Analogni i digitalni signali. Razlike. Prednosti i nedostatci. Vrste signala

Informacijski signal - fizički proces koji ima za osobu odn tehnički uređaj informativni značenje. Može biti kontinuirana (analogna) ili diskretna

Pojam “signal” vrlo se često poistovjećuje s pojmovima “podatak” i “informacija”. Doista, ovi pojmovi su međusobno povezani i ne postoje jedan bez drugog, već pripadaju različitim kategorijama.

Signal je informacijska funkcija koja nosi poruku o fizičkim svojstvima, stanju ili ponašanju bilo kojeg fizički sustav, objekt ili okolina, a ciljem obrade signala može se smatrati izdvajanje određenih informacije informacije, koji se prikazuju u tim signalima (ukratko - korisne ili ciljane informacije) i pretvaraju te informacije u oblik prikladan za percepciju i daljnju upotrebu.

Informacije se prenose u obliku signala. Signal je fizički proces koji prenosi informaciju. Signal može biti zvučni, svjetlosni, u obliku poštanska pošiljka i tako dalje

Signal je materijalni nositelj informacije koji se prenosi od izvora do potrošača. Može biti diskretan i kontinuiran (analogni)

Analogni signal- podatkovni signal u kojem je svaki od reprezentativnih parametara opisan funkcijom vremena i kontinuiranim skupom mogućih vrijednosti.

Analogni signali opisuju se kontinuiranim funkcijama vremena pa analogni signal ponekad se naziva kontinuiranim signalom. Analogni signali suprotstavljeni su diskretnim (kvantiziranim, digitalnim).

Primjeri kontinuiranih prostora i odgovarajućih fizikalnih veličina: (redak: električni napon; krug: položaj rotora, kotača, zupčanika, kazaljke analognog sata ili faza nosivog signala; segment: položaj klipa, upravljačka poluga, termometar za tekućinu ili električni signal ograničen amplitudom različiti višedimenzionalni prostori: boja, kvadraturno modulirani signal.)

Svojstva analognih signala uvelike su suprotna svojstva kvantiziranog ili digitalnog signale.

Nedostatak jasnog razlikovanja diskretne razine signala dovodi do nemogućnosti primjene koncepta informacije u obliku kako se on shvaća u digitalnim tehnologijama da ga opiše. “Količina informacija” sadržana u jednom očitanju bit će ograničena samo dinamičkim rasponom mjernog instrumenta.

Nema redundancije. Iz kontinuiteta prostora vrijednosti slijedi da se svaki šum uveden u signal ne može razlikovati od samog signala i stoga se izvorna amplituda ne može vratiti. U stvarnosti, filtriranje je moguće, na primjer, korištenjem frekvencijskih metoda, ako postoje dodatne informacije o svojstvima ovog signala (osobito o frekvencijskom pojasu).

Primjena:

Analogni signali se često koriste za predstavljanje fizičkih veličina koje se stalno mijenjaju. Na primjer, analogni električni signal uzet iz termopara nosi informaciju o promjenama temperature, signal iz mikrofona nosi informaciju o brzim promjenama tlaka u zvučnom valu, itd.

Diskretni signal sastoji se od prebrojivog skupa (tj. skupa čiji se elementi mogu prebrojati) elemenata (oni kažu - informacijski elementi). Na primjer, signal "cigle" je diskretan. Sastoji se od sljedeća dva elementa (to je sintaktička karakteristika ovog signala): crvenog kruga i bijelog pravokutnika unutar kruga, koji se nalazi vodoravno u sredini. Upravo u obliku diskretnog signala prezentiraju se informacije koje čitatelj trenutno posjeduje. Možete razlikovati sljedeće elemente: odjeljke (na primjer, "Informacije"), pododjeljke (na primjer, "Svojstva"), odlomke, rečenice, pojedinačne fraze, riječi i pojedinačne znakove (slova, brojke, interpunkcijski znakovi itd.). Ovaj primjer pokazuje da se ovisno o pragmatici signala mogu razlikovati različiti informacijski elementi. Zapravo, za osobu koja proučava informatiku iz određenog teksta važni su veći informacijski elementi, kao što su odjeljci, pododjeljci i pojedinačni paragrafi. Omogućuju mu lakše snalaženje u strukturi gradiva, bolje ga usvajanje i pripremu za ispit. Za onoga tko je pripremio ovu metodičku građu, osim navedenih informativnih elemenata, važni su i manji, na primjer, pojedinačne rečenice, uz pomoć kojih se iznosi ova ili ona ideja i koje provode ovu ili onu metodu dostupnosti materijal. Skup najmanjih elemenata diskretnog signala naziva se abeceda, a sam diskretni signal također poruka.

Uzorkovanje je pretvorba kontinuiranog signala u diskretni (digitalni).

Na primjeru sata jasno je vidljiva razlika između diskretnog i kontinuiranog prikaza informacija. U elektroničkom satu s digitalnim brojčanikom informacije su prikazane diskretno - brojevima, od kojih se svaki jasno razlikuje jedan od drugoga. U mehaničkom satu s kotačićem informacije se prikazuju kontinuirano - položaji dviju kazaljki i dva različita položaja kazaljke nisu uvijek jasno razlučivi (pogotovo ako na brojčaniku nema oznaka minuta).

Kontinuirani signal– odražava se nekom fizičkom veličinom koja se mijenja u određenom vremenskom intervalu, na primjer, boja boje ili intenzitet zvuka. Ove informacije se prezentiraju u obliku kontinuiranog signala za one studente - potrošače koji pohađaju predavanja informatike i percipiraju gradivo kroz zvučne valove (drugim riječima, glas predavača), koji su kontinuirane prirode.

Kao što ćemo kasnije vidjeti, diskretni signal je podložniji transformaciji i stoga ima prednosti u odnosu na kontinuirani. U isto vrijeme, u tehnički sustavi a u realnim procesima prevladava kontinuirani signal. To nas tjera da razvijemo načine za pretvaranje kontinuiranog signala u diskretni.\

Za pretvaranje kontinuiranog signala u diskretni, postupak tzv kvantizacija.

