)

8.การมอดเู ลต (Modulate) คืออะไร จงอธบิ าย ?ตอบ คือ การจะส่งสัญญาณเสียงหรือข้อมูลผ่านช่องทางการส่ือสารจาเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องอาศัยพลังงานไฟฟ้าช่วยพาสัญญาณเหล่าน้ันให้เคล่ือนย้ายจากท่ีหน่ึงไปยังอีกท่ีหน่ึงขบวนการหรือข้ันต้อนในการเพ่ิมพลังงานไฟฟ้าดังกล่าวเราเรียกว่าการมอดูเลต(Modulation) พลังงานไฟฟ้าซ่ึงมีความถ่ีสูงและคงที่รวมท้ังมีแอมประจุ(ขนาด) สูงด้วยน้ันเราเรียกว่าสัญญาณคล่ืนพาห์ (SignalCarrier) อุปกรณ์สาหรับมอดูเลตสัญญาณ(Modulator) จะสรา้ งสัญญาณคลื่นพาหแ์ ละรวมเข้ากับสญั ญาณข้อมูลเพอื่ ให้สัญญาณมคี วามแรงพอทจี่ ะสง่ ผา่ นส่อื กลางไปยังอีกจุดหน่ึงทอ่ี ยไู่ กลออกไปได้และเม่ือถึงปลายทางก็จะมีอุปกรณ์ซ่ึงทาหน้าท่ีแยกสัญญาณคลื่นพาห์ออกให้เหลือเพียงสัญญาณข้อมูลเราเรียกวิธีการแยกสัญญาณน้ีว่าการดีมอดูเลต(Demodulation)เรื่องการมอดูเลตสัญญาณเป็นเรื่องที่สาคัญมากในการสื่อสารข้อมูลการเลือกวิธีการมอดูเลตและการดีมอดูเลตท่ีเหมาะสมจะช่วยให้ทา่ นทาการสง่ ขอ้ มูลข่าวสารได้อย่างมปี ระสิทธภิ าพอุปกรณ์สาหรับมอดูเลตสัญญาณ (Modulator) จะสร้างสัญญาณคลื่นพาห์ และรวมเข้ากับสัญญาณข้อมูลเพื่อใหส้ ัญญาณมีความแรงพอท่ีจะส่งผ่านส่ือกลางไปยังอีกจุดหนึ่ง เม่ือถึงปลายทางจะมีอุปกรณ์ในการแยกสัญญาณคล่ืนพาห์ออก เรียกวิธีการแยกสัญญาณน้ีว่า“การดีมอดูเลต”(Demodulation)

9.คณุ สมบตั สิ าคญั ของสัญญาณพาหะ (Carrier Signal) คอื อะไร นาไปใชป้ ระโยชนอ์ ยา่ งไร ?ตอบ มีคุณสมบัติพิเศษคือสามารถส่งออกได้ในระยะไกล ๆ และผ่านตัวกลางได้ และเม่ือมีการนาคลืน่ พาหะมารวมกบั สญั ญาณเสยี ง10.จงอธิบายความแตกต่างระหว่างการมอดูเลตทางขนาด(AM)และการมอดูเลตทางความถ่ี(FM) มาพอเขา้ ใจ?ตอบ การมอดูเลตทางแอมประจุ (AM)สัญญาณของคล่ืนพาห์จะมีความถ่ีสูงกว่าความถี่ของสัญญาณข้อมูล เพื่อให้สามารถพาสัญญาณข้อมูลไปได้ไกล ๆ สัญญาณ AM ท่ีมอดูเลตแล้วจะมีความถ่ีเท่ากับความถ่ีของสัญญาณคลื่นพาห์ โดยมีขนาดหรือแอมปลิจูดของสัญญาณเปลี่ยนแปลงไปตามแอมปลิจดู ของสัญญาณดว้ ยขอ้ เสยี ของการมอดูเลตแบบ AM คือ1. แบนด์วิดท์ของสัญญาณ AM เป็นย่านความถี่ท่ีไมส่ ูง ทาให้มีสัญญาณรบกวนจากภายนอกเข้ามาได้งา่ ย2. การสง่ สัญญาณแบบ AM สิ้นเปลอื งพลังงานมาก พลังงานสว่ นใหญใ่ ชใ้ นการสง่ คลน่ื พาห์การมอดูเลตทางความถี่ (FM)สัญญาณ FM ท่ีมอดูเลตแล้วจะมีแอมปลิจูดคงที่ แต่ความถ่ีของสัญญาณจะไมค่ งที่เปล่ยี นแปลงไปตามแอมปลจิ ูดของสญั ญาณข้อมลู

