Electronica digitală înlocuiește din ce în ce mai mult electronicele analogice tradiționale. Companii lider care produc o mare varietate de echipamente electronice, declară din ce în ce mai des tranziție completă la tehnologia digitală.
Progresele în tehnologia de producție a cipurilor electronice au asigurat dezvoltarea rapidă a tehnologiei și dispozitivelor digitale. Utilizare metode digitale procesarea și transmisia semnalului pot îmbunătăți semnificativ calitatea liniilor de comunicație. Metodele digitale de procesare a semnalului și comutare în telefonie fac posibilă reducerea de mai multe ori a caracteristicilor de greutate și dimensiune ale dispozitivelor de comutare, creșterea fiabilității comunicațiilor și introducerea de funcționalități suplimentare.
Apariția microprocesoarelor și microcircuitelor de mare viteză RAM volume mari, dispozitive de dimensiuni mici pentru stocarea informațiilor pe suporturi de stocare de volum mare au făcut posibilă crearea electronică personală universală destul de ieftină calculatoare(calculatoare), care au găsit o aplicație foarte largă în viața de zi cu zi și în producție.
Tehnologia digitală indispensabil în sistemele de telesemnalizare și telecontrol utilizate în producția automată, control obiecte la distanță, De exemplu, nave spațiale, stații de pompare a benzinei etc. Tehnologia digitală a preluat și ea loc puternicîn sistemele electrice de măsurare radio. Dispozitive moderneînregistrarea și reproducerea semnalelor este, de asemenea, de neconceput fără utilizare dispozitive digitale. Dispozitivele digitale sunt utilizate pe scară largă pentru controlul aparatelor electrocasnice.
Este foarte probabil ca dispozitivele digitale să domine piața de electronice în viitor.
Mai întâi, să dăm câteva definiții de bază.
Semnal este orice mărime fizică (de exemplu, temperatura, presiunea aerului, intensitatea luminii, puterea curentului etc.) care se modifică în timp. Datorită acestei schimbări în timp, semnalul poate transporta anumite informații.
Semnal electric este o mărime electrică (de exemplu, tensiune, curent, putere) care se modifică în timp. Toată electronica funcționează practic cu semnale electrice, deși în ultima vreme din ce în ce mai folosit semnale luminoase, care reprezintă intensitatea luminii care variază în timp.
Semnal analogic este un semnal care poate lua orice valoare în anumite limite (de exemplu, tensiunea se poate schimba fără probleme de la zero la zece volți). Dispozitivele care funcționează numai cu semnale analogice se numesc dispozitive analogice.
Semnal digital este un semnal care poate lua doar două valori (uneori trei valori). Mai mult, sunt permise unele abateri de la aceste valori (Fig. 1.1). De exemplu, tensiunea poate lua două valori: de la 0 la 0,5 V (nivel zero) sau de la 2,5 la 5 V (nivel de unitate). Dispozitivele care funcționează exclusiv cu semnale digitale se numesc dispozitive digitale.
În natură, aproape toate semnalele sunt analogice, adică se schimbă continuu în anumite limite. Acesta este motivul pentru care primele dispozitive electronice au fost analogice. Au convertit mărimi fizice în tensiune sau curent proporțional cu acestea, au efectuat unele operații asupra lor și apoi au efectuat conversii inverse în mărimi fizice. De exemplu, vocea unei persoane (vibrații ale aerului) este convertită în vibratii electrice, atunci aceste semnale electrice sunt amplificate amplificator electronic si cu ajutorul sistem de difuzoare transformat din nou în vibrații ale aerului, într-un sunet mai puternic.
Orez. 1.1. Semnale electrice: analogice (stânga) și digitale (dreapta).
Toate operațiunile efectuate de dispozitive electronice asupra semnalelor pot fi împărțite în trei grupuri mari:
Prelucrare (sau transformare);
Difuzare;
Depozitare.
În toate aceste cazuri, semnalele utile sunt distorsionate de semnale parazite - zgomot, interferență, interferență. În plus, la procesarea semnalelor (de exemplu, în timpul amplificării, filtrării), forma lor este, de asemenea, distorsionată din cauza imperfecțiunii, non-idealității dispozitive electronice. Și atunci când sunt transmise pe distanțe lungi și în timpul stocării, semnalele slăbesc și ele.
Orez. 1.2. Distorsiunea prin zgomot și interferență a unui semnal analogic (stânga) și a unui semnal digital (dreapta).
În cazul semnalelor analogice, toate acestea degradează semnificativ semnalul util, deoarece toate valorile sale sunt permise (Fig. 1.2). Prin urmare, fiecare transformare, fiecare stocare intermediară, fiecare transmisie prin cablu sau aer se deteriorează semnal analogic, uneori până la distrugerea sa completă. De asemenea, trebuie să ținem cont de faptul că toate zgomotele, interferențele și interferențele nu sunt în mod fundamental acceptabile calcul precis, prin urmare, este absolut imposibil să descrieți cu exactitate comportamentul oricăror dispozitive analogice. În plus, în timp, parametrii tuturor dispozitivelor analogice se modifică din cauza îmbătrânirii elementelor, astfel încât caracteristicile acestor dispozitive nu rămân constante.
