Digitalna elektronika sada sve više zamjenjuje tradicionalnu analognu elektroniku. Vodeće tvrtke koje proizvode širok izbor elektronička oprema, sve češće izjavljuju potpuni prijelaz na digitalnu tehnologiju.
Napredak u tehnologiji proizvodnje elektroničkih čipova osigurao je brzi razvoj digitalne tehnologije i uređaja. Korištenje digitalne metode obrada i prijenos signala mogu značajno poboljšati kvalitetu komunikacijskih linija. Digitalne metode obrade signala i komutacije u telefoniji omogućuju nekoliko puta smanjenje karakteristika težine i veličine komutacijskih uređaja, povećanje pouzdanosti komunikacije i uvođenje dodatne funkcionalnosti.
Pojava mikroprocesora i mikrosklopova velike brzine RAM memorija velike količine, uređaji male veličine za pohranjivanje informacija na tvrdim medijima velikog volumena omogućili su stvaranje prilično jeftine univerzalne osobne elektroničke računalni strojevi(računala), koja su našla vrlo široku primjenu u svakodnevnom životu i proizvodnji.
Digitalna tehnologija nezamjenjiv u sustavima telesignalizacije i daljinskog upravljanja koji se koriste u automatiziranoj proizvodnji, kontroli udaljeni objekti, Na primjer, svemirski brodovi, plinske crpne stanice itd. Uzela je maha i digitalna tehnologija jako mjesto u električnim radijskim mjernim sustavima. Moderni uređaji snimanje i reprodukcija signala također je nezamislivo bez upotrebe digitalni uređaji. Digitalni uređaji naširoko se koriste za upravljanje kućanskim aparatima.
Vrlo je vjerojatno da će digitalni uređaji dominirati tržištem elektronike u budućnosti.
Prvo dajmo neke osnovne definicije.
Signal je svaka fizikalna veličina (na primjer, temperatura, tlak zraka, intenzitet svjetlosti, jakost struje itd.) koja se mijenja tijekom vremena. Upravo zahvaljujući ovoj promjeni vremena signal može nositi neke informacije.
Električni signal je električna veličina (na primjer, napon, struja, snaga) koja se mijenja tijekom vremena. Sva elektronika u osnovi radi s električnim signalima, iako U zadnje vrijeme sve više koristi svjetlosni signali, koji predstavljaju vremenski promjenjivi intenzitet svjetlosti.
Analogni signal je signal koji može uzeti bilo koju vrijednost unutar određenih granica (na primjer, napon se može glatko mijenjati od nula do deset volti). Uređaji koji rade samo s analognim signalima nazivaju se analogni uređaji.
Digitalni signal je signal koji može imati samo dvije vrijednosti (ponekad tri vrijednosti). Štoviše, dopuštena su neka odstupanja od ovih vrijednosti (slika 1.1). Na primjer, napon može imati dvije vrijednosti: od 0 do 0,5 V (nulta razina) ili od 2,5 do 5 V (jedinička razina). Uređaji koji rade isključivo s digitalnim signalima nazivaju se digitalni uređaji.
U prirodi su gotovo svi signali analogni, odnosno kontinuirano se mijenjaju u određenim granicama. Zbog toga su prvi elektronički uređaji bili analogni. Pretvarali su fizičke veličine u njima proporcionalne napone ili struje, izvodili neke operacije nad njima, a zatim vršili inverzne pretvorbe u fizikalne veličine. Na primjer, glas osobe (vibracije zraka) se pretvara u električne vibracije, tada se ti električni signali pojačavaju elektroničko pojačalo i uz pomoć sustav zvučnika opet pretvara u vibracije zraka, u glasniji zvuk.
Riža. 1.1. Električni signali: analogni (lijevo) i digitalni (desno).
Sve operacije koje obavljaju elektronički uređaji na signalima mogu se podijeliti u tri velike skupine:
Obrada (ili transformacija);
Emitiranje;
Skladištenje.
U svim tim slučajevima korisni signali su izobličeni parazitskim signalima - šumom, smetnjama, smetnjama. Osim toga, prilikom obrade signala (na primjer, tijekom pojačanja, filtriranja), njihov oblik također je iskrivljen zbog nesavršenosti, neidealnosti elektronički uređaji. A kada se prenose na velike udaljenosti i tijekom skladištenja, signali također slabe.
Riža. 1.2. Izobličenje šumom i smetnjama analognog signala (lijevo) i digitalnog signala (desno).
U slučaju analognih signala, sve to značajno degradira korisni signal, jer su sve njegove vrijednosti dopuštene (slika 1.2). Stoga se kvari svaka transformacija, svako međuskladištenje, svaki prijenos putem kabela ili zraka analogni signal, ponekad do njegovog potpunog uništenja. Također moramo uzeti u obzir da sve buke, smetnje i smetnje u osnovi nisu podložne točan izračun, stoga je apsolutno nemoguće točno opisati ponašanje bilo kojeg analognog uređaja. Osim toga, s vremenom se kod svih analognih uređaja parametri mijenjaju zbog starenja elemenata, pa karakteristike ovih uređaja ne ostaju konstantne.
