สัญญาณดิจิตอลและอนาล็อก: อะไรคือความคล้ายคลึงและความแตกต่างข้อดีและข้อเสีย?

เมื่อต้องรับมือกับการออกอากาศทางโทรทัศน์และวิทยุรวมถึงรูปแบบการสื่อสารที่ทันสมัยบ่อยครั้งที่คุณเจอคำเช่น "สัญญาณอะนาล็อก" และ "สัญญาณดิจิตอล". สำหรับผู้เชี่ยวชาญไม่มีความลับในคำเหล่านี้ แต่สำหรับคนที่ไม่รู้ความแตกต่างระหว่าง "หลัก" และ "อะนาล็อก" อาจไม่เป็นที่รู้จักอย่างสมบูรณ์ และยังมีความแตกต่างที่สำคัญมาก

เมื่อเราพูดถึงสัญญาณเรามักจะหมายถึงการสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำให้เกิด EMF และทำให้เกิดความผันผวนในปัจจุบันในเสาอากาศรับสัญญาณ ตามการสั่นสะเทือนเหล่านี้อุปกรณ์รับสัญญาณ - โทรทัศน์วิทยุเครื่องส่งรับวิทยุหรือโทรศัพท์มือถือ - สร้าง "ความคิด" เกี่ยวกับภาพที่จะแสดง (ถ้ามีสัญญาณวิดีโอ) และสิ่งที่ฟังสัญญาณวิดีโอนี้ควรมาด้วย

ไม่ว่าในกรณีใด ๆ สัญญาณของสถานีวิทยุหรือหอสื่อสารเคลื่อนที่สามารถปรากฏได้ทั้งในรูปแบบดิจิตอลและในรูปแบบแอนะล็อก หลังจากทั้งหมดตัวอย่างเสียงเองเป็นสัญญาณอะนาล็อก ที่สถานีวิทยุเสียงที่ไมโครโฟนรับรู้จะถูกแปลงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้กล่าวไปแล้ว ยิ่งความถี่ของเสียงสูงขึ้นเท่าใดความถี่ของการแกว่งที่เอาต์พุตก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นหรือคลื่นแพร่กระจายในอวกาศโดยใช้เสาอากาศส่งสัญญาณ เพื่อป้องกันไม่ให้อีเธอร์อุดตันด้วยเสียงความถี่ต่ำและเพื่อให้สถานีวิทยุต่าง ๆ มีโอกาสที่จะทำงานพร้อมกันโดยไม่รบกวนซึ่งกันและกันการสั่นสะเทือนที่เกิดจากอิทธิพลของเสียงจะถูกรวมนั่นคือ "ทับ" ในการสั่นสะเทือนอื่น ๆ ที่มีความถี่คงที่ ความถี่สุดท้ายเรียกว่า "ผู้ให้บริการ" และมันเป็นความแม่นยำในการรับรู้ว่าเราปรับเครื่องรับวิทยุของเราเพื่อ "จับ" สัญญาณอะนาล็อกของสถานีวิทยุ

กระบวนการย้อนกลับเกิดขึ้นในเครื่องรับ: แยกความถี่ผู้ให้บริการและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้รับจากเสาอากาศจะถูกแปลงเป็นคลื่นเสียงและเสียงที่คุ้นเคยของผู้พูดจะได้ยินจากลำโพง

ในกระบวนการส่งสัญญาณเสียงจากสถานีวิทยุไปยังเครื่องรับจะมีอะไรเกิดขึ้น การรบกวนจากบุคคลที่สามอาจเกิดขึ้นความถี่และความกว้างอาจเปลี่ยนแปลงซึ่งแน่นอนว่าจะส่งผลกระทบต่อเสียงที่ปล่อยออกมาจากวิทยุ ในที่สุดตัวส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณจะแนะนำข้อผิดพลาดบางอย่างระหว่างการแปลงสัญญาณ ดังนั้นเสียงที่ได้รับจากเครื่องรับวิทยุแบบอะนาล็อกจึงมีความผิดเพี้ยนอยู่เสมอ เสียงสามารถทำซ้ำได้อย่างสมบูรณ์แม้จะมีการเปลี่ยนแปลง แต่พื้นหลังจะเปล่งเสียงฟู่ฟ่าหรือแม้แต่การหายใจดังเสียงฮืด ๆ ที่เกิดจากการรบกวน ยิ่งมีความมั่นใจในการรับสัญญาณน้อยเสียงดังและเอฟเฟกต์เสียงภายนอกเหล่านี้จะชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น

นอกจากนี้สัญญาณอนาล็อกภาคพื้นดินยังมีระดับการป้องกันที่ต่ำมากต่อการเข้าถึงที่ไม่ได้รับอนุญาต สำหรับสถานีวิทยุสาธารณะนี้แน่นอนว่าไม่สำคัญ แต่ในขณะที่ใช้โทรศัพท์มือถือเครื่องแรกนั้นมีช่วงเวลาหนึ่งที่ไม่พึงประสงค์ที่เกี่ยวข้องกับความจริงที่ว่าเครื่องรับวิทยุที่ไม่เกี่ยวข้องใด ๆ สามารถปรับให้เข้ากับคลื่นที่ต้องการเพื่อดักฟังการสนทนาทางโทรศัพท์ของคุณได้อย่างง่ายดาย

