Сигналы используются для передачи информации от одного устройства к другому. В электротехнике это считается фундаментальным показателем, который представляет информацию. Если рассматривать понятие с точки зрения математики, сигнал представляет собой функцию, передающую информацию. При этом отличия аналогового сигнала от цифрового известны далеко не всем людям.
Виды сигналов
Сегодня известно несколько разновидностей сигналов, передающих информацию. Каждый из них имеет свои особенности. Это требуется принимать во внимание при выборе конкретных устройств и девайсов.
Аналоговый
Если говорить простым языком, запах, вкус, слух воспринимаются людьми в виде аналоговых сигналов. Мозг управляет органами и получает от них сведения в аналоговом виде. Все данные в природы распространяются именно так.
В электронике аналоговый сигнал базируется на передаче электричества. Конкретным параметрам напряжения отвечают частота и амплитуда звука, оттенок и насыщенность света. Это означает, что звук или информация представляют собой аналоги электрического напряжения.
Аналоговым называют непрерывный сигнал, который со временем изменяется. Этот параметр сложно анализировать, поскольку для него характерно большое количество значений. В структуру входят положительные и отрицательные значения. К тому же аналоговое устройство отличается высоким потреблением энергии. Обычно аналоговые сигналы отличаются тенденцией к снижению качества передачи в силу искажения. В качестве типичного примера такого сигнала в жизни людей стоит привести человеческий голос.
Цифровой
Цифровой сигнал является прерывистым и дискретным. Для него характерна форма прямоугольной волны. Эта величина представляет информацию в двоичной форме, состоящей из нулей и единиц. При этом 1 – это высокие значения, а 0 – низкие. Для этих сигналов не характерны отрицательные значения, чем они и отличаются от аналоговых.
Применение аналоговых параметров для связи часто становится причиной проблем. Так, сложно устанавливать связь на внушительные расстояния. Это обусловлено наличием помех и искажением. Цифровые сигналы считаются прекрасным решением. Они в меньшей степени подвергаются искажениям. Таким образом, аналоговые значения трансформируются в цифровые для более точной и четкой связи. Современные смартфоны, компьютеры и прочие девайсы работают с использованием цифровых сигналов.
Для приведения аналоговой информации в цифровую форму применяются специальные устройства. Для этого используют DSP, или digital signal processor. Он присутствует во всех цифровых устройствах. Первые изделия были придуманы еще в семидесятые годы двадцатого века. Методики и алгоритмы постоянно изменяются и улучшаются, однако принцип остается неизменным – аналоговая информация трансформируется в цифровую.
Обработка и распространение цифрового сигнала определяется параметрами процессора. При этом имеют значение разрядность и скорость. Чем выше эти показатели, тем более качественным будет сигнал. Скорость приводится в MIPS. У качественных процессоров она достигает нескольких десятков. Именно от скорости зависит качество изображения в телевизоре и звука в динамике.
Ключевые отличия
Рассматриваемые виды технологий характеризуются рядом особенностей и отличий. В этом требуется разбираться многим современным людям.
По способу передачи данных
Один сигнал отличается от другого по особенностям передачи информации. К примеру, звук и изображение представляют собой аналоговые сигналы. Камера и микрофон воспринимают окружающую действительность, трансформируя ее в электромагнитные колебания. На частоту колебаний на выходе влияет частота звука и света. На амплитуде передачи отражаются яркость и громкость.
Картинка и звук, которые трансформируются в электромагнитные колебания, передаются в пространство при помощи антенны. При этом в приемнике протекает обратный процесс трансформации электромагнитных колебаний в видео и звук.
Распространение электромагнитных колебаний может нарушаться из-за грозы, рельефа, облаков. Также к возможным помехам относят ветер и рельеф местности. Частота и амплитуда часто подвергаются искажениям. Как следствие, сигнал от передатчика к приемнику поступает с изменениями.
Изображение и голос аналогового сигнала воспроизводятся с искажениями, которые связаны с помехами. При этом фоном могут быть хрипы, искажение цветов, шипение. Чем ниже качество приема, тем более четкими получаются посторонние эффекты. Если информация дошла, то ее хотя бы как-то удается увидеть и услышать.
При цифровой передаче звук и изображение перед выходом в эфир оцифровываются. Потому к приемнику они поступают без искажений. При этом воздействие внешних факторов является минимальным. Цвет и звук имеют высокое качество или их вообще нет.
Сигнал обязательно передается на определенное расстояние. Однако для передачи на внушительную дистанцию требуется целый ряд ретранслирующих устройств. Потому для распространения сотового сигнала антенны располагают максимально близко друг к другу.
