Рубрики
Начинающим электрикам

Цифровой и аналоговый сигнал: в чем сходство и различие, плюсы и недочеты?

Когда имеешь дело с теле- и радиовещанием, также современными видами связи, очень нередко приходится сталкиваться с такими определениями, как «аналоговый сигнал» и «цифровой сигнал»

Цифровой и аналоговый сигнал: в чем сходство и различие, плюсы и недочеты?Когда имеешь дело с теле- и радиовещанием, также современными видами связи, очень нередко приходится сталкиваться с такими определениями, как «аналоговый сигнал» и «цифровой сигнал». Для профессионалов в этих словах нет никакой потаенны, но для людей малосведущих разница меж «цифрой» и «аналогом» может быть совершенно неизвестной. А меж тем разница есть и очень значимая.

Когда мы говорим о сигнале, то обычно подразумеваем электрические колебания, наводящие ЭДС и вызывающие колебания тока в антенне приемника. По этим колебаниям приемное устройство — телек, радиоприемник, рация либо мобильник — составляет «представление» о том, какое изображение вывести на экран (при наличии видеосигнала) и какими звуками этот видеосигнал сопроводить.

В любом случае сигнал радиостанции либо вышки мобильной связи может стать как в цифровой, так и в аналоговой форме. Ведь, например, сам по для себя звук — это аналоговый сигнал. На радиостанции звук, воспринимаемый микрофоном, преобразуется в уже упоминавшиеся электрические колебания. Чем выше частота звука — тем выше частота колебаний на выходе, а чем громче гласит диктор — тем больше амплитуда.

Получившиеся электрические колебания, либо волны, распространяются в пространстве при помощи передаточной антенны. Чтоб эфир не забивался низкочастотными помехами, и чтоб у различных радиостанций была возможность работать параллельно, не мешая друг дружке, колебания, получившиеся от воздействия звука, суммируют, другими словами «накладывают» на другие колебания, имеющие постоянную частоту. Последнюю частоту принято именовать «несущей», и конкретно на ее восприятие мы настраиваем собственный радиоприемник, чтоб «поймать» аналоговый сигнал радиостанции.

В приемнике происходит оборотный процесс: несущая частота отделяется, а электрические колебания, приобретенные антенной, преобразуются в колебания звука, и из динамика слышится знакомый глас диктора.

В процессе передачи звукового сигнала от радиостанции к приемнику может произойти всякое. Могут появиться посторонние помехи, частота и амплитуда могут поменяться, что, конечно, отразится на звуках, издаваемых радиоприемником. В конце концов, и сами передатчик и приемник во время преобразования сигнала заносят некую погрешность. Потому звук, воспроизводимый аналоговым радиоприемником, всегда имеет некие преломления. Глас может полностью воспроизводиться, невзирая на конфигурации, но фоном будет шипение либо даже какие-то хрипы, вызванные помехами. Чем наименее уверенным будет прием, тем громче и отчетливее будут эти посторонние шумовые эффекты.

Вприбавок эфирный аналоговый сигнал имеет очень слабенькую степень защиты от стороннего доступа. Для публичных радиостанций это, естественно, не имеет никакого значения. Но во время использования первыми мобильными телефонами был один противный момент, связанный с тем, что практически хоть какой сторонний радиоприемник мог быть просто настроен на подходящую волну для подслушивания вашего телефонного разговора.

Такие недочеты есть у аналогового эфирного вещания. Из-за их, например, телевидение в относительно скором времени обещает стать стопроцентно цифровым.

Цифровой и аналоговый сигнал: в чем сходство и различие, плюсы и недочеты?Цифровая связь и вещания числятся более защищенными от помех и от наружных воздействий. Все дело в том, что при использовании «цифры» аналоговый сигнал с микрофона на передающей станции зашифровывается в цифровой код. Нет, естественно, в окружающее место не распространяется поток цифр и чисел. Просто звуку определенной частоты и громкости присваивается код из радиоимпульсов. Длительность и частота импульсов задана заблаговременно — она одна и у передатчика, и у приемника. Наличие импульса соответствует единице, отсутствие — нулю. Потому такая связь и получила заглавие «цифровая».

Устройство, модифицирующее аналоговый сигнал в цифровой код, именуется аналого-цифровым преобразователем (АЦП). А устройство, установленное в приемнике, и модифицирующее код в аналоговый сигнал, соответственный голосу вашего знакомого в динамике мобильника эталона GSM, именуется «цифро-аналоговый преобразователь» (ЦАП).

Во время передачи цифрового сигнала ошибки и преломления фактически исключены. Если импульс станет малость посильнее, продолжительнее, либо напротив, то он все равно будет распознан системой как единица. А нуль остается нулем, даже если на его месте возникнет некий случайный слабенький сигнал. Для АЦП и ЦАП не существует других значений, как 0,2 либо 0,9 — только нуль и единица. Потому помехи на цифровую связь и вещание практически не оказывают воздействия.

Более того, «цифра» является и поболее защищенной от стороннего доступа. Ведь, чтоб ЦАП устройства сумел расшифровать сигнал, нужно, чтоб он «знал» код расшифровки. АЦП совместно с сигналом может передавать и цифровой адресок устройства, избранного в качестве приемника. Таким макаром, даже если радиосигнал и будет перехвачен, он не сумеет быть распознан из-за отсутствия как минимум части кода. Это в особенности животрепещуще для мобильной сотовой связи.

Итак, вот отличия цифрового и аналогового сигналов:

1) Аналоговый сигнал может быть искажен помехами, а цифровой сигнал может быть либо забит помехами совершенно, либо приходить без искажений. Цифровой сигнал либо точно есть, либо стопроцентно отсутствует (либо нуль, либо единица).

2) Аналоговый сигнал доступен для восприятия всеми устройствами, работающими по тому же принципу, что и передатчик. Цифровой сигнал накрепко защищен кодом, его тяжело перехватить, если вам он не предназначается.

Александр Молоков