Spre deosebire de semnalele analogice, semnalele digitale, care au doar două valori permise, sunt mult mai bine protejate de zgomot, interferențe și interferențe. Micile abateri de la valorile permise nu distorsionează semnalul digital în niciun fel, deoarece există întotdeauna zone de abateri permise (Fig. 1.2). De aceea, semnalele digitale permit o procesare mult mai complexă și în mai multe etape, o stocare mult mai lungă fără pierderi și o transmisie de calitate mult mai ridicată decât semnalele analogice. În plus, comportamentul dispozitivelor digitale poate fi întotdeauna calculat și prezis cu absolut exactitate. Dispozitivele digitale sunt mult mai puțin susceptibile la îmbătrânire, deoarece micile modificări ale parametrilor lor nu le afectează în niciun fel funcționarea. În plus, dispozitivele digitale sunt mai ușor de proiectat și de depanat. Este clar că toate aceste avantaje asigură dezvoltarea rapidă a electronicii digitale.
Cu toate acestea, semnalele digitale au și un dezavantaj major. Faptul este că un semnal digital trebuie să rămână la fiecare dintre nivelurile sale permise pentru cel puțin un interval de timp minim, altfel va fi imposibil de recunoscut. Iar un semnal analogic poate lua orice valoare într-un timp infinitezimal. O putem spune altfel: un semnal analogic este definit în timp continuu (adică în orice moment al timpului), iar un semnal digital este definit în timp discret (adică numai în momente selectate de timp). Prin urmare, performanța maximă realizabilă a dispozitivelor analogice este întotdeauna fundamental mai mare decât cea a dispozitivelor digitale. Dispozitivele analogice pot gestiona semnale care se schimbă mai rapid decât cele digitale. Viteza de procesare și transmitere a informațiilor dispozitiv analogic poate fi întotdeauna mai mare decât viteza de procesare și transmitere a acestuia de către un dispozitiv digital.
În plus, un semnal digital transmite informație doar pe două niveluri și prin schimbarea unuia dintre nivelurile sale cu altul, în timp ce un semnal analogic transmite și informație cu fiecare valoare curentă a nivelului său, adică este mai încăpător în ceea ce privește transmiterea informațiilor. Prin urmare, pentru a transmite cantitatea de informații utile conținute într-un semnal analogic, cel mai adesea este necesar să se utilizeze mai multe semnale digitale (de obicei de la 4 la 16).
În plus, după cum sa menționat deja, în natură toate semnalele sunt analogice, adică pentru a le converti în semnale digitale și pentru conversie inversă este necesară utilizarea unor echipamente speciale (convertoare analog-digital și digital-analogic). Deci nimic nu vine gratuit, iar prețul de plătit pentru beneficiile dispozitivelor digitale poate fi uneori inacceptabil de mare.
Recent, în reteaua de informatii, au început să apară tot mai multe informații despre trecerea de la difuzarea analogică la cea digitală, în legătură cu aceasta, apar multe întrebări pe această temă, sunt generate tot felul de zvonuri și presupuneri. În acest articol, vreau să explic diferența dintre difuzarea „analogică” și „digitală”, accesibilă și de înțeles pentru utilizator simplu limba (conform cel puţin, în măsura posibilului).
Semnalele au fost trimise inițial pe o lungime de undă similară cu semnalul original, spre deosebire de noile semnale digitale care sunt trimise ca cod binar. Semnalele analogice erau extrem de eficiente și puteau fi ridicate de la distanta lunga, dar au ocupat și o lățime de bandă semnificativă.
Un fascicul de electroni eliberat din spatele tubului către un ecran din partea din față a tubului, luminând fosforii de pe ecran. Prin modularea luminozității și codificarea culorilor fasciculului de pe ecran, se poate crea o imagine completă. Fasciculul a schimbat puțin o anumită imagine la fiecare fracțiune de secundă, păcălindu-ți ochii să creadă că imaginea se mișcă.
Mai întâi, să ne dăm seama ce este un semnal „analogic”.
Semnal analogic
Ca întotdeauna, voi explica exemplu simplu. De exemplu, să luăm transmisia informații despre voce de la o persoană la alta.
În timpul unei conversații, corzile noastre vocale emit o anumită vibrație de diferite tonalitate (frecvență) și volum (nivel). semnal sonor). Această vibrație, după ce a parcurs o anumită distanță, intră în urechea umană, afectând acolo așa-numita membrană auditivă. Această membrană începe să vibreze cu aceeași frecvență și putere de vibrație pe care le-au emis corzile noastre sonore, cu singura diferență că puterea vibrației slăbește oarecum datorită depășirii distanței.
Deci, transmiterea vorbirii vocale de la o persoană la alta poate fi apelată în siguranță
transmisie de semnal analogic și iată de ce.
Inițial, televiziunile analogice au fost difuzate în modul alb-negru, care ar putea fi realizat pur și simplu prin modificarea intensității fasciculului de electroni. Când a sosit culoarea, semnalul a fost codificat informații noi, permițând televizoarelor să interpreteze anumite culori. Au fost utilizate trei tipuri principale de coduri de culori.
