Typy signálů. Rozdíly mezi analogovým a digitálním zvukem

Laik se nezamýšlí nad povahou signálů, ale nad rozdílem mezi analogovým a digitální vysílání nebo formáty - někdy musíte. 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.

To nám v praxi umožňuje říci analogový signál doprovázené velkým množstvím rušení, zatímco digitál 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 důležitá vlastnost signál - 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. Na dlouhé vzdálenosti digitální signály se obtížně přenášejí, 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.

Jakýkoli signál, analogový nebo digitální, je elektromagnetické oscilace, které se šíří určitou frekvencí, podle toho, jaký signál je vysílán, zařízení přijímající tento signál převádí do textové, grafické popř. zvukové informace, vhodné pro vnímání uživatele nebo samotného zařízení. Například televizní nebo rozhlasový signál, věž nebo rozhlasová stanice mohou vysílat jak analogové, tak v tuto chvíli digitální signál. Přijímací zařízení, přijímající tento signál, jej převádí na obraz nebo zvuk, doplňující textové informace(moderní rádia).

Zvuk je přenášen do analogová forma a už prošel přijímací zařízení se převádí na elektromagnetické kmity a jak již bylo zmíněno, kmity se šíří s určitou frekvencí. Čím vyšší je frekvence zvuku, tím vyšší budou vibrace, což znamená, že zvuk na výstupu bude hlasitější. Obecně řečeno, analogový signál se šíří nepřetržitě, digitální signál - nespojitě (diskrétně).

Protože se analogový signál šíří neustále, oscilace se sečtou a na výstupu se objeví nosná frekvence, která v tento případ je hlavní a je na něm konfigurován přijímač. V samotném přijímači je tato frekvence oddělena od ostatních vibrací, které jsou již převedeny na zvuk. Mezi zřejmé nevýhody vysílání analogovým signálem patří − velký počet rušení, nízká bezpečnost přenášeného signálu a také velké množství přenášených informací, z nichž některé jsou nadbytečné.

Pokud mluvíme o digitálním signálu, kde jsou data přenášena diskrétně, stojí za to zdůraznit jeho jasné výhody:

• vysoká úroveň ochrany přenášených informací díky jejich šifrování;
• snadný příjem digitálního signálu;
• nepřítomnost cizího "hluku";
• digitální vysílání může poskytovat obrovské množství kanálů;
• vysoká kvalita přenosu - digitální signál zajišťuje filtrování přijímaných dat;

Pro převod analogového signálu na digitální a naopak se používají speciální zařízení - analogově-digitální převodník (ADC) a digitálně-analogový převodník (DAC). ADC je instalován ve vysílači, DAC je instalován v přijímači a převádí diskrétní signál na analogový.

Pokud jde o bezpečnost, proč je digitální signál bezpečnější než analogový. Digitální signál je přenášen v zašifrované podobě a zařízení, které signál přijímá, musí mít kód pro dešifrování signálu. Za zmínku také stojí, že ADC může také přenášet digitální adresu přijímače, pokud je signál zachycen, nebude možné jej zcela dešifrovat, protože chybí část kódu - tento přístup je široce používán v mobilní komunikace.

Abychom to shrnuli, hlavním rozdílem mezi analogovým a digitálním signálem je struktura přenášeného signálu. Analogové signály jsou nepřetržitý proud oscilací s proměnlivou amplitudou a frekvencí. Digitální signál je diskrétní oscilace, jejíž hodnoty závisí na přenosovém médiu.

Těmito slovy začal Jan své evangelium, popisující časy mimo naši éru. Tento článek začínáme neméně pateticky a se vší vážností prohlašujeme, že ve věci vysílání „na počátku byl signál“.

V televizi, stejně jako v celé elektronice, je signál základem. Když už jsme u toho, máme na mysli elektromagnetické kmity, které se šíří vzduchem pomocí vysílací antény a způsobují kolísání proudu v přijímací anténě. Éterická vlna může být prezentována jak v kontinuální, tak v pulzní podobě, což výrazně ovlivňuje konečný výsledek – kvalitu televizního příjmu.