По применению
Разница между рассматриваемыми типами сигналов затрагивает и сферу их применения. Прежде всего, их используют при создании вычислительной техники. Впервые аналоговые устройства для вычислений придумали еще в тридцатые годы прошлого века. Они представляли собой весьма примитивные приборы, которые предназначались для реализации специализированных задач. Аналоговые компьютеры были придуманы в сороковых годах, а получили широкое распространение – в шестидесятых.
Иногда аналоговые компьютеры применяют и сегодня. Они могут использоваться для решения задач, в которых точность обмена результатами вычислений не особенно важна. При этом в начале двадцать первого века на смену аналоговым пришли цифровые технологии. При создании вычислительной техники смешанные аналоговые и цифровые сигналы используют только для обработки информации на основе ряда микросхем.
Если рассматривать сферу звукозаписи и телефонии, тут тоже имеются особенности. Аналоговые технологии применяются в виниловых пластинках и магнитных лентах. Такие изделия выпускают по сей день. Они весьма востребованы у целого ряда ценителей.
Еще одним примером рассматриваемых технологий являются микшеры и синтезаторы звука. При этом сегодня для изготовления таких устройств преимущественно применяют цифровые технологии. Использование аналоговых сигналов обычно связано с предрассудками и привычками. Бытует мнение, что цифровая запись пока не сумела добиться требуемого эффекта полноценной передачи музыки. Он характерен только для аналоговых технологий.
Преимущества и недостатки
Каждая из рассматриваемых величин отличается определенными преимуществами и недостатками.
У аналогового сигнала
Плюсом этого вида сигнала считается то, что именно в аналоговом виде люди воспринимают звуки. Несмотря на то, что слуховая система людей трансформирует звуковой поток в цифровой вид и именно в таком виде он попадает в мозг, современные устройства не позволяют в таком виде напрямик подключать источники звука.
Минусом аналог-сигнала считается ограничение возможностей по его хранению и передаче. В случае записи на виниловую пластинку или магнитную ленту качественные характеристики звучания будут зависеть от параметров материала. Спустя некоторое время лента теряет свои магнитные свойства, что приводит к ухудшению качества записанного звука. По мере увеличения числа считываний носитель разрушается. При этом перезапись вносит ряд искажений.
У цифрового
Минусом цифры считается то, что звук в таком виде представляет собой промежуточный этап. На точность итогового аналогового сигнала влияет точность описания звуковой волны при помощи координат. Чем больше точек используется, тем точнее получится волна. Однако по сей день нет одного мнения, какое число координат является достаточным.
При этом цифровые технологии обладают и большим количеством преимуществ. Главным плюсом считается высокое качество звука и изображения, которое передается. К тому же цифровое телевидение позволяет просматривать большое число телеканалов – до 130. К тому же цифра позволяет просматривать телеканалы в HD-качестве. Для этого только требуется иметь Cam-модуль. Аналоговые технологии не могут похвастаться такими высокими параметрами.
Что лучше использовать
При выборе конкретного варианта для использования требуется учитывать следующее:
- Аналоговый сигнал часто искажают помехи. При этом цифровой помехи полностью забивают или он приходит без искажений. Потому поступающая информация получается качественной или вообще отсутствует.
- Аналоговый сигнал могут воспринимать все девайсы, которые функционируют по такому же принципу, что и передатчик. Цифра надежно защищена кодом. Ее сложно перехватить случайно.
- Аналоговую информацию, которая записана непосредственно на винил или аудиокассету, нельзя перезаписать без потери качества. При этом волну в цифровом представлении удается скопировать максимально точно – бит в бит. Потому перезаписанная информация получается очень качественной и не уступает оригиналу.
Аналоговые и цифровые сигналы характеризуются множеством особенностей и отличий. Разница между ними заключается в способах распространения информации и сферах применения. Также есть определенные отличия в качественных характеристиках поступающей информации. Это рекомендуется учитывать при выборе конкретных девайсов.
Рекомендуем также почитать
Каналы кабельного телевидения – это цифровые или аналоговые, в чем разница
В чем разница между активным и пассивным сабвуферами и какой лучше
Чем ресивер отличается от усилителя, разница в звучании и сравнение
В чем разница между DVI i и DVI D, есть ли отличия – сравнение форматов
В чем разница между моно и стерео и какой звук лучше, отличия
В чем отличия между моноблоком и усилителем и что лучше для сабвуфера
В чем отличия между модемом и роутером, разница и что лучше
В чем разница между коммутатором или свитчем и маршрутизатором, отличия