Cred că am rezolvat „semnalul analogic”
In plus, tuburi catodice necesitau o structură voluminoasă pentru sprijin și erau limitate la 480 linii verticale pentru a crea o imagine. Aici vesti bune: Un televizor analog vechi va funcționa cu o antenă satelit chiar și după conversia digitală.
Ideea aici este că corzile noastre vocale emit aceeași vibrație sonoră pe care o percepe urechea umană însăși (ceea ce spunem este ceea ce auzim), adică semnalul sonor transmis și recepționat are o formă similară a pulsului și același spectru de frecvență. , sau cu alte cuvinte, vibrație sonoră „analogă”.
Instalați-vă propria antenă de satelit sau instalați-o singur, conform specificațiilor producătorului. Conectați satelitul la antena de satelit. Conectați subwooferul la televizor. Conectați firul coaxial la portul TV Out.
Reglați televizorul la canal. Apelați furnizorul dvs. de satelit pentru a vă activa receptorul de satelit. Verificați achiziționarea de sârmă de înaltă calitate; cu cât firul este mai bun, cu atât poza mai bunași sunet. Antenă de satelit Receptor de satelit Sârmă axială. . Jack Gorman a fost implicat în multe domenii ale carierei sale profesionale. Specialitățile sale includ producția de film și video, management sportiv, scriere, design grafic web, marketing, comunicații, operațiuni, resurse umane și fotografie.
Aici, cred că este clar.
Acum să ne uităm la mai multe exemplu complex. Și pentru acest exemplu, să luăm o diagramă simplificată aparat de telefon, adică telefonul pe care oamenii îl foloseau cu mult înainte de apariția comunicațiilor celulare.
În timpul unei conversații, vibrațiile sonore ale vorbirii sunt transmise membranei sensibile a receptorului (microfon). Apoi, în microfon, semnalul sonor este convertit în impulsuri electrice și apoi trece prin fire către al doilea receptor, în care, folosind un traductor electromagnetic (difuzor sau căști) semnal electric convertit înapoi într-un semnal audio.
Televiziunea a evoluat rapid în ultimul deceniu. Deși sunt înrudiți unul cu celălalt, nu sunt exact la fel. De asemenea, are capacitatea de a transmite mai multe date cu o lățime de bandă mai mică și capacitatea de a difuza subcanale individuale.
Darrin Mayer scrie de atunci. Meyer deține o licență în arte în jurnalism de radiodifuziune de la Universitatea din Nebraska-Lincoln. Ei bine, există mare diferenta ca intre cei doi. Calitatea imaginii este cu mult superioară celei a transmisiei digitale.
Imaginile digitale sunt mai precise deoarece utilizează o formulă digitală pentru transmisie, astfel încât fie vedeți o imagine perfectă, fie nu vedeți absolut nimic. Sistem digital permite transmiterea mai multor conținut prin unde radio. Cu siguranță trăim mai mult într-o lume a computerelor și tehnologiei.
În exemplul de mai sus, din nou, este folosită conversia semnalului „analogic”. Adică, vibrația sonoră are aceeași frecvență ca și frecvența impulsului electric din linia de comunicație și, de asemenea, impulsurile sonore și electrice au o formă similară (adică similară).
Fiecare post are o frecvență pe care sunt difuzate emisiunile analogice. semnal de televiziune. Acest lucru poate duce la statică, zăpadă sau fantomă pe canal. De asemenea, poate provoca variații ale culorii, luminozității și calității sunetului. Și, ca și semnalele radio, transmisia analogică scade cu cât este mai departe de sursă.
ÎN cod digital, puteți codifica aproape orice tip de semnal electric transmis (inclusiv analogic) și nu contează dacă este o imagine, video semnal, audio semnal, sau informații text, și este posibilă transmiterea acestor tipuri de semnale aproape simultan (într-un singur flux digital).
Un semnal digital, în proprietățile sale electrice (ca în exemplul cu un semnal de ton), are un mare debitului transmiterea de informații mai degrabă decât un semnal analogic. De asemenea, un semnal digital poate fi transmis către distanta mai mare decât analog și fără a reduce calitatea semnal transmis.
Aceasta înseamnă că vă bucurați de imagini clare în mod constant, sunet de înaltă calitate și statică sau zăpadă. Transmisie digitală Necesită lățime de bandă mai mică în comparație cu un semnal analogic similar. Acest lucru vă permite să experimentați o programare de calitate acasă. Valoarea imaginii este de 4 unități de lățime pentru fiecare 3 unități de înălțime.
Din păcate, receptoare de televiziune(televizoarele) concepute pentru a recepționa televiziune analogică nu vor mai putea primi un semnal digital terestru. Dar, în orice caz, asta nu înseamnă că trebuie să mergi la magazin și să cumperi un televizor nou capabil să primească TV digital.
Pentru a putea primi digital de difuzare, la un televizor care acceptă doar analogic semnal de difuzare, Trebuie doar să achiziționați un așa-numit receptor digital difuzare de televiziune(sau alt mod de a-l numi, receptor digital terestru).
