Signal numérique et analogique: quelles sont les similitudes et les différences, les avantages et les inconvénients?

Lorsque vous traitez la télévision et la radio, ainsi que les formes de communication modernes, vous rencontrez très souvent des termes tels que "Signal analogique" et "Signal numérique". Pour les experts, il n'y a pas de secret dans ces mots, mais pour les personnes ignorantes, la différence entre le «chiffre» et «l'analogue» peut être complètement inconnue. Et pourtant, il y a une différence très importante.

Lorsque nous parlons d'un signal, nous entendons généralement des oscillations électromagnétiques qui induisent des CEM et provoquent des oscillations de courant dans l'antenne du récepteur. Sur la base de ces vibrations, l'appareil récepteur - une télévision, une radio, un talkie-walkie ou un téléphone portable - définit «l'idée» de l'image à afficher (s'il y a un signal vidéo) et des sons que ce signal vidéo doit accompagner.

Dans tous les cas, le signal d'une station de radio ou d'une tour de communication mobile peut apparaître à la fois sous forme numérique et analogique. Après tout, par exemple, le son lui-même est un signal analogique. Dans une station de radio, le son perçu par le microphone est converti en ondes électromagnétiques déjà mentionnées. Plus la fréquence du son est élevée, plus la fréquence des oscillations à la sortie est élevée et plus le haut-parleur parle fort, plus l'amplitude est grande.

Les ondes électromagnétiques ou ondes qui en résultent se propagent dans l'espace à l'aide d'une antenne de transmission. Pour éviter que l'éther ne se bouche avec des bruits de basse fréquence, et pour permettre à différentes stations de radio de travailler en parallèle sans interférer les unes avec les autres, les vibrations résultant de l'influence du son sont résumées, c'est-à-dire «superposées» à d'autres vibrations de fréquence constante. La dernière fréquence est appelée «porteuse», et c'est précisément sur sa perception que nous réglons notre récepteur radio pour «capter» le signal analogique de la station radio.

Le processus inverse a lieu dans le récepteur: la fréquence porteuse est séparée, et les ondes électromagnétiques reçues par l'antenne sont converties en ondes sonores, et la voix familière du locuteur est entendue du locuteur.

Au cours de la transmission d'un signal audio d'une station de radio à un récepteur, tout peut arriver. Des interférences de tiers peuvent se produire, la fréquence et l'amplitude peuvent changer, ce qui, bien sûr, affectera les sons émis par la radio. Enfin, l'émetteur et le récepteur eux-mêmes introduisent une erreur lors de la conversion du signal. Par conséquent, le son reproduit par un récepteur radio analogique présente toujours une certaine distorsion. La voix peut être entièrement reproduite, malgré les changements, mais le fond sifflera ou même une sorte de respiration sifflante provoquée par des interférences. Moins la réception est sûre, plus ces effets de bruit externes seront forts et distincts.

De plus, le signal analogique terrestre a un très faible degré de protection contre les accès non autorisés. Pour les radios publiques, cela n'a bien sûr pas d'importance. Mais lors de l'utilisation des premiers téléphones mobiles, il y a eu un moment désagréable associé au fait que presque n'importe quel récepteur radio étranger pouvait être facilement réglé sur la vague souhaitée pour écouter votre conversation téléphonique.

La radiodiffusion analogique présente de tels inconvénients. Grâce à eux, par exemple, la télévision promet dans un avenir proche de devenir entièrement numérique.

Les communications et les émissions numériques sont considérées comme plus protégées contre les interférences et les influences externes. Le fait est que lorsque vous utilisez les «chiffres», le signal analogique du microphone de la station émettrice est crypté dans un code numérique. Non, bien sûr, le flux des nombres et des nombres ne s'étend pas dans l'espace environnant. Seul un son d'une certaine fréquence et d'un certain volume se voit attribuer un code à partir d'impulsions radio. La durée et la fréquence des impulsions sont prédéterminées - il en est de même pour l'émetteur et le récepteur.La présence d'une impulsion correspond à l'unité, l'absence à zéro. Par conséquent, une telle connexion était appelée «numérique».

Un appareil qui convertit un signal analogique en un code numérique est appelé convertisseur analogique-numérique (ADC). Et l'appareil installé dans le récepteur, et convertissant le code en un signal analogique, correspondant à la voix de votre ami dans la dynamique d'un téléphone portable GSM standard, s'appelle un convertisseur numérique-analogique (DAC).

Les erreurs et distorsions sont pratiquement éliminées lors de la transmission d'un signal numérique. Si l'impulsion devient un peu plus forte, plus longue ou vice versa, alors elle sera toujours reconnue par le système comme une unité. Et zéro restera zéro, même si un signal faible aléatoire apparaît à sa place. Il n'y a pas d'autres valeurs pour l'ADC et le DAC, comme 0,2 ou 0,9 - seulement zéro et un. Par conséquent, les interférences avec les communications et la radiodiffusion numériques n'ont presque aucun effet.

De plus, la «figure» est également plus protégée contre les accès non autorisés. En effet, pour que le DAC de l'appareil puisse décrypter le signal, il faut qu'il "connaisse" le code de décryptage. L'ADC avec le signal peut également transmettre l'adresse numérique de l'appareil sélectionné comme récepteur. Ainsi, même si le signal radio est intercepté, il ne peut pas être reconnu en raison de l'absence d'au moins une partie du code. C'est particulièrement vrai. pour cellulaire mobile.

Alors voilà différences entre les signaux numériques et analogiques:

1) Un signal analogique peut être déformé par le bruit, et un signal numérique peut soit être obstrué par du bruit, soit venir sans distorsion. Le signal numérique est soit définitivement là, soit complètement absent (zéro ou un).

2) Un signal analogique est disponible pour la perception par tous les appareils fonctionnant sur le même principe que l'émetteur. Le signal numérique est protégé de manière fiable par un code; il est difficile de l'intercepter s'il ne vous est pas destiné.