Digital och analog signal: vad är likheter och skillnader, fördelar och nackdelar?

När du arbetar med tv- och radiosändningar, såväl som moderna kommunikationsformer, stöter du ofta på termer som "Analog signal" och "Digital signal". För experter finns det ingen hemlighet i dessa ord, men för okunniga för människor kan skillnaden mellan "siffran" och "den analoga" vara helt okänd. Och ändå är det en väsentlig skillnad.

När vi talar om en signal menar vi vanligtvis elektromagnetiska svängningar som inducerar EMF och orsakar strömförändringar i mottagarantennen. Baserat på dessa vibrationer utgör den mottagande enheten - en TV, radio, walkie-talkie eller mobiltelefon - "idén" om vilken bild som ska visas (om det finns en videosignal) och vilka ljud denna videosignal ska följa med.

I vilket fall som helst kan signalen från en radiostation eller ett mobilkommunikationstorn visas både i digital och analog form. Trots allt är till exempel ljudet i sig själv en analog signal. Vid en radiostation konverteras ljudet som upplevs av mikrofonen till de redan nämnda elektromagnetiska vågorna. Ju högre frekvensen för ljud, desto högre frekvens av svängningar vid utgången, och ju högre högtalaren talar, desto större är amplituden.

De resulterande elektromagnetiska vågorna eller vågorna sprider sig i rymden med en transmissionsantenn. Så att luften inte blir igensatt av lågfrekvent brus, och så att olika radiostationer har möjlighet att arbeta parallellt, utan att störa varandra, summeras vibrationerna till följd av ljudpåverkan, det vill säga "överlagrade" på andra vibrationer med en konstant frekvens. Den sista frekvensen kallas "transportören", och det är just på dess uppfattning att vi ställer in vår radiomottagare för att "fånga" den analoga signalen från radiostationen.

Den omvända processen äger rum i mottagaren: bärfrekvensen separeras och de elektromagnetiska vågorna som mottas av antennen omvandlas till ljudvågor och högtalarens bekanta röst hörs från högtalaren.

I processen att sända en ljudsignal från en radiostation till en mottagare kan allt hända. Tredjepartsstörningar kan inträffa, frekvensen och amplituden kan förändras, vilket naturligtvis kommer att påverka ljuden från radion. Slutligen introducerar sändaren och mottagaren själva ett visst fel under signalomvandlingen. Därför har ljudet som reproduceras av en analog radiomottagare alltid någon distorsion. Rösten kan återges helt, trots förändringarna, men bakgrunden kommer att väsa eller till och med någon form av väsande orsakad av störningar. Ju mindre säker mottagningen är, desto högre och tydligare kommer dessa externa ljudeffekter att bli.

Dessutom har den markanaloga signalen en mycket låg grad av skydd mot obehörig åtkomst. För offentliga radiostationer spelar detta naturligtvis ingen roll. Men när man använde de första mobiltelefonerna fanns det ett obehagligt ögonblick relaterat till det faktum att nästan alla främmande radiomottagare lätt kunde ställas in på den önskade vågen för att lyssna på din telefonsamtal.

Analog sändning har sådana nackdelar. På grund av dem, till exempel, lovar tv inom en snar framtid att bli helt digital.

Digital kommunikation och sändningar anses vara mer skyddade från störningar och yttre påverkan. Saken är att när du använder "siffrorna" krypteras den analoga signalen från mikrofonen vid sändningsstationen till en digital kod. Nej, naturligtvis sträcker sig flödet av siffror inte in i det omgivande rymden. Bara ett ljud med en viss frekvens och volym tilldelas en kod från radiopulser. Pulsernas varaktighet och frekvens är förutbestämd - det är samma för både sändaren och mottagaren.Närvaron av en impuls motsvarar enhet, frånvaron till noll. Därför kallades en sådan anslutning "digital".

En enhet som konverterar en analog signal till en digital kod kallas analog-till-digital-omvandlare (ADC). Och enheten installerad i mottagaren och konvertera koden till en analog signal, motsvarande din väns röst i dynamiken i en GSM-standardtelefon, kallas en digital-till-analog-omvandlare (DAC).

Fel och distorsioner elimineras praktiskt taget under överföringen av en digital signal. Om impulsen blir lite starkare, längre eller tvärtom, kommer den fortfarande att känna igen systemet som en enhet. Och noll kommer att förbli noll, även om någon slumpmässig svag signal visas på sin plats. För ADC och DAC finns det inga andra värden, som 0,2 eller 0,9 - endast noll och ett. Därför har störningar i digital kommunikation och sändningar nästan ingen effekt.

Dessutom är "figuren" också mer skyddad från obehörig åtkomst. För att enhetens DAC ska kunna dekryptera signalen är det faktiskt nödvändigt att den "känner" dekrypteringskoden. ADC tillsammans med signalen kan också sända den digitala adressen till den enhet som valts som mottagare. Även om radiosignalen avlyssnas kan den således inte identifieras på grund av frånvaron av åtminstone en del av koden. Detta är särskilt sant. för mobil cellulär.

Så här skillnader mellan digitala och analoga signaler:

1) En analog signal kan förvrängas av brus, och en digital signal kan antingen vara igensatt av brus eller komma utan distorsion. Den digitala signalen är antingen definitivt där eller helt frånvarande (antingen noll eller en).

2) En analog signal är tillgänglig för uppfattning av alla enheter som arbetar enligt samma princip som sändaren. Den digitala signalen är tillförlitligt skyddad med kod, det är svårt att fånga den om den inte är avsedd för dig.