Receptorul digital terestru (receptor), se conectează la televizor printr-o mufă de antenă sau printr-un cablu audio-video de joasă frecvență. ÎN în acest caz,, o antenă over-the-air, nu mai este conectată la mufa de antenă a televizorului, ci la mufa receptorului digital în sine. Schema generala o astfel de conexiune este prezentată în fig. 1.
Principiul general al acestei tehnici va fi următorul:
Semnalul radio digital terestră va fi recepționat de antena terestră, de la antenă acest semnal va ajunge la receptorul digital, iar de la receptor semnalul analogic va merge la televizorul dumneavoastră. Aici, televizorul va fi deja folosit ca monitor, iar comutarea între canalele TV va avea loc de la telecomanda digitală receptor on-air(receptor).
Aici cred că merită menționată recepția posturilor de radio sonore.
Pentru a primi un semnal digital de la posturi de radio, radiouri de stil vechi (care acceptă recepția radiodifuziune analogică), nu va mai funcționa și veți avea nevoie de un receptor radio special care să accepte recepția unui semnal radio digital.
Avantajele televiziunii digitale terestre:
* După cum am menționat mai devreme, principalul și cel mai important avantaj al televiziunii digitale terestre este, desigur, mobilitatea. Puteți viziona programele preferate nu numai acasă, ci și pe drum. De asemenea, poate în viitor, televiziunea digitală terestră poate fi vizionată pe un telefon mobil.
*Televiziunea digitală terestră este capacitatea de a primi imagini și sunet la o calitate foarte bună.
*După proprietățile sale electrice, sau mai bine zis proprietăți electromagnetice, un semnal digital, poate fi transmis pe o distanta mai mare decat unul analog, fara a reduce calitatea semnalului transmis.
Aici, mai trebuie avut în vedere faptul că semnalul radio digital este mai rezistent la cei din jurul nostru interferențe electromagnetice(interferența poate proveni de la dispozitivele electrice și radio din apropiere, precum și de la liniile electrice din apropiere).
*ÎN format digital, puteți transmite semnificativ mai multe canale TV, în timp ce calitatea imaginii și a sunetului va fi mult mai bună decât în cazul transmisiei semnalului analogic.
*Avantajul incontestabil al difuzării digitale este, desigur, ușurința de configurare, în timp ce, de exemplu, instalarea și configurarea televiziunii prin satelit necesită anumite cunoștințe și abilități.
Cred că aceasta nu este, desigur, întreaga listă de avantaje ale difuzării digitale față de cea analogică, dar, după cum se spune, vom vedea.
Televiziunea digitală câștigă rapid popularitate în țara noastră, dar mulți oameni încă nu știu cum diferă fundamental de vechiul televizor analogic bun.
Descrierea televiziunii analogice și digitale
Nu este greu de ghicit că televiziunea analogică și digitală se bazează pe semnale analogice și, respectiv, digitale. Analogic semnalul vine continuu, ceea ce înseamnă că în cazul oricărei influențe externe devine vulnerabil, ceea ce duce la o calitate mai proastă a imaginii și a sunetului. Un avantaj incontestabil al unui semnal analogic este capacitatea de a-l recepționa folosind o antenă terestră simplă. De asemenea, puteți utiliza serviciile unui furnizor de televiziune prin cablu. Putem spune că semnalul analogic de astăzi este deja depășit, deoarece este semnificativ inferior semnalului digital în mai multe moduri. cei mai importanți parametri– calitate, siguranță etc.
Televizoarele moderne sunt concepute în primul rând pentru a funcționa cu acestea semnal digital, deși au și un conector analogic. Ideea este că un semnal analogic nu este capabil să dezvăluie întregul potențial al televizoarelor moderne cu plasmă și LCD, doar un semnal digital poate oferi o calitate mai bună a imaginii. Spre deosebire de analog, acesta ajunge în „porțiuni” compacte care sunt separate prin pauze și, prin urmare, este foarte dificil să influențezi un astfel de semnal. Chiar și atunci când transmiteți un semnal digital pe o distanță foarte mare, calitatea imaginii și a sunetului rămâne la cel mai înalt nivel. Printre altele, un semnal digital vă permite să transmiteți mult mai multe canale decât unul analogic, astfel încât abonații care se conectează la televiziunea digitală primesc mai mult de o sută de canale TV pe o mare varietate de subiecte.
Comparația dintre televiziunea analogică și cea digitală
Din păcate, televiziunea analogică de azi de fapt nu are avantaje clareînainte radiodifuziune digitală, cu excepția poate abilitatea de a „prinde” un semnal folosind antenă convențională. Cu toate acestea, televiziunea digitală poate fi și mobilă folosind un receptor de semnal digital. Având în vedere că, indiferent de distanță, semnalul digital rămâne protejat de hacking și interferență și garantează un nivel ridicat de calitate, avantajele televiziunii digitale devin complet evidente.
TheDifference.ru a stabilit că diferența dintre televiziunea analogică și cea digitală este următoarea:
Televiziunea digitală oferă un nivel mai ridicat de calitate și protecție a semnalului. Semnalul analogic a fost și rămâne vulnerabil la influențele externe și nu poate oferi astfel de imagini de înaltă calitate.