Co se stalo analogová televize? To je všem známá televize, kterou zachytili rodiče našich rodičů. Vysílá se nekódovaně, jeho základem je analogový signál a přijímá obvyklou analogovou televizi, kterou známe z dětství. V současné době se v mnoha zemích provádí proces digitalizace analogového signálu, a proto on-air televize. V některých evropských zemích byl tento proces již dokončen a pozemní analogové televizní vysílání je vypnuto. Existují pro to důvody, kterým tento článek navrhuje porozumět.

Rozdíly mezi digitálním a analogovým signálem

Pro většinu lidí může být rozdíl mezi analogovým a digitálním signálem docela jemný. A přesto je jejich rozdíl značný a není jen v kvalitě televizního vysílání.

Analogový signál jsou přijímaná data, která vidíme, slyšíme a vnímáme jako svět, který nás obklopuje. Tento způsob generování, zpracování, přenosu a záznamu signálů je tradiční a stále velmi běžný. Data jsou převedena na elektromagnetické oscilace, odrážející frekvenci a intenzitu jevů podle principu plné shody.

Digitální signál je soubor souřadnic, které popisují elektromagnetickou vlnu, která není nepřístupná pro vnímání přímo, bez dekódování, protože je sekvence elektromagnetických impulsů. Když mluvíme o diskrétnosti a kontinuitě signálů, znamenají „přijímání hodnot z konečné množiny“ a „přijímání hodnot z nekonečné množiny“.

Příkladem diskrétnosti mohou být školní známky, které nabývají hodnot z množiny 1,2,3,4,5. Ve skutečnosti se digitální video signál často vytváří digitalizací analogového signálu.

Odchylně od teorie lze ve skutečnosti rozlišit následující klíčové rozdíly mezi analogovými a digitálními signály:

1. analogová televize je zranitelná vůči rušení, které do ní vnáší šum, zatímco digitální puls je buď zcela blokován rušením a chybí, nebo přichází ve své původní podobě.
2. jakékoli zařízení může přijímat a číst analogový signál, jehož činnost je založena na stejném principu jako vysílání vysílače. Digitální vlna je určena pro určitého „adresáta“, a proto je odolná vůči odposlechu, protože bezpečně zakódováno.

Kvalita obrazu

Kvalita televizního obrazu, který analogová televize poskytuje, je do značné míry určena televizním standardem. Snímek, který nese analogové vysílání, obsahuje 625 řádků s poměrem stran 4×3. Starý kineskop tedy zobrazuje obraz televizních čar, zatímco digitální obraz je složen z pixelů.

Při špatném příjmu a rušení televizor „sněží“ a syčí a neposkytuje divákovi obraz a zvuk. Ve snaze o zlepšení této situace byl najednou implementován.

Další funkce

Navzdory rychlému rozvoji elektronických technologií a výhodám digitálního signálu oproti analogovému stále existují oblasti, ve kterých je analogová technologie nepostradatelná, jako např. profesionální zpracování zvuk. Ale ačkoliv původní nahrávka nemusí být horší než „číslice“, po úpravě a zkopírování bude nevyhnutelně zašuměná.

Zde je sada základních operací, které lze provádět na analogovém streamu:

• posílení a oslabení;
• modulace zaměřená na snížení její náchylnosti k rušení a demodulace;
• filtrování a frekvenční zpracování;
• násobení, sčítání a logaritmus;
• zpracování a změna parametrů jeho fyzikálních veličin.

Vlastnosti analogové a digitální televize

Filistinský soud o kolapsu pozemního televizního vysílání a přechodu na vysílací technologie budoucnosti je poněkud nespravedlivý, už jen proto, že diváci nahrazují pojmy: pozemní a analogová televize. Koneckonců, ve vzduchu je obvyklé rozumět jakémukoli televiznímu vysílání přes pozemní rozhlasový kanál.

„Analogové“ i „digitální“ jsou druhy pozemního televizního vysílání. Ačkoli se analogová televize liší od digitální televize, jejich obecný princip vysílání je stejné - televizní věž vysílá kanály a zaručuje vysoce kvalitní signál pouze v omezeném okruhu. Poloměr digitálního pokrytí je zároveň kratší než dosah nekódovaného toku, což znamená, že opakovače by měly být instalovány blíže k sobě.

Ale názor, že „digitální“ z dlouhodobého hlediska obejde „analogový“, je pravdivý. Televizní diváci v mnoha zemích se již stali „očitými svědky“ převodu analogového signálu na digitální a užívají si sledování televizních programů v HD kvalitě s plným nasazením.