Za razliku od analognih signala, digitalni signali, koji imaju samo dvije dopuštene vrijednosti, mnogo su bolje zaštićeni od šuma, smetnji i smetnji. Mala odstupanja od dopuštenih vrijednosti ni na koji način ne iskrivljuju digitalni signal, budući da uvijek postoje zone dopuštenih odstupanja (slika 1.2). Zato digitalni signali omogućuju mnogo složeniju i višefaznu obradu, mnogo dulju pohranu bez gubitaka i puno kvalitetniji prijenos od analognih signala. Osim toga, ponašanje digitalnih uređaja uvijek se može apsolutno točno izračunati i predvidjeti. Digitalni uređaji puno su manje podložni starenju, budući da male promjene u njihovim parametrima ni na koji način ne utječu na njihov rad. Osim toga, digitalne je uređaje lakše dizajnirati i otklanjati pogreške. Jasno je da sve te prednosti osiguravaju brz razvoj digitalne elektronike.
Međutim, digitalni signali imaju i veliki nedostatak. Činjenica je da digitalni signal mora ostati na svakoj od dopuštenih razina barem neki minimalni vremenski interval, inače ga neće biti moguće prepoznati. A analogni signal može poprimiti bilo koju vrijednost u infinitezimalnom vremenu. Možemo to reći i na drugi način: analogni signal je definiran u kontinuiranom vremenu (to jest, u bilo kojem trenutku u vremenu), a digitalni signal je definiran u diskretnom vremenu (to jest, samo u odabranim točkama u vremenu). Stoga je najveća moguća izvedba analognih uređaja uvijek bitno veća od one digitalnih uređaja. Analogni uređaji mogu podnijeti brže promjenjive signale od digitalnih. Brzina obrade i prijenosa informacija analogni uređaj uvijek može biti veća od brzine njezine obrade i prijenosa digitalnim uređajem.
Osim toga, digitalni signal prenosi informaciju samo u dvije razine i mijenjanjem jedne svoje razine u drugu, dok analogni signal također prenosi informaciju sa svakom trenutnom vrijednošću svoje razine, odnosno kapacitetniji je u smislu prijenosa informacija. Stoga je za prijenos količine korisnih informacija sadržanih u jednom analognom signalu najčešće potrebno koristiti više digitalnih signala (obično od 4 do 16).
Osim toga, kao što je već navedeno, u prirodi su svi signali analogni, odnosno pretvoriti ih u digitalne signale i za inverzna konverzija potrebna je uporaba posebne opreme (analogno-digitalni i digitalno-analogni pretvarači). Dakle, ništa ne dolazi besplatno, a cijena koju treba platiti za prednosti digitalnih uređaja ponekad može biti neprihvatljivo visoka.
Nedavno, u informacijska mreža, počelo se pojavljivati sve više i više informacija o prijelazu s analognog na digitalno emitiranje, u vezi s tim, postavljaju se mnoga pitanja o ovoj temi, generiraju se sve vrste glasina i pretpostavki. U ovom članku želim objasniti razliku između "analognog" i "digitalnog" emitiranja, dostupnog i razumljivog jednostavan korisnik jezik (prema barem, koliko je god moguće).
Signali su izvorno poslani na valnoj duljini sličnoj izvornom signalu, za razliku od novih digitalnih signala koji se šalju kao binarni kod. Analogni signali bili su iznimno učinkoviti i mogli su se podići iz njih velika udaljenost, ali su također zauzimali značajnu propusnost.
Snop elektrona otpušten sa stražnje strane cijevi na zaslon na prednjem dijelu cijevi, osvjetljavajući fosfor na zaslonu. Moduliranjem svjetline i kodiranjem boje snopa na ekranu, može se stvoriti potpuna slika. Zraka je lagano mijenjala određenu sliku svakog djelića sekunde, varajući vaše oči da misle da se slika miče.
Prvo, shvatimo što je "analogni" signal.
Analogni signal
Kao i uvijek, objasnit ću jednostavan primjer. Na primjer, uzmimo prijenos glasovne informacije od jedne osobe do druge.
Tijekom razgovora naše glasnice emitiraju određenu vibraciju različitog tonaliteta (frekvencije) i glasnoće (razine). zvučni signal). Ova vibracija, nakon što je prešla određenu udaljenost, ulazi u ljudsko uho, utječući tamo na takozvanu slušnu membranu. Ova membrana počinje vibrirati istom frekvencijom i jačinom vibracije koju su emitirale naše zvučne žice, s tom razlikom što jačina vibracije nešto slabi zbog svladavanja udaljenosti.
Dakle, prijenos glasovnog govora od jedne osobe do druge može se sigurno nazvati
analogni prijenos signala, a evo i zašto.
U početku su se analogne televizije emitirale u crno-bijeli način rada, što se može učiniti jednostavnom promjenom intenziteta elektronskog snopa. Kada je boja stigla, signal je bio kodiran nove informacije, omogućujući televizorima tumačenje određenih boja. Korištena su tri glavna tipa kodiranja bojama.