Televiziunea digitală este mai mobilă - astăzi puteți primi un semnal digital în timp ce sunteți pe drum sau departe de casă.
Televiziunea analogică nu este capabilă să ofere acest lucru număr mare canale precum digitale. Datorită particularităților semnalului digital, atunci când se conectează la TV digital, un abonat poate obține acces la câteva sute de canale TV diferite.
Abonați-vă la știri
În fiecare zi oamenii se confruntă cu utilizarea dispozitive electronice. Fără ele este imposibil viata moderna. La urma urmei, vorbim despre TV, radio, computer, telefon, multicooker și așa mai departe. Anterior, cu doar câțiva ani în urmă, nimeni nu se gândea ce semnal era folosit în fiecare dispozitiv de lucru. Acum, cuvintele „analogic”, „digital”, „discret” există de mult timp. Unele tipuri de semnale enumerate sunt de înaltă calitate și fiabile.
Transmisia digitală a intrat în uz mult mai târziu decât cea analogică. Acest lucru se datorează faptului că un astfel de semnal este mult mai ușor de întreținut, iar tehnologia la acea vreme nu era atât de îmbunătățită.
Fiecare persoană întâlnește conceptul de „discreție” tot timpul. Dacă traduceți acest cuvânt din latină, va însemna „discontinuitate”. Aprofundând în știință, putem spune că semnal discret este o metodă de transmitere a informațiilor care implică o modificare a mediului purtător în timp. Acesta din urmă ia orice valoare din toate posibilele. Acum discretitatea se estompează în fundal, după ce s-a luat decizia de a produce sisteme pe un cip. Sunt holistice și toate componentele interacționează strâns între ele. În discretie, totul este exact invers - fiecare detaliu este completat și conectat cu ceilalți prin linii speciale de comunicare.
Semnal
Semnalul reprezintă cod special, care este transmis în spațiu prin unul sau mai multe sisteme. Această formulare este generală.
În domeniul informației și comunicațiilor, un semnal este un purtător de date special care este utilizat pentru transmiterea mesajelor. Poate fi creat, dar nu acceptat, ultima conditie nu este necesar. Dacă semnalul este un mesaj, atunci „prinderea” este considerată necesară.
Este dat codul descris functie matematica. Caracterizează toate modificările posibile ale parametrilor. În teoria ingineriei radio, acest model este considerat de bază. În ea, zgomotul a fost numit un analog al semnalului. Reprezintă o funcție de timp care interacționează liber cu codul transmis și îl distorsionează.
Articolul descrie tipurile de semnale: discrete, analogice și digitale. Teoria de bază asupra subiectului descris este de asemenea prezentată pe scurt.
Tipuri de semnale
Există mai multe semnale disponibile. Să ne uităm la ce tipuri există.
- De mediu fizic Suportul de date este împărțit în semnale electrice, optice, acustice și electromagnetice. Există alte câteva specii, dar sunt puțin cunoscute.
- Conform metodei de setare, semnalele sunt împărțite în regulate și neregulate. Primele sunt metode deterministe de transmitere a datelor, care sunt specificate de o funcție analitică. Cele aleatorii sunt formulate folosind teoria probabilității și, de asemenea, iau orice valori la intervale de timp diferite.
- În funcție de funcțiile care descriu toți parametrii semnalului, metodele de transmisie a datelor pot fi analogice, discrete, digitale (o metodă care este cuantificată în nivel). Sunt folosite pentru alimentarea multor aparate electrice.
Acum cititorul cunoaște toate tipurile de transmisie de semnal. Nu va fi greu pentru nimeni să le înțeleagă, principalul lucru este să vă gândiți și să vă amintiți puțin curs şcolar fizică.
De ce este procesat semnalul?
Semnalul este procesat pentru a transmite și primi informații care sunt criptate în el. Odată scos poate fi folosit în diverse moduri. În unele situații, acesta va fi reformatat.
Există un alt motiv pentru procesarea tuturor semnalelor. Constă într-o uşoară compresie a frecvenţelor (pentru a nu deteriora informaţia). După aceasta, este formatat și transmis la viteze mici.
Semnalele analogice și digitale folosesc tehnici speciale. În special, filtrarea, convoluția, corelația. Sunt necesare pentru a restabili semnalul dacă este deteriorat sau are zgomot.
Creație și formare
Adesea, un convertor analog-digital (ADC) este necesar pentru a genera semnale Cel mai adesea, ambele sunt utilizate numai în situațiile în care sunt utilizate tehnologiile DSP. În alte cazuri, numai folosirea unui DAC va funcționa.
Atunci când creează coduri fizice analogice cu utilizarea în continuare a metodelor digitale, se bazează pe informațiile primite, care sunt transmise de la dispozitive speciale.
Interval dinamic
Se calculează prin diferența dintre nivelurile de volum mai mare și mai scăzută, care sunt exprimate în decibeli. Depinde complet de lucru și de caracteristicile performanței. Este ca piese muzicale, și despre dialogurile obișnuite între oameni. Dacă luăm, de exemplu, un prezentator de știri care citește știrile, atunci el interval dinamic fluctuează în jurul valorii de 25-30 dB. Și în timp ce citiți orice lucrare, poate crește la 50 dB.
