Typy signálů. Rozdíl mezi digitální a analogovou anténou. Digitální a analogový signál: jaké jsou podobnosti a rozdíly, výhody a nevýhody? Myslím, že s "analogovým signálem" jsem na to přišel

Laik se nezamýšlí nad povahou signálů, ale někdy je třeba se zamyslet nad rozdílem mezi analogovým a digitálním vysíláním nebo formáty. Standardně se má za to, že analogové technologie se stávají minulostí a brzy budou zcela nahrazeny digitálními. Stojí za to vědět, čeho se ve prospěch nových trendů vzdáváme.

analogový signál je datový signál popsaný spojitými funkcemi času, to znamená, že jeho amplituda oscilace může nabývat libovolné hodnoty v rámci maxima.

digitální signál je datový signál popsaný diskrétními funkcemi času, to znamená, že amplituda kmitání nabývá pouze přesně definovaných hodnot.

V praxi to umožňuje říci, že analogový signál je doprovázen velkým množstvím rušení, zatímco digitální je úspěšně odfiltruje. Ten je schopen obnovit původní data. Souvislý analogový signál navíc často nese spoustu zbytečných informací, což vede k jeho redundanci – místo jednoho analogového signálu lze přenášet několik digitálních signálů.

Pokud mluvíme o televizi a právě tato oblast trápí většinu spotřebitelů s jejím přechodem na digitál, pak můžeme analogový signál považovat za zcela zastaralý. V současné době však jakékoli zařízení určené k tomuto účelu přijímá analogové signály a digitální vyžaduje speciální. Pravda, s rozšiřováním „číslic“ je analogových televizorů stále méně a méně a poptávka po nich drasticky klesá.

Další důležitou charakteristikou signálu je bezpečnost. V tomto ohledu analog vykazuje úplnou zranitelnost vůči vnějším vlivům nebo průnikům. Digitální je zašifrováno přiřazením kódu z rádiových impulsů, takže je vyloučeno jakékoli rušení. Je obtížné přenášet digitální signály na velké vzdálenosti, proto se používá schéma modulace-demodulace.

Místo nálezu

1. Analogový signál je spojitý, digitální signál je diskrétní.
2. Při přenosu analogového signálu je riziko ucpání kanálu rušením vyšší.
3. Analogový signál je redundantní.
4. Digitální signál filtruje šum a obnovuje původní data.
5. Digitální signál je přenášen v šifrované podobě.
6. Místo jednoho analogového signálu lze odeslat více digitálních signálů.

Velmi často slyšíme takové definice jako „digitální“ nebo „diskrétní“ signál, jaký je jeho rozdíl od „analogového“?

Podstatou rozdílu je, že analogový signál je spojitý v čase (modrá čára), zatímco digitální signál se skládá z omezené sady souřadnic (červené tečky). Pokud je vše zredukováno na souřadnice, pak se jakýkoli segment analogového signálu skládá z nekonečného počtu souřadnic.

U digitálního signálu jsou souřadnice podél vodorovné osy umístěny v pravidelných intervalech v souladu se vzorkovací frekvencí. V běžném formátu Audio-CD je to 44100 bodů za sekundu. Vertikálně přesnost výšky souřadnice odpovídá bitové hloubce digitálního signálu, pro 8 bitů je to 256 úrovní, pro 16 bitů = 65536 a pro 24 bitů = 16777216 úrovní. Čím vyšší je bitová hloubka (počet úrovní), tím blíže jsou vertikální souřadnice původní vlně.

Analogové zdroje jsou: vinyl a audio kazety. Digitální zdroje jsou: CD-Audio, DVD-Audio, SA-CD (DSD) a soubory ve formátech WAVE a DSD (včetně derivátů APE, Flac, Mp3, Ogg atd.).

Výhody a nevýhody analogového signálu

Nevýhodou analogového signálu je schopnost ukládat, přenášet a replikovat signál. Při nahrávání na kazetu nebo vinyl bude kvalita signálu záviset na vlastnostech kazety nebo vinylu. Časem se páska demagnetizuje a kvalita nahraného signálu se zhoršuje. Každé čtení postupně ničí médium a přepis přináší další zkreslení, kde další odchylky přidávají další médium (páska nebo vinyl), čtecí, záznamové a přenosové zařízení.