Mislim da smo riješili "analogni signal"
Osim, katodne cijevi zahtijevale su glomaznu strukturu za podršku i bile su ograničene na 480 okomite linije stvoriti sliku. Ovdje dobre vijesti: Stari analogni TV radit će sa satelitskom antenom čak i nakon digitalne konverzije.
Radi se o tome da naše glasnice emitiraju istu zvučnu vibraciju koju percipira i samo ljudsko uho (mi čujemo ono što govorimo), odnosno odaslani i primljeni zvučni signal ima sličan oblik pulsa i isti frekvencijski spektar zvučnih vibracija, tj. drugim riječima, "analogna" zvučna vibracija.
Postavite vlastitu satelitsku antenu ili je sami postavite prema specifikacijama proizvođača. Spojite satelit na satelitsku antenu. Spojite subwoofer na TV. Spojite koaksijalni kabel na TV izlazni priključak.
Podesite TV na kanal. Nazovite svog satelitskog davatelja usluga da aktivirate svoj satelitski prijemnik. Provjerite kupnju visokokvalitetne žice; što je žica bolja, to bolja slika i zvuk. Satelitska antena Satelitski prijemnik Aksijalna žica. . Jack Gorman je bio uključen u mnoga područja svoje profesionalne karijere. Njegove specijalnosti uključuju filmsku i video produkciju, sportski menadžment, pisanje, web grafički dizajn, marketing, komunikacije, operacije, ljudske potencijale i fotografiju.
Evo, mislim da je jasno.
Sada pogledajmo više složen primjer. A za ovaj primjer, uzmimo pojednostavljeni dijagram telefonski aparat, odnosno telefon koji su ljudi koristili davno prije pojave mobilnih komunikacija.
Tijekom razgovora zvučne vibracije govora prenose se na osjetljivu membranu slušalice (mikrofon). Zatim se u mikrofonu zvučni signal pretvara u električne impulse, a potom žicama prolazi do druge slušalice, u kojoj pomoću elektromagnetskog pretvarača (zvučnika ili slušalice) električni signal pretvoriti natrag u audio signal.
Televizija se brzo razvijala u posljednjem desetljeću. Iako su međusobno povezani, nisu potpuno isti. Također ima mogućnost prijenosa više podataka u manjoj propusnosti i mogućnost emitiranja pojedinačnih podkanala.
Darrin Mayer od tada piše. Meyer je diplomirao radiodifuzno novinarstvo na Sveučilištu Nebraska-Lincoln. Pa postoji velika razlika kao između to dvoje. Kvaliteta slike daleko je bolja od kvalitete digitalnog emitiranja.
Digitalna slika je točnija jer koristi digitalnu formulu za prijenos, tako da ili vidite savršenu sliku ili ništa. Digitalni sustav omogućuje prijenos više sadržaja putem radiovalova. Definitivno više živimo u svijetu računala i tehnologije.
U gornjem primjeru ponovno se koristi "analogna" konverzija signala. Odnosno, zvučna vibracija ima istu frekvenciju kao i frekvencija električnog impulsa u komunikacijskom vodu, a također zvuk i električni impulsi imaju sličan oblik (tj. slični).
Svaka postaja ima jednu frekvenciju na kojoj se emitiraju analogne emisije. televizijski signal. To može rezultirati smetnjama, snijegom ili duhovima na kanalu. Također može uzrokovati varijacije u boji, svjetlini i kvaliteti zvuka. I, poput radio signala, analogni prijenos se smanjuje što je dalje od izvora.
U digitalni kod, možete kodirati gotovo bilo koju vrstu odaslanog električnog signala (uključujući analogni), i nije važno radi li se o slici, video signal, audio signal, ili tekstualne informacije, te je ove vrste signala moguće odašiljati gotovo istovremeno (u jednom digitalnom toku).
Digitalni signal po svojim električnim svojstvima (kao u primjeru s tonskim signalom) ima veliku propusnost prijenos informacija umjesto analognog signala. Također, digitalni signal se može prenijeti na dulja udaljenost nego analogni, i to bez smanjenja kvalitete odaslani signal.
To znači da uživate u dosljedno jasnim slikama, visokokvalitetnom zvuku i smetnjama ili snijegu. Digitalni prijenos Zahtijeva manju propusnost u usporedbi sa sličnim analognim signalom. To vam omogućuje da iskusite kvalitetno programiranje kod kuće. Vrijednost slike je 4 jedinice širine za svake 3 jedinice visine.
Nažalost, televizijski prijamnici(TV) dizajnirani za prijam analogne televizije više neće moći primati digitalni zemaljski signal. Ali u svakom slučaju, to ne znači da trebate otići u trgovinu i kupiti novi televizor koji može primati digitalnu TV.
Tako da možete primati digitalno emitiranje, na TV koji podržava samo analogni emitirani signal, Samo trebate kupiti tzv. digitalni prijemnik televizijsko emitiranje(ili drugačije da ga nazovemo, digitalni zemaljski prijemnik).
