Het signaal wordt analoog genoemd. Analoge, discrete en digitale signalen

Een analoog signaal is een functie van een continu argument (tijd). Als de grafiek periodiek wordt onderbroken, zoals bijvoorbeeld gebeurt bij een reeks pulsen, hebben we het al over een zekere discretie van de burst.

Geschiedenis van de term

Computertechniek

Als je goed kijkt, staat er nergens waar de definitie ter wereld kwam - analoog. In het Westen wordt de term al sinds de jaren veertig gebruikt door computerprofessionals. Het was tijdens de Tweede Wereldoorlog dat de eerste computersystemen, digitaal genoemd, verschenen. En om onderscheid te maken, moesten we nieuwe scheldwoorden bedenken.

Het concept van analoog kwam pas begin jaren 80 in de wereld van huishoudelijke apparaten terecht, toen de eerste Intel-processors uitkwamen en de wereld met speelgoed speelde op de ZX-Spectrum. Tegenwoordig kun je een emulator voor apparaten op internet krijgen. De gameplay vereiste buitengewoon doorzettingsvermogen, behendigheid en uitstekende reactie. Samen met kinderen verzamelden volwassenen ook dozen en versloegen vijandige aliens. Moderne games zijn veel inferieur aan de vroege vogels die al een tijdje de hoofden van spelers veroverden.

Geluidsopname en telefonie

Aan het begin van de jaren 80 begon popmuziek met elektronische verwerking te verschijnen. De muziektelegraaf werd in 1876 aan het publiek gepresenteerd, maar kreeg geen erkenning. Populaire muziek spreekt een publiek aan in de breedste zin van het woord. De telegraaf was in staat één enkele noot te produceren en deze over een afstand uit te zenden, waar deze werd weergegeven door een speciaal ontworpen luidspreker. En hoewel de Beatles een elektronisch orgel gebruikten om Sergeant Pepper te creëren, werd de synthesizer eind jaren zeventig in gebruik genomen. Het instrument werd al halverwege de jaren 80 echt populair en digitaal: denk aan Modern Talking. Eerder werden analoge synthesizers gebruikt, te beginnen met Novachord in 1939.

De gemiddelde burger hoefde dus geen onderscheid te maken tussen analoge en digitale technologieën totdat deze laatste stevig verankerd raakten in het dagelijks leven. Het woord analoog is sinds begin jaren 80 in het publieke domein. Wat de oorsprong van de term betreft, wordt traditioneel aangenomen dat de indicator is ontleend aan telefonie en later is gemigreerd naar geluidsopname. Analoge trillingen worden rechtstreeks naar de luidspreker gevoerd en de stem is onmiddellijk hoorbaar. Het signaal is vergelijkbaar met menselijke spraak en wordt een elektrisch analoog.

Als je een digitaal signaal op de luidspreker aanbrengt, hoor je een onbeschrijfelijke kakofonie van tonen van verschillende tonen. Deze ‘toespraak’ is bekend bij iedereen die programma’s en spelletjes van magneetband in het computergeheugen heeft geladen. Het ziet er niet uit als een menselijke, omdat het digitaal is. Wat het discrete signaal betreft, wordt het in de eenvoudigste systemen rechtstreeks naar de luidspreker gevoerd, die als integrator dient. Het succes of falen van een onderneming hangt volledig af van correct geselecteerde parameters.

Tegelijkertijd verscheen de term in geluidsopnamen, waarbij muziek en stem rechtstreeks van de microfoon naar de band gingen. Magnetische opname is een analoog geworden van echte artiesten. Vinylplaten zijn als muzikanten en worden nog steeds beschouwd als het beste medium voor welke composities dan ook. Hoewel ze een beperkte levensduur hebben. Cd's bevatten tegenwoordig vaak digitale audio die wordt gedecodeerd door een decoder. Volgens Wikipedia begon het nieuwe tijdperk in 1975 (en.wikipedia.org/wiki/History_of_sound_recording).