Vytváření kopie analogového signálu je jako vyfotografovat fotografii a znovu ji zkopírovat.

Výhody a nevýhody digitálního signálu

Za hlavní nevýhodu lze považovat to, že signál v digitální podobě je mezistupeň a přesnost výsledného analogového signálu bude záviset na tom, jak podrobně a přesně bude zvuková vlna popsána souřadnicemi. Je celkem logické, že čím více bodů a přesnější souřadnice, tím přesnější bude vlna. Stále však neexistuje konsenzus o tom, kolik souřadnic a přesnosti dat je dostatečné k tomu, abychom mohli říci, že digitální reprezentace signálu je dostatečná k přesné obnově analogového signálu, který naše uši nerozlišují od originálu.

Pokud jde o objem dat, kapacita běžné analogové audiokazety je pouze asi 700-1,1 MB, zatímco konvenční CD pojme 700 MB. To dává představu o potřebě vysokokapacitních médií. A tím vzniká samostatná válka kompromisů s různými požadavky na počet popisujících bodů a na přesnost souřadnic.

K dnešnímu dni se považuje za zcela dostačující reprezentovat zvukovou vlnu se vzorkovací frekvencí 44,1 kHz a bitovou hloubkou 16 bitů. Se vzorkovací frekvencí 44,1 kHz lze obnovit signál až do 22 kHz. Jak ukazují psychoakustické studie, další zvýšení vzorkovací frekvence je sotva patrné, ale zvýšení bitové hloubky dává subjektivní zlepšení.

Jak DAC staví vlnu

Multibitové DAC

Vstup DAC přijímá hodnotu další vertikální souřadnice a v každém cyklu přepíná aktuální (napěťovou) úroveň na odpovídající úroveň až do další změny.

Ačkoli se má za to, že lidské ucho neslyší vyšší než 20 kHz a podle Nyquistovy teorie je možné obnovit signál až do 22 kHz, otázkou zůstává kvalita tohoto signálu po obnovení. Ve vysokofrekvenční oblasti je tvar výsledné „schodovité“ vlny obvykle daleko od původního. Nejjednodušším východiskem ze situace je zvýšení vzorkovací frekvence při nahrávání, ale to vede k výraznému a nežádoucímu zvětšení velikosti souboru.

Alternativní možností je umělé zvýšení vzorkovací frekvence při hraní v DAC přidáním mezihodnot. Tito. představíme si souvislou vlnovou dráhu (přerušovaná šedá čára) plynule spojující původní souřadnice (červené tečky) a přidáme mezilehlé body na této čáře (tmavě fialová).

S rostoucí vzorkovací frekvencí je obvykle nutné zvětšit i bitovou hloubku, aby se souřadnice přiblížily aproximované vlně.

Díky mezilehlým souřadnicím je možné zmenšit „kroky“ a postavit vlnu blíže k originálu.

Když v přehrávači nebo externím DAC uvidíte funkci zesílení od 44,1 do 192 kHz, jedná se o funkci pro přidání mezilehlých souřadnic, nikoli obnovení nebo vytvoření zvuku nad 20 kHz.

Zpočátku to byly samostatné mikroobvody SRC před DAC, které pak migrovaly přímo do samotných mikroobvodů DAC. Dnes můžete najít řešení, kde je takový mikroobvod přidán do moderních DAC, je to děláno s cílem poskytnout alternativu k vestavěným algoritmům v DAC a někdy získat ještě lepší zvuk (například to bylo provedeno v Hidizs AP100) .

Hlavní odmítnutí vícebitových DAC v průmyslu bylo způsobeno nemožností dalšího technologického rozvoje ukazatelů kvality se současnými výrobními technologiemi a vyšší cenou oproti „přepínacím“ DAC se srovnatelnými charakteristikami. Nicméně v produktech Hi-End se často dává přednost starým vícebitovým DAC před novými řešeními s technicky lepšími vlastnostmi.

Přepínání DAC

Amplituda signálu je průměrná hodnota amplitud pulsů (zelená označuje pulsy stejné amplitudy a bílá je konečná zvuková vlna).

