Цифров и аналогов сигнал: какви са приликите и разликите, предимствата и недостатъците?

Когато се занимавате с телевизионно и радиоразпръскване, както и съвременни форми на комуникация, много често се натъквате на термини като „Аналогов сигнал“ и „Цифров сигнал“, За експертите няма тайна в тези думи, но за хора, които не знаят, разликата между „цифрата“ и „аналог“ може да е напълно непозната. И все пак има много съществена разлика.

Когато говорим за сигнал, обикновено имаме предвид електромагнитни трептения, които индуцират EMF и причиняват колебания на тока в антената на приемника. Въз основа на тези вибрации приемащото устройство - телевизор, радио, уоки-токи или мобилен телефон - съставя „идеята“ за това кое изображение да се покаже (ако има видео сигнал) и какви звуци трябва да придружава този видео сигнал.

Във всеки случай сигналът на радиостанция или мобилна комуникационна кула може да се появи както в цифров, така и в аналогов вид. В крайна сметка, например, самият звук е аналогов сигнал. В радиостанция звукът, възприет от микрофона, се преобразува във вече споменатите електромагнитни вълни. Колкото по-висока е честотата на звука, толкова по-висока е честотата на трептенията на изхода и колкото по-силно говори говорителят, толкова по-голяма е амплитудата.

Получените електромагнитни вълни или вълни се разпространяват в пространството с помощта на предавателна антена. За да не се задръсти въздухът с нискочестотен шум и така, че различните радиостанции да имат възможност да работят паралелно, без да се намесват една в друга, вибрациите в резултат на влиянието на звука се сумират, тоест „наслагват“ върху други вибрации с постоянна честота. Последната честота се нарича "носител" и именно по възприятието ни настройваме нашия радиоприемник да "хваща" аналоговия сигнал на радиостанцията.

Обратният процес се осъществява в приемника: носещата честота е разделена и електромагнитните вълни, получени от антената, се преобразуват в звукови вълни, а познатият глас на говорителя се чува от високоговорителя.

В процеса на предаване на аудио сигнал от радиостанция до приемник може да се случи всичко. Може да възникнат смущения от трети страни, честотата и амплитудата могат да се променят, което, разбира се, ще се отрази на звуците, излъчвани от радиото. Накрая самите предавател и приемник въвеждат някаква грешка по време на преобразуването на сигнала. Следователно звукът, възпроизведен от аналогов радиоприемник, винаги има известно изкривяване. Гласът може да бъде напълно възпроизведен, въпреки промените, но фонът ще бъде шипене или дори някакъв вид хрипове, причинени от смущения. Колкото по-малко уверен е приемът, толкова по-силни и по-отчетливи ще бъдат тези външни шумови ефекти.

В допълнение, наземният аналогов сигнал има много ниска степен на защита срещу неоторизиран достъп. За обществените радиостанции това, разбира се, няма значение. Но докато използвахте първите мобилни телефони, имаше един неприятен момент, свързан с факта, че почти всеки външен радиоприемник може лесно да бъде настроен на желаната вълна, за да подслушва вашия телефонен разговор.

Аналоговото излъчване има такива недостатъци. Заради тях например телевизията в близко бъдеще обещава да стане напълно дигитална.

Цифровите комуникации и излъчвания се считат за по-защитени от смущения и външни влияния. Работата е там, че когато използвате „числата“, аналоговият сигнал от микрофона на предавателната станция се криптира в цифров код. Не, разбира се, потокът от числа и числа не се простира в заобикалящото пространство. Просто на звук с определена честота и сила на звука се присвоява код от радиоимпулси. Продължителността и честотата на импулсите са предварително определени - тя е еднаква както за предавателя, така и за приемника.Наличието на импулс съответства на единство, отсъствието на нула. Следователно такава връзка беше наречена „цифрова“.

Извиква се устройство, което преобразува аналогов сигнал в цифров код аналогово-цифров преобразувател (ADC), А устройството, инсталирано в приемника, и преобразува кода в аналогов сигнал, съответстващ на гласа на вашия приятел в динамиката на GSM мобилен телефон, се нарича цифро-аналогов преобразувател (DAC).

Грешки и изкривявания на практика се елиминират по време на предаването на цифров сигнал. Ако импулсът стане малко по-силен, по-дълъг или обратно, тогава той ще бъде разпознат от системата като единица. И нулата ще остане нула, дори ако на нейно място се появи някакъв случаен слаб сигнал. Няма други стойности за ADC и DAC, като 0.2 или 0.9 - само нула и една. Следователно, намесата в цифровите комуникации и излъчването няма почти никакъв ефект.

Нещо повече, „фигурата“ също е по-защитена от неоторизиран достъп. Всъщност, за да може ЦАП на устройството да може да декриптира сигнала, е необходимо той да „знае“ кода за декриптиране. ADC заедно със сигнала може да предава и цифровия адрес на устройството, избрано като приемник. По този начин, дори ако радиосигналът е прихванат, той не може да бъде разпознат поради липсата на поне част от кода. Това е особено вярно. за мобилни клетъчни.

Така че тук разлики между цифрови и аналогови сигнали:

1) Аналогов сигнал може да бъде изкривен от шум, а цифров сигнал може или да бъде запушен с шум, или да идва без изкривяване. Цифровият сигнал или определено е там, или напълно липсва (нула или един).

2) Аналогов сигнал е достъпен за възприемане от всички устройства, работещи на същия принцип като предавателя. Цифровият сигнал е надеждно защитен от код; трудно е да го прихванете, ако не е предназначен за вас.