Ψηφιακό και αναλογικό σήμα: ποιες είναι οι ομοιότητες και οι διαφορές, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα;

Όταν ασχολείσαι με τηλεοπτικές και ραδιοφωνικές εκπομπές, καθώς και με σύγχρονες μορφές επικοινωνίας, πολύ συχνά συναντάς όρους όπως "Αναλογικό σήμα" και "Ψηφιακό σήμα". Για τους ειδικούς, δεν υπάρχει μυστικό σε αυτές τις λέξεις, αλλά για τους ανθρώπους που αγνοούν τη διαφορά μεταξύ του "ψηφίου" και του "αναλόγου" μπορεί να είναι εντελώς άγνωστη. Και όμως υπάρχει μια πολύ σημαντική διαφορά.

Όταν μιλάμε για ένα σήμα, εννοούμε συνήθως ηλεκτρομαγνητικές ταλαντώσεις που προκαλούν EMF και προκαλούν τρέχουσες διακυμάνσεις στην κεραία του δέκτη. Με βάση αυτές τις δονήσεις, η συσκευή λήψης - μια τηλεόραση, ένα ραδιόφωνο, ένα walkie-talkie ή ένα κινητό τηλέφωνο - αποτελεί την "ιδέα" για την εικόνα που θα εμφανιστεί (αν υπάρχει σήμα βίντεο) και αυτό που ακούει αυτό το σήμα βίντεο πρέπει να συνοδεύει.

Σε κάθε περίπτωση, το σήμα ενός ραδιοσταθμού ή ενός πύργου κινητής επικοινωνίας μπορεί να εμφανιστεί τόσο σε ψηφιακή όσο και σε αναλογική μορφή. Μετά από όλα, για παράδειγμα, ο ίδιος ο ήχος είναι ένα αναλογικό σήμα. Σε έναν ραδιοφωνικό σταθμό, ο ήχος που γίνεται αντιληπτός από το μικρόφωνο μετατρέπεται στα ήδη αναφερόμενα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα του ήχου, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα των ταλαντώσεων στην έξοδο και όσο πιο δυνατά μιλάει το ηχείο, τόσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος.

Τα προκύπτοντα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ή κύματα, διαδίδονται στο διάστημα χρησιμοποιώντας μια κεραία μετάδοσης. Έτσι ώστε ο αέρας να μην φράσσεται με θόρυβο χαμηλής συχνότητας και έτσι οι διαφορετικοί ραδιοφωνικοί σταθμοί να έχουν την ευκαιρία να δουλεύουν παράλληλα χωρίς να παρεμβάλλονται μεταξύ τους, οι δονήσεις που προκύπτουν από την επίδραση του ήχου αθροίζονται, δηλαδή "υπερτίθενται" σε άλλους κραδασμούς που έχουν σταθερή συχνότητα. Η τελευταία συχνότητα ονομάζεται "φορέας", και ακριβώς από την αντίληψή της, συντονίζουμε τον ραδιοφωνικό δέκτη μας να «πιάσει» το αναλογικό σήμα του ραδιοφωνικού σταθμού.

Η αντίστροφη διαδικασία λαμβάνει χώρα στον δέκτη: η συχνότητα φορέα χωρίζεται και τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που λαμβάνονται από την κεραία μετατρέπονται σε ηχητικά κύματα και η οικεία φωνή του ηχείου ακούγεται από το ηχείο.

Στη διαδικασία της μετάδοσης ενός ακουστικού σήματος από έναν ραδιοφωνικό σταθμό σε ένα δέκτη, οτιδήποτε μπορεί να συμβεί. Μπορεί να υπάρξει παρεμβολή τρίτων, η συχνότητα και το πλάτος μπορεί να αλλάξουν, γεγονός που, φυσικά, θα επηρεάσει τους ήχους που εκπέμπει το ραδιόφωνο. Τέλος, ο ίδιος ο πομπός και ο δέκτης εισάγουν κάποιο σφάλμα κατά τη μετατροπή του σήματος. Επομένως, ο ήχος που αναπαράγεται από έναν αναλογικό δέκτη ραδιοσυχνοτήτων έχει πάντα κάποια παραμόρφωση. Η φωνή μπορεί να αναπαραχθεί πλήρως, παρά τις αλλαγές, αλλά το φόντο θα είναι σφύριγμα ή ακόμα και κάποιο είδος συριγμού που προκαλείται από παρεμβολές. Όσο πιο σίγουροι είναι η λήψη, τόσο πιο δυνατά και πιο ξεχωριστά θα είναι αυτά τα εξωτερικά φαινόμενα θορύβου.