Například sekvence osmi cyklů pěti impulsů poskytne průměrnou amplitudu (1+1+1+0+0+1+1+0)/8=0,625. Čím vyšší je nosná frekvence, tím více pulzů spadá do vyhlazování a je získána přesnější hodnota amplitudy. To umožnilo prezentovat zvukový proud v jednobitové podobě s širokým dynamickým rozsahem.

Průměrování lze provést pomocí běžného analogového filtru, a pokud je taková sada impulsů aplikována přímo na reproduktor, pak dostaneme zvuk na výstupu a ultra vysoké frekvence nebudou reprodukovány kvůli velké setrvačnosti emitoru. Na tomto principu pracují PWM zesilovače ve třídě D, kde hustota energie impulsů není vytvářena jejich počtem, ale délkou trvání každého impulsu (což je jednodušší na implementaci, ale nelze to popsat jednoduchým binárním kódem).

Vícebitový DAC si lze představit jako tiskárnu schopnou aplikovat barvy Pantone. Delta-Sigma je inkoustová tiskárna s omezeným rozsahem barev, ale díky možnosti nanášení velmi malých bodů (oproti parohové tiskárně) díky různé hustotě bodů na jednotku plochy produkuje více odstínů.

V obraze většinou nevidíme kvůli malému rozlišení oka jednotlivé body, ale pouze průměrný tón. Podobně ucho neslyší impulsy odděleně.

V konečném důsledku se současnými technologiemi v pulzních DAC můžete získat vlnu blízkou té, která by teoreticky měla být získána aproximací mezilehlých souřadnic.

Je třeba poznamenat, že po příchodu delta-sigma DAC zmizela relevance kreslení „digitální vlny“ s kroky, protože. takže moderní DAC nevybudují vlnu s kroky. Správně diskrétní signál je tvořen tečkami spojenými hladkou čarou.

Je přepínání DAC ideální?

V praxi ale není vše růžové a problémů a omezení je celá řada.

Protože Vzhledem k tomu, že naprostá většina záznamů je uložena ve vícebitovém signálu, vyžaduje převod bit po bitu na pulzní signál zbytečně vysokou nosnou frekvenci, kterou moderní DAC nepodporují.

Hlavní funkcí moderních pulzních DAC je převod vícebitového signálu na jednobitový signál s relativně nízkou nosnou frekvencí s decimací dat. V zásadě jsou to tyto algoritmy, které určují konečnou kvalitu zvuku pulzních DAC.

Aby se snížil problém s vysokou nosnou frekvencí, je zvukový tok rozdělen do několika jednobitových toků, kde každý tok odpovídá za svou bitovou skupinu, která je ekvivalentní násobku nosné frekvence z počtu toků. Takové DAC se nazývají multibitové delta-sigma.

Dnes přepínané DAC získaly nový život ve vysokorychlostních univerzálních integrovaných obvodech od NAD a Chord díky schopnosti flexibilně programovat konverzní algoritmy.

formát DSD

Formát nebyl široce používán z několika důvodů. Úpravy souborů v tomto formátu se ukázaly jako zbytečně omezené: nelze mixovat streamy, upravovat hlasitost a aplikovat ekvalizaci. To znamená, že bez ztráty kvality můžete archivovat pouze analogové nahrávky a vytvářet dvoumikrofonní záznam živých vystoupení bez dalšího zpracování. Jedním slovem, nemůžete opravdu vydělat peníze.

V boji proti pirátství SA-CD nebyly (a stále nejsou) podporovány počítači, což znemožňuje jejich kopírování. Žádné kopie – žádné široké publikum. Zvukový obsah DSD bylo možné přehrávat pouze ze samostatného přehrávače SA-CD z proprietárního disku. Jestliže pro formát PCM existuje standard SPDIF pro přenos digitálních dat ze zdroje do samostatného DAC, pak pro formát DSD žádný standard neexistuje a první pirátské kopie SA-CD disků byly digitalizovány z analogových výstupů SA- CD přehrávače (situace se sice zdá hloupá, ale ve skutečnosti některé nahrávky vyšly pouze na SA-CD, nebo byla stejná nahrávka na Audio-CD záměrně pořízena nekvalitně pro propagaci SA-CD).