Digitalni signal je podatkovni signal u kojem je svaki od reprezentativnih parametara opisan diskretnom vremenskom funkcijom i konačnim skupom mogućih vrijednosti.

Teže je prenijeti diskretni digitalni signal velike udaljenosti nego analogni signal, tako da je predmoduliran na strani odašiljača i demoduliran na strani primatelja informacija. Koristite u digitalni sustavi algoritmi za provjeru i vraćanje digitalnih informacija mogu značajno povećati pouzdanost prijenosa informacija.

Komentar. Treba imati na umu da je pravi digitalni signal po svojoj fizičkoj prirodi analogan. Zbog šuma i promjena u parametrima prijenosne linije, ima fluktuacije u amplitudi, fazi/frekvenciji (jitter) i polarizaciji. Ali ovaj analogni signal (impulsni i diskretni) obdaren je svojstvima broja. Kao rezultat toga, postaje moguće koristiti numeričke metode (računalna obrada) za njegovu obradu.

Analogni signal je funkcija kontinuiranog argumenta (vremena). Ako se graf periodički prekida, kao što se događa npr. u nizu impulsa, već govorimo o određenoj diskretnosti praska.

Povijest pojma

Računalno inženjerstvo

Ako dobro pogledate, nigdje ne piše odakle je na svijet došla definicija - analogno. Na Zapadu se taj termin koristi od četrdesetih godina prošlog stoljeća od strane računalnih stručnjaka. Bilo je to tijekom Drugog svjetskog rata prvi računalni sustavi, nazvan digitalni. A da bismo se razlikovali, morali smo smisliti nove epitete.

U svijet Kućanski aparati pojam analognog nastao je tek ranih 80-ih, kada su prvi Intel procesori, a svijet se igrao igračkama na ZX-Spectrumu, emulator za uređaje danas se može nabaviti na internetu. Igra je zahtijevala izuzetnu upornost, spretnost i izvrsnu reakciju. Uz djecu, i odrasli su skupljali kutije i tukli neprijateljske vanzemaljce. Moderne igre daleko su inferiornije od ranih igrača koji su neko vrijeme zarobili umove igrača.

Snimanje zvuka i telefoniranje

Do početka 80-ih počela se pojavljivati ​​pop glazba s elektronskom obradom. Glazbeni telegraf predstavljen je javnosti 1876. godine, ali nije stekao priznanje. Popularna glazba privlači publiku u najširem smislu te riječi. Telegraf je mogao proizvesti jednu notu i prenijeti je na daljinu, gdje ju je reproducirao posebno dizajniran zvučnik. I premda su Beatlesi koristili elektroničke orgulje za stvaranje narednika Peppera, sintisajzer je ušao u upotrebu kasnih 70-ih. Instrument je postao istinski popularan i digitalan već sredinom 80-ih: sjetimo se Modern Talkinga. Ranije su se koristili analogni sintisajzeri, počevši od Novachorda 1939.

Dakle, prosječni građanin nije imao potrebu razlikovati analognu od digitalne tehnologije sve dok se potonja nije čvrsto udomaćila u svakodnevnom životu. Riječ analogno je u javnoj domeni od ranih 80-ih. Što se tiče podrijetla pojma, tradicionalno se vjeruje da je indikator posuđen iz telefonije i kasnije migrirao na snimanje zvuka. Analogne vibracije izravno se dovode do zvučnika, a glas se odmah čuje. Signal je sličan ljudskom govoru i postaje električni analog.

Ako na zvučnik dovedete digitalni signal, čut će se neopisiva kakofonija nota različitih tonova. Ovaj "govor" poznat je svima koji su učitavali programe i igrice s magnetske trake u memoriju računala. Ne izgleda kao ljudski, jer je digitalni. Što se tiče diskretnog signala, u najjednostavnijim sustavima dovodi se izravno u zvučnik koji služi kao integrator. Uspjeh ili neuspjeh poduzeća u potpunosti ovisi o ispravno odabranim parametrima.

U isto vrijeme, izraz se pojavio u snimanju zvuka, gdje su glazba i glas išli direktno iz mikrofona na vrpcu. Magnetski zapis postao je analog pravih umjetnika. Vinilne ploče su poput glazbenika i još uvijek se smatraju najboljim medijem za bilo kakve skladbe. Iako pokazuju ograničen vijek trajanja. CD-ovi sada često sadrže digitalni audio, dešifriran dekoderom. Prema Wikipediji, nova era započela je 1975. (en.wikipedia.org/wiki/History_of_sound_recording).

Električna mjerenja

U analognom signalu postoji proporcionalnost između napona ili struje i odziva na uređaju za reprodukciju. Tada će se smatrati da izraz dolazi od grčkog analogos. Što znači proporcionalno? Međutim, usporedba je slična gornjoj: signal je sličan glasu koji reproduciraju zvučnici.

Osim toga, u tehnici se za analogne signale koristi još jedan izraz – kontinuirani. Što odgovara gore navedenoj definiciji.

opće informacije

Energija signala

Kao što slijedi iz definicije, analogni signal ima beskonačnu energiju i nije vremenski ograničen. Stoga su njegovi parametri u prosjeku. Na primjer, 220 V prisutnih u utičnicama naziva se efektivna vrijednost iz navedenog razloga. Stoga se koriste efektivne (prosječne u određenom intervalu) vrijednosti. Već je jasno da utičnica sadrži analogni signal s frekvencijom od 50 Hz.

Kada je riječ o diskretnosti, koriste se konačne vrijednosti. Na primjer, kada kupujete pištolj za omamljivanje, morate biti sigurni da energija udarca ne prelazi određenu vrijednost mjerenu u džulima. U protivnom će biti problema s korištenjem ili pregledom. Budući da, polazeći od određene energetske vrijednosti, pištolj za omamljivanje koriste samo specijalne snage, s utvrđenom gornjom granicom. Sve drugo je u načelu nezakonito i može dovesti do smrti kada se koristi.