Funkce pozemní televize

Stávající pozemní televizní systém používá k přenosu televizního produktu analogové signály. Šíří se ve vlnách vysoká úroveň kolísání, dosahování pozemských antén. Aby se zvýšila oblast pokrytí vysíláním, jsou instalovány opakovače. Jejich funkcí je koncentrovat a zesilovat signál a přenášet jej do vzdálených přijímačů. Signály jsou přenášeny na pevné frekvenci, takže každý kanál odpovídá své vlastní frekvenci a je pevně nastaven na televizoru v pořadí číslování.

Výhody a nevýhody digitálního televizního vysílání

Informace přenášené pomocí digitální kód, prakticky bez chyb a zkreslení. Zařízení, které digitalizuje původní signál, se nazývá analogově-digitální převodník(ADC).

Pro kódování pulsů se používá systém jedniček a nul. Pro čtení a převod BCD kódu je v přijímači zabudováno zařízení zvané digitálně-analogový převodník (DAC). Neexistují žádné poloviční hodnoty pro ADC nebo DAC, jako je 1,4 nebo 0,8.

Tato metoda šifrování a přenosu dat nám poskytla nový televizní formát, který má mnoho výhod:

• změna síly nebo délky pulzu neovlivní jeho rozpoznání dekodérem;
• jednotné pokrytí vysíláním;
• na rozdíl od analogového vysílání se odrazy od překážek převedeného éteru sčítají a zlepšují příjem;
• vysílací frekvence jsou využívány efektivněji;
• příjem na analogové TV je možný.

rozdíl digitální televize z analogové

Nejjednodušší způsob, jak odlišit analogové a digitální vysílání, je prezentovat souhrnné charakteristiky obou technologií ve formě tabulky.

Citlivost TV antény

Univerzální recept na výběr dokonalé antény neexistuje, ale existuje povinné požadavky které musí být splněny, aby mohl přijímat analogové a digitální signály. S rostoucí vzdáleností od vysílaného objektu se tyto požadavky zvyšují. Zejména na citlivost přijímače – jeho schopnost zachytit televizní signály, které jsou slabé intenzity. Často jsou příčinou rozmazaného obrazu. Tento problém je vyřešen pomocí, která výrazně zvyšuje citlivost antény a odstraňuje otázku: jak ji připojit digitální televize? Stejný televizor a stejná anténa, v blízkosti televizoru se objeví pouze on-air digitální tuner.

Co je vzor antény

Kromě citlivosti antény existuje parametr, který určuje, do jaké míry je schopna zaostřit energii. Říká se tomu směrový zisk nebo směrovost a je to poměr hustoty záření v daném směru k průměrné hustotě záření.
Grafickou interpretací této charakteristiky je vzor antény. V jádru se jedná o trojrozměrnou postavu, ale pro pohodlí práce je vyjádřena ve dvou rovinách umístěných navzájem kolmo. S takovou plochou grafu po ruce a porovnáním s mapou oblasti je možné naplánovat oblast pro příjem analogového video signálu anténou. Z tohoto grafu lze také odvodit řadu užitečných praktických charakteristik televizní antény, jako je intenzita bočního a zadního záření a ochranný akční faktor.

Který signál je lepší

Je třeba uznat, že i přes mnohá zlepšení implementovaná v oblasti analogové reprezentace informací si tento způsob překladu zachoval své nedostatky. Patří mezi ně zkreslení při přenosu a šum při přehrávání.

Potřeba převodu analogového signálu na digitální je také způsobena nevhodností stávajícího způsobu záznamu pro ukládání informace do polovodičové paměti.

Stávající televizor bohužel nemá oproti digitálnímu prakticky žádné zjevné výhody, vyjma možnosti přijímat signál běžnou televizní anténou a sdílet jej mezi televizory.

Digitální elektronika nyní stále více nahrazuje tradiční analogovou. Přední firmy vyrábějící různé elektronické vybavení, stále častěji deklarují úplný přechod na digitální technologie.

