Një sinjal përkufizohet si një tension ose rrymë që mund të transmetohet si një mesazh ose informacion. Të gjitha sinjalet janë analoge nga natyra, qofshin ato AC ose DC, dixhitale ose pulsuese. Megjithatë, është e zakonshme të bëhet dallimi midis sinjaleve analoge dhe dixhitale.
Një sinjal dixhital është një sinjal që është përpunuar në një mënyrë të caktuar dhe është shndërruar në numra. Zakonisht këto sinjale dixhitale shoqërohen me sinjale reale analoge, por ndonjëherë nuk ka asnjë lidhje midis tyre. Një shembull është transmetimi i të dhënave në rrjetet lokale (LAN) ose rrjete të tjera me shpejtësi të lartë.
Në përpunimin e sinjalit dixhital (DSP), një sinjal analog konvertohet në formë binare nga një pajisje e quajtur konvertues analog në dixhital (ADC). ADC nxjerr një paraqitje binar të sinjalit analog, i cili më pas përpunohet nga një procesor aritmetik i sinjalit dixhital (DSP). Pas përpunimit, informacioni i përfshirë në sinjal mund të kthehet përsëri në formë analoge duke përdorur një konvertues dixhital në analog (DAC).
Një tjetër koncept kyç në përkufizimin e sinjalit është fakti që një sinjal gjithmonë mbart disa informacione. Kjo na çon te problemi kryesor i përpunimit fizik të sinjalit analog - problemi i marrjes së informacionit.
Objektivat e përpunimit të sinjalit.
Qëllimi kryesor i përpunimit të sinjalit është nevoja për të marrë informacionin që ato përmbajnë. Ky informacion është zakonisht i pranishëm në amplituda e një sinjali (absolute ose relative), në frekuencë ose në përbërjen spektrale, në fazë ose në varësinë kohore relative të disa sinjaleve.
Pasi informacioni i dëshiruar të jetë nxjerrë nga sinjali, ai mund të përdoret në mënyra të ndryshme. Në disa raste, është e dëshirueshme të riformatoni informacionin që përmban sinjali.
Në veçanti, ndryshimi i formatit të sinjalit ndodh kur sinjali audio transmetohet në një sistem telefonik me akses të shumëfishtë të ndarjes së frekuencës (FDMA). Në këtë rast, përdoren teknika analoge për vendosjen e kanaleve të shumta zanore në spektrin e frekuencës për transmetim nëpërmjet radioreleit me mikrovalë, kabllo koaksiale ose me fibër optike.
Në rastin e komunikimeve dixhitale, informacioni audio analog fillimisht konvertohet në dixhital duke përdorur një ADC. Informacioni dixhital që përfaqëson kanale individuale audio është shumëfishuar në kohë (multipleksimi i ndarjes së kohës, TDMA) dhe transmetohet përmes një lidhje dixhitale serike (si në një sistem PCM).
Një arsye tjetër për përpunimin e sinjalit është ngjeshja e gjerësisë së brezit të sinjalit (pa humbje të konsiderueshme informacioni), e ndjekur nga formatimi dhe transmetimi i informacionit me ritme më të ulëta, gjë që ju lejon të ngushtoni gjerësinë e brezit të kërkuar të kanalit. Modemët me shpejtësi të lartë dhe sistemet adaptive të modulimit të kodit të pulsit (ADPCM) përdorin gjerësisht algoritmet e tepricës së të dhënave (kompresimit), siç bëjnë sistemet dixhitale të komunikimit celular, sistemet e regjistrimit audio MPEG dhe televizioni me definicion të lartë (HDTV).
Sistemet e marrjes dhe kontrollit të të dhënave industriale përdorin informacionin nga sensorët për të gjeneruar sinjale të përshtatshme reagimi, të cilat nga ana tjetër kontrollojnë drejtpërdrejt procesin. Vini re se këto sisteme kërkojnë si ADC ashtu edhe DAC, si dhe sensorë, kondicionerë sinjalesh dhe DSP (ose mikrokontrollues).
Në disa raste, ka zhurmë në sinjalin që përmban informacionin dhe qëllimi kryesor është rikuperimi i sinjalit. Teknika të tilla si filtrimi, autokorrelacioni, konvolucioni, etj. përdoren shpesh për të përmbushur këtë detyrë si në domenin analog ashtu edhe në atë dixhital.
QËLLIMET E PËRPUNIMIT TË SINJALIT- Nxjerrja e informacionit të sinjalit (amplituda, faza, frekuenca, komponentët spektralë, marrëdhëniet kohore)
- Konvertimi i formatit të sinjalit (telefonia me ndarje kanalesh FDMA, TDMA, CDMA)
- Kompresimi i të dhënave (modemët, telefonat celularë, televizori HDTV, kompresimi MPEG)
- Formimi i sinjaleve kthyese (kontrolli i procesit industrial)
- Ndarja e sinjalit nga zhurma (filtrim, autokorrelacion, konvolucion)
- Izolimi dhe ruajtja e një sinjali në formë dixhitale për përpunim të mëtejshëm (FFT)
Formimi i sinjalit
Në shumicën e këtyre situatave (në lidhje me përdorimin e teknologjive DSP), nevojiten si një ADC ashtu edhe një DAC. Megjithatë, në disa raste kërkohet vetëm një DAC ku sinjalet analoge mund të gjenerohen drejtpërdrejt nga DSP dhe DAC. Ekranet e skanuara me video janë një shembull i mirë në të cilin një sinjal i gjeneruar në mënyrë dixhitale drejton videon ose një bllok RAMDAC (Pixel Array Digital to Analog Converter).
Një shembull tjetër është muzika dhe fjalimi i sintetizuar artificialisht. Në fakt, gjenerimi i sinjaleve fizike analoge duke përdorur vetëm teknika dixhitale mbështetet në informacionin e marrë më parë nga burimet e sinjaleve të tilla fizike analoge. Në sistemet e ekranit, të dhënat në ekran duhet t'i përcjellin operatorit informacionin përkatës. Gjatë zhvillimit të sistemeve të tingullit, përcaktohen vetitë statistikore të tingujve të gjeneruar, të cilat më parë u përcaktuan duke përdorur përdorimin e gjerë të metodave DSP (burimi i zërit, mikrofoni, parapërforcuesi, ADC, etj.).
Metodat dhe teknologjitë e përpunimit të sinjalit
Sinjalet mund të përpunohen duke përdorur teknika analoge (përpunimi i sinjalit analog, ose ASP), teknikat dixhitale (përpunimi i sinjalit dixhital, ose DSP), ose një kombinim i teknikave analoge dhe dixhitale (përpunimi i kombinuar i sinjalit, ose MSP). Në disa raste zgjedhja e metodave është e qartë, në raste të tjera nuk ka qartësi në zgjedhje dhe vendimi përfundimtar bazohet në disa konsiderata.