Semnal analogic
Un semnal analogic este o metodă continuă de transmitere a datelor. Dezavantajul său este prezența zgomotului, care uneori duce la o pierdere completă a informațiilor. Foarte des apar situații în care este imposibil să se determine unde sunt datele importante în cod și unde există distorsiuni obișnuite.
Din cauza asta prelucrare digitală semnalele a câștigat o mare popularitate și înlocuiește treptat analogul.
Semnal digital
Un semnal digital este special; este descris prin funcții discrete. Amplitudinea sa poate lua o anumită valoare din cele deja specificate. Dacă semnalul analogic este capabil să provină de la o sumă imensă zgomot, apoi digital filtrează cea mai mare parte a interferențelor primite.
În plus, acest tip de transmisie de date transferă informații fără încărcare semantică inutilă. Într-una canal fizic Mai multe coduri pot fi trimise simultan.
Nu există tipuri de semnal digital, deoarece este izolat separat și metoda independenta transfer de date. Reprezintă un flux binar. În zilele noastre, acest semnal este considerat cel mai popular. Acest lucru se datorează ușurinței în utilizare.
Aplicarea unui semnal digital
Cum diferă un semnal electric digital de alții? Faptul că este capabil să efectueze regenerarea completă în repetor. Când un semnal cu cea mai mică interferență ajunge la echipamentul de comunicație, acesta își schimbă imediat forma în digital. Acest lucru permite, de exemplu, unui turn TV să genereze din nou un semnal, dar fără efectul de zgomot.
Dacă codul ajunge cu distorsiuni mari, atunci, din păcate, nu poate fi restaurat. Dacă luăm comunicații analogice în comparație, atunci într-o situație similară un repetor poate extrage o parte din date, cheltuind multă energie.
Discută comunicare celulară diferite formate, cu distorsiuni puternice activate linie digitală este aproape imposibil să vorbim, deoarece cuvintele sau frazele întregi nu se aud. Comunicare analogicăîn acest caz este mai eficient, deoarece puteți continua să conduceți dialogul.
Tocmai din cauza unor astfel de probleme, repetoarele formează foarte des un semnal digital pentru a reduce decalajul din linia de comunicație.
Semnal discret
În zilele noastre, fiecare persoană folosește un telefon mobil sau un fel de „apelare” pe computer. Una dintre sarcinile dispozitivelor sau software- aceasta este transmisia unui semnal, în acest caz un flux de voce. Pentru a transporta o undă continuă, este nevoie de un canal care să aibă capacitatea nivel superior. De aceea s-a luat decizia de a folosi un semnal discret. Ea creează nu valul în sine, ci sa vizualizare digitală. De ce? Pentru că transmisia provine din tehnologie (de exemplu, un telefon sau un computer). Care sunt avantajele acestui tip de transfer de informații? Cu ajutorul acestuia, cantitatea totală de date transmise este redusă, iar trimiterea în lot este, de asemenea, mai ușor de organizat.
Conceptul de „eșantionare” a fost mult timp folosit în mod constant în muncă tehnologie informatică. Datorită acestui semnal, se transmit informații necontinue, care sunt complet codificate caractere specialeși scrisori și date colectate în blocuri speciale. Sunt particule separate și complete. Această metodă de codificare a fost de mult retrogradată în fundal, dar nu a dispărut complet. Poate fi folosit pentru a transmite cu ușurință mici informații.
Comparația semnalelor digitale și analogice
Atunci când cumpără echipamente, aproape nimeni nu se gândește la ce tipuri de semnale sunt folosite în acest sau acel dispozitiv și cu atât mai mult la mediul și natura lor. Dar uneori mai trebuie să înțelegi conceptele.
De mult a fost clar că tehnologiile analogice pierd cerere, deoarece utilizarea lor este irațională. În schimb, vine comunicarea digitală. Trebuie să înțelegi ce despre care vorbimși ceea ce umanitatea refuză.
Pe scurt, un semnal analogic este o metodă de transmitere a informațiilor care implică descrierea datelor funcții continue timp. De fapt, vorbind în mod specific, amplitudinea oscilațiilor poate fi egală cu orice valoare în anumite limite.
Procesarea semnalului digital este descrisă de funcții de timp discrete. Cu alte cuvinte, amplitudinea oscilațiilor acestei metode este egală cu valorile strict specificate.
Trecând de la teorie la practică, trebuie spus că semnalul analogic se caracterizează prin interferență. Nu există astfel de probleme cu digitalul, pentru că le „netezește” cu succes. Datorită noilor tehnologii, această metodă de transfer de date este capabilă să restaureze toate informațiile originale de la sine, fără intervenția unui om de știință.
Vorbind despre televiziune, putem spune deja cu încredere: transmisia analogică și-a depășit de mult utilitatea. Majoritatea consumatorilor trec la un semnal digital. Dezavantajul celui din urmă este că dacă transmisie analogică capabil să primească orice dispozitiv, apoi mai mult mod modern- doar echipamente speciale. Deși cererea pentru metoda învechită a scăzut de mult, aceste tipuri de semnale încă nu sunt capabile să dispară complet din viața de zi cu zi.