Pokroky v technologii výroby elektronických mikroobvodů zajistily rychlý rozvoj digitální techniky a zařízení. Použití digitálních metod pro zpracování a přenos signálů může výrazně zlepšit kvalitu komunikačních linek. Digitální metody Zpracování a přepínání signálů v telefonii umožňuje několikrát snížit hmotnostní a rozměrové charakteristiky spínacích zařízení, zvýšit spolehlivost komunikace a zavést další funkce.

Vznik vysokorychlostních mikroprocesorů, mikroobvodů paměť s náhodným přístupem velké objemy, malá zařízení pro ukládání informací na pevných médiích velkých objemů umožnila vytvořit poměrně levnou univerzální osobní elektronickou počítacích strojů(počítače), které našly velmi široké uplatnění v běžném životě a výrobě.

Digitální technologie je nepostradatelná v systémech telesignalizace a dálkového ovládání používaných v automatizované výrobě, ovládání vzdálených objektů, jako jsou kosmické lodě, čerpací stanice plynu atd. Digitální technologie také zaujala pevné místo v elektrických a rádiových měřicích systémech. Moderní zařízení registrace a reprodukce signálů jsou také nemyslitelné bez použití digitální zařízení. Digitální zařízení jsou široce používána k ovládání domácích spotřebičů.

Je velmi pravděpodobné, že digitální zařízení budou v budoucnu na trhu s elektronikou dominovat.

Začněme několika základními definicemi..

Signál je jakákoliv fyzikální veličina (například teplota, tlak vzduchu, intenzita světla, síla proudu atd.), která se v čase mění. Právě díky této změně času může signál nést nějaký druh informace.

elektrický signál je elektrická veličina (například napětí, proud, výkon), která se mění s časem. Veškerá elektronika v zásadě pracuje s elektrickými signály, i když in Nedávnočím dál více používané světelné signály, které představují časově proměnnou intenzitu světla.

analogový signál- jedná se o signál, který může v určitých mezích nabývat libovolné hodnoty (např. napětí se může plynule měnit z nuly na deset voltů). Zařízení, která pracují pouze s analogovými signály, se nazývají analogová zařízení.

digitální signál je signál, který může nabývat pouze dvou hodnot (někdy tří hodnot). Kromě toho jsou povoleny některé odchylky od těchto hodnot (obr. 1.1). Například napětí může nabývat dvou hodnot: od 0 do 0,5 V (nulová úroveň) nebo od 2,5 do 5 V (jedna úroveň). Zařízení, která pracují výhradně s digitálními signály, se nazývají digitální zařízení.

V přírodě jsou téměř všechny signály analogové, to znamená, že se neustále mění v určitých mezích. Proto byla první elektronická zařízení analogová. Fyzikální veličiny převáděly na jim úměrné napětí nebo proud, prováděly s nimi některé operace a následně prováděly inverzní transformace na fyzikální veličiny. Například hlas osoby (vibrace vzduchu) se pomocí mikrofonu přemění na elektrické vibrace, poté jsou tyto elektrické signály zesíleny elektronickým zesilovačem a pomocí reproduktorový systém opět přeměněn na vibrace vzduchu, na hlasitější zvuk.

Rýže. 1.1. Elektrické signály: analogové (vlevo) a digitální (vpravo).

Všechny operace prováděné elektronickými zařízeními na signálech lze rozdělit do tří velkých skupin:

zpracování (nebo transformace);

Přenos;

Úložný prostor.

Ve všech těchto případech jsou užitečné signály zkresleny parazitními signály – šum, rušení, rušení. Navíc při zpracování signálů (například při zesílení, filtraci) dochází také ke zkreslení jejich tvaru vlivem nedokonalosti, nedokonalosti elektronická zařízení. A při přenosu na velké vzdálenosti a při skladování jsou signály také oslabeny.

Rýže. 1.2. Šum a rušení zkreslení analogového signálu (vlevo) a digitálního signálu (vpravo).

V případě analogových signálů toto vše výrazně degraduje užitečný signál, protože všechny jeho hodnoty jsou povoleny (obr. 1.2). Proto každá konverze, každé meziúložiště, každý přenos kabelem nebo vzduchem degraduje analogový signál, někdy až k jeho úplnému zničení. Je třeba také vzít v úvahu, že veškerému šumu, rušení a rušení zásadně není možné se vyhnout přesný výpočet, takže je absolutně nemožné přesně popsat chování jakýchkoli analogových zařízení. V průběhu času se navíc parametry všech analogových zařízení mění v důsledku stárnutí prvků, takže charakteristiky těchto zařízení nezůstávají konstantní.