Energija impulsa nalazi se množenjem struje i napona s trajanjem. A ovo pokazuje konačnost parametra za diskretne signale. Digitalne sekvence također se nalaze u tehnologiji. Digitalni signal razlikuje se od diskretnog signala po strogo određenim parametrima:

1. Trajanje.
2. Amplituda.
3. Prisutnost dva navedena stanja: 0 i 1.
4. Strojni bitovi 0 i 1 dodaju se u riječi koje su unaprijed dogovorene i razumljive sudionicima (jezik montaže).

Međusobna konverzija signala

Dodatna definicija analognog signala je njegova prividna slučajnost, nepostojanje vidljivih pravila ili njegova sličnost s određenim prirodnim procesima. Na primjer, sinusni val može opisati rotaciju Zemlje oko Sunca. Ovo je analogni signal. U teoriji kola i signala, sinusoida je predstavljena rotirajućim vektorom amplitude. A faza struje i napona je drugačija - to su dva različita vektora, što dovodi do reaktivnih procesa. Što se opaža u induktorima i kondenzatorima.

Iz definicije proizlazi da se analogni signal lako pretvara u diskretni. Svaki prekidački izvor napajanja reže ulazni napon iz utičnice u snopove. Posljedično, on se bavi pretvaranjem analognog signala frekvencije od 50 Hz u diskretne ultrazvučne praske. Variranjem parametara rezanja, napajanje prilagođava izlazne vrijednosti zahtjevima električnog opterećenja.

Unutar prijamnika radio valova s ​​detektorom amplitude događa se obrnuti proces. Nakon što se signal ispravi, na diodama se stvaraju impulsi različitih amplituda. Informacija je sadržana u ovojnici takvog signala, liniji koja povezuje vrhove parcele. Filtar pretvara diskretne impulse u analogne vrijednosti. Princip se temelji na integraciji energije: tijekom razdoblja prisutnosti napona, naboj kondenzatora se povećava, zatim, u intervalu između vrhova, struja se formira zbog prethodno akumulirane zalihe elektrona. Rezultirajući val dovodi se u pojačalo niske frekvencije, kasnije na zvučnike, gdje rezultat mogu čuti i drugi.

Digitalni signal je drugačije kodiran. Tamo je amplituda pulsa sadržana u strojnoj riječi. Sastoji se od jedinica i nula, potrebno je dekodiranje. Operacija se provodi elektronički uređaji: grafički adapter, softverski proizvodi. Svi su preuzeli K-Lite kodeke s interneta, to je slučaj. Vozač je odgovoran za dekodiranje digitalnog signala i njegovu pretvorbu za izlaz na zvučnike i zaslon.

Nema potrebe žuriti s zabunom kada se adapter naziva 3-D akcelerator i obrnuto. Prvi pretvara samo isporučeni signal. Na primjer, uvijek postoji adapter iza DVI digitalnog ulaza. Bavi se samo pretvaranjem brojeva iz jedinica i nula za prikaz na matrici zaslona. Dohvaća informacije o svjetlini i vrijednostima RGB piksela. Što se tiče 3D akceleratora, uređaj može (ali nije obavezan) sadržavati adapter, ali glavni zadatak su složeni izračuni za izradu trodimenzionalnih slika. Ovom tehnikom možete rasteretiti središnji procesor i ubrzati rad osobnog računala.

Analogno-digitalni signal se pretvara u ADC. To se događa u softveru ili unutar čipa. Neki sustavi kombiniraju obje metode. Postupak počinje uzimanjem uzoraka koji odgovaraju određenom području. Svaka, kada se transformira, postaje strojna riječ koja sadrži izračunatu znamenku. Zatim se očitanja pakiraju u pakete, što ih omogućuje slanje drugim pretplatnicima složenog sustava.

Pravila uzorkovanja normalizirana su Kotelnikovljevim teoremom, koji pokazuje maksimalnu učestalost uzorkovanja. Češće je zabranjeno odbrojavanje jer se informacije gube. Pojednostavljeno rečeno, šesterostruki višak frekvencije uzorkovanja iznad gornje granice spektra signala smatra se dovoljnim. Veća ponuda smatra se dodatnom prednošću koja jamči dobru kvalitetu. Svatko je vidio pokazatelje brzine uzorkovanja zvučnih zapisa. Obično je postavka iznad 44 kHz. Razlog su osobitosti ljudskog sluha: gornja granica spektra je 10 kHz. Stoga je frekvencija uzorkovanja od 44 kHz dovoljna za osrednji prijenos zvuka.

Razlika između diskretnog i digitalnog signala

Konačno, osoba obično percipira analogne informacije iz vanjskog svijeta. Ako oko vidi bljeskajuće svjetlo, periferni vid će uhvatiti okolni krajolik. Posljedično, ne čini se da je konačni učinak diskretan. Naravno, moguće je pokušati stvoriti drugačiju percepciju, ali to je teško i ispast će potpuno umjetno. Ovo je osnova za korištenje Morseove azbuke, koja se sastoji od točaka i crtica koje se lako razlikuju od pozadinske buke. Diskretni otkucaji telegrafski ključ teško ih je zamijeniti s prirodnim signalima, čak i u prisutnosti jake buke.

Slično tome, digitalne linije su uvedene u tehnologiju za uklanjanje smetnji. Svaki ljubitelj videa pokušava dobiti kodiranu kopiju filma u najvećoj rezoluciji. Digitalne informacije sposoban za prijenos na velike udaljenosti bez i najmanjeg izobličenja. Objema stranama poznata pravila za tvorbu unaprijed dogovorenih riječi postaju pomoćnici. Ponekad su suvišne informacije ugrađene u digitalni signal, omogućujući ispravljanje ili otkrivanje pogrešaka. Ovo eliminira pogrešne percepcije.