Elektrische metingen

Bij een analoog signaal is er een evenredigheid tussen de spanning of stroom en de respons op het afspeelapparaat. Er wordt dan aangenomen dat de term afkomstig is van het Griekse analogos. Wat betekent proportioneel? De vergelijking is echter vergelijkbaar met die hierboven: het signaal is vergelijkbaar met een stem die door luidsprekers wordt weergegeven.

Bovendien wordt in de technologie een andere term gebruikt om naar analoge signalen te verwijzen: continu. Dat komt overeen met de hierboven gegeven definitie.

algemene informatie

Signaal energie

Zoals uit de definitie volgt, heeft een analoog signaal oneindige energie en is het niet beperkt in de tijd. Daarom worden de parameters gemiddeld. De 220 V die in de stopcontacten aanwezig is, wordt om de aangegeven reden de effectieve waarde genoemd. Daarom worden effectieve (gemiddeld over een bepaald interval) waarden gebruikt. Het is al duidelijk dat het stopcontact een analoog signaal bevat met een frequentie van 50 Hz.

Als het om discretie gaat, worden eindige waarden gebruikt. Wanneer u bijvoorbeeld een verdovingspistool koopt, moet u ervoor zorgen dat de impactenergie een bepaalde waarde, gemeten in joule, niet overschrijdt. Anders zullen er problemen zijn met het gebruik of de inspectie. Omdat het verdovingspistool, uitgaande van een specifieke energiewaarde, alleen wordt gebruikt door speciale troepen, met een vastgestelde bovengrens. Al het andere is in principe illegaal en kan bij gebruik de dood tot gevolg hebben.

De pulsenergie wordt gevonden door de stroom en spanning te vermenigvuldigen met de duur. En dit toont de eindigheid van de parameter voor discrete signalen. Digitale sequenties zijn ook te vinden in de technologie. Een digitaal signaal verschilt van een discreet signaal door strikt gespecificeerde parameters:

1. Duur.
2. Amplitude.
3. De aanwezigheid van twee gespecificeerde toestanden: 0 en 1.
4. Machinebits 0 en 1 worden toegevoegd tot woorden die vooraf zijn overeengekomen en begrijpelijk zijn voor de deelnemers (montagetaal).

Wederzijdse signaalconversie

Een aanvullende definitie van een analoog signaal is de schijnbare willekeur ervan, de afwezigheid van zichtbare regels of de gelijkenis met bepaalde natuurlijke processen. Een sinusgolf kan bijvoorbeeld de rotatie van de aarde om de zon beschrijven. Dit is een analoog signaal. In de circuit- en signaaltheorie wordt een sinusoïde weergegeven door een roterende amplitudevector. En de fase van stroom en spanning is anders - dit zijn twee verschillende vectoren, die aanleiding geven tot reactieve processen. Wat wordt waargenomen in inductoren en condensatoren.

Uit de definitie volgt dat een analoog signaal gemakkelijk kan worden omgezet in een discreet signaal. Elke schakelende voeding snijdt de ingangsspanning van het stopcontact in bundels. Bijgevolg houdt het zich bezig met het omzetten van een analoog signaal met een frequentie van 50 Hz in discrete ultrasone bursts. Door de snijparameters te variëren, past de voeding de uitgangswaarden aan de eisen van de elektrische belasting aan.

In een radiogolfontvanger met een amplitudedetector vindt het omgekeerde proces plaats. Nadat het signaal is gelijkgericht, worden op de diodes pulsen met verschillende amplitudes gevormd. De informatie bevindt zich in de envelop van een dergelijk signaal, de lijn die de hoekpunten van het pakket verbindt. Het filter zet discrete pulsen om in analoge waarden. Het principe is gebaseerd op de integratie van energie: tijdens de periode van aanwezigheid van spanning neemt de lading van de condensator toe, waarna in het interval tussen de pieken de stroom wordt gevormd als gevolg van de eerder geaccumuleerde toevoer van elektronen. De resulterende golf wordt naar een basversterker gevoerd en later naar luidsprekers, waar het resultaat door anderen te horen is.