Digitalni zemaljski prijamnik (receiver) povezuje se s televizorom preko antenskog priključka ili putem niskofrekventnog audio-video kabela. U u ovom slučaju, zračna antena, više se ne spaja na antensku utičnicu TV-a, već na utičnicu samog digitalnog prijamnika. Opća shema takav spoj prikazan je na sl. 1.
Opći princip ove tehnike bit će sljedeći:
Digitalni zemaljski radijski signal prima zemaljska antena, od antene ovaj signal stiže do digitalnog prijemnika, a od prijamnika analogni signal ide do vašeg TV-a. Ovdje će se TV već koristiti kao monitor, a prebacivanje između TV kanala odvijat će se s digitalnog daljinskog upravljača on-eter prijemnik(prijamnik).
Ovdje mislim da vrijedi spomenuti prijem zvučnih radio postaja.
Za primanje digitalnog signala od radijskih postaja, starih radija (podržava prijem analogno emitiranje), također više neće raditi, a trebat će vam poseban radio prijemnik koji podržava prijem digitalnog radio signala.
Prednosti digitalne zemaljske TV:
*Kao što je ranije spomenuto, glavna i najvažnija prednost digitalne zemaljske TV je, naravno, mobilnost. Svoje omiljene programe možete gledati ne samo kod kuće, već i dok ste na putu. Također, možda će se u budućnosti digitalna zemaljska TV moći gledati na mobilnom telefonu.
*Digitalna zemaljska TV je mogućnost prijema slike i zvuka u vrlo dobroj kvaliteti.
*Po svojim električnim svojstvima, odnosno elektromagnetska svojstva, digitalni signal, može se prenositi na veću udaljenost od analognog, bez smanjenja kvalitete odaslanog signala.
Ovdje također treba uzeti u obzir da je digitalni radio signal otporniji na one koji nas okružuju elektromagnetske smetnje(smetnje mogu doći od obližnjih električnih i radio uređaja, kao i od obližnjih dalekovoda).
*U digitalni format, možete prenositi znatno više TV kanala, a kvaliteta slike i zvuka biti će puno bolja nego kod analognog prijenosa signala.
*Nedvojbena prednost digitalnog emitiranja je, naravno, jednostavnost postavljanja, dok, na primjer, instaliranje i konfiguriranje satelitske televizije zahtijeva određena znanja i vještine.
Mislim da ovo, naravno, nije cijeli popis prednosti digitalnog emitiranja u odnosu na analogno, ali, kako kažu, vidjet ćemo.
Digitalna televizija kod nas sve više dobiva na popularnosti, ali mnogi još uvijek ne znaju po čemu se ona bitno razlikuje od dobre stare analogne televizije.
Opis analogne i digitalne televizije
Nije teško pogoditi da se analogna i digitalna televizija temelje na analognom odnosno digitalnom signalu. Analog signal dolazi kontinuirano, što znači da u slučaju bilo kakvog vanjskog utjecaja postaje ranjiv, što dovodi do lošije kvalitete slike i zvuka. Nedvojbena prednost analognog signala je mogućnost primanja pomoću jednostavne zemaljske antene. Također možete koristiti usluge pružatelja kabelske televizije. Možemo reći da je današnji analogni signal već zastario, jer je u mnogočemu znatno inferioran digitalnom signalu. najvažnije parametre– kvaliteta, sigurnost itd.
Moderni televizori prvenstveno su dizajnirani za rad digitalni signal, iako imaju i analogni konektor. Stvar je u tome što analogni signal ne može otkriti puni potencijal modernih plazma i LCD televizora, samo digitalni signal može pružiti bolju kvalitetu slike. Za razliku od analognog, dolazi u kompaktnim “porcijama” koje su odvojene pauzama, pa je stoga vrlo teško utjecati na takav signal. Čak i pri prijenosu digitalnog signala na vrlo velike udaljenosti, kvaliteta slike i zvuka ostaje na najvišoj razini. Između ostalog, digitalni signal omogućuje prijenos mnogo više kanala od analognog, tako da pretplatnici koji se spoje na digitalnu televiziju primaju više od stotinu TV kanala na najrazličitije teme.
Usporedba analogne i digitalne televizije
Jao, analogne televizije danas zapravo nema jasne prednosti prije digitalno emitiranje, osim možda mogućnosti "hvatanja" signala pomoću konvencionalna antena. Međutim, digitalna televizija može biti i mobilna pomoću prijemnika digitalnog signala. S obzirom da, bez obzira na udaljenost, digitalni signal ostaje zaštićen od hakiranja i smetnji te jamči visoku razinu kvalitete, prednosti digitalne televizije postaju posve očite.
TheDifference.ru utvrdio je da je razlika između analogne i digitalne televizije sljedeća:
Digitalna televizija pruža višu razinu kvalitete i zaštite signala. Analogni signal je bio i ostao osjetljiv na vanjske utjecaje i ne može pružiti tako kvalitetnu sliku.