การออกอากาศแบบอะนาล็อกมีข้อเสียดังกล่าว ยกตัวอย่างเช่นโทรทัศน์ในอนาคตอันใกล้นี้สัญญาว่าจะกลายเป็นระบบดิจิตอลอย่างสมบูรณ์

การสื่อสารและออกอากาศแบบดิจิตอลได้รับการพิจารณาว่าได้รับการปกป้องจากการรบกวนและอิทธิพลภายนอก สิ่งสำคัญคือเมื่อใช้ "ตัวเลข" สัญญาณอะนาล็อกจากไมโครโฟนที่สถานีส่งสัญญาณจะถูกเข้ารหัสเป็นรหัสดิจิทัล ไม่แน่นอนการไหลของตัวเลขและตัวเลขไม่ขยายไปสู่อวกาศโดยรอบ เพียงแค่เสียงจากความถี่และระดับเสียงที่กำหนดจะได้รับรหัสจากคลื่นวิทยุ ระยะเวลาและความถี่ของพัลส์ถูกกำหนดไว้ล่วงหน้า - มันเหมือนกันสำหรับทั้งตัวส่งและตัวรับการปรากฏตัวของแรงกระตุ้นสอดคล้องกับความสามัคคีไม่มีตัวตนเป็นศูนย์ ดังนั้นการเชื่อมต่อดังกล่าวจึงเรียกว่า "ดิจิตอล"

อุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณอะนาล็อกเป็นรหัสดิจิทัลเรียกว่า ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADC). และอุปกรณ์ที่ติดตั้งในเครื่องรับและแปลงรหัสเป็นสัญญาณอะนาล็อกที่สอดคล้องกับเสียงของเพื่อนของคุณในพลวัตของโทรศัพท์มือถือ GSM เรียกว่าตัวแปลงดิจิตอลเป็นอะนาล็อก (DAC)

ข้อผิดพลาดและการบิดเบือนจะถูกกำจัดในระหว่างการส่งสัญญาณดิจิตอล หากแรงกระตุ้นเพิ่มขึ้นเล็กน้อยอีกต่อไปหรือในทางกลับกันระบบจะยังคงได้รับการยอมรับว่าเป็นหน่วย และศูนย์จะยังคงเป็นศูนย์แม้ว่าสัญญาณอ่อนแอแบบสุ่มบางอย่างจะปรากฏขึ้นแทนที่ ไม่มีค่าอื่นสำหรับ ADC และ DAC เช่น 0.2 หรือ 0.9 - เป็นศูนย์และหนึ่ง ดังนั้นการรบกวนกับการสื่อสารแบบดิจิตอลและการออกอากาศจึงแทบไม่มีผลกระทบใด ๆ

ยิ่งกว่านั้น“ รูป” ยังได้รับการปกป้องเพิ่มเติมจากการเข้าถึงที่ไม่ได้รับอนุญาต อันที่จริงแล้วสำหรับ DAC ของอุปกรณ์เพื่อให้สามารถถอดรหัสสัญญาณได้มันเป็นสิ่งจำเป็นที่มัน "รู้" รหัสถอดรหัส ADC พร้อมกับสัญญาณยังสามารถส่งที่อยู่ดิจิตอลของอุปกรณ์ที่เลือกเป็นผู้รับ ดังนั้นแม้ว่าสัญญาณวิทยุจะถูกดักจับ แต่ก็ไม่สามารถรับรู้ได้เนื่องจากไม่มีรหัสอย่างน้อยส่วนหนึ่ง นี่คือความจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง สำหรับโทรศัพท์มือถือ.

ดังนั้นที่นี่ ความแตกต่างระหว่างสัญญาณดิจิตอลและอนาล็อก:

1) สัญญาณอะนาล็อกสามารถถูกบิดเบือนด้วยเสียงรบกวนและสัญญาณดิจิทัลสามารถอุดตันด้วยเสียงรบกวนได้ตลอด สัญญาณดิจิตอลนั้นแน่นอนหรือขาดหายไปอย่างสมบูรณ์ (เป็นศูนย์หรือหนึ่ง)

2) สัญญาณอะนาล็อกพร้อมใช้งานสำหรับการรับรู้โดยอุปกรณ์ทั้งหมดที่ทำงานบนหลักการเดียวกันกับเครื่องส่งสัญญาณ สัญญาณดิจิตอลได้รับการป้องกันอย่างน่าเชื่อถือโดยรหัสมันเป็นการยากที่จะดักจับมันถ้ามันไม่ได้มีไว้สำหรับคุณ