Pulsni signali

Da budemo precizniji, diskretni signali specificirani su uzorcima u određene trenutke vrijeme. Jasno je da se takav niz ne formira u stvarnosti zbog činjenice da uspon i pad imaju konačnu duljinu. Impuls se ne prenosi trenutno. Stoga se spektar niza ne smatra diskretnim. To znači da se signal ne može tako nazvati. U praksi postoje dvije klase:

1. Analogni impulsni signali - čiji je spektar određen Fourierovom transformacijom, dakle, kontinuirani, barem u određenim područjima. Rezultat djelovanja napona ili struje na strujni krug nalazi se operacijom konvolucije.
2. Diskretni impulsni signali također pokazuju diskretni spektar; operacije s njima se provode kroz diskretne Fourierove transformacije. Stoga se također koristi diskretna konvolucija.

Ova su pojašnjenja važna za literate koji su čitali da pulsni signali mogu biti analogni. Diskretni su nazvani prema karakteristikama spektra. Pojam analogno koristi se za razlikovanje. Epitet kontinuirani primjenjiv je, kao što je već spomenuto, iu vezi sa karakteristikama spektra.

Pojašnjenje: samo se spektar beskonačnog niza impulsa smatra strogo diskretnim. Za paket, harmonijske komponente su uvijek nejasne. Takav spektar nalikuje nizu amplitudno moduliranih impulsa.

Razlika između analogne i digitalne komunikacije.
Kad se radi o radiokomunikacijama, često se susreću pojmovi kao npr "analogni signal" I "digitalni signal". Za stručnjake u ovim riječima nema misterija, ali za neznalice razlika između "digitalnog" i "analognog" može biti potpuno nepoznata. U međuvremenu, postoji vrlo značajna razlika.
Tako. Radiokomunikacija je uvijek prijenos informacija (glas, SMS, telesignalizacija) između dva pretplatnika - izvor signala - odašiljač (radio postaja, repetitor, bazna stanica) i prijemnik.
Kada govorimo o signalu, obično mislimo na elektromagnetske oscilacije koje induciraju EMF i uzrokuju fluktuacije struje u prijemnoj anteni. Unaprijediti prijamnik– pretvara primljene vibracije natrag u signal audio frekvencije i šalje ga u zvučnik.
U svakom slučaju, signal odašiljača može se prikazati u digitalnom i analognom obliku. Uostalom, na primjer, sam zvuk je analogni signal. Na radio postaji se zvuk koji prima mikrofon pretvara u već spomenute elektromagnetske valove. Što je viša frekvencija zvuka, to je veća izlazna frekvencija osciliranja, a što govornik glasnije govori, to je veća amplituda.
Nastale elektromagnetske oscilacije, odnosno valovi, šire se u prostoru pomoću odašiljačke antene. Kako eter ne bi bio zakrčen niskofrekventnim smetnjama i kako bi različite radijske postaje imale mogućnost paralelnog rada bez međusobnog ometanja, vibracije koje proizlaze iz utjecaja zvuka se sabiraju, odnosno "superponiraju" na druge vibracije koje imaju konstantnu frekvenciju. Posljednju frekvenciju obično nazivamo "nositelj", a upravo za nju ugađamo naš radio prijamnik kako bismo "uhvatili" analogni signal radio postaje.
U prijamniku se događa obrnuti proces: odvaja se noseća frekvencija, a elektromagnetske oscilacije koje prima antena pretvaraju se u zvučne oscilacije, a iz zvučnika se čuje informacija koju je pošiljatelj poruke želio prenijeti.
U procesu prijenosa zvučni signal Mogu se pojaviti smetnje trećih strana od radijske postaje do prijemnika, frekvencija i amplituda se mogu promijeniti, što će, naravno, utjecati na zvukove koje proizvodi radio prijamnik. Konačno, i odašiljač i prijamnik sami unose neke pogreške tijekom pretvorbe signala. Stoga zvuk koji reproducira analogni radio uvijek ima određena izobličenja. Glas se može u potpunosti reproducirati, unatoč promjenama, ali će se u pozadini čuti šištanje ili čak hripanje uzrokovano smetnjama. Što je prijem manje pouzdan, to će ti učinci vanjske buke biti glasniji i jasniji.

Osim toga, zemaljski analogni signal ima vrlo slab stupanj zaštite od neovlaštenog pristupa. Za javne radio postaje to, naravno, nema razlike. Ali kada ste koristili prve mobilne telefone, postojao je jedan neugodan trenutak povezan s činjenicom da se gotovo svaki radio prijemnik treće strane mogao lako podesiti na željenu valnu duljinu za prisluškivanje vašeg telefonskog razgovora.

Kako bi se zaštitili od toga, koriste takozvano “toniranje” signala ili, drugim riječima, CTCSS sustav (Continuous Tone-Coded Squelch System), sustav smanjenja šuma kodiran kontinuiranim tonom ili “prijatelj/ foe” sustav za identifikaciju signala, dizajniran za razdvajanje korisnika koji rade u istom frekvencijskom području, u grupe. Korisnici (dopisnici) iz iste grupe mogu se čuti zahvaljujući identifikacijskom kodu. Jasno objašnjavajući, princip rada ovog sustava je sljedeći. Zajedno s odaslanom informacijom, dodatni signal (ili neki drugi ton) također se šalje putem zraka. Prijemnik, osim nosača, prepoznaje ovaj ton odgovarajućim postavkama i prima signal. Ako ton u radio-prijemniku nije konfiguriran, signal se ne prima. Postoji prilično velik broj standarda šifriranja koji se razlikuju za različite proizvođače.
Analogno emitiranje ima takve nedostatke. Zbog njih, primjerice, televizija obećava da će u relativno kratkom vremenu postati potpuno digitalna.