Digitalna televizija je mobilnija - danas možete primati digitalni signal dok ste na putu ili daleko od kuće.
Analogna televizija to nije u stanju pružiti veliki broj kanali poput digitalnog. Zbog osobitosti digitalnog signala, pri spajanju na digitalnu televiziju, pretplatnik može dobiti pristup nekoliko stotina različitih TV kanala.
Pretplatite se na novosti
Svaki dan se ljudi suočavaju s upotrebom elektronički uređaji. Bez njih se ne može modernog života. Uostalom, govorimo o televiziji, radiju, računalu, telefonu, multicookeru i tako dalje. Ranije, prije samo nekoliko godina, nitko nije razmišljao o tome koji se signal koristi u svakom radnom uređaju. Riječi "analogni", "digitalni", "diskretni" postoje već dugo vremena. Neke vrste navedenih signala su visoke kvalitete i pouzdane.
Digitalni prijenos je ušao u upotrebu mnogo kasnije od analognog. To je zbog činjenice da je takav signal mnogo lakše održavati, a tehnologija u to vrijeme nije bila toliko poboljšana.
Svaka se osoba stalno susreće s konceptom "diskretnosti". Ako ovu riječ prevedete s latinskog, to će značiti "prekid". Zalazeći duboko u znanost, možemo to reći diskretni signal je metoda prijenosa informacija koja uključuje promjenu nosivog medija tijekom vremena. Potonji uzima bilo koju vrijednost od svih mogućih. Sada diskretnost odlazi u drugi plan, nakon što je donesena odluka o proizvodnji sustava na čipu. Oni su holistički, a sve komponente blisko međusobno djeluju. U diskretnosti je sve upravo suprotno - svaki detalj je dovršen i povezan s drugima posebnim komunikacijskim linijama.
Signal
Signal predstavlja poseban kod, koju u svemir prenosi jedan ili više sustava. Ova formulacija je opća.
U području informacija i komunikacija signal je poseban nositelj podataka koji služi za prijenos poruka. Može biti stvoren, ali ne i prihvaćen, posljednji uvjet nije potrebno. Ako je signal poruka, tada se "hvatanje" smatra neophodnim.
Opisani kod je dan matematička funkcija. Karakterizira sve moguće promjene parametara. U teoriji radiotehnike ovaj se model smatra osnovnim. U njemu se šum naziva analogom signala. Predstavlja funkciju vremena koja slobodno stupa u interakciju s prenesenim kodom i iskrivljuje ga.
U članku su opisane vrste signala: diskretni, analogni i digitalni. Također je ukratko dana osnovna teorija o opisanoj temi.
Vrste signala
Dostupno je nekoliko signala. Pogledajmo koje vrste postoje.
- Po fizičko okruženje Nositelj podataka dijeli se na električne, optičke, akustične i elektromagnetske signale. Postoji još nekoliko vrsta, ali su malo poznate.
- Prema načinu postavljanja signali se dijele na pravilne i nepravilne. Prvi su determinističke metode prijenosa podataka, koje su određene analitičkom funkcijom. Slučajni su formulirani pomoću teorije vjerojatnosti, a također poprimaju bilo koje vrijednosti u različitim vremenskim razdobljima.
- Ovisno o funkcijama koje opisuju sve parametre signala, metode prijenosa podataka mogu biti analogne, diskretne, digitalne (metoda koja je kvantizirana u razini). Koriste se za napajanje mnogih električnih uređaja.
Sada čitatelj poznaje sve vrste prijenosa signala. Nikome neće biti teško razumjeti ih, glavna stvar je malo razmisliti i zapamtiti školski tečaj fizika.
Zašto se signal obrađuje?
Signal se obrađuje kako bi se odašiljale i primale informacije koje su u njemu šifrirane. Nakon što se ukloni, može se koristiti različiti putevi. U nekim će se situacijama preformatirati.
Postoji još jedan razlog za obradu svih signala. Sastoji se od blagog sažimanja frekvencija (kako se ne bi oštetila informacija). Nakon toga se formatira i prenosi sporim brzinama.
Analogni i digitalni signali koriste posebne tehnike. Konkretno, filtriranje, konvolucija, korelacija. Oni su neophodni za vraćanje signala ako je oštećen ili ima šum.
Stvaranje i formiranje
Često je za generiranje signala potreban analogno-digitalni pretvarač (ADC), a najčešće se oba koriste samo u situacijama kada se koriste DSP tehnologije. U drugim slučajevima, poslužit će samo korištenje DAC-a.
Pri stvaranju fizičkih analognih kodova uz daljnju upotrebu digitalnih metoda oslanjaju se na primljene informacije koje se prenose s posebnih uređaja.
Dinamički raspon
Izračunava se razlikom između više i niže razine glasnoće, koje su izražene u decibelima. To u potpunosti ovisi o radu i karakteristikama izvedbe. To je kao glazbene pjesme, i o običnim dijalozima među ljudima. Ako uzmemo npr. spikera koji čita vijesti, onda on dinamički raspon varira oko 25-30 dB. A tijekom čitanja bilo kojeg djela, može porasti do 50 dB.