Në lidhje me DSP, ndryshimi kryesor nga analiza tradicionale e të dhënave kompjuterike është shpejtësia dhe efikasiteti i lartë i kryerjes së funksioneve komplekse të përpunimit dixhital si filtrimi, analiza duke përdorur të dhëna dhe kompresimi i të dhënave në kohë reale.
Përpunimi i kombinuar i sinjalit nënkupton që sistemi kryen përpunim analog dhe dixhital. Një sistem i tillë mund të zbatohet si një bord qark i printuar, një qark i integruar hibrid (IC), ose një çip i vetëm me elementë të integruar. ADC-të dhe DAC-të konsiderohen si pajisje të kombinuara të përpunimit të sinjalit, pasi secila prej tyre zbaton funksione analoge dhe dixhitale.
Përparimet e fundit në teknologjinë VLSI mundësojnë përpunim kompleks (dixhital dhe analog) në një çip të vetëm. Vetë natyra e DSP nënkupton që këto funksione mund të kryhen në kohë reale.
Krahasimi i përpunimit të sinjalit analog dhe dixhital
Inxhinieri i sotëm është përballur me zgjedhjen e kombinimit të duhur të metodave analoge dhe dixhitale për të zgjidhur një problem të përpunimit të sinjalit. Është e pamundur të përpunohen sinjalet fizike analoge duke përdorur vetëm metoda dixhitale, pasi të gjithë sensorët (mikrofonët, termoçiftet, kristale piezoelektrike, kokat e disqeve magnetike, etj.) janë pajisje analoge.
Disa lloje sinjalesh kërkojnë qarqe normalizimi për përpunim të mëtejshëm të sinjalit, si analog ashtu edhe dixhital. Qarqet e normalizimit të sinjalit janë procesorë analogë që kryejnë funksione të tilla si amplifikimi, akumulimi (në përforcues matës dhe paraprak (bufer)), zbulimi i sinjalit në sfondin e zhurmës (përforcues me precizion të lartë të modalitetit të zakonshëm, barazues dhe marrës linearë), kompresim i diapazonit dinamik (përforcues logaritmikë, DAC logaritmikë dhe përforcues të fitimit të programueshëm) dhe filtrim (pasiv ose aktiv).
Disa metoda për zbatimin e përpunimit të sinjalit janë paraqitur në Figurën 1. Zona e sipërme e figurës tregon një qasje thjesht analoge. Pjesa tjetër e zonave tregojnë zbatimin e DSP. Vini re se pasi të zgjidhet teknologjia DSP, zgjidhja tjetër duhet të jetë vendosja e ADC në rrugën e përpunimit të sinjalit.
PËRPUNIMI ANALOG DHE DIGJITAL I SINJALIT
Figura 1. Metodat e përpunimit të sinjalit
Në përgjithësi, meqenëse ADC është zhvendosur më afër sensorit, shumica e përpunimit të sinjalit analog tani bëhet nga ADC. Rritja e aftësive ADC mund të shprehet në rritjen e shkallës së marrjes së mostrave, zgjerimin e diapazonit dinamik, rritjen e rezolucionit, ndërprerjen e zhurmës së hyrjes, përdorimin e filtrimit të hyrjes dhe amplifikatorëve të programueshëm (PGA), praninë e referencave të tensionit në çip, etj. Të gjitha shtesat e përmendura rrisin nivelin funksional dhe thjeshtojnë sistemin.
Me teknologjitë moderne të prodhimit të DAC dhe ADC të disponueshme me norma dhe rezolucion të lartë kampionimi, është bërë përparim i rëndësishëm në integrimin e një numri në rritje qarqesh drejtpërdrejt në ADC / DAC.
Në fushën e matjes, për shembull, ka ADC 24-bit me amplifikues të programueshëm të integruar (PGA) që lejojnë sinjalet e urës 10 mV në shkallë të plotë të digjitalizohen drejtpërdrejt pa normalizim të mëtejshëm (p.sh. seria AD773x).
Në frekuencat e zërit dhe audios, janë të zakonshme pajisjet komplekse të dekodimit të koduesit - kodekët (Analog Front End, AFE), të cilët kanë një qark analog të integruar në mikroqark që plotëson kërkesat minimale për komponentët e normalizimit të jashtëm (AD1819B dhe AD73322).
Ekzistojnë gjithashtu kodekë video (AFE) për detyra të tilla si përpunimi i imazhit CCD dhe të tjera (të tilla si seritë AD9814, AD9816 dhe AD984X).
Shembull zbatimi
Si shembull i përdorimit të një DSP, krahasoni filtrat analogë dhe dixhitalë të kalimit të ulët (LPF), secili me një frekuencë ndërprerjeje prej 1 kHz.
Filtri dixhital zbatohet si një sistem tipik dixhital, siç tregohet në figurën 2. Vini re se ka disa supozime të nënkuptuara të bëra në diagram. Së pari, për të përpunuar me saktësi sinjalin, supozohet se shtegu ADC / DAC ka shpejtësi të mjaftueshme të kampionimit, rezolucion dhe gamë dinamike. Së dyti, për të përfunduar të gjitha llogaritjet e tij brenda intervalit të marrjes së mostrave (1 / f s), pajisja DSP duhet të jetë mjaft e shpejtë. Së treti, në hyrjen ADC dhe daljen DAC ka ende nevojë për filtra analogë për kufizimin dhe rivendosjen e spektrit të sinjalit (filtri anti-aliasing dhe filtri kundër imazhit), megjithëse kërkesat për performancën e tyre nuk janë të larta. Me këto supozime në vend, ju mund të krahasoni filtrat dixhitalë dhe analogë.
Figura 2. Blloku i një filtri dixhital
Frekuenca e kërkuar e ndërprerjes për të dy filtrat është 1 kHz. Konvertimi analog është i llojit të parë të rendit të gjashtë (karakterizohet nga prania e valëzimit në raportin e transmetimit në brezin e kalimit dhe mungesa e valëzimit jashtë brezit të kalimit). Karakteristikat e tij janë paraqitur në figurën 2. Në praktikë, ky filtër mund të përfaqësohet nga tre filtra të rendit të dytë, secili prej të cilëve është ndërtuar mbi një amplifikator operacional dhe disa kondensatorë. Filtri i rendit të gjashtë është mjaft i thjeshtë për t'u krijuar me filtra modernë CAD (Computer Aided Design), por kërkohet përzgjedhja e saktë e komponentëve për të përmbushur specifikimet e rrafshësisë 0,5 dB.