Când aveți de-a face cu televiziunea și radiodifuziunea, precum și tipuri moderne comunicații, de foarte multe ori întâlnim termeni precum "semnal analogic"Şi "semnal digital". Pentru specialiști nu există un mister în aceste cuvinte, dar pentru oamenii ignoranți diferența dintre „digital” și „analogic” poate fi complet necunoscută. Între timp, există o diferență foarte semnificativă.
Când vorbim despre un semnal, de obicei ne referim vibratii electromagnetice, inducând EMF și provocând fluctuații de curent în antena receptorului. Pe baza acestor vibrații, dispozitivul receptor - un televizor, radio, walkie-talkie sau telefon mobil - își formează o „idee” despre ce imagine să afișeze pe ecran (dacă există un semnal video) și ce sunete care însoțesc acest semnal video .
În orice caz, semnalul de la postul de radio sau turn comunicatii mobile poate apărea atât digital cât și formă analogică. La urma urmei, de exemplu, sunetul în sine este un semnal analogic. La un post de radio, sunetul primit de microfon este convertit în undele electromagnetice deja menționate. Cu cât frecvența sunetului este mai mare, cu atât este mai mare frecvența de oscilație la ieșire și cu cât difuzorul vorbește mai tare, cu atât este mai mare amplitudinea.
Oscilațiile electromagnetice rezultate, sau undele, sunt propagate în spațiu folosind o antenă de transmisie. Pentru ca undele de aer să nu fie înfundate cu interferențe de joasă frecvență și pentru ca diferite posturi de radio să aibă posibilitatea de a lucra în paralel fără a interfera între ele, vibrațiile rezultate din influența sunetului sunt rezumate, adică „suprapuse” pe alte vibraţii care au o frecvenţă constantă. Ultima frecvență Este denumit în mod obișnuit „purtător”, și pentru a-l percepe, ne acordăm receptorul radio pentru a „prinde” semnalul analog al postului de radio.
Procesul invers are loc în receptor: frecvența purtătoare este separată, iar oscilațiile electromagnetice primite de antenă sunt convertite în oscilații sonore, iar vocea familiară a crainicului se aude din difuzor.
Orice se poate întâmpla în timpul transmiterii unui semnal audio de la postul de radio la receptor. Pot apărea interferențe de la terți, frecvența și amplitudinea se pot schimba, ceea ce, desigur, va afecta sunetele produse de radio. În cele din urmă, atât emițătorul, cât și receptorul introduc unele erori în timpul conversiei semnalului. Prin urmare, sunetul reprodus de un radio analog are întotdeauna o oarecare distorsiune. Vocea poate fi reprodusă pe deplin, în ciuda modificărilor, dar vor exista șuierat sau chiar șuierături în fundal cauzate de interferențe. Cu cât recepția este mai puțin fiabilă, cu atât mai puternice și mai distincte vor fi aceste efecte de zgomot străin.
În plus, semnalul analogic terestru are un grad foarte slab de protecție împotriva accesului neautorizat. Pentru posturile de radio publice acest lucru, desigur, nu are nicio diferență. Dar în timp ce folosești primul telefoane mobile A existat un moment neplăcut asociat cu faptul că aproape orice receptor radio terț putea fi reglat cu ușurință la lungimea de undă dorită pentru a asculta conversația dvs. telefonică.
Difuzarea analogică are astfel de dezavantaje. Din cauza lor, de exemplu, televiziunea promite să devină complet digitală într-un timp relativ scurt.
Comunicațiile digitale și difuzarea sunt considerate mai protejate de interferențe și influențe externe. Chestia este că atunci când utilizați „digital”, semnalul analogic de la microfonul de la stația de transmisie este criptat într-un cod digital. Nu, desigur, un flux de cifre și numere nu se răspândește în spațiul înconjurător. Pur și simplu, un cod de impulsuri radio este atribuit unui sunet cu o anumită frecvență și volum. Durata și frecvența impulsurilor sunt prestabilite - este aceeași atât pentru emițător, cât și pentru receptor. Prezența unui impuls corespunde unuia, absența - zero. Prin urmare, o astfel de comunicare se numește „digitală”.
Se numește un dispozitiv care convertește un semnal analogic într-un cod digital convertor analog-digital(ADC). Un dispozitiv instalat în receptor care convertește codul într-un semnal analogic corespunzător vocii prietenului tău în difuzor telefon mobil Standard GSM, numit " convertor digital-analogic„(DAC).
În timpul transmisiei semnalului digital, erorile și distorsiunile sunt practic eliminate. Dacă impulsul devine puțin mai puternic, mai lung sau invers, atunci va fi în continuare recunoscut de sistem ca unitate. Și zero va rămâne zero, chiar dacă în locul lui apare un eveniment aleatoriu. semnal slab. Pentru ADC și DAC nu există alte valori precum 0,2 sau 0,9 - doar zero și unu. Prin urmare, interferența pe comunicare digitală iar difuzarea nu au aproape niciun impact.