Het digitale signaal wordt anders gecodeerd. Daar zit de pulsamplitude in het machinewoord. Het bestaat uit enen en nullen, decodering is vereist. De bewerking wordt uitgevoerd door elektronische apparaten: grafische adapter, softwareproducten. Iedereen heeft K-Lite-codecs van internet gedownload, dit is het geval. De bestuurder is verantwoordelijk voor het decoderen van het digitale signaal en het converteren ervan voor uitvoer naar luidsprekers en display.

Er is geen reden tot verwarring wanneer een adapter een 3D-versneller wordt genoemd en omgekeerd. De eerste converteert alleen het geleverde signaal. Zo zit er achter de DVI digitale ingang altijd een adapter. Het behandelt alleen het converteren van getallen uit enen en nullen voor weergave op de schermmatrix. Haalt informatie op over helderheid en RGB-pixelwaarden. Wat de 3D-versneller betreft: het apparaat kan (maar is niet vereist) een adapter bevatten, maar de hoofdtaak is complexe berekeningen voor het construeren van driedimensionale afbeeldingen. Met deze techniek kunt u de centrale processor ontlasten en de werking van uw pc versnellen.

Het analoog naar digitaal signaal wordt omgezet in een ADC. Dit gebeurt in de software of in de chip. Sommige systemen combineren beide methoden. De procedure begint met het nemen van monsters die binnen een bepaald gebied passen. Wanneer elk woord wordt getransformeerd, wordt het een machinewoord dat het berekende cijfer bevat. Vervolgens worden de meetwaarden in pakketten verpakt, waardoor ze naar andere abonnees van het complexe systeem kunnen worden verzonden.

De bemonsteringsregels worden genormaliseerd door de stelling van Kotelnikov, die de maximale bemonsteringsfrequentie weergeeft. Vaker is het verboden om af te tellen, omdat informatie verloren gaat. Simpel gezegd wordt een zesvoudige overschrijding van de bemonsteringsfrequentie boven de bovengrens van het signaalspectrum voldoende geacht. Een groter aanbod wordt gezien als een bijkomend voordeel, waardoor een goede kwaliteit gegarandeerd is. Iedereen heeft wel eens indicaties gezien van de sampling rate van geluidsopnames. Meestal ligt de instelling boven 44 kHz. De reden zijn de eigenaardigheden van het menselijk gehoor: de bovengrens van het spectrum is 10 kHz. Daarom is een bemonsteringsfrequentie van 44 kHz voldoende voor een middelmatige geluidsoverdracht.

Verschil tussen discreet en digitaal signaal

Ten slotte neemt een mens meestal analoge informatie van de buitenwereld waar. Als het oog een flitsend licht ziet, zal het perifere zicht het omringende landschap vastleggen. Het uiteindelijke effect lijkt dus niet discreet te zijn. Natuurlijk is het mogelijk om te proberen een andere perceptie te creëren, maar dit is moeilijk en zal volkomen kunstmatig blijken te zijn. Dit is de basis voor het gebruik van morsecode, die bestaat uit punten en streepjes die gemakkelijk te onderscheiden zijn tegen het achtergrondgeluid. De discrete slagen van een telegraaftoets zijn moeilijk te verwarren met natuurlijke signalen, zelfs als er sprake is van sterke ruis.

Op dezelfde manier zijn digitale lijnen in de technologie geïntroduceerd om interferentie te elimineren. Elke videoliefhebber probeert een gecodeerde kopie van de film in maximale resolutie te krijgen. Digitale informatie kan zonder de minste vervorming over lange afstanden worden verzonden. Regels die aan beide kanten bekend zijn voor de vorming van vooraf overeengekomen woorden worden assistenten. Soms wordt overtollige informatie in een digitaal signaal ingebed, waardoor fouten kunnen worden gecorrigeerd of opgespoord. Dit elimineert misvattingen.