Filtri dixhital FIR 129-faktorësh i paraqitur në Figurën 2 ka një rrafshueshmëri prej vetëm 0,002 dB në brez kalimi, një përgjigje fazore lineare dhe një rrotullim shumë më të pjerrët. Në praktikë, karakteristika të tilla nuk mund të realizohen duke përdorur metoda analoge. Një avantazh tjetër i dukshëm i qarkut është se filtri dixhital nuk kërkon përzgjedhje të komponentëve dhe nuk i nënshtrohet zhvendosjes së parametrave, pasi frekuenca e orës së filtrit stabilizohet nga një rezonator kristal. Një filtër me 129 koeficientë kërkon 129 operacione shumëzo-dhe-akumulo (MAC) për të llogaritur mostrën dalëse. Këto përllogaritje duhet të kryhen brenda intervalit të marrjes së mostrave 1/fs në mënyrë që të funksionojnë në kohë reale. Në këtë shembull, shpejtësia e kampionimit është 10 kHz, kështu që 100 µs janë të mjaftueshme për përpunim nëse nuk kërkohet llogaritje e rëndësishme shtesë. Familja ADSP-21xx DSP mund të përfundojë të gjithë procesin e akumulimit të shumëfishimit (dhe funksionet e tjera të nevojshme për zbatimin e filtrit) në një cikël udhëzimi. Prandaj, një filtër me 129 faktorë kërkon mbi 129/100 μs = 1.3 milion operacione për sekondë (MIPS). DSP-të ekzistuese janë shumë më të shpejta dhe për këtë arsye nuk janë një faktor kufizues për këto aplikacione. Seria 16-bit me pikë fikse ADSP-218x arrin performancë deri në 75MIPS. Lista 1 tregon kodin e montimit që zbaton filtrin në procesorët ADSP-21xx DSP. Vini re se linjat aktuale të kodit të ekzekutueshëm janë shënuar me shigjeta; pjesa tjetër janë komente.
Figura 3.Filtra analog dhe dixhital
Sigurisht, në praktikë, ka shumë faktorë të tjerë që merren parasysh kur krahasohen filtrat analogë me ato dixhitalë, ose teknikat e përpunimit të sinjalit analog kundrejt dixhitalit në përgjithësi. Sistemet moderne të përpunimit të sinjalit kombinojnë metodat analoge dhe dixhitale për të arritur funksionin e dëshiruar dhe për të përfituar nga metodat më të mira, si analoge dhe dixhitale.
PROGRAMI I KUVENDIMIT:
FILTER FIR PER ADSP-21XX (ME SAKTËSI TË VETËM)
MODULI fir_sub; (Nënprogrami i filtrit FIR Parametrat e thirrjes së nënprogramit I0 -> Të dhënat më të vjetra në linjën e vonesës I4 -> Tabela e fillimit të koeficientit të filtrit L0 = Gjatësia e filtrit (N) L4 = Gjatësia e filtrit (N) M1, M5 = 1 CNTR = Gjatësia e filtrit - 1 ( N-1) Vlerat e kthyera MR1 = Rezultati i përmbledhjes (i rrumbullakosur dhe i kufizuar) I0 -> Të dhënat më të vjetra në rreshtin e vonesës I4 -> Fillimi i tabelës së koeficientit të filtrit Regjistrat e ndryshueshëm MX0, MY0, MR Koha e ekzekutimit (N - 1) + 6 cikle = N + 5 cikle Të gjitha shanset janë të shkruara në formatin 1.15) .HYRJA bredh; bredhi: MR = 0, MX0 = DM (I0, M1), MY0 = PM (I4, M5) CNTR = N-1; BËJ konvolucionin DERI CE; konvolucioni: MR = MR + MX0 * MY0 (SS), MX0 = DM (I0, M1), MY0 = PM (I4, M5); MR = MR + MX0 * MY0 (RND); NESE MV SAT MR; RTS; .ENDMOD; PËRPUNIMI I SINJALIT KOHË REAL
Literatura:
Së bashku me artikullin "Llojet e sinjaleve" lexoni:
Qarku dixhital është disiplina më e rëndësishme që studiohet në të gjitha institucionet arsimore të larta dhe të mesme që trajnojnë specialistë në elektronikë. Një radio amator i vërtetë gjithashtu duhet të jetë i përgatitur mirë në këtë çështje. Por shumica e librave dhe mjeteve mësimore janë shkruar në një gjuhë që është shumë e vështirë për t'u kuptuar dhe do të jetë e vështirë për një inxhinier elektronik fillestar (ndoshta një nxënës shkolle) të zotërojë informacione të reja. Një seri materialesh të reja trajnimi nga Master Kit është krijuar për të mbushur këtë boshllëk: në artikujt tanë, konceptet komplekse përshkruhen me fjalët më të thjeshta.
8.1. Sinjalet analoge dhe dixhitale
Së pari ju duhet të kuptoni se si qarku analog në përgjithësi ndryshon nga ai dixhital. Dhe ndryshimi kryesor është në sinjalet me të cilat funksionojnë këto qarqe.
Të gjitha sinjalet mund të ndahen në dy lloje kryesore: analoge dhe dixhitale.
Sinjalet analoge
Sinjalet analoge janë më të njohurit për ne. Mund të themi se e gjithë bota natyrore rreth nesh është analoge. Shikimi dhe dëgjimi ynë, si dhe të gjitha organet e tjera shqisore, e perceptojnë informacionin që vjen në një formë analoge, domethënë vazhdimisht në kohë. Transmetimi i informacionit të shëndoshë - të folurit e njeriut, tingujt e instrumenteve muzikore, gjëmimi i kafshëve, tingujt e natyrës etj. - kryhet edhe në formë analoge.
Për ta kuptuar edhe më mirë këtë çështje, le të vizatojmë një sinjal analog (Fig. 1.):
Fig. 1. Sinjali analog
Shohim që sinjali analog është i vazhdueshëm në kohë dhe në amplitudë. Për çdo moment në kohë, ju mund të përcaktoni vlerën e saktë të amplitudës së sinjalit analog.
Sinjalet dixhitale
Le të analizojmë amplituda e sinjalit jo vazhdimisht, por në mënyrë diskrete, në intervale fikse. Për shembull, një herë në sekondë, ose më shpesh: dhjetë herë në sekondë. Sa shpesh e bëjmë këtë quhet shpejtësia e kampionimit: një herë në sekondë - 1 Hz, një mijë herë në sekondë - 1000 Hz ose 1 kHz.
