Skaitmeninis ir analoginis signalas: kokie yra panašumai ir skirtumai, pranašumai ir trūkumai?

Kai kalbate apie televizijos ir radijo transliacijas, taip pat apie šiuolaikines komunikacijos formas, labai dažnai susiduriate su tokiomis sąvokomis kaip "Analoginis signalas" ir "Skaitmeninis signalas". Ekspertams šie žodžiai nėra paslaptis, tačiau žmonėms, nežinantiems, koks skirtumas tarp „skaitmens“ ir „analogo“ gali būti visiškai nežinomas. Ir vis dėlto yra labai reikšmingas skirtumas.

Kai mes kalbame apie signalą, mes paprastai turime omenyje elektromagnetinius virpesius, kurie sukelia EML ir sukelia srovės virpesius imtuvo antenoje. Remiantis šiais virpesiais, priimamasis įrenginys - televizorius, radijas, radijo imtuvas ar mobilusis telefonas - suformuoja „idėją“, kokį vaizdą rodyti (jei yra vaizdo signalas) ir kokius garsus šis vaizdo signalas turėtų lydėti.

Bet kokiu atveju radijo stoties arba mobiliojo ryšio bokšto signalas gali pasirodyti tiek skaitmenine, tiek analogine forma. Galų gale, pavyzdžiui, pats garsas yra analoginis signalas. Radijo stotyje mikrofono suvokiamas garsas paverčiamas jau minėtomis elektromagnetinėmis bangomis. Kuo didesnis garso dažnis, tuo didesnis išėjimo virpesių dažnis ir kuo garsiau kalba garsiakalbis, tuo didesnė amplitudė.

Gautos elektromagnetinės bangos arba bangos plinta erdvėje, naudodamos perdavimo anteną. Kad eteris neužsikimštų su žemo dažnio triukšmu ir leistų skirtingoms radijo stotims veikti lygiagrečiai netrukdant viena kitai, vibracijos, atsirandančios dėl garso įtakos, yra sumuojamos, tai yra, „uždėtos“ kitoms vibracijoms, turinčioms pastovų dažnį. Paskutinis dažnis vadinamas „nešikliu“, ir būtent pagal jo suvokimą mes suderiname savo radijo imtuvą „pagauti“ analoginį radijo stoties signalą.

Imtuve vyksta atvirkštinis procesas: nešiklio dažnis yra atskirtas, o antenos gaunamos elektromagnetinės bangos paverčiamos garso bangomis, o iš garsiakalbio girdimas garsiakalbio pažįstamas balsas.

Perduodant garso signalą iš radijo stoties į imtuvą, gali nutikti bet kas. Gali atsirasti trečiųjų šalių trukdžių, gali keistis dažnis ir amplitudė, o tai, žinoma, turės įtakos radijo skleidžiamiems garsams. Galiausiai, siųstuvas ir imtuvas patys sukuria tam tikrą klaidą signalo konvertavimo metu. Todėl analoginio radijo imtuvo atkuriamas garsas visada turi tam tikrų iškraipymų. Nepaisant pokyčių, balsas gali būti visiškai atkuriamas, tačiau fonas bus švilpiantis ar net dėl ​​tam tikrų trukdžių sukeliamas švokštimas. Kuo mažiau patikimas priėmimas, tuo garsiau ir ryškesni bus šie išorinio triukšmo efektai.

Be to, antžeminis analoginis signalas turi labai žemą apsaugos nuo neteisėto patekimo laipsnį. Viešosioms radijo stotims tai, be abejo, nesvarbu. Naudojant pirmuosius mobiliuosius telefonus, įvyko vienas nemalonus momentas, susijęs su tuo, kad beveik bet kokį pašalinį radijo imtuvą buvo galima lengvai suderinti su norima banga, kad būtų galima įsiklausyti į jūsų telefoninį pokalbį.

Analoginis transliavimas turi tokių trūkumų. Dėl jų, pavyzdžiui, televizija artimiausiu metu žada tapti visiškai skaitmenine.

Laikoma, kad skaitmeniniai ryšiai ir transliacijos yra labiau apsaugoti nuo trikdžių ir išorės įtakos. Reikalas tas, kad naudojant „skaičius“, analoginis signalas iš mikrofono perduodančioje stotyje yra užšifruojamas į skaitmeninį kodą. Ne, žinoma, skaičių ir skaičių srautas neplinta į supančią erdvę. Tiesiog tam tikro dažnio ir garsumo garsui priskiriamas kodas iš radijo impulsų. Iš anksto nustatoma impulsų trukmė ir dažnis - jie yra vienodi tiek siųstuvui, tiek imtuvui.Impulso buvimas atitinka vienybę, nebuvimas - iki nulio. Todėl toks ryšys buvo vadinamas „skaitmeniniu“.

Kviečiamas prietaisas, kuris analoginį signalą paverčia skaitmeniniu kodu analoginis-skaitmeninis keitiklis (ADC). Ir imtuve sumontuotas įrenginys, kuris kodą paverčia analoginiu signalu, atitinkančiu jūsų draugo balsą, esantį GSM standartinio mobiliojo telefono dinamikoje, vadinamas skaitmeninio analogo keitikliu (DAC).

Klaidos ir iškraipymai iš esmės pašalinami perduodant skaitmeninį signalą. Jei impulsas tampa šiek tiek stipresnis, ilgesnis arba atvirkščiai, sistema vis tiek jį atpažins kaip vienetą. Ir nulis liks lygus nuliui, net jei jo vietoje pasirodys koks nors atsitiktinis silpnas signalas. Nėra jokių kitų ADC ir DAC verčių, tokių kaip 0,2 arba 0,9 - tik nulis ir viena. Todėl skaitmeninio ryšio ir transliavimo trukdžiai beveik neturi jokios įtakos.

Be to, „figūra“ taip pat labiau apsaugota nuo neteisėtos prieigos. Iš tiesų, kad prietaiso DAC galėtų iššifruoti signalą, būtina, kad jis „žinotų“ dešifravimo kodą. ADC kartu su signalu taip pat gali perduoti skaitmeninį įrenginio, pasirinkto kaip imtuvas, adresą. Taigi, net jei radijo signalas yra perimamas, jo negalima atpažinti dėl to, kad nėra bent dalies kodo. Tai ypač aktualu. mobiliajam koriniam.

Taigi čia skirtumai tarp skaitmeninių ir analoginių signalų:

1) Analoginį signalą gali iškraipyti triukšmas, o skaitmeninis signalas gali būti visiškai užkimštas triukšmu, arba jis gali būti iškraipytas. Skaitmeninio signalo visiškai nėra arba jo visiškai nėra (arba nulis, arba vienas).

2) Analoginį signalą gali suvokti visi įrenginiai, veikiantys tuo pačiu principu kaip ir siųstuvas. Skaitmeninis signalas yra patikimai apsaugotas kodu, jį sunku perimti, jei jis nėra skirtas jums.