Επιπλέον, το επίγειο αναλογικό σήμα έχει πολύ χαμηλό βαθμό προστασίας από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση. Για τους δημόσιους ραδιοφωνικούς σταθμούς, αυτό φυσικά δεν έχει σημασία. Αλλά ενώ χρησιμοποιείτε τα πρώτα κινητά τηλέφωνα, υπήρχε μια δυσάρεστη στιγμή που σχετίζεται με το γεγονός ότι σχεδόν οποιοσδήποτε εξωτερικός ραδιοφωνικός δέκτης θα μπορούσε εύκολα να συντονιστεί με το επιθυμητό κύμα για να παρακολουθήσει την τηλεφωνική σας συνομιλία.

Η αναλογική μετάδοση έχει τέτοια μειονεκτήματα. Λόγω αυτών, για παράδειγμα, η τηλεόραση στο εγγύς μέλλον υπόσχεται να γίνει πλήρως ψηφιακό.

Οι ψηφιακές επικοινωνίες και εκπομπές θεωρούνται πιο προστατευμένες από παρεμβολές και εξωτερικές επιρροές. Το γεγονός είναι ότι όταν χρησιμοποιείτε τους "αριθμούς", το αναλογικό σήμα από το μικρόφωνο στο σταθμό μετάδοσης κρυπτογραφείται σε ψηφιακό κώδικα. Όχι, φυσικά, η ροή αριθμών και αριθμών δεν εκτείνεται στον περιβάλλοντα χώρο. Μόνο ένας ήχος ορισμένης συχνότητας και έντασης έχει οριστεί κωδικός από ραδιοφωνικούς παλμούς. Η διάρκεια και η συχνότητα των παλμών είναι προκαθορισμένη - είναι ίδια και για τον πομπό και για τον δέκτη.Η παρουσία μιας ώθησης αντιστοιχεί στην ενότητα, η απουσία στο μηδέν. Επομένως, μια τέτοια σύνδεση ονομάστηκε "ψηφιακή".

Μια συσκευή που μετατρέπει ένα αναλογικό σήμα σε ψηφιακό κωδικό καλείται μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό (ADC). Και η συσκευή που είναι εγκατεστημένη στο δέκτη και η μετατροπή του κώδικα σε αναλογικό σήμα, που αντιστοιχεί στη φωνή του φίλου σας στη δυναμική ενός κινητού τηλεφώνου GSM, ονομάζεται μετατροπέας ψηφιακού προς αναλογικό (DAC).

Τα σφάλματα και οι παραμορφώσεις ουσιαστικά εξαλείφονται κατά τη διάρκεια της μετάδοσης ενός ψηφιακού σήματος. Αν η ώθηση γίνει λίγο ισχυρότερη, μακρύτερη ή αντίστροφα, τότε θα αναγνωριστεί από το σύστημα ως μονάδα. Και το μηδέν θα παραμείνει μηδενικό, ακόμη και αν εμφανιστεί κάποιο τυχαίο αδύναμο σήμα στη θέση του. Δεν υπάρχουν άλλες τιμές για το ADC και το DAC, όπως το 0,2 ή το 0,9 - μόνο το μηδέν και το ένα. Επομένως, η παρέμβαση στις ψηφιακές επικοινωνίες και στις ραδιοτηλεοπτικές εκπομπές δεν έχει σχεδόν καμία επίδραση.

Επιπλέον, το "σχήμα" είναι επίσης πιο προστατευμένο από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση. Πράγματι, για να μπορεί το DAC της συσκευής να αποκρυπτογραφήσει το σήμα, είναι απαραίτητο να «ξέρει» τον κώδικα αποκρυπτογράφησης. Το ADC μαζί με το σήμα μπορούν επίσης να μεταδίδουν την ψηφιακή διεύθυνση της συσκευής που έχει επιλεγεί ως δέκτης. Επομένως, ακόμη και αν το ραδιοφωνικό σήμα παρεμποδιστεί, δεν μπορεί να αναγνωριστεί λόγω της απουσίας τουλάχιστον μέρους του κώδικα. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα. για κινητά κυτταρικά.

Έτσι εδώ διαφορές μεταξύ ψηφιακών και αναλογικών σημάτων:

1) Ένα αναλογικό σήμα μπορεί να παραμορφωθεί από τον θόρυβο και ένα ψηφιακό σήμα μπορεί είτε να είναι φραγμένο με θόρυβο καθόλου, είτε να μην έχει παραμορφώσεις. Το ψηφιακό σήμα είτε είναι σίγουρα εκεί είτε απουσιάζει εντελώς (είτε μηδέν είτε ένα).

2) Υπάρχει αναλογικό σήμα για την αντίληψη από όλες τις συσκευές που λειτουργούν με την ίδια αρχή με τον πομπό. Το ψηφιακό σήμα προστατεύεται αξιόπιστα από έναν κωδικό · είναι δύσκολο να τον παρακολουθήσετε αν δεν προορίζεται για εσάς.