Zlom nastal s vydáním herních konzolí SONY, kde se SA-CD disk před přehráváním automaticky zkopíroval na pevný disk konzole. Toho využili příznivci formátu DSD. Objevení se pirátských nahrávek podnítilo trh pro vydání samostatných DAC pro přehrávání DSD streamů. Většina externích DAC s podporou DSD dnes podporuje přenos dat USB pomocí formátu DoP jako samostatné kódování digitálního signálu přes SPDIF.

Nosné frekvence pro DSD jsou relativně malé, 2,8 a 5,6 MHz, ale tento audio stream nevyžaduje žádnou decimační konverzi a je docela konkurenceschopný s formáty s vysokým rozlišením, jako je DVD-Audio.

Neexistuje jednoznačná odpověď na otázku, co je lepší, DSP nebo PCM. Vše záleží na kvalitě implementace konkrétního DAC a talentu zvukaře při nahrávání finálního souboru.

Obecný závěr

Analogový signál nahraný přímo na audiokazetu nebo vinyl nelze znovu nahrát bez ztráty kvality, zatímco vlnu v digitální reprezentaci lze kopírovat bit po bitu.

Formáty digitálního záznamu jsou neustálým kompromisem mezi přesností souřadnic a velikostí souboru a jakýkoli digitální signál je pouze aproximací původního analogového signálu. Současně však různé úrovně technologií záznamu a přehrávání digitálního signálu a ukládání analogového signálu na média poskytují více výhod digitální reprezentaci signálu, podobně jako u digitálního fotoaparátu oproti filmovému fotoaparátu.

Dnes se pokusíme zjistit, co jsou analogové a digitální signály? Jejich výhody a nevýhody. Nebudeme házet různé vědecké termíny a definice, ale pokusíme se situaci pochopit.

Co je to analogový signál?

Analogový signál je založen na analogii elektrického signálu (hodnoty proudu a napětí) k původní hodnotě signálu (barva pixelu, frekvence a amplituda zvuku atd.). Tito. určité hodnoty proudu a napětí odpovídají přenosu určité barvy pixelu nebo zvukového signálu.

Uvedu příklad na analogovém video signálu.

Napětí na vodiči 5 voltů odpovídá modré, 6 voltů zelené, 7 voltů červené.

Aby se na obrazovce objevily červené, modré a zelené pruhy, musí být na kabel střídavě aplikováno 5, 6, 7 voltů. Čím rychleji měníme napětí, tím tenčí jsou proužky na našem monitoru. Zkrácením intervalu mezi změnami napětí na minimum již nezískáme proužky, ale barevné tečky střídané jeden za druhým.

Důležitou vlastností analogového signálu je skutečnost, že je přenášen striktně z vysílače do přijímače (například z antény do televizoru), neexistuje žádná zpětná vazba. Pokud tedy rušení ruší přenos signálu (například přijdou čtyři volty místo šesti), bude barva pixelu zkreslená a na obrazovce se objeví vlnění.
Analogový signál je spojitý.
Co je to digitální signál?

Přenos dat se také provádí pomocí elektrického signálu, ale tyto signály mají pouze dvě hodnoty a odpovídají 0 a 1. Tzn. po vodičích se přenáší sekvence nul a jedniček. Něco jako toto: 01010001001 atd. Aby se přijímací zařízení (například TV) nepletlo v přenášených datech, jsou čísla přenášena dávkově. Stává se to takto: 10100010 10101010 10100000 10111110. Každý takový balíček nese nějaké informace, například barvu pixelu. Důležitou vlastností digitálního signálu je, že vysílací a přijímací zařízení spolu mohou komunikovat a vzájemně se opravovat chyby, ke kterým může během přenosu dojít.

Příklady digitálního a analogového přenosu signálu

U digitálního signálu probíhá přenos nějak takto:

• Rušení: AAAAAAAAAAAAAA!
• TV: Cože? Neslyším!
• VCR: Zelená!
• TV: Jo, rozumím! kreslím zelenou.
• TV: Potvrďte prosím, že barva je červená.
• VCR: Potvrzuji.
• TV: Dobře! Kreslím.