Analogni signal
Analogni signal je vremenski kontinuirana metoda prijenosa podataka. Njegov nedostatak je prisutnost šuma, što ponekad dovodi do potpunog gubitka informacija. Vrlo često se javljaju situacije da je nemoguće utvrditi gdje su važni podaci u kodu, a gdje su obična iskrivljenja.
To je zbog ovoga digitalna obrada signala stekao je veliku popularnost i postupno zamjenjuje analogni.
Digitalni signal
Digitalni signal je poseban, opisuje se diskretnim funkcijama. Njegova amplituda može poprimiti određenu vrijednost od već navedenih. Ako analogni signal može doći iz ogroman iznosšum, zatim digitalno filtrira većinu primljenih smetnji.
Osim toga, ova vrsta prijenosa podataka prenosi informacije bez nepotrebnog semantičkog opterećenja. U jednom fizički kanal Nekoliko kodova se može poslati odjednom.
Ne postoje vrste digitalnog signala, budući da je izoliran kao zaseban i nezavisna metoda prijenos podataka. Predstavlja binarni tok. Danas se ovaj signal smatra najpopularnijim. To je zbog jednostavnosti korištenja.
Primjena digitalnog signala
Po čemu se digitalni električni signal razlikuje od ostalih? Činjenica da je sposoban izvršiti potpunu regeneraciju u repetitoru. Kada signal uz najmanju smetnju stigne do komunikacijske opreme, odmah mijenja svoj oblik u digitalni. To omogućuje, na primjer, TV tornju da ponovno generira signal, ali bez efekta šuma.
Ako kod stigne s velikim izobličenjima, tada se, nažalost, ne može vratiti. Ako uzmemo analogne komunikacije u usporedbi, onda u sličnoj situaciji repetitor može izdvojiti dio podataka, trošeći puno energije.
Raspravljajući mobilna komunikacija različite formate, s uključenom jakom distorzijom digitalna linija gotovo je nemoguće razgovarati, jer se riječi ili cijele fraze ne čuju. Analogna komunikacija u ovom slučaju to je učinkovitije, jer možete nastaviti voditi dijalog.
Upravo zbog takvih problema repetitori vrlo često formiraju digitalni signal kako bi smanjili razmak u komunikacijskoj liniji.
Diskretni signal
U današnje vrijeme svatko koristi mobilni telefon ili neku vrstu “dialera” na svom računalu. Jedna od zadaća uređaja odn softver- ovo je prijenos signala, u ovom slučaju toka glasa. Za prijenos kontinuiranog vala potreban je kanal koji ima kapacitet vrhunska razina. Zbog toga je donesena odluka da se koristi diskretni signal. Ne stvara sam val, već njegov digitalni pogled. Zašto? Budući da prijenos dolazi iz tehnologije (na primjer, telefona ili računala). Koje su prednosti ove vrste prijenosa informacija? Uz njegovu pomoć smanjuje se ukupna količina prenesenih podataka, a također se lakše organizira paketno slanje.
Koncept "uzorkovanja" dugo se stalno koristi u radu računalna tehnologija. Zahvaljujući ovom signalu prenose se nekontinuirane informacije koje su potpuno kodirane posebni znakovi i slova, te podaci prikupljeni u posebnim blokovima. One su zasebne i cjelovite čestice. Ova metoda kodiranja dugo je bila potisnuta u pozadinu, ali nije potpuno nestala. Može se koristiti za jednostavan prijenos malih dijelova informacija.
Usporedba digitalnih i analognih signala
Kada kupujete opremu, rijetko tko razmišlja o tome koje se vrste signala koriste u ovom ili onom uređaju, a još više o njihovoj okolini i prirodi. Ali ponekad ipak morate razumjeti koncepte.
Odavno je jasno da analogne tehnologije gube potražnju, jer je njihova uporaba neracionalna. Zauzvrat dolazi digitalna komunikacija. Morate razumjeti što govorimo o a što čovječanstvo odbija.
Ukratko, analogni signal je metoda prijenosa informacija koja uključuje opisivanje podataka kontinuirane funkcije vrijeme. Zapravo, konkretno govoreći, amplituda oscilacija može biti jednaka bilo kojoj vrijednosti unutar određenih granica.
Digitalna obrada signala opisuje se funkcijama diskretnog vremena. Drugim riječima, amplituda oscilacija ove metode jednaka je strogo određenim vrijednostima.
Prelazeći s teorije na praksu, valja reći da analogni signal karakteriziraju smetnje. S digitalom tih problema nema jer ih on uspješno “gladi”. Zahvaljujući novim tehnologijama, ova metoda prijenosa podataka sposobna je sama vratiti sve izvorne informacije bez intervencije znanstvenika.
Govoreći o televiziji, već sada možemo sa sigurnošću reći: analogni prijenos odavno je nadživio svoju korisnost. Većina potrošača prelazi na digitalni signal. Nedostatak potonjeg je što ako analogni prijenos sposoban primiti bilo koji uređaj, pa i više moderan način- samo posebna oprema. Iako je potražnja za zastarjelom metodom odavno opala, ovakvi signali još uvijek ne mogu potpuno nestati iz svakodnevnog života.