Digitalne komunikacije i emitiranje smatraju se sigurnijima od smetnji i od vanjski utjecaji. Stvar je u tome što se kod korištenja "digitalnog" analogni signal iz mikrofona na odašiljačkoj stanici šifrira u digitalni kod. Ne, naravno, tok brojki i brojeva ne širi se u okolni prostor. Jednostavno, zvuku određene frekvencije i glasnoće pridružuje se kod radijskih impulsa. Trajanje i frekvencija impulsa su unaprijed određeni - isti su i za odašiljač i za prijemnik. Prisutnost impulsa odgovara jedinici, odsutnost - nula. Stoga se takva komunikacija naziva “digitalnom”.
Uređaj koji analogni signal pretvara u digitalni kod naziva se analogno-digitalni pretvarač (ADC). Uređaj instaliran u prijemniku koji pretvara kod u analogni signal koji odgovara glasu vašeg prijatelja u zvučniku mobitel GSM standard, naziva se digitalno-analogni pretvarač (DAC).
Tijekom digitalnog prijenosa signala, pogreške i izobličenja su gotovo eliminirani. Ako impuls postane malo jači, duži ili obrnuto, tada će ga sustav i dalje prepoznati kao jedinicu. A nula će ostati nula, čak i ako se na njenom mjestu pojavi neki slučajni događaj. slab signal. Za ADC i DAC ne postoje druge vrijednosti kao što su 0,2 ili 0,9 - samo nula i jedan. Stoga smetnje nemaju gotovo nikakav učinak na digitalnu komunikaciju i emitiranje.
Štoviše, "digitalni" je također zaštićeniji od neovlaštenog pristupa. Uostalom, kako bi DAC uređaja dešifrirao signal, mora "znati" kod za dešifriranje. ADC, zajedno sa signalom, također može prenijeti digitalnu adresu uređaja odabranog kao prijamnika. Dakle, čak i ako je radio signal presretnut, ne može se prepoznati zbog nepostojanja barem dijela koda. To posebno vrijedi za komunikacije.
Tako, razlike između digitalnog i analognog signala:
1) Analogni signal može biti izobličen zbog smetnji, a digitalni signal može biti potpuno zatrpan smetnjama ili doći bez izobličenja. Digitalni signal je definitivno prisutan ili potpuno odsutan (nula ili jedinica).
2) Analogni signal je dostupan svim uređajima koji rade na istom principu kao i odašiljač. Digitalni signal sigurno je zaštićen kodom i teško ga je presresti ako nije namijenjen vama.

Uz čisto analogne i čisto digitalne postaje, postoje i radio stanice koje podržavaju i analogni i digitalni način rada. Namijenjeni su prijelazu s analogne na digitalnu komunikaciju.
Dakle, s flotom analognih radijskih postaja na raspolaganju, možete postupno prijeći na digitalni komunikacijski standard.
Na primjer, u početku ste izgradili komunikacijski sustav na Radio postaji Baikal 30.
Podsjećam da je ovo analogna stanica sa 16 kanala.

Ali vrijeme prolazi, a stanica prestaje odgovarati vama kao korisniku. Da, pouzdan je, da moćan, da sa dobra baterija do 2600 mAh. Ali kada se proširi flota radio postaja za više od 100 ljudi, a posebno kada se radi u grupama, njegovih 16 kanala počinje biti nedostatno.
Ne morate odmah pobjeći i kupiti digitalne radio postaje. Većina proizvođača namjerno predstavlja model s analognim načinom prijenosa.
Odnosno, možete se postupno prebaciti na, na primjer, Baikal -501 ili Vertex-EVX531 uz održavanje postojeći sustav priključci su u ispravnom stanju.

Prednosti takvog prijelaza su neosporne.
Dobivate radnu stanicu
1) duže (u digitalnom načinu rada manja je potrošnja.)
2) Imati velika količina funkcije (grupni poziv, samostalni radnik)
3) 32 memorijska kanala.
To jest, zapravo stvarate početno 2 baze podataka kanala. Za nove kupljene postaje (digitalni kanali) i bazu pomoćnih kanala s postojećim postajama ( analogni kanali). Postupno, dok kupujete opremu, smanjit ćete flotu radio postaja druge banke i povećati flotu prve.
U konačnici ćete postići svoj cilj - cijelu svoju bazu prebaciti na digitalni komunikacijski standard.
Dobar dodatak i proširenje bilo koje baze može biti Yaesu Fusion DR-1 digitalni repetitor

Ovo je dual-band (144/430MHz) repetitor koji podržava analognu FM komunikaciju, kao i digitalni protokol u isto vrijeme Fuzija sustava u frekvencijskom području od 12,5 kHz. Uvjereni smo da će uvođenje najnovijeg DR-1X bit će zora našeg novog i impresivnog višenamjenskog sustava Fuzija sustava.
Jedna od ključnih značajki Fuzija sustava je funkcija AMS (automatski odabir načina), koji odmah prepoznaje da li se signal prima u V/D modu, govorna komunikacija ili podatkovni mod FR analogni FM ili digitalni C4FM, i automatski se prebacuje na odgovarajući. Dakle, zahvaljujući našim digitalnim primopredajnicima FT1DR I FTM-400DRFuzija sustava Kako biste održali komunikaciju s analognim FM radijskim postajama, više nema potrebe svaki put ručno mijenjati načine rada.
Na repetitoru DR-1X, AMS može se konfigurirati tako da se dolazni digitalni C4FM signal pretvara u analogni FM i ponovno emitira, čime se omogućuje komunikacija između digitalnih i analognih primopredajnika. AMS također se može konfigurirati za automatski prijenos dolaznog načina na izlaz, omogućujući digitalnim i analognim korisnicima da dijele jedan repetitor.
Do sada su se FM repetitori koristili samo za tradicionalne FM komunikacije, a digitalni repetitori samo za digitalne komunikacije. Međutim, sada jednostavnom zamjenom konvencionalnog analognog FM repetitora sa DR-1X, možete nastaviti koristiti redovnu FM komunikaciju, ali također koristiti repetitor za napredniju digitalnu radio komunikaciju Fuzija sustava . ostalo periferije, kao što su duplekser i pojačalo, itd. možete ga nastaviti koristiti kao i obično.