Për qartësi, le të vizatojmë grafikët e sinjaleve analoge (lart) dhe dixhitale (poshtë) (Fig. 2.):
Fig. 2. Sinjali analog (lart) dhe kopja dixhitale (poshtë)
Ne shohim se në çdo periudhë të menjëhershme kohore është e mundur të zbulohet vlera dixhitale e menjëhershme e amplitudës së sinjalit. Çfarë ndodh me sinjalin (sipas çfarë ligji ndryshon, cila është amplituda e tij) midis intervaleve të "kontrollit", nuk e dimë, ky informacion na ka humbur. Sa më rrallë të kontrollojmë nivelin e sinjalit (sa më i ulët të jetë shkalla e marrjes së mostrave), aq më pak informacion kemi për sinjalin. Natyrisht, e kundërta është gjithashtu e vërtetë: sa më e lartë të jetë shkalla e marrjes së mostrave, aq më e mirë është cilësia e paraqitjes së sinjalit. Në kufi, duke rritur shkallën e marrjes së mostrave në pafundësi, marrim praktikisht të njëjtin sinjal analog.
A do të thotë kjo se sinjali analog është gjithsesi më i mirë se ai dixhital? Në teori, ndoshta po. Por në praktikë, konvertuesit modernë analog në dixhital (ADC) funksionojnë me një shkallë kaq të lartë kampionimi (deri në disa milionë mostra në sekondë), kështu që ata përshkruajnë një sinjal analog në formë dixhitale në mënyrë aq cilësore sa shqisat e njeriut (sytë, veshët ) nuk mund të ndiejë më ndryshimin midis sinjalit origjinal dhe modelit të tij dixhital. Një sinjal dixhital ka një avantazh shumë domethënës: është më e lehtë për ta transmetuar atë përmes telave ose valëve të radios, ndërhyrja nuk ndikon ndjeshëm në një sinjal të tillë. Prandaj, të gjitha komunikimet moderne celulare, transmetimet televizive dhe radio janë dixhitale.
Grafiku i poshtëm në Fig. 2 mund të përfaqësohet lehtësisht në një formë tjetër - si një sekuencë e gjatë e një çifti numrash: kohë / amplitudë. Dhe numrat janë pikërisht ajo që u nevojitet qarqeve dixhitale. Vërtetë, qarqet dixhitale preferojnë të punojnë me numra në një mënyrë të veçantë, por ne do të flasim për këtë në mësimin tjetër.
Tani mund të nxjerrim përfundime të rëndësishme:
Sinjali dixhital është diskret, mund të përcaktohet vetëm për momente të caktuara në kohë;
- sa më e lartë të jetë shkalla e marrjes së mostrave, aq më e mirë është saktësia e paraqitjes së sinjalit dixhital.
Shumë shpesh dëgjojmë përkufizime të tilla si sinjali "dixhital" ose "diskret", si ndryshon ai nga "analog"?
Dallimi është se sinjali analog është i vazhdueshëm në kohë (vija blu), ndërsa sinjali dixhital përbëhet nga një grup i kufizuar koordinatash (pika të kuqe). Nëse gjithçka reduktohet në koordinata, atëherë çdo segment i një sinjali analog përbëhet nga një numër i pafund koordinatash.
Për një sinjal dixhital, koordinatat përgjatë boshtit horizontal vendosen në intervale të rregullta, në përputhje me frekuencën e kampionimit. Në formatin e zakonshëm Audio-CD, kjo është 44,100 pika për sekondë. Vertikalisht, saktësia e lartësisë së koordinatave korrespondon me kapacitetin shifror të sinjalit dixhital, për 8 bit është 256 nivele, për 16 bit = 65536 dhe për 24 bit = 16777216 nivele. Sa më e madhe të jetë thellësia e bitit (numri i niveleve), aq më afër valës origjinale janë koordinatat vertikale.
Burimet analoge janë kaseta vinyl dhe audio. Burimet dixhitale janë: CD-Audio, DVD-Audio, SA-CD (DSD) dhe skedarët në formatet WAVE dhe DSD (duke përfshirë derivatet e APE, Flac, Mp3, Ogg, etj.).
Përparësitë dhe disavantazhet e sinjalit analog
Avantazhi i sinjalit analog është se është në formën analoge që ne e perceptojmë tingullin me veshët tanë. Dhe megjithëse sistemi ynë dëgjimor e konverton rrjedhën e perceptuar të tingullit në formë dixhitale dhe e transferon atë në këtë formë në tru, shkenca dhe teknologjia nuk kanë arritur ende mundësinë e lidhjes së lojtarëve dhe burimeve të tjera të tingullit drejtpërdrejt në këtë formë. Një hulumtim i tillë tani kryhet në mënyrë aktive për njerëzit me aftësi të kufizuara dhe ne gëzojmë ekskluzivisht tinguj analog.Disavantazhi i një sinjali analog është aftësia për të ruajtur, transmetuar dhe përsëritur sinjalin. Kur regjistroni në kasetë ose vinyl, cilësia e sinjalit do të varet nga vetitë e shiritit ose vinylit. Me kalimin e kohës, kaseta do të demagnetizohet dhe cilësia e sinjalit të regjistruar do të përkeqësohet. Çdo lexim gradualisht shkatërron mediumin dhe rishkrimi sjell shtrembërim shtesë, ku devijime shtesë shtohen nga mediumi tjetër (kasetë ose vinyl), pajisje për leximin, regjistrimin dhe transmetimin e një sinjali.
Të bësh një kopje të një sinjali analog është si të bësh një fotografi tjetër për të kopjuar një fotografi.
Avantazhet dhe disavantazhet e një sinjali dixhital
Përparësitë e një sinjali dixhital përfshijnë saktësinë gjatë kopjimit dhe transmetimit të një transmetimi audio, ku origjinali nuk ndryshon nga kopja.Disavantazhi kryesor mund të konsiderohet se sinjali dixhital është një fazë e ndërmjetme dhe saktësia e sinjalit analog përfundimtar do të varet nga sa do të përshkruhen të hollësishme dhe saktë koordinatat e valës së zërit. Është mjaft logjike që sa më shumë pika të ketë dhe sa më të sakta të jenë koordinatat, aq më e saktë do të jetë vala. Por ende nuk ka konsensus se sa koordinata dhe saktësia e të dhënave janë të mjaftueshme për të thënë se paraqitja dixhitale e sinjalit është e mjaftueshme për të rindërtuar me saktësi sinjalin analog, i padallueshëm nga origjinali nga veshët tanë.
Për sa i përket vëllimit të të dhënave, kapaciteti i një kasete konvencionale analoge audio është vetëm rreth 700-1,1 MB, ndërsa një CD e zakonshme mban 700 MB. Kjo jep një tregues të nevojës për media me kapacitet të lartë. Dhe kjo krijon një luftë të veçantë kompromisi me kërkesa të ndryshme për numrin e pikave përshkruese dhe saktësinë e koordinatave.