Kad se radi o televizijskom i radijskom emitiranju, kao i moderne vrste komunikacije, vrlo često susrećemo pojmove kao što su "analogni signal" I "digitalni signal". Za stručnjake u ovim riječima nema misterija, ali za neznalice razlika između "digitalnog" i "analognog" može biti potpuno nepoznata. U međuvremenu, postoji vrlo značajna razlika.
Kada govorimo o signalu, obično mislimo elektromagnetske vibracije, izazivajući EMF i uzrokujući fluktuacije struje u prijemnoj anteni. Na temelju tih vibracija prijemni uređaj - TV, radio, walkie-talkie ili mobitel - stvara "ideju" o tome koju će sliku prikazati na ekranu (ako postoji video signal) i koji će zvukovi pratiti taj video signal. .
U svakom slučaju, signal s radio stanice ili tornja mobilne komunikacije mogu se pojaviti i digitalno i analogni oblik. Uostalom, na primjer, sam zvuk je analogni signal. Na radio postaji se zvuk koji prima mikrofon pretvara u već spomenute elektromagnetske valove. Što je viša frekvencija zvuka, to je veća izlazna frekvencija osciliranja, a što govornik glasnije govori, to je veća amplituda.
Nastale elektromagnetske oscilacije, odnosno valovi, šire se u prostoru pomoću odašiljačke antene. Kako eter ne bi bio zakrčen niskofrekventnim smetnjama i kako bi različite radijske postaje imale mogućnost paralelnog rada bez međusobnog ometanja, vibracije koje proizlaze iz utjecaja zvuka se sabiraju, odnosno "superponiraju" na druge vibracije koje imaju konstantnu frekvenciju. Zadnja frekvencija Obično ga se naziva “nosač”, a za njegovu percepciju podešavamo svoj radio prijamnik da “uhvati” analogni signal radio stanice.
U prijemniku se događa obrnuti proces: noseća frekvencija se odvaja, a elektromagnetske oscilacije koje prima antena pretvaraju se u zvučne oscilacije, a iz zvučnika se čuje poznati glas spikera.
Svašta se može dogoditi tijekom prijenosa audio signala od radio postaje do prijemnika. Mogu se pojaviti smetnje treće strane, frekvencija i amplituda se mogu promijeniti, što će, naravno, utjecati na zvukove koje proizvodi radio. Konačno, i odašiljač i prijamnik sami unose neke pogreške tijekom pretvorbe signala. Stoga zvuk koji reproducira analogni radio uvijek ima određena izobličenja. Glas se može u potpunosti reproducirati, unatoč promjenama, ali će se u pozadini čuti šištanje ili čak hripanje uzrokovano smetnjama. Što je prijem manje pouzdan, to će ti učinci vanjske buke biti glasniji i jasniji.
Osim toga, zemaljski analogni signal ima vrlo slab stupanj zaštite od neovlaštenog pristupa. Za javne radio postaje to, naravno, nema razlike. Ali dok koristite prvi Mobiteli Postojao je jedan neugodan trenutak povezan s činjenicom da se gotovo svaki radio prijemnik treće strane lako može podesiti na željenu valnu duljinu za prisluškivanje vašeg telefonskog razgovora.
Analogno emitiranje ima takve nedostatke. Zbog njih, primjerice, televizija obećava da će u relativno kratkom vremenu postati potpuno digitalna.
Digitalne komunikacije i emitiranje smatraju se zaštićenijima od smetnji i vanjskih utjecaja. Stvar je u tome što se kod korištenja "digitalnog" analogni signal iz mikrofona na odašiljačkoj stanici šifrira u digitalni kod. Ne, naravno, tok brojki i brojeva ne širi se u okolni prostor. Jednostavno, zvuku određene frekvencije i glasnoće pridružuje se kod radijskih impulsa. Trajanje i frekvencija impulsa su unaprijed podešeni - isti su i za odašiljač i za prijemnik. Prisutnost impulsa odgovara jedinici, odsutnost - nula. Stoga se takva komunikacija naziva “digitalnom”.
Uređaj koji analogni signal pretvara u digitalni kod naziva se analogno-digitalni pretvarač(ADC). Uređaj instaliran u prijemniku koji pretvara kod u analogni signal koji odgovara glasu vašeg prijatelja u zvučniku mobitel GSM standard, pod nazivom " digitalno-analogni pretvarač"(DAC).
Tijekom digitalnog prijenosa signala, pogreške i izobličenja su gotovo eliminirani. Ako impuls postane malo jači, duži ili obrnuto, tada će ga sustav i dalje prepoznati kao jedinicu. A nula će ostati nula, čak i ako se na njenom mjestu pojavi neki slučajni događaj. slab signal. Za ADC i DAC ne postoje druge vrijednosti poput 0,2 ili 0,9 - samo nula i jedan. Stoga, smetnje na digitalna komunikacija i emitiranje nemaju gotovo nikakav utjecaj.