ขอ้ เสยี ของการมอดเู ลตแบบสญั ญาณ FM คอื1. ต้องการแบนดว์ ดิ ท์ท่ีมีขนาดกว้าง เนื่องจากสญั ญาณขอ้ มูลมีหลายความถี่2. คณุ ภาพดีกวา่ การมอดเู ลตแบบ AM แต่การทางานจะซับซอ้ นกวา่การมอดูเลตทางเฟส (PM)การมอดูเลตแบบ PM จะให้ครึง่ รอบของสัญญาณเป็นมุม 180 องศา และเม่ือครบ 1 รอบ จะเป็น360 องศา สัญญาณมอดเู ลตจะมีการเปล่ยี น (กลับ) มุมเฟสทุกครงั้ ที่มุมเฟสของสัญญาณข้อมูลต่างจากมุมเฟสของสัญญาณคลืน่ พาห์เทา่ กบั 180 องศาการมอดูเลตแบบ PM นยิ มใชใ้ นการแพรภ่ าพสีทางทีวี แต่ AM กับ FM นิยมใช้ในการกระจายเสียงวิทยุการมอดูเลตแบบ PM เป็นวิธีการที่ดีแต่วงจรค่อนข้างจะซับซ้อนจึงไม่นิยมใช้ส่งสัญญาณข้อมูลอะอนาล็อก การมอดูเลตแบบ PM มักจะนามาใช้ในการส่งสัญญาณข้อมูลคอมพิวเตอร์ที่ตอ้ งการความเรว็ ในการสง่ ข้อมูลสูง

11.การมอดเู ลตสญั ญาณดจิ ิตอล ประกอบดว้ ยเทคนคิ ใดบ้าง จงอธบิ าย ?ตอบ เทคนคิ หลกั การมอดเู ลตสญั ญาณดจิ ิตอล คือ การใช้สญั ญาณพาห์ (Carrier Signal)12.รหสั ข้อมูลคืออะไร มรี หัสใดบา้ ง จงสรุปมาใหเ้ ขา้ ใจ ?ตอบ รหัสแทนข้อมูล หมายถึง รหัสที่ใช้แทนตัวอักขระ ซึ่งประกอบด้วยตัวอักษร ตัวเลขหรือสัญลักษณ์พิเศษอื่น ๆ ท่ีใช้ในโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เพราะว่าข้อมูลท่ีเก็บไว้ในหนว่ ยความจาของคอมพิวเตอร์จะแทนด้วยรหสั เลขฐานสองทมี่ ีเลข ๐ กับ ๑ วางเรยี งกันซึ่งรหสั ข้อมูลแบง่ ออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้ คอื1. รหัสภายนอกเครื่อง (External Code) หมายถึง รหัสที่ใชส้ าหรับการบันทึกข้อมูลที่อยู่ภายนอกเคร่ืองคอมพิวเตอร์ เชน่ การบนั ทกึ ขอ้ มลู บนบัตรเจาะรู โดยใชส้ ัญลักษณ์การเจาะรแู ตล่ ะแถวแทนข้อมูล 1 ตังอกั ษร2. รหัสภายในเคร่ือง (Internal Code) หมายถึง รหัสที่ใชแ้ ทนข้อมูลท่ีถูกอ่านและบันทึกอยู่ในหน่วยความจาของเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งรหัสท่ีใช้แทนข้อมูลภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึง่ มีหลายรูปแบบ

13.มีปัจจยั อะไรบ้างท่กี อ่ ใหเ้ กิดความสูญเสียของสญั ญาณจากการสง่ ผ่านขอ้ มูล ?ตอบ ปัจจัยท่ีเก่ียวข้องกับความเร็วในการส่งข้อมูลจานวนโหนดท่ีเชื่อมต่อ (Number ofReceivers)ความสูญเสียต่อการส่งผ่าน (Transmission Impairments) คือการอ่อนตัวของสัญญาณ จะเก่ียวข้องกับระยะทางในการส่งผ่านข้อมูลการรบกวนของสัญญาณ (Interference) คือ การรบกวนของสัญญาณภายนอก อาจส่งผลให้เกิดการบิดเบอื นของสัญญาณได้แบนด์วิดธ์ (Bandwidth) คือ ความกว้างของช่องสัญญาณ บอกถึงความสามารถของการส่งข้อมูลย่งิ กวา้ งย่ิงส่งขอ้ มลู ไดเ้ ร็ว เปรียบได้กับ ความกว้างของถนน

14.สญั ญาณท่ีเบาบางลงหมายถึงอะไร สามารถแก้ไขได้ด้วยวิธีใด ?ตอบ ความต้องการส่งผ่านข้อมูลจากจุดหน่ึงไปยังจุดหน่ึงผ่านสายส่ือ สารหรือคลื่นวิทยุข้อมูลที่ต้องการส่งน้ัน จะต้องได้รับการแปลงให้อยู่ในรูปแบบของสัญญาณท่ีเหมาะสมกับระบบส่ือสารนั้นๆ เสยี ก่อน ดงั นน้ั ความหมายของสัญญาณก็คือปริมาณใด ๆ ท่ีสามารถเปล่ียนแปลงและสัมพันธ์ไปกับเวลา โดยสัญญาณที่ใช้ในระบบสื่อสารก็คือกระแสไฟฟ้า (Electric) หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า(Electromagnetic Wave) เช่น คลื่นวิทยุ คลื่นแสง เป็นต้น และต่อไปนี้จะเป็นตัวอย่างของสัญญาณ15.การสง่ ผ่านข้อมูลบนสายส่ง ทาให้อณุ หภูมสิ งู ข้ึนไดอ้ ยา่ งไร จงอธบิ าย ?ตอบ Thermal Noiseเป็นสญั ญาณรบกวนท่เี กิดจากความรอ้ น เนอื่ งจากสญั ญาณทีว่ ง่ิ ผา่ นสอ่ื กลางจะมีความตา้ นทานในตวั เอง ทาใหอ้ ุณหภูมสิ งู ข้ึน