Na rozdíl od analogových signálů jsou digitální signály, které mají pouze dvě povolené hodnoty, mnohem lépe chráněny před šumem, rušením a rušením. Malé odchylky od povolených hodnot nijak nezkreslují digitální signál, protože vždy existují zóny povolených odchylek (obr. 1.2). To je důvod, proč digitální signály umožňují mnohem složitější a vícestupňové zpracování, mnohem delší bezztrátové ukládání a mnohem lepší přenos než analogové signály. Chování digitálních zařízení lze navíc vždy naprosto přesně vypočítat a předvídat. Digitální zařízení jsou mnohem méně náchylná ke stárnutí, protože nepatrná změna jejich parametrů nijak neovlivňuje jejich funkci. Digitální zařízení se navíc snadněji navrhují a ladí. Je zřejmé, že všechny tyto výhody zajišťují rychlý rozvoj digitální elektroniky.

Digitální signály však mají také velkou nevýhodu. Faktem je, že na každé z jeho povolených úrovní musí digitální signál zůstat alespoň po nějaký minimální časový interval, jinak ho nebude možné rozpoznat. A analogový signál může nabývat jakékoli hodnoty po nekonečně malou dobu. Dá se to říci i jinak: analogový signál je definován ve spojitém čase (tj. v kterémkoli časovém okamžiku) a digitální signál je definován v diskrétním čase (tj. pouze ve vybraných okamžicích). Proto je maximální dosažitelný výkon analogových zařízení vždy zásadně vyšší než výkon digitálních zařízení. Analogová zařízení zvládnou rychleji se měnící signály než digitální. Zpracování informací a přenosová rychlost analogové zařízení může být vždy vyšší než rychlost jeho zpracování a přenosu digitálním zařízením.

Digitální signál navíc přenáší informace pouze ve dvou úrovních a změnou jedné ze svých úrovní na druhou, zatímco analogový signál přenáší informaci také s každou aktuální hodnotou své úrovně, to znamená, že je z hlediska přenosu informace kapacitnější. Proto je pro přenos množství užitečných informací obsažených v jednom analogovém signálu nejčastěji nutné použít několik digitálních signálů (obvykle 4 až 16).

Kromě toho, jak již bylo uvedeno, všechny signály jsou v přírodě analogové, to znamená, že pro jejich převod na digitální signály a pro inverzní převod je vyžadováno použití speciálního vybavení (analogově-digitální a digitálně-analogové převodníky). . Nic tedy není zadarmo a cena za výhody digitálních zařízení může být někdy nepřijatelně vysoká.

Signály jsou informační kódy, které lidé používají k odesílání zpráv informační systém. 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. Hluk se nenese užitečné informace a zkresluje signál interakcí s ním.

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

Typy signálů

Signály od fyzické prostředí nosiče informací se dělí 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 v přírodě vzniknout, mají analogový pohled. Nejjednodušší způsob přenosu takové informace je pomocí analogových signálů, které jsou spojité a definované v libovolném čase.

Abychom pochopili, jak analog vypadá 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. Chcete-li vyslat takový signál pomocí elektrický proud, 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 čem zesílený signál může samo o sobě způsobit rušení jiných komunikačních kanálů.

Nyní se analogové signály stále používají v televizi a rádiu pro konverzi vstupní signál v mikrofonech. 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.

Digitální signál s velmi vysokou úrovní šumu však nelze obnovit, zatímco z analogový typ s velkým zkreslením stále existuje možnost „vylovit“ informace. 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 rozpoznává jeho původní podobu a vydává jej. přesná kopie a lze jej libovolně použít v řetězci. 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 třeba říci trochu více o tom, jak se analogové informace přenášejí digitální kanály spojení. Vraťme se k příkladům. Jak již bylo zmíněno, zvuk je analogový signál.

Co se děje v mobilní telefony 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 na šířku pásma kanálů, frekvence přijímání těchto hodnot by měla být dvakrát vyšší než většina vysoká frekvence signál. 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 se všechny hodnoty převedou na binární kód, který se přenáší na základna a poté dosáhne druhého účastníka, kterým je příjemce. 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.