Señal digital y analógica: ¿cuáles son las similitudes y diferencias, ventajas y desventajas?

Cuando se trata de transmisiones de radio y televisión, así como formas modernas de comunicación, muy a menudo se encuentran términos como "Señal analógica" y "Señal digital". Para los expertos, no hay secreto en estas palabras, pero para las personas ignorantes, la diferencia entre el "dígito" y el "análogo" puede ser completamente desconocida. Y sin embargo, hay una diferencia muy significativa.

Cuando hablamos de una señal, generalmente nos referimos a oscilaciones electromagnéticas que inducen EMF y causan oscilaciones de corriente en la antena del receptor. En base a estas vibraciones, el dispositivo receptor - un televisor, radio, walkie-talkie o teléfono celular - crea la "idea" sobre qué imagen mostrar (si hay una señal de video) y qué sonidos debe acompañar esta señal de video.

En cualquier caso, la señal de una estación de radio o una torre de comunicación móvil puede aparecer tanto en forma digital como analógica. Después de todo, por ejemplo, el sonido en sí mismo es una señal analógica. En una estación de radio, el sonido percibido por el micrófono se convierte en las ondas electromagnéticas ya mencionadas. Cuanto mayor sea la frecuencia del sonido, mayor será la frecuencia de las oscilaciones en la salida, y cuanto más alto sea el altavoz, mayor será la amplitud.

Las ondas electromagnéticas resultantes, u ondas, se propagan en el espacio utilizando una antena de transmisión. Para evitar que el éter se obstruya con el ruido de baja frecuencia, y para permitir que diferentes estaciones de radio trabajen en paralelo sin interferir entre sí, se suman las vibraciones resultantes de la influencia del sonido, es decir, "superpuestas" en otras vibraciones que tienen una frecuencia constante. La última frecuencia se llama "portadora", y es precisamente en su percepción que sintonizamos nuestro receptor de radio para "captar" la señal analógica de la estación de radio.

El proceso inverso tiene lugar en el receptor: la frecuencia portadora se separa, y las ondas electromagnéticas recibidas por la antena se convierten en ondas sonoras, y la voz familiar del hablante se escucha desde el hablante.

En el proceso de transmitir una señal de audio desde una estación de radio a un receptor, puede suceder cualquier cosa. Pueden producirse interferencias de terceros, la frecuencia y la amplitud pueden cambiar, lo que, por supuesto, afectará los sonidos emitidos por la radio. Finalmente, el transmisor y el receptor introducen algún error durante la conversión de la señal. Por lo tanto, el sonido reproducido por un receptor de radio analógico siempre tiene cierta distorsión. La voz puede reproducirse completamente, a pesar de los cambios, pero el fondo emitirá un silbido o incluso algún tipo de sibilancia causada por la interferencia. Cuanto menos confiada sea la recepción, más fuertes y distintos serán estos efectos de ruido externo.

Además, la señal analógica terrestre tiene un grado muy bajo de protección contra el acceso no autorizado. Para las estaciones de radio públicas, esto, por supuesto, no importa. Pero al usar los primeros teléfonos móviles, hubo un momento desagradable relacionado con el hecho de que casi cualquier receptor de radio extraño podría sintonizarse fácilmente a la onda deseada para espiar su conversación telefónica.

La transmisión analógica tiene tales desventajas. Gracias a ellos, por ejemplo, la televisión en el futuro cercano promete volverse completamente digital.

Las comunicaciones y transmisiones digitales se consideran más protegidas de interferencias e influencias externas. La cuestión es que cuando se usan los "números", la señal analógica del micrófono en la estación transmisora ​​se cifra en un código digital. No, por supuesto, el flujo de números y números no se extiende al espacio circundante. Solo un sonido de cierta frecuencia y volumen se le asigna un código de pulsos de radio. La duración y la frecuencia de los pulsos están predeterminadas, es lo mismo para el transmisor y el receptor.La presencia de un impulso corresponde a la unidad, la ausencia a cero. Por lo tanto, dicha conexión se llamó "digital".

Un dispositivo que convierte una señal analógica en un código digital se llama convertidor analógico a digital (ADC). Y el dispositivo instalado en el receptor, y que convierte el código en una señal analógica, correspondiente a la voz de su amigo en la dinámica de un teléfono celular GSM estándar, se llama convertidor digital a analógico (DAC).

Los errores y distorsiones se eliminan virtualmente durante la transmisión de una señal digital. Si el impulso se vuelve un poco más fuerte, más largo o viceversa, el sistema lo reconocerá como una unidad. Y cero seguirá siendo cero, incluso si aparece alguna señal débil aleatoria en su lugar. No hay otros valores para el ADC y DAC, como 0.2 o 0.9, solo cero y uno. Por lo tanto, la interferencia con las comunicaciones digitales y la radiodifusión casi no tiene efecto.

Además, la "figura" también está más protegida contra el acceso no autorizado. De hecho, para que el DAC del dispositivo pueda descifrar la señal, es necesario que "conozca" el código de descifrado. El ADC junto con la señal también puede transmitir la dirección digital del dispositivo seleccionado como receptor. Por lo tanto, incluso si la señal de radio es interceptada, no puede reconocerse debido a la ausencia de al menos parte del código. Esto es especialmente cierto. para celular móvil.

Asi que aqui diferencias entre señales digitales y analógicas:

1) Una señal analógica puede ser distorsionada por el ruido, y una señal digital puede estar obstruida por el ruido o venir sin distorsión. La señal digital está definitivamente allí o completamente ausente (ya sea cero o uno).

2) Una señal analógica está disponible para la percepción de todos los dispositivos que funcionan con el mismo principio que el transmisor. La señal digital está protegida de manera confiable por un código; es difícil interceptarla si no está destinada a usted.