Više detaljne karakteristike opremu možete vidjeti na web stranici u dijelu proizvodi

Tim je riječima Ivan započeo svoje Evanđelje, opisujući vremena izvan granica naše ere. Ovaj članak započinjemo s ništa manje patetike i ozbiljno izjavljujemo da je u poslu emitiranja "u početku bio signal".

U televiziji, kao i u svakoj elektronici, signal je osnova. Kada govorimo o tome, mislimo na elektromagnetske oscilacije koje se šire u zraku uz pomoć odašiljačke antene i uzrokuju fluktuacije struje u prijemnoj anteni. Emitirani val može se prikazati u kontinuiranom i pulsirajućem obliku, što značajno utječe na konačni rezultat - kvalitetu TV prijema.

Što se dogodilo analogna televizija? Ovo je svima poznata televizija koju su gledali roditelji naših roditelja. Emitira se na nekodiran način, njegova osnova je analogni signal, a prima ga obični analogni TV, poznat nam iz djetinjstva. Trenutno je u mnogim zemljama u tijeku proces digitalizacije analognog signala, pa stoga zemaljska televizija. U nekim europskim zemljama taj je proces već završen i zemaljska analogna TV je isključena. Postoje razlozi za to, koje ovaj članak predlaže razumjeti.

Razlike između digitalnog i analognog signala

Za većinu ljudi razlika između analognog i digitalnog signala može biti prilično suptilna. Pa ipak, njihova je razlika značajna i ne leži samo u kvaliteti televizijskog prijenosa.

Analogni signal je primljeni podatak koji vidimo, čujemo i percipiramo kao svijet koji nas okružuje. Ovaj način generiranja, obrade, prijenosa i snimanja signala je tradicionalan i još uvijek vrlo raširen. Podaci se pretvaraju u elektromagnetske valove, odražavajući učestalost i intenzitet fenomena prema principu potpune podudarnosti.

Digitalni signal je skup koordinata koje opisuju elektromagnetski val, koji nije nedostupan izravnoj percepciji, bez dekodiranja, jer je niz elektromagnetskih impulsa. Govoreći o diskretnosti i kontinuitetu signala, to znači "uzimanje vrijednosti iz konačnog skupa" i "uzimanje vrijednosti iz beskonačnog skupa".

Primjer diskretnosti bile bi školske ocjene koje uzimaju vrijednosti iz skupa 1,2,3,4,5. Zapravo, digitalni video signal često se stvara digitalizacijom analognog signala.

Odmaknuvši se od teorije, u stvarnosti možemo istaknuti sljedeće ključne razlike između analognih i digitalnih signala:

1. analogna televizija osjetljiva je na smetnje koje u nju unose šum, dok je digitalni impuls ili potpuno blokiran smetnjama i nema ga ili dolazi u izvornom obliku.
2. Svaki uređaj čiji se rad temelji na istom principu kao i emitiranje odašiljača može primiti i očitati analogni signal. Digitalni val namijenjen je određenom "adresatu" i stoga je otporan na presretanje, jer sigurno kodirano.

Kvaliteta slike

Kvaliteta TV slike koju pruža analogna TV uvelike je određena TV standardom. Okvir koji prenosi analogno emitiranje uključuje 625 redaka s omjerom širine i visine slike 4x3. Tako stari kineskop prikazuje sliku iz televizijskih linija, dok je digitalna slika sastavljena od piksela.

Uz loš prijem i smetnje, TV će "sniježiti" i šištati, ne pružajući gledatelju sliku i zvuk. U pokušajima da se ovo stanje popravi, svojedobno je i provedeno.

Druge opcije

Unatoč brzom razvoju elektroničke tehnologije i prednostima digitalnog signala u odnosu na analogni, još uvijek postoje područja u kojima je analogna tehnologija neizostavna, poput profesionalne audio obrade. No, iako originalna snimka možda nije lošija od digitalne, nakon uređivanja i kopiranja neizbježno će biti šumna.

Evo skupa osnovnih operacija koje se mogu izvesti s analognim streamom:

• jačanje i slabljenje;
• modulacija, usmjerena na smanjenje njegove osjetljivosti na smetnje, i demodulacija;
• filtriranje i frekvencijska obrada;
• množenje, zbrajanje i logaritmiranje;
• obrada i mijenjanje parametara njegovih fizikalnih veličina.

Značajke analogne i digitalne televizije

Filistarska prosudba o propasti zemaljske TV i prijelazu na tehnologije emitiranja budućnosti pomalo je nepravedna, makar samo zato što TV gledatelji zamjenjuju pojmove: zemaljska i analogna TV. Uostalom, pod zemaljskom televizijom obično se podrazumijeva svako televizijsko emitiranje putem zemaljskog radijskog kanala.

I "analogni" i "digitalni" su tipovi zemaljske televizije. Unatoč činjenici da se analogna televizija razlikuje od digitalne, oni opći princip emitiranje je identično - televizijski toranj emitira kanale i jamči kvalitetan signal samo unutar ograničenog radijusa. Istovremeno, radijus digitalne pokrivenosti je kraći od dometa nekodiranog toka, što znači da repetitori moraju biti postavljeni bliže jedan drugome.

Ali mišljenje da će "digitalno" u konačnici nadmašiti "analogno" je istinito. TV gledatelji u mnogim zemljama već su postali “svjedoci” pretvorbe analognog signala u digitalni i istinski uživaju u gledanju TV programa u HD kvaliteti.