Sot konsiderohet mjaft e mjaftueshme për të paraqitur një valë zanore me një shpejtësi kampionimi prej 44,1 kHz dhe një thellësi bit prej 16 bit. Me një shpejtësi kampionimi prej 44,1 kHz, mund të rikuperoni deri në 22 kHz. Siç tregojnë studimet psikoakustike, një rritje e mëtejshme në shkallën e kampionimit është pak e dukshme, por një rritje në thellësinë e bitit jep një përmirësim subjektiv.
Si DAC-të ndërtojnë valën
Një DAC është një konvertues dixhital në analog, një element që konverton tingullin dixhital në analog. Ne do t'i hedhim një vështrim të shpejtë parimeve bazë. Nëse komentet tregojnë interes për të shqyrtuar një numër pikash më në detaje, atëherë do të publikohet një material i veçantë.DAC me shumë bit
Shumë shpesh, vala paraqitet në formën e hapave, gjë që është për shkak të arkitekturës së gjeneratës së parë të DAC-ve multibit R-2R, të cilat funksionojnë në mënyrë të ngjashme me një ndërprerës nga një stafetë.
Hyrja DAC merr vlerën e koordinatës së ardhshme përgjatë vertikales dhe në secilin prej cikleve të saj kalon nivelin e rrymës (tensionit) në nivelin përkatës deri në ndryshimin tjetër.
Edhe pse besohet se veshi i njeriut nuk dëgjon më shumë se 20 kHz, dhe sipas teorisë Nyquist është e mundur të rivendoset një sinjal deri në 22 kHz, çështja e cilësisë së këtij sinjali pas restaurimit mbetet. Në rajonin e frekuencës së lartë, forma e valës "hap" që rezulton është zakonisht larg nga ajo origjinale. Mënyra më e lehtë për të dalë nga situata është rritja e shkallës së marrjes së mostrave gjatë regjistrimit, por kjo çon në një rritje të konsiderueshme dhe të padëshiruar të madhësisë së skedarit.
Një opsion alternativ është rritja artificiale e shkallës së kampionimit gjatë riprodhimit në DAC duke shtuar vlera të ndërmjetme. ato. ne përfaqësojmë shtegun e një vale të vazhdueshme (vijë gri të ndërprerë) që lidh pa probleme koordinatat origjinale (pikat e kuqe) dhe shtojmë pika të ndërmjetme në këtë vijë (vjollcë e errët).
Kur rritet shpejtësia e kampionimit, zakonisht është e nevojshme të rritet thellësia e bitit në mënyrë që koordinatat të jenë më afër valës së përafërt.
Falë koordinatave të ndërmjetme, është e mundur të zvogëlohen "hapat" dhe të ndërtohet vala më afër origjinalit.
Kur shihni një funksion përforcues 44,1 deri në 192 kHz në një luajtës ose DAC të jashtëm, është një funksion për të shtuar koordinata të ndërmjetme, jo për të rivendosur ose krijuar tinguj në rajonin mbi 20 kHz.
Fillimisht, këto ishin mikroqarqe të veçanta SRC përpara DAC, të cilat më pas migruan drejtpërdrejt në vetë mikroqarqet DAC. Sot mund të gjeni zgjidhje ku një mikroqark i tillë shtohet në DAC-të moderne, kjo bëhet për të ofruar një alternativë ndaj algoritmeve të integruara në DAC dhe ndonjëherë për të marrë tingull edhe më të mirë (si, për shembull, bëhet në Hidizs AP100).
Refuzimi kryesor në industri nga DAC me shumë bit ndodhi për shkak të pamundësisë së zhvillimit të mëtejshëm teknologjik të treguesve të cilësisë me teknologjitë aktuale të prodhimit dhe një kosto më të lartë kundrejt DAC "pulsore" me karakteristika të krahasueshme. Megjithatë, në produktet Hi-End, preferenca u jepet shpesh DAC-ve të vjetra me shumë bit, sesa zgjidhjeve të reja me karakteristika teknikisht më të mira.
Pulsi DAC
Në fund të viteve 70, një version alternativ i DAC i bazuar në një arkitekturë "pulsi" - "delta-sigma", u bë i përhapur. Teknologjia Pulse DAC bëri të mundur shfaqjen e çelsave ultra të shpejtë dhe lejoi përdorimin e një frekuence të lartë bartës.
Amplituda e sinjalit është vlera mesatare e amplitudave të pulsit (pulset me amplitudë të barabartë tregohen me të gjelbër, dhe vala përfundimtare e zërit tregohet me të bardhë).
Për shembull, një sekuencë prej tetë cikle orësh me pesë impulse do të japë një amplitudë mesatare (1 + 1 + 1 + 0 + 0 + 1 + 1 + 0) / 8 = 0,625. Sa më e lartë të jetë frekuenca e bartësit, aq më shumë impulse do të zbuten dhe aq më e saktë do të jetë amplituda. Kjo bëri të mundur paraqitjen e transmetimit audio në formë një-bit me një gamë të gjerë dinamike.
Mesatarja mund të bëhet me një filtër të zakonshëm analog, dhe nëse një grup i tillë pulsesh aplikohet drejtpërdrejt në altoparlant, atëherë do të marrim zë në dalje, dhe frekuencat ultra të larta nuk do të riprodhohen për shkak të inercisë së madhe të emetuesit. Sipas këtij parimi funksionojnë amplifikatorët PWM në klasën D, ku dendësia e energjisë e pulseve nuk krijohet nga numri i tyre, por nga kohëzgjatja e çdo impulsi (i cili është më i lehtë për t'u zbatuar, por nuk mund të përshkruhet me një kod të thjeshtë binar).
Një DAC me shumë bit mund të mendohet si një printer i aftë për të aplikuar ngjyra me bojëra pantone. Delta-Sigma është një printer inkjet me një grup të kufizuar ngjyrash, por për shkak të aftësisë për të aplikuar pika shumë të vogla (në krahasim me një printer antler), për shkak të densitetit të ndryshëm të pikave për njësi sipërfaqe, jep më shumë nuanca.
Në imazh, zakonisht nuk shohim pika individuale për shkak të rezolucionit të ulët të syrit, por vetëm tonin e mesëm. Po kështu, veshi nuk i dëgjon impulset veçmas.
Në fund të fundit, me teknologjitë aktuale në DAC-të e pulsit, mund të merrni një valë afër asaj që teorikisht duhet të merret kur përafroni koordinatat e ndërmjetme.
