Digitální a analogový signál: jaké jsou podobnosti a rozdíly, výhody a nevýhody?

Když se zabýváte televizním a rozhlasovým vysíláním a moderními formami komunikace, často narazíte na pojmy jako "Analogový signál" a "Digitální signál". Pro odborníky není v těchto slovech žádné tajemství, ale pro lidi, kteří nevědí, může být rozdíl mezi „číslicemi“ a „analogem“ zcela neznámý. A přesto je tu velmi významný rozdíl.

Když mluvíme o signálu, máme na mysli obvykle elektromagnetické oscilace, které indukují EMF a způsobují aktuální oscilace v anténě přijímače. Na základě těchto vibrací přijímací zařízení - televize, rádio, vysílačka nebo mobilní telefon - tvoří „představu“ o tom, který obrázek se má zobrazit (pokud existuje video signál) a jaké zvuky by tento videosignál měl doprovázet.

V každém případě se může signál rozhlasové stanice nebo mobilní komunikační věže objevit jak v digitální, tak v analogové formě. Ostatně například samotný zvuk je analogový signál. V rozhlasové stanici je zvuk vnímaný mikrofonem převeden na výše zmíněné elektromagnetické vlny. Čím vyšší je frekvence zvuku, tím vyšší je frekvence kmitání na výstupu a čím hlasitější je reproduktor, tím větší je amplituda.

Výsledné elektromagnetické vlny neboli vlny se šíří v prostoru pomocí přenosové antény. Aby se zabránilo ucpávání etheru nízkofrekvenčním šumem a aby různé rozhlasové stanice měly možnost pracovat paralelně, aniž by navzájem zasahovaly, sčítají se vibrace způsobené vlivem zvuku, tj. „Překrývají“ se na jiné vibrace s konstantní frekvencí. Poslední frekvence se nazývá „nosná“ a právě na jejím vnímání vyladíme náš rozhlasový přijímač tak, aby „zachytil“ analogový signál rozhlasové stanice.

V přijímači probíhá obrácený proces: nosná frekvence je oddělena a elektromagnetické vlny přijímané anténou jsou převedeny na zvukové vlny a z reproduktoru je slyšet známý hlas reproduktoru.

Při přenosu audio signálu z rozhlasové stanice do přijímače se může stát cokoli. Může dojít k rušení třetích stran, může se změnit frekvence a amplituda, což samozřejmě ovlivní zvuky vysílané rádiem. Konečně, samotný vysílač a přijímač způsobují během převodu signálu nějakou chybu. Proto zvuk reprodukovaný analogovým rádiovým přijímačem má vždy určité zkreslení. Hlas může být i přes změny plně reprodukován, ale pozadí bude syčení nebo dokonce nějaké pískání způsobené rušením. Čím méně jistý příjem, tím hlasitější a výraznější budou tyto vnější šumové efekty.

Zemský analogový signál má navíc velmi nízký stupeň ochrany proti neoprávněnému přístupu. U veřejných rozhlasových stanic to samozřejmě nezáleží. Při používání prvních mobilních telefonů však byl jeden nepříjemný okamžik spojený se skutečností, že téměř jakýkoli cizí rádiový přijímač lze snadno naladit na požadovanou vlnu, aby bylo možné odposlechnout váš telefonní rozhovor.

Analogové vysílání má takové nevýhody. Díky nim například televize v blízké budoucnosti slibuje, že bude plně digitální.

Digitální komunikace a vysílání jsou považovány za chráněné před rušením a vnějšími vlivy. Jde o to, že při použití „čísel“ je analogový signál z mikrofonu na vysílací stanici šifrován do digitálního kódu. Ne, samozřejmě, tok čísel a čísel se nerozšiřuje do okolního prostoru. Pouze zvuk určité frekvence a hlasitosti je přiřazen kód z rádiových pulzů. Doba a frekvence impulzů je předem stanovena - je stejná pro vysílač i přijímač.Přítomnost impulsu odpovídá jednotě, nepřítomnost nule. Proto se takové připojení nazývalo „digitální“.

Zavolá se zařízení, které převádí analogový signál na digitální kód analogově digitální převodník (ADC). A zařízení instalované v přijímači a převod kódu na analogový signál, odpovídající hlasu vašeho přítele v dynamice standardního mobilního telefonu GSM, se nazývá převodník digitálního signálu na analogový (DAC).

Chyby a zkreslení jsou během přenosu digitálního signálu prakticky vyloučeny. Pokud je impuls o něco silnější, delší nebo naopak, systém jej stále rozpozná jako jednotku. A nula zůstane nulová, i když se na jejím místě objeví nějaký náhodný slabý signál. Pro ADC a DAC neexistují žádné další hodnoty, například 0,2 nebo 0,9 - pouze nula a jedna. Rušení digitální komunikace a vysílání proto nemá téměř žádný účinek.

Kromě toho je „číslo“ také chráněno před neoprávněným přístupem. Aby byl DAC zařízení schopen dešifrovat signál, je nezbytné, aby „zná“ dešifrovací kód. ADC spolu se signálem může také vysílat digitální adresu zařízení vybraného jako přijímače. Tudíž, i když je radiový signál zachycen, nemůže být rozpoznán kvůli absenci alespoň části kódu. To platí zejména. pro mobilní celulární.

Takže tady rozdíly mezi digitálními a analogovými signály:

1) Analogový signál může být zkreslen šumem a digitální signál může být ucpán šumem vůbec nebo může dojít ke zkreslení. Digitální signál je buď rozhodně tam, nebo úplně chybí (buď nula, nebo jeden).

2) Analogový signál je k dispozici pro vnímání všemi zařízeními pracujícími na stejném principu jako vysílač. Digitální signál je spolehlivě chráněn kódem, pokud není pro vás určen, je obtížné jej zachytit.