Štoviše, "digitalni" je također zaštićeniji od neovlaštenog pristupa. Uostalom, kako bi DAC uređaja dešifrirao signal, mora "znati" kod za dešifriranje. ADC, zajedno sa signalom, također može prenijeti digitalnu adresu uređaja odabranog kao prijamnika. Dakle, čak i ako je radio signal presretnut, ne može se prepoznati zbog nepostojanja barem dijela koda. Ovo je posebno istinito.
Pa izvolite razlike između digitalnog i analognog signala:
1) Analogni signal može biti izobličen zbog smetnji, a digitalni signal može biti potpuno zatrpan smetnjama ili doći bez izobličenja. Digitalni signal je definitivno prisutan ili potpuno odsutan (nula ili jedinica).
2) Analogni signal je dostupan svim uređajima koji rade na istom principu kao i odašiljač. Digitalni signal sigurno je zaštićen kodom i teško ga je presresti ako nije namijenjen vama.
Analogni signal je podatkovni signal u kojem je svaki od reprezentativnih parametara opisan funkcijom vremena i kontinuiranim skupom mogućih vrijednosti.
Postoje dva signalna prostora - prostor L ( kontinuirani signali), a prostor l (L je mali) je prostor nizova. Prostor l (L mali) je prostor Fourierovih koeficijenata (prebrojiv skup brojeva koji definiraju kontinuiranu funkciju na konačnom intervalu domene definicije), prostor L je prostor kontinuiranih (analognih) signala preko domene definicije. Pod određenim uvjetima, prostor L se jednoznačno preslikava u prostor l (na primjer, prva dva Kotelnikovljeva diskretizacijska teorema).
Analogni signali opisuju se kontinuiranim funkcijama vremena, zbog čega se analogni signal ponekad naziva i kontinuirani signal. Analogni signali suprotstavljeni su diskretnim (kvantiziranim, digitalnim). Primjeri kontinuiranih prostora i odgovarajućih fizičkih veličina:
izravni: električni napon
krug: položaj rotora, kotač, zupčanici, strelice analogni sat, odnosno faza nosivog signala
segment: položaj klipa, upravljačke poluge, termometar za tekućinu ili električni signal ograničen amplitudom različiti višedimenzionalni prostori: boja, kvadraturno modulirani signal.
Svojstva analognih signala uglavnom su suprotna onima kvantiziranih ili digitalnih signala.
Nepostojanje jasno razlučivih diskretnih razina signala dovodi do nemogućnosti primjene koncepta informacije u obliku kako se to opisuje u ruskoj literaturi. digitalne tehnologije. “Količina informacija” sadržana u jednom očitanju bit će ograničena samo dinamičkim rasponom mjernog instrumenta.
Nema redundancije. Iz kontinuiteta prostora vrijednosti slijedi da se svaki šum uveden u signal ne može razlikovati od samog signala i stoga se izvorna amplituda ne može vratiti. U stvarnosti, filtriranje je moguće, npr. frekvencijske metode, ako su poznate bilo kakve dodatne informacije o svojstvima ovog signala (osobito o frekvencijskom pojasu).
Primjena:
Analogni signali se često koriste za predstavljanje fizičkih veličina koje se stalno mijenjaju. Na primjer, analogni električni signal uzet iz termopara nosi informaciju o promjenama temperature, signal iz mikrofona nosi informaciju o brzim promjenama tlaka u zvučnom valu, itd.
2.2 Digitalni signal
Digitalni signal je podatkovni signal u kojem je svaki od reprezentativnih parametara opisan diskretnom vremenskom funkcijom i konačnim skupom mogućih vrijednosti.
Signali su diskretni električni ili svjetlosni impulsi. Ovom metodom se cijeli kapacitet komunikacijskog kanala koristi za prijenos jednog signala. Digitalni signal koristi cijelu propusnost kabela. Širina pojasa je razlika između maksimalne i minimalne frekvencije koja se može prenijeti preko kabela. Svaki uređaj na takvim mrežama šalje podatke u oba smjera, a neki mogu primati i slati istovremeno. Uskopojasni sustavi (baseband) prenose podatke u obliku digitalnog signala jedne frekvencije.
Diskretni digitalni signal je teže prenijeti na velike udaljenosti od analognog signala, stoga je predmoduliran na strani odašiljača i demoduliran na strani primatelja informacija. Korištenje algoritama za provjeru i vraćanje digitalnih informacija u digitalnim sustavima može značajno povećati pouzdanost prijenosa informacija.
Komentar. Treba imati na umu da je pravi digitalni signal po svojoj fizičkoj prirodi analogan. Zbog šuma i promjena u parametrima prijenosne linije, ima fluktuacije u amplitudi, fazi/frekvenciji (jitter) i polarizaciji. Ali ovaj analogni signal (impulsni i diskretni) obdaren je svojstvima broja. Kao rezultat toga, postaje moguće koristiti numeričke metode (računalna obrada) za njegovu obradu.