În plus, „digitalul” este, de asemenea, mai protejat de accesul neautorizat. La urma urmei, pentru ca DAC-ul unui dispozitiv să decripteze un semnal, trebuie să „știe” codul de decriptare. ADC, împreună cu semnalul, poate transmite și adresa digitală a dispozitivului selectat ca receptor. Astfel, chiar dacă semnalul radio este interceptat, acesta nu poate fi recunoscut din cauza absenței a cel puțin unei părți din cod. Acest lucru este mai ales adevărat.
Deci iată diferențe dintre semnalele digitale și analogice:
1) Un semnal analogic poate fi distorsionat de interferență, iar un semnal digital poate fi fie complet blocat de interferențe, fie ajunge fără distorsiuni. Semnalul digital este fie prezent, fie complet absent (fie zero, fie unul).
2) Semnalul analogic este accesibil tuturor dispozitivelor care funcționează pe același principiu ca emițătorul. Semnalul digital este protejat în siguranță de un cod și este dificil de interceptat dacă nu este destinat pentru dvs.
Un semnal analogic este un semnal de date în care fiecare dintre parametrii reprezentativi este descris printr-o funcție de timp și un set continuu de valori posibile.
Există două spații de semnal - spațiul L ( semnale continue), iar spațiul l (L este mic) este un spațiu de secvențe. Spațiul l (L mic) este spațiul coeficienților Fourier (un set numărabil de numere care definesc o funcție continuă pe un interval finit al domeniului de definiție), spațiul L este spațiul semnalelor continue (analogice) peste domeniul de definire. În anumite condiții, spațiul L este mapat în mod unic în spațiul l (de exemplu, primele două teoreme de discretizare Kotelnikov).
Semnalele analogice sunt descrise prin funcții continue ale timpului, motiv pentru care un semnal analogic este uneori numit semnal continuu. Semnalele analogice sunt contrastate cu cele discrete (cuantizate, digitale). Exemple de spații continue și mărimi fizice corespunzătoare:
direct: tensiune electrică
cerc: poziția rotorului, roată, roți dințate, săgeți ceas analogic, sau faza semnalului purtător
segment: poziția unui piston, pârghie de comandă, termometru lichid sau semnal electric limitat în amplitudine diverse spații multidimensionale: culoare, semnal modulat în cuadratura.
Proprietățile semnalelor analogice sunt în mare măsură opuse celor ale semnalelor cuantizate sau digitale.
Absența nivelurilor de semnal discrete clar distinse duce la imposibilitatea aplicării conceptului de informație în forma așa cum este înțeleasă în literatura rusă pentru a o descrie. tehnologii digitale. „cantitatea de informații” conținută într-o citire va fi limitată doar de intervalul dinamic al instrumentului de măsurare.
Fără redundanță. Din continuitatea spațiului valoric rezultă că orice zgomot introdus în semnal nu se poate distinge de semnalul în sine și, prin urmare, amplitudinea inițială nu poate fi restabilită. În realitate, filtrarea este posibilă, de ex. metode de frecvență, dacă se cunosc informații suplimentare despre proprietățile acestui semnal (în special, banda de frecvență).
Aplicație:
Semnalele analogice sunt adesea folosite pentru a reprezenta mărimi fizice în continuă schimbare. De exemplu, un semnal electric analogic preluat de la un termocuplu transportă informații despre schimbările de temperatură, un semnal de la un microfon transportă informații despre schimbările rapide de presiune într-o undă sonoră etc.
2.2 Semnal digital
Un semnal digital este un semnal de date în care fiecare dintre parametrii reprezentativi este descris de o funcție de timp discretă și un set finit de valori posibile.
Semnalele sunt impulsuri electrice sau luminoase discrete. Cu această metodă, întreaga capacitate a canalului de comunicație este utilizată pentru a transmite un semnal. Semnalul digital folosește întreaga lățime de bandă a cablului. Lățimea de bandă este diferența dintre frecvența maximă și minimă care poate fi transmisă printr-un cablu. Fiecare dispozitiv din astfel de rețele trimite date în ambele direcții, iar unele pot primi și transmite simultan. Sistemele în bandă îngustă (bandă de bază) transmit date sub forma unui semnal digital de o singură frecvență.
Un semnal digital discret este mai dificil de transmis pe distanțe lungi decât un semnal analogic, așa că este pre-modulat pe partea transmițătorului și demodulat pe partea receptorului de informații. Utilizarea algoritmilor pentru verificarea și restaurarea informațiilor digitale în sistemele digitale poate crește semnificativ fiabilitatea transmiterii informațiilor.
Comentariu. Trebuie reținut că un semnal digital real este analog în natura sa fizică. Datorită zgomotului și modificărilor parametrilor liniei de transmisie, are fluctuații în amplitudine, fază/frecvență (jitter) și polarizare. Dar acest semnal analogic (puls și discret) este înzestrat cu proprietățile unui număr. Ca urmare, devine posibil să se utilizeze metode numerice (prelucrare pe computer) pentru a-l procesa.