Duhet të theksohet se pas shfaqjes së delta-sigma DAC, urgjenca për të tërhequr një "valë dixhitale" me hapa është zhdukur, pasi kështu që DAC-të moderne nuk ndërtojnë një valë me hapa. Ndërtoni saktë një sinjal diskret me pika të lidhura me një vijë të qetë.
A janë ndërrimi i DAC-ve ideale?
Por në praktikë, jo gjithçka është pa re, dhe ka një sërë problemesh dhe kufizimesh.
Sepse numri dërrmues i regjistrimeve ruhet në një sinjal shumë-bitësh, pastaj shndërrimi në një sinjal pulsi sipas parimit "bit-për-bit" kërkon një frekuencë të panevojshme të lartë të bartësit, të cilën DAC-të moderne nuk e mbështesin.
Funksioni kryesor i DAC-ve moderne të pulsit është të konvertojnë një sinjal shumë-bitësh në një me një bit me një frekuencë bartëse relativisht të ulët me decimation të të dhënave. Në thelb, janë këto algoritme që përcaktojnë cilësinë përfundimtare të zërit të DAC-ve me impuls.
Për të reduktuar problemin e një frekuence të lartë transportuesi, transmetimi audio ndahet në disa transmetime njëbitësh, ku çdo transmetim është përgjegjës për grupin e tij të shkarkimit, i cili është i barabartë me një rritje të shumëfishtë të frekuencës së bartësit të numrit të transmetimeve. . Këto DAC quhen DAC delta-sigma multi-bit.
Sot, DAC-të e pulsit kanë marrë një erë të dytë në çipat me qëllim të përgjithshëm me shpejtësi të lartë në produktet NAD dhe Chord për shkak të aftësisë për të programuar në mënyrë fleksibël algoritmet e konvertimit.
Formati DSD
Pas përdorimit të gjerë të DAC-ve delta-sigma, ishte mjaft logjike që formati i kodit binar të shfaqej drejtpërdrejt në kodimin delta-sigma. Ky format quhet DSD (Direct Stream Digital).Formati nuk u përdor gjerësisht për disa arsye. Redaktimi i skedarëve në këtë format doli të ishte i kufizuar në mënyrë të panevojshme: nuk mund të përzieni transmetimet, të rregulloni volumin dhe të aplikoni barazimin. Kjo do të thotë që pa humbje të cilësisë, mund të arkivoni vetëm regjistrime analoge dhe të bëni një regjistrim me dy mikrofon të shfaqjeve live pa përpunim të mëtejshëm. Me një fjalë, nuk mund të fitosh para.
Në luftën kundër piraterisë, SA-CD-të nuk mbështeteshin (dhe nuk janë mbështetur deri më tani) nga kompjuterët, gjë që i pengon ata të bëjnë kopje. Asnjë kopje - pa audiencë të përgjithshme. Ishte e mundur të luhej përmbajtje audio DSD vetëm nga një riprodhues SA-CD i veçantë nga një disk i markës. Nëse për formatin PCM ekziston një standard SPDIF për transmetimin dixhital të të dhënave nga një burim në një DAC të veçantë, atëherë nuk ka standard për formatin DSD dhe kopjet e para pirate të disqeve SA-CD u digjitalizuan nga daljet analoge të SA. -CD player (edhe pse situata duket e trashë, por në realitet disa regjistrime u publikuan vetëm në SA-CD, ose i njëjti regjistrim në Audio-CD ishte bërë posaçërisht keq për të promovuar SA-CD).
Pika e kthesës ndodhi me lëshimin e konzollave të lojërave SONY, ku disku SA-CD kopjohej automatikisht në hard diskun e konsolës përpara se të luhej. Tifozët e formatit DSD përfituan nga kjo. Ardhja e regjistrimeve pirate stimuloi tregun për të lëshuar DAC të veçanta për të luajtur transmetime DSD. Shumica e DAC-ve të jashtme me mbështetje DSD sot mbështesin transferimin e të dhënave USB duke përdorur formatin DoP si një kodim i veçantë sinjali dixhital mbi SPDIF.
Frekuencat e bartësit për DSD janë relativisht të vogla, 2.8 dhe 5.6 MHz, por ky transmetim audio nuk kërkon ndonjë konvertim të decimimit dhe është mjaft konkurrues me formatet me definicion të lartë si DVD-Audio.
Nuk ka asnjë përgjigje të qartë për pyetjen se cili është më i mirë, DSP apo PCM. Gjithçka mbështetet në cilësinë e zbatimit të një DAC specifike dhe talentin e inxhinierit të zërit gjatë regjistrimit të skedarit përfundimtar.
Përfundim i përgjithshëm
Tingulli analog është ajo që ne dëgjojmë dhe perceptojmë si bota rreth nesh me sytë tanë. Tingulli dixhital është një grup koordinatash që përshkruajnë një valë zanore dhe të cilën ne nuk mund ta dëgjojmë drejtpërdrejt pa e kthyer atë në një sinjal analog.Një sinjal analog i regjistruar drejtpërdrejt në një kasetë audio ose vinyl nuk mund të ri-regjistrohet pa humbur cilësinë, ndërsa një valë në formë dixhitale mund të kopjohet pak nga pak.
Formatet e regjistrimit dixhital janë një shkëmbim konstant midis sasisë së saktësisë së koordinatave kundrejt madhësisë së skedarit, dhe çdo sinjal dixhital është vetëm një përafrim me sinjalin analog origjinal. Megjithatë, në të njëjtën kohë, nivele të ndryshme të teknologjive për regjistrimin dhe riprodhimin e një sinjali dixhital dhe ruajtjen në media për një sinjal analog i japin më shumë përparësi një përfaqësimi dixhital të sinjalit, të ngjashëm me një aparat fotografik dixhital kundrejt një aparati filmik.
Sot do të përpiqemi të kuptojmë se cilat janë sinjalet analoge dhe dixhitale? Përparësitë dhe disavantazhet e tyre. Ne nuk do të hedhim terma dhe përkufizime të ndryshme shkencore, por do të përpiqemi ta kuptojmë situatën në gishta.
Çfarë është një sinjal analog?
Një sinjal analog bazohet në analogjinë e një sinjali elektrik (vlerat e rrymës dhe tensionit) me vlerën e sinjalit origjinal (ngjyra e pikselit, frekuenca dhe amplituda e zërit, etj.). ato. vlera të caktuara të rrymës dhe tensionit korrespondojnë me transmetimin e një ngjyre të caktuar të një piksel ose një sinjal audio.
Unë do të jap një shembull në një sinjal video analog.
Tensioni në tela 5 volt korrespondon me blunë, 6 volt me jeshile, 7 volt me të kuqe.