Přenos analogového signálu:

• Videorekordér: Hej, TV, barva 120x300 pixelů je zelená.
• Rušení: AAAAAAAAAAAAAA!
• TV: Cože? Neslyším! Sakra, nakreslím modře.
• VCR: Další barva je červená!
• Rušení: BUM! VÝLOŽNÍK!
• TV: Červená jako! Kreslím.
• VCR: Lopata!
• Rušení: PSHSHSHSHSH!
• TV: ?!. Potřebujete něco nakreslit? Ať je tam lopata!

Výhody a nevýhody digitálních a analogových signálů

Z výše uvedeného můžeme usoudit, že za stejných podmínek bude kvalita přenosu informace pomocí digitálního signálu vyšší než u analogové reprezentace signálu. Zároveň s dobrou odolností proti rušení mohou tyto dvě technologie soutěžit na stejné úrovni.

Analogový signál je datový signál, ve kterém je každý z reprezentujících parametrů popsán funkcí času a spojitou sadou možných hodnot.

Existují dva prostory signálů - prostor L (spojité signály) a prostor l (L malý) - prostor sekvencí. Prostor l (L je malý) je prostor Fourierových koeficientů (spočetná množina čísel definujících spojitou funkci na konečném intervalu definičního oboru), prostor L je prostor spojitých (analogových) signálů v oboru definice. Za určitých podmínek je prostor L jednoznačně mapován na prostor l (například první dvě diskretizační věty Kotelnikova).

Analogové signály jsou popsány spojitými funkcemi času, proto je analogový signál někdy označován jako spojitý signál. Analogové signály jsou na rozdíl od diskrétních (kvantovaných, digitálních). Příklady spojitých prostorů a odpovídajících fyzikálních veličin:

přímé: elektrické napětí

obvod: poloha rotoru, kola, ozubeného kola, analogových hodinových ručiček nebo fáze nosného signálu

segment: poloha pístu, ovládací páky, teploměru kapaliny nebo elektrického signálu omezeného amplitudou různých vícerozměrných prostorů: barva, kvadraturně modulovaný signál.

Vlastnosti analogových signálů jsou do značné míry opačné než vlastnosti kvantovaných nebo digitálních signálů.

Absence diskrétních úrovní signálu, které jsou od sebe jasně odlišitelné, znemožňuje aplikaci pojmu informace na její popis ve formě, v jaké je chápána v digitálních technologiích. "Množství informací" obsažených v jednom čtení bude omezeno pouze dynamickým rozsahem měřicího přístroje.

Žádná redundance. Z kontinuity hodnotového prostoru vyplývá, že jakékoli rušení vnesené do signálu je nerozeznatelné od signálu samotného, ​​a proto nelze obnovit původní amplitudu. Ve skutečnosti je filtrování možné například frekvenčními metodami, pokud jsou známy nějaké další informace o vlastnostech tohoto signálu (zejména frekvenční pásmo).

Aplikace:

Analogové signály se často používají k reprezentaci neustále se měnících fyzikálních veličin. Například analogový elektrický signál odebraný z termočlánku nese informaci o změně teploty, signál z mikrofonu o rychlých změnách tlaku ve zvukové vlně a tak dále.

2.2 Digitální signál

Digitální signál je datový signál, ve kterém je každý z reprezentujících parametrů popsán funkcí diskrétního času a konečnou množinou možných hodnot.

Signály jsou diskrétní elektrické nebo světelné impulsy. U této metody je celá kapacita komunikačního kanálu využita k přenosu jednoho signálu. Digitální signál využívá celou šířku pásma kabelu. Šířka pásma je rozdíl mezi maximální a minimální frekvencí, kterou lze přenášet po kabelu. Každé zařízení v takových sítích posílá data oběma směry a některá mohou současně přijímat a vysílat. Úzkopásmové systémy (základní pásmo) přenášejí data ve formě jednofrekvenčního digitálního signálu.

Diskrétní digitální signál je obtížnější přenášet na dlouhé vzdálenosti než analogový signál, takže je předem modulován na straně vysílače a demodulován na straně přijímače informací. Použití algoritmů pro kontrolu a obnovu digitální informace v digitálních systémech může významně zvýšit spolehlivost přenosu informací.