Značajke emitirane televizije

Postojeći sustav zemaljske televizije koristi analogne signale za prijenos televizijskih proizvoda. Šire se kroz valove sa visoka razina vibracije koje dopiru do zemaljskih antena. Kako bi se povećalo područje pokrivenosti emitiranjem, postavljaju se repetitori. Njihova je funkcija koncentrirati i pojačati signal, prenoseći ga do udaljenih prijamnika. Signali se emitiraju na fiksnoj frekvenciji, tako da svaki kanal odgovara vlastitoj frekvenciji i dodijeljen je TV-u numeričkim redom.

Prednosti i nedostaci digitalnog televizijskog emitiranja

Informacije koje se prenose pomoću digitalnog koda ne sadrže praktički nikakve pogreške ili izobličenja. Uređaj koji digitalizira izvorni signal naziva se analogno-digitalni pretvarač (ADC).

Za kodiranje impulsa koristi se sustav jedinica i nula. Za čitanje i pretvaranje BCD koda, uređaj koji se zove digitalno-analogni pretvarač (DAC) ugrađen je u prijemnik. Ne postoje polovične vrijednosti ni za ADC ni za DAC, poput 1,4 ili 0,8.

Ovaj način šifriranja i prijenosa podataka dao nam je novi format TV koji ima mnoge prednosti:

• promjena jačine ili duljine impulsa ne utječe na njegovo prepoznavanje od strane dekodera;
• jedinstveno pokrivanje emitiranja;
• za razliku od analognog emitiranja, refleksije od prepreka konvertiranog emitiranja zbrajaju se i poboljšavaju prijem;
• frekvencije emitiranja koriste se učinkovitije;
• Može se primati na analognoj TV.

Razlika digitalna televizija iz analogne

Razliku između analognog i digitalnog emitiranja najlakše ćete uočiti ako konačne karakteristike obje tehnologije prikažete u obliku tablice.

Osjetljivost TV antene

Ne postoji univerzalni recept za odabir idealne antene, ali postoje obvezni uvjeti koji moraju biti ispunjeni kako bi ona mogla primati analogne i digitalne signale. Kako se udaljenost od objekta emitiranja povećava, ti se zahtjevi povećavaju. Konkretno, na osjetljivost prijemnika - njegovu sposobnost da uhvati televizijske signale slabog intenziteta. Često su oni uzrok mutne slike. Ovaj problem se može riješiti uz pomoć, što značajno povećava osjetljivost antene i uklanja pitanje: kako je spojiti na digitalna televizija? Isti TV i ista antena, samo će se u blizini TV-a pojaviti bežični digitalni tuner.

Što je dijagram zračenja antene

Osim osjetljivosti antene, postoji parametar koji određuje u kojoj mjeri je sposobna fokusirati energiju. Naziva se usmjereno pojačanje ili usmjerenost, a omjer je gustoće zračenja u određenom smjeru i prosječne gustoće zračenja.
Grafička interpretacija ove karakteristike je dijagram zračenja antene. U svojoj jezgri, to je trodimenzionalna figura, ali radi lakšeg rada izražena je u dvije ravnine koje se nalaze okomito jedna na drugu. Imajući takav ravni dijagram pri ruci i uspoređujući ga s kartom područja, možete planirati područje prijema antene za analogni video signal. Također iz ovog grafikona možete izdvojiti niz korisnih praktičnih karakteristika TV antene, kao što su intenzitet bočnog i obrnutog zračenja i zaštitni koeficijent.

Koji signal je bolji

Treba priznati da je, usprkos brojnim poboljšanjima u području analognog prikaza informacija, ovaj način emitiranja zadržao svoje nedostatke. To uključuje izobličenje tijekom prijenosa i šum tijekom reprodukcije.

Također, potreba za pretvaranjem analognog signala u digitalni uzrokovana je neprikladnošću postojećeg načina snimanja za pohranjivanje informacija u poluvodičku memoriju.

Nažalost, postojeća TV praktički nema očitih prednosti u odnosu na digitalnu, isključujući mogućnost primanja signala s običnom TV antenom i dijeljenje istog između televizora.

Signali su informacijski kodovi koje ljudi koriste za prenošenje poruka informacijski sistem. Signal se može dati, ali nije potrebno primiti ga. Dok se poruka može smatrati samo signalom (ili skupom signala) koji je primljen i dekodiran od strane primatelja (analogni i digitalni signal).

Jedna od prvih metoda prijenosa informacija bez sudjelovanja ljudi ili drugih živih bića bile su signalne vatre. Kad bi se pojavila opasnost, vatre su se palile redom od jednog do drugog mjesta. Zatim ćemo razmotriti način prijenosa informacija pomoću elektromagnetskih signala i detaljno ćemo se zadržati na temi analogni i digitalni signal.

Svaki signal se može prikazati kao funkcija koja opisuje promjene njegovih karakteristika. Ovaj prikaz je prikladan za proučavanje radiotehničkih uređaja i sustava. Osim signala u radiotehnici postoji i šum, koji je njegova alternativa. Bez buke korisna informacija i iskrivljuje signal u interakciji s njim.

Sam koncept omogućuje apstrahiranje od specifičnih fizičkih veličina kada se razmatraju fenomeni povezani s kodiranjem i dekodiranjem informacija. Matematički model signala u istraživanju omogućuje oslanjanje na parametre vremenske funkcije.

Vrste signala

Signali prema fizičkom okruženju nositelja informacije dijele se na električne, optičke, akustičke i elektromagnetske.

Prema načinu postavljanja signal može biti redovit i nepravilan. Redoviti signal je predstavljen kao deterministička funkcija vremena. Nepravilan signal u radiotehnici predstavlja se kaotičnom funkcijom vremena i analizira se probabilističkim pristupom.

Signali, ovisno o funkciji koja opisuje njihove parametre, mogu biti analogni i diskretni. Diskretni signal koji je kvantiziran naziva se digitalni signal.

Procesiranje signala

Analogni i digitalni signali se obrađuju i usmjeravaju za prijenos i primanje informacija kodiranih u signalu. Jednom kada se informacija izdvoji, može se koristiti u razne svrhe. U posebnim slučajevima informacije se formatiraju.