Në mënyrë që vija të kuqe, blu dhe jeshile të shfaqen në ekran, duhet të aplikoni në mënyrë alternative 5, 6, 7 volt në kabllo. Sa më shpejt të ndryshojmë tensionet, aq më të holla janë shiritat që marrim në monitor. Duke reduktuar në minimum intervalin midis ndryshimeve të tensionit, nuk marrim më vija, por alternojmë pikat me ngjyra njëra pas tjetrës.
Një tipar i rëndësishëm i sinjalit analog është fakti që ai transmetohet në mënyrë rigoroze nga transmetuesi te marrësi (për shembull, nga antena në televizor), nuk ka asnjë reagim. Prandaj, nëse ndërhyrja ndërhyn në transmetimin e sinjalit (për shembull, në vend të gjashtë volteve, do të vijnë katër), ngjyra e pikselit do të shtrembërohet dhe valëzimet do të shfaqen në ekran.
Sinjali analog është i vazhdueshëm.
Çfarë është sinjali dixhital?
Transmetimi i të dhënave kryhet gjithashtu duke përdorur një sinjal elektrik, por vlerat e këtyre sinjaleve janë vetëm dy dhe ato korrespondojnë me 0 dhe 1. një sekuencë zero dhe njësh transmetohet mbi tela. Diçka si kjo: 01010001001, etj. Në mënyrë që pajisja marrëse (për shembull, një televizor) të mos ngatërrohet në të dhënat e transmetuara, shifrat transmetohen në grupe. Ajo shkon diçka si kjo: 10100010 10101010 10100000 10111110. Çdo paketë e tillë përmban disa informacione, për shembull, ngjyrën e një piksel. Një tipar i rëndësishëm i një sinjali dixhital është se pajisjet transmetuese dhe marrëse mund të komunikojnë me njëra-tjetrën dhe të korrigjojnë gabimet njëra pas tjetrës që mund të ndodhin gjatë transmetimit.
Shembuj të transmetimit të sinjalit dixhital dhe analog
Për një sinjal dixhital, transmetimi shkon diçka si kjo:
- Ndërhyrja: AAAAAAAAAAAAAA!
- TV: Cilin? Unë nuk mund të dëgjoj!
- VCR: E gjelbër!
- TV: Po, e kuptova! Unë vizatoj jeshile.
- TV: Ju lutemi konfirmoni që ngjyra është e kuqe.
- VCR: E konfirmoj.
- TV: Në rregull! Une pikturoj.
Transmetimi për sinjalin analog:
- VCR: Hej, TV, ngjyra e pikselit me koordinata 120x300 është jeshile.
- Ndërhyrja: AAAAAAAAAAAAAA!
- TV: Cilin? Unë nuk mund të dëgjoj! Dreqin, do të vizatoj blu.
- VCR: Ngjyra tjetër është e kuqja!
- Ndërhyrje: BOOM! BUM!
- TV: E kuqe, disi! Une pikturoj.
- VCR: Lopatë!
- Ndërhyrja: PShShShShSh!
- Televizioni:?!. Duhet të vizatoni diçka ?! Le të ketë një lopatë!
Avantazhet dhe disavantazhet e sinjaleve dixhitale dhe analoge
Nga sa më sipër, mund të konkludojmë se, duke qenë të gjitha gjërat e tjera të barabarta, cilësia e transmetimit të informacionit duke përdorur një shifër do të jetë më e lartë se sa me një përfaqësim të sinjalit analog. Në të njëjtën kohë, me imunitet të mirë ndaj zhurmës, të dy teknologjitë mund të konkurrojnë në kushte të barabarta.
Elektronika dixhitale tani gjithnjë e më shumë po largon analogun tradicional. Kompanitë kryesore që prodhojnë një shumëllojshmëri të gjerë të pajisjeve elektronike po deklarojnë gjithnjë e më shumë një kalim të plotë drejt teknologjisë dixhitale.
Përparimet në teknologjinë për prodhimin e mikroqarqeve elektronike siguruan zhvillimin e shpejtë të teknologjisë dhe pajisjeve dixhitale. Përdorimi i metodave dixhitale të përpunimit dhe transmetimit të sinjalit mund të përmirësojë ndjeshëm cilësinë e linjave të komunikimit. Metodat dixhitale të përpunimit dhe kalimit të sinjaleve në telefon ju lejojnë të zvogëloni disa herë karakteristikat e peshës dhe madhësisë së pajisjeve komutuese, të rrisin besueshmërinë e komunikimit dhe të prezantojnë funksionalitet shtesë.
Ardhja e mikroprocesorëve me shpejtësi të lartë, çipa memorie me akses të rastësishëm me volum të madh dhe pajisje për ruajtjen e të dhënave me përmasa të vogla në media të forta me vëllim të madh bënë të mundur krijimin e kompjuterëve elektronikë personalë universalë mjaft të lirë (kompjuterë), të cilët janë gjetur shumë të gjerë aplikimi në jetën e përditshme dhe në prodhim.
Teknologjia dixhitale është e domosdoshme në sistemet e sinjalizimit dhe telekomandimit në distancë që përdoren në prodhimin e automatizuar, kontrollin e objekteve në distancë, për shembull, anijet kozmike, stacionet e pompimit të gazit, etj. Teknologjia dixhitale ka zënë një vend të fortë edhe në sistemet matëse radio elektrike. Pajisjet moderne për regjistrimin dhe riprodhimin e sinjaleve janë gjithashtu të paimagjinueshme pa përdorimin e pajisjeve dixhitale. Pajisjet dixhitale përdoren gjerësisht për të kontrolluar pajisjet shtëpiake.
Ka shumë të ngjarë që pajisjet dixhitale të dominojnë tregun e elektronikës në të ardhmen.
Së pari, le të japim disa përkufizime bazë..
SinjaliËshtë çdo sasi fizike (për shembull, temperatura, presioni i ajrit, intensiteti i dritës, rryma, etj.) që ndryshon me kalimin e kohës. Është falë këtij ndryshimi në kohë që sinjali mund të bartë një lloj informacioni.
Sinjali elektrikËshtë një sasi elektrike (për shembull, tension, rrymë, fuqi) që ndryshon me kalimin e kohës. E gjithë elektronika kryesisht punon me sinjale elektrike, megjithëse kohët e fundit po përdoren gjithnjë e më shumë sinjale drite, të cilat përfaqësojnë intensitetin e dritës që ndryshon me kalimin e kohës.
Sinjali analog- ky është një sinjal që mund të marrë çdo vlerë brenda kufijve të caktuar (për shembull, voltazhi mund të ndryshojë pa probleme nga zero në dhjetë volt). Pajisjet që pranojnë vetëm sinjale analoge quhen pajisje analoge.