Komentář. Je třeba mít na paměti, že skutečný digitální signál je ze své fyzikální podstaty analogový. Vlivem šumu a změn parametrů přenosových vedení má kolísání amplitudy, fáze / frekvence (jitter), polarizace. Ale tento analogový signál (pulzní a diskrétní) je vybaven vlastnostmi čísla. Díky tomu je možné pro jeho zpracování použít numerické metody (počítačové zpracování).

Signály jsou informační kódy, které lidé používají k přenosu zpráv v informačním systému. Signál může být dán, ale není nutné jej přijímat. Zatímco zprávu lze považovat pouze za signál (nebo soubor signálů), který byl přijat a dekódován příjemcem (analogový a digitální signál).

Jednou z prvních metod přenosu informací bez účasti lidí nebo jiných živých bytostí byly signální ohně. Když nastalo nebezpečí, ohně se postupně zapalovaly od jednoho stanoviště k druhému. Dále se budeme zabývat způsobem přenosu informací pomocí elektromagnetických signálů a podrobně se budeme věnovat tématu. analogový a digitální signál.

Jakýkoli signál může být reprezentován jako funkce, která popisuje změny jeho charakteristik. Tato reprezentace je vhodná pro studium zařízení a systémů radiotechniky. Kromě signálu v radiotechnice existuje i šum, který je jeho alternativou. Šum nenese žádné užitečné informace a interakcí s ním signál zkresluje.

Samotný koncept umožňuje abstrahovat od konkrétních fyzikálních veličin při zvažování jevů spojených s kódováním a dekódováním informací. Matematický model signálu ve výzkumu umožňuje spoléhat se na parametry časové funkce.

Typy signálů

Signály podle fyzického média nosiče informace dělíme na elektrické, optické, akustické a elektromagnetické.

Podle způsobu nastavení může být signál pravidelný a nepravidelný. Regulární signál je reprezentován deterministickou funkcí času. Nepravidelný signál v radiotechnice je reprezentován chaotickou funkcí času a je analyzován pomocí pravděpodobnostního přístupu.

Signály, v závislosti na funkci, která popisuje jejich parametry, mohou být analogové a diskrétní. Diskrétní signál, který byl kvantován, se nazývá digitální signál.

Zpracování signálu

Analogový a digitální signál je zpracován a směrován k přenosu a příjmu informací zakódovaných v signálu. Jakmile jsou informace extrahovány, mohou být použity pro různé účely. Ve zvláštních případech jsou informace formátovány.

Analogové signály jsou zesilovány, filtrovány, modulovány a demodulovány. Digitální kromě toho lze stále komprimovat, detekovat atd.

analogový signál

Naše smyslové orgány vnímají všechny informace, které do nich přicházejí, v analogové formě. Pokud například vidíme projíždějící auto, vidíme jeho pohyb nepřetržitě. Pokud by náš mozek mohl přijímat informace o své poloze jednou za 10 sekund, lidé by se neustále dostávali pod kola. Ale můžeme odhadnout vzdálenost mnohem rychleji a tato vzdálenost je v každém okamžiku jasně definovaná.

Naprosto to samé se děje s dalšími informacemi, můžeme v každém okamžiku vyhodnocovat hlasitost, cítit, jak moc naše prsty tlačí na předměty atd. Jinými slovy, téměř všechny informace, které mohou vzniknout v přírodě, mají analogovou formu. Nejjednodušší způsob přenosu takové informace je pomocí analogových signálů, které jsou spojité a definované v libovolném čase.

Abyste pochopili, jak vypadá analogový elektrický signál, můžete si představit graf zobrazující amplitudu na svislé ose a čas na vodorovné ose. Pokud například změříme změnu teploty, objeví se na grafu souvislá čára zobrazující její hodnotu v každém časovém okamžiku. Abychom mohli takový signál přenést elektrickým proudem, potřebujeme porovnat hodnotu teploty s hodnotou napětí. Takže například 35,342 stupňů Celsia lze zakódovat jako napětí 3,5342 V.