Analogni signali se pojačavaju, filtriraju, moduliraju i demoduliraju. Digitalni podaci također mogu biti podložni kompresiji, otkrivanju itd.

Analogni signal

Naša osjetila sve informacije koje unose percipiraju u analognom obliku. Na primjer, ako vidimo auto kako prolazi, vidimo njegovo neprekidno kretanje. Kada bi naš mozak mogao primiti informaciju o svom položaju svakih 10 sekundi, ljudi bi stalno bili pregaženi. Ali udaljenost možemo procijeniti mnogo brže i ta je udaljenost jasno definirana u svakom trenutku.

Apsolutno isto se događa i s ostalim informacijama, u svakom trenutku možemo procijeniti glasnoću, osjetiti pritisak prstiju na predmete itd. Drugim riječima, gotovo sve informacije koje se mogu pojaviti u prirodi su analogne. Najlakši način za prijenos takvih informacija je putem analognih signala, koji su kontinuirani i definirani u svakom trenutku.

Da biste razumjeli kako izgleda analogni električni signal, možete zamisliti grafikon koji prikazuje amplitudu na okomitoj osi i vrijeme na vodoravnoj osi. Ako, na primjer, mjerimo promjenu temperature, tada će se na grafikonu pojaviti neprekinuta linija koja prikazuje njezinu vrijednost u svakom trenutku vremena. Za prijenos takvog signala pomoću električna struja, trebamo usporediti vrijednost temperature s vrijednošću napona. Tako se, na primjer, 35,342 stupnja Celzijusa može kodirati kao napon od 3,5342 V.

Analogni signali su se nekada koristili u svim vrstama komunikacija. Da bi se izbjegle smetnje, takav signal mora biti pojačan. Što je veća razina šuma, odnosno smetnji, signal se mora više pojačati kako bi se mogao primiti bez izobličenja. Ova metoda obrade signala troši puno energije na stvaranje topline. pri čemu pojačani signal sama može uzrokovati smetnje drugim komunikacijskim kanalima.

Danas se analogni signali još uvijek koriste na televiziji i radiju za pretvaranje ulaznog signala u mikrofone. Ali općenito, ova vrsta signala se posvuda zamjenjuje ili zamjenjuje digitalnim signalima.

Digitalni signal

Digitalni signal je predstavljen nizom digitalnih vrijednosti. Najčešće korišteni signali danas su binarni digitalni signali, jer se koriste u binarnoj elektronici i lakše ih je kodirati.

Za razliku od prethodne vrste signala, digitalni signal ima dvije vrijednosti "1" i "0". Ako se sjetimo našeg primjera s mjerenjem temperature, signal će se generirati drugačije. Ako napon dobiven analognim signalom odgovara vrijednosti izmjerene temperature, tada će određeni broj impulsa napona biti isporučen u digitalnom signalu za svaku vrijednost temperature. Sam impuls napona bit će jednak "1", a odsutnost napona bit će "0". Prijemna oprema će dekodirati impulse i vratiti izvorne podatke.

Zamislivši kako će digitalni signal izgledati na grafu, vidjet ćemo da je prijelaz od nule do maksimuma nagao. Upravo ova značajka omogućuje prijemnoj opremi da jasnije "vidi" signal. Ako se pojave bilo kakve smetnje, prijamniku je lakše dekodirati signal nego kod analognog prijenosa.

Međutim, nemoguće je vratiti digitalni signal s vrlo visokom razinom šuma, dok je još uvijek moguće "izvući" informacije iz analognog tipa s velikim izobličenjem. To je zbog efekta litice. Suština efekta je da se digitalni signali mogu prenositi na određene udaljenosti, a zatim jednostavno prestati. Taj se efekt pojavljuje posvuda i rješava se jednostavnom regeneracijom signala. Tamo gdje se signal prekida potrebno je umetnuti repetitor ili smanjiti duljinu komunikacijske linije. Repetitor ne pojačava signal, već prepoznaje njegov izvorni oblik i šalje ga točna kopija i može se koristiti po želji u strujnom krugu. Takve metode ponavljanja signala aktivno se koriste u mrežnim tehnologijama.

Između ostalog, analogni i digitalni signali razlikuju se i po mogućnosti kodiranja i šifriranja informacija. To je jedan od razloga tranzicije mobilne komunikacije na "cifru".

Analogni i digitalni signal i digitalno-analogna pretvorba

Ima još nešto za reći o tome kako se analogne informacije prenose digitalnih kanala komunikacije. Poslužimo se opet primjerima. Kao što je već spomenuto, zvuk je analogni signal.

Što se događa u Mobiteli koji prenose informacije putem digitalnih kanala

Zvuk koji ulazi u mikrofon prolazi analogno-digitalnu pretvorbu (ADC). Ovaj proces se sastoji od 3 koraka. Pojedinačne vrijednosti signala uzimaju se u jednakim vremenskim intervalima, proces koji se naziva uzorkovanje. Prema Kotelnikovljevom teoremu o propusnost kanala, učestalost uzimanja ovih vrijednosti trebala bi biti dvostruko veća od većine visoka frekvencija signal. To jest, ako naš kanal ima ograničenje frekvencije od 4 kHz, tada će frekvencija uzorkovanja biti 8 kHz. Zatim se sve odabrane vrijednosti signala zaokružuju ili, drugim riječima, kvantiziraju. Što je više razina stvoreno, veća je točnost rekonstruiranog signala na prijemniku. Sve vrijednosti se zatim pretvaraju u binarni kod, koji se prenosi na bazna stanica a zatim dolazi do drugog pretplatnika, koji je primatelj. Postupak digitalno-analogne pretvorbe (DAC) odvija se u telefonu primatelja. Riječ je o obrnutom postupku čiji je cilj na izlazu dobiti signal koji je što identičniji izvornom. Zatim, analogni signal izlazi u obliku zvuka iz zvučnika telefona.