Sinjali dixhitalËshtë një sinjal që mund të marrë vetëm dy vlera (ndonjëherë tre vlera). Për më tepër, disa devijime nga këto vlera janë të lejuara (Fig. 1.1). Për shembull, voltazhi mund të marrë dy vlera: nga 0 në 0,5 V (niveli zero) ose nga 2,5 në 5 V (niveli i unitetit). Pajisjet që punojnë ekskluzivisht me sinjale dixhitale quhen pajisje dixhitale.
Në natyrë, pothuajse të gjitha sinjalet janë analoge, domethënë ato ndryshojnë vazhdimisht brenda kufijve të caktuar. Kjo është arsyeja pse pajisjet e para elektronike ishin analoge. Ata i konvertuan sasitë fizike në një tension ose rrymë proporcionale me to, kryen disa veprime mbi to dhe më pas kryen shndërrimet e anasjellta në sasi fizike. Për shembull, zëri i njeriut (dridhjet e ajrit) shndërrohet në dridhje elektrike duke përdorur një mikrofon, pastaj këto sinjale elektrike përforcohen nga një përforcues elektronik dhe, me ndihmën e një sistemi altoparlant, shndërrohen përsëri në dridhje ajri, në një tingull më të fortë. .
Oriz. 1.1. Sinjalet elektrike: analoge (majtas) dhe dixhitale (djathtas).
Të gjitha operacionet e kryera nga pajisjet elektronike në sinjale mund të ndahen me kusht në tre grupe të mëdha:
Përpunimi (ose transformimi);
Transmetimi;
Magazinimi.
Në të gjitha këto raste, sinjalet e dobishme shtrembërohen nga sinjalet parazitare - zhurma, interferenca, interferenca. Për më tepër, gjatë përpunimit të sinjaleve (për shembull, kur amplifikoni, filtroni), forma e tyre shtrembërohet gjithashtu për shkak të papërsosmërisë, papërsosmërisë së pajisjeve elektronike. Dhe kur transmetohet në distanca të gjata dhe gjatë ruajtjes, sinjalet gjithashtu dobësohen.
Oriz. 1.2. Shtrembërimi nga zhurma dhe ndërhyrja e një sinjali analog (majtas) dhe një sinjali dixhital (djathtas).
Në rastin e sinjaleve analoge, e gjithë kjo degradon ndjeshëm sinjalin e dobishëm, pasi të gjitha vlerat e tij lejohen (Fig. 1.2). Prandaj, çdo transformim, çdo ruajtje e ndërmjetme, çdo transmetim me kabllo ose ajër, degradon sinjalin analog, ndonjëherë deri në shkatërrimin e tij të plotë. Duhet të kemi parasysh gjithashtu se e gjithë zhurma, ndërhyrja dhe marrja në thelb nuk mund të llogariten me saktësi, prandaj është absolutisht e pamundur të përshkruhet me saktësi sjellja e ndonjë pajisjeje analoge. Përveç kësaj, me kalimin e kohës, parametrat e të gjitha pajisjeve analoge ndryshojnë për shkak të plakjes së elementeve, kështu që karakteristikat e këtyre pajisjeve nuk mbeten konstante.
Ndryshe nga ato analoge, sinjalet dixhitale, të cilat kanë vetëm dy vlera të lejuara, mbrohen shumë më mirë nga zhurmat, interferencat dhe interferencat. Devijimet e vogla nga vlerat e lejuara nuk e shtrembërojnë sinjalin dixhital në asnjë mënyrë, pasi gjithmonë ka zona të devijimeve të lejuara (Fig. 1.2). Kjo është arsyeja pse sinjalet dixhitale lejojnë përpunim shumë më kompleks dhe me shumë faza, ruajtje shumë më të gjatë pa humbje dhe transmetim shumë më të mirë se ato analoge. Përveç kësaj, sjellja e pajisjeve dixhitale gjithmonë mund të llogaritet dhe parashikohet me saktësi. Pajisjet dixhitale janë shumë më pak të ndjeshme ndaj plakjes, pasi një ndryshim i vogël në parametrat e tyre nuk ndikon në funksionimin e tyre në asnjë mënyrë. Përveç kësaj, pajisjet dixhitale janë më të lehta për t'u dizajnuar dhe korrigjuar. Është e qartë se të gjitha këto avantazhe sigurojnë zhvillimin e shpejtë të elektronikës dixhitale.
Megjithatë, sinjalet dixhitale kanë gjithashtu një pengesë të madhe. Fakti është se në secilin prej niveleve të tij të lejuara sinjali dixhital duhet të qëndrojë të paktën për një interval minimal kohor, përndryshe do të jetë e pamundur ta njohësh atë. Dhe një sinjal analog mund të marrë çdo vlerë të tij për një kohë pafundësisht të vogël. Mund të thuhet në një mënyrë tjetër: sinjali analog përcaktohet në kohë të vazhdueshme (d.m.th., në çdo moment në kohë), dhe sinjali dixhital - në kohë diskrete (d.m.th., vetëm në momente të zgjedhura në kohë). Prandaj, shpejtësia maksimale e arritshme e pajisjeve analoge është gjithmonë thelbësisht më e lartë se pajisjet dixhitale. Pajisjet analoge mund të trajtojnë sinjale që ndryshojnë më shpejt sesa ato dixhitale. Shpejtësia e përpunimit dhe transmetimit të informacionit nga një pajisje analoge mund të jetë gjithmonë më e lartë se shpejtësia e përpunimit dhe transmetimit të tij nga një pajisje dixhitale.
Për më tepër, një sinjal dixhital transmeton informacion vetëm në dy nivele dhe duke ndryshuar një nga nivelet e tij në një tjetër, dhe një sinjal analog gjithashtu transmeton informacion me secilën vlerë aktuale të nivelit të tij, domethënë është më i gjerë nga pikëpamja e transferimi i informacionit. Prandaj, për të transferuar sasinë e informacionit të dobishëm që përmbahet në një sinjal analog, më shpesh është e nevojshme të përdoren disa sinjale dixhitale (zakonisht nga 4 në 16).
Për më tepër, siç është përmendur tashmë, në natyrë të gjitha sinjalet janë analoge-analoge, domethënë, për t'i kthyer ato në sinjale dixhitale dhe për konvertim të kundërt, përdorimi i pajisjeve speciale (konvertuesit analog në dixhital dhe dixhital në analog). kërkohet. Pra, asgjë nuk vjen falas, dhe tarifat për përfitimet e pajisjeve dixhitale ndonjëherë mund të rezultojnë të jenë të papranueshme të larta.