Analogové signály se používaly ve všech typech komunikací. Aby se zabránilo rušení, musí být takový signál zesílen. Čím vyšší je úroveň šumu, tedy rušení, tím silněji musí být signál zesílen, aby mohl být přijímán bez zkreslení. Tento způsob zpracování signálu spotřebovává mnoho energie na výrobu tepla. V tomto případě může samotný zesílený signál způsobit rušení jiných komunikačních kanálů.

Nyní se analogové signály stále používají v televizi a rádiu, pro převod vstupního signálu do mikrofonů. Ale obecně je tento typ signálu univerzálně nahrazen nebo nahrazen digitálními signály.

digitální signál

Digitální signál je reprezentován posloupností digitálních hodnot. Nejčastěji se nyní používají binární digitální signály, protože se používají v binární elektronice a snáze se kódují.

Na rozdíl od předchozího typu signálu má digitální signál dvě hodnoty „1“ a „0“. Pokud si vzpomeneme na náš příklad s měřením teploty, tak zde bude signál tvořen jinak. Pokud napětí dodávané analogovým signálem odpovídá hodnotě měřené teploty, bude v digitálním signálu pro každou hodnotu teploty aplikován určitý počet napěťových impulsů. Samotný napěťový impuls se zde bude rovnat "1" a nepřítomnost napětí - "0". Přijímací zařízení dekóduje impulsy a obnoví původní data.

Když si představíme, jak bude digitální signál vypadat na grafu, uvidíme, že přechod z nuly na maximální hodnotu je proveden náhle. Právě tato funkce umožňuje přijímacímu zařízení „vidět“ signál jasněji. Pokud dojde k jakémukoli rušení, je pro přijímač snazší dekódovat signál než při analogovém přenosu.

Je však nemožné obnovit digitální signál s velmi vysokou úrovní šumu, zatímco je stále možné „vylovit“ informace z analogového typu s vysokým zkreslením. To je způsobeno ořezovým efektem. Podstatou efektu je, že digitální signály mohou být přenášeny na určitou vzdálenost a poté jednoduše odříznuty. Tento efekt se vyskytuje všude a je řešen jednoduchou regenerací signálu. Tam, kde se signál láme, je potřeba vložit opakovač nebo zmenšit délku komunikační linky. Opakovač signál nezesiluje, ale rozpozná jeho původní podobu a vytvoří jeho přesnou kopii a lze jej libovolně použít v obvodu. Takové metody opakování signálu se aktivně používají v síťových technologiích.

Analogové a digitální signály se mimo jiné liší ve schopnosti kódovat a šifrovat informace. To je jeden z důvodů přechodu mobilní komunikace na digitální.

Analogový a digitální signál a digitálně-analogový převod

Je nutné mluvit trochu více o tom, jak jsou analogové informace přenášeny digitálními komunikačními kanály. Vraťme se k příkladům. Jak již bylo zmíněno, zvuk je analogový signál.

Co se děje v mobilních telefonech, které přenášejí informace digitálními kanály

Zvuk vstupující do mikrofonu je podroben analogově-digitální konverzi (ADC). Tento proces se skládá ze 3 kroků. V pravidelných intervalech se odebírají samostatné hodnoty signálu, tento proces se nazývá vzorkování. Podle Kotelnikovovy věty o šířce pásma kanálů by frekvence přijímání těchto hodnot měla být dvakrát vyšší než nejvyšší frekvence signálu. To znamená, že pokud má náš kanál frekvenční limit 4 kHz, bude vzorkovací frekvence 8 kHz. Dále jsou všechny vybrané hodnoty signálu zaokrouhleny nebo jinými slovy kvantovány. Čím více úrovní to vytvoří, tím vyšší je přesnost rekonstruovaného signálu na přijímači. Poté jsou všechny hodnoty převedeny na binární kód, který je přenesen do základnové stanice a poté se dostane k druhému účastníkovi, kterým je přijímač. V telefonu příjemce probíhá proces digitálně-analogového převodu (DAC). Jedná se o inverzní postup, jehož účelem je dostat výstup co nejblíže původnímu signálu. Dále analogový signál vychází ve formě zvuku z reproduktoru telefonu.