Pulssignalen

Om preciezer te zijn: discrete signalen worden gegeven door metingen op bepaalde tijdstippen. Het is duidelijk dat een dergelijke reeks in werkelijkheid niet wordt gevormd vanwege het feit dat de stijging en daling een eindige lengte hebben. De impuls wordt niet onmiddellijk overgedragen. Daarom wordt het spectrum van de reeks niet als discreet beschouwd. Dit betekent dat het signaal niet zo kan worden genoemd. In de praktijk zijn er twee klassen:

1. Analoge pulssignalen - waarvan het spectrum wordt bepaald door de Fourier-transformatie en dus continu is, althans in bepaalde gebieden. Het resultaat van de werking van spanning of stroom op een circuit wordt gevonden door de convolutiebewerking.
2. Discrete pulssignalen laten ook een discreet spectrum zien, waarbij bewerkingen worden uitgevoerd via discrete Fourier-transformaties. Daarom wordt ook discrete convolutie gebruikt.

Deze verduidelijkingen zijn belangrijk voor literatoren die hebben gelezen dat pulssignalen analoog kunnen zijn. Discreet zijn genoemd naar de kenmerken van het spectrum. De term analoog wordt gebruikt om onderscheid te maken. Het epitheton continu is van toepassing, zoals hierboven al vermeld, en in verband met de kenmerken van het spectrum.

Verduidelijking: alleen het spectrum van een oneindige reeks pulsen wordt als strikt discreet beschouwd. Voor een pakket zijn de harmonische componenten altijd vaag. Zo'n spectrum lijkt op een reeks amplitudegemoduleerde pulsen.

De gemiddelde mens denkt niet na over de aard van signalen, maar soms wel over het verschil tussen analoge en digitale uitzendingen of formaten. Standaard wordt aangenomen dat analoge technologieën tot het verleden behoren en binnenkort volledig zullen worden vervangen door digitale technologieën. Het is de moeite waard om te weten wat we opgeven ten gunste van nieuwe trends.

Analoog signaal- een datasignaal dat wordt beschreven door continue functies van de tijd, dat wil zeggen dat de oscillatie-amplitude elke waarde binnen het maximum kan aannemen.

Digitaal signaal- een datasignaal dat wordt beschreven door discrete tijdfuncties, dat wil zeggen dat de amplitude van oscillaties alleen strikt gedefinieerde waarden aanneemt.

In de praktijk kunnen we hierdoor stellen dat een analoog signaal gepaard gaat met een grote hoeveelheid ruis, terwijl een digitaal signaal dit met succes wegfiltert. Deze laatste is in staat de originele gegevens te herstellen. Bovendien bevat een continu analoog signaal vaak veel onnodige informatie, wat tot redundantie leidt: er kunnen meerdere digitale signalen worden verzonden in plaats van één analoog signaal.

Als we het over televisie hebben, en het is dit gebied dat de meeste consumenten zorgen baart met de overgang naar ‘digitaal’, dan kunnen we het analoge signaal als volledig achterhaald beschouwen. Voorlopig kunnen analoge signalen echter worden ontvangen door alle apparatuur die voor dit doel is ontworpen, terwijl voor digitale signalen speciale apparatuur nodig is. Het is waar dat er door de verspreiding van digitale televisie steeds minder analoge televisies zijn en dat de vraag ernaar catastrofaal afneemt.

Een ander belangrijk kenmerk van een signaal is veiligheid. In dit opzicht demonstreert analoog volledige weerloosheid tegen invloeden of indringers van buitenaf. De digitale wordt gecodeerd door er een code uit radiopulsen aan toe te wijzen, zodat eventuele interferentie wordt uitgesloten. Het is moeilijk om digitale signalen over lange afstanden te verzenden, daarom wordt een modulatie-demodulatieschema gebruikt.

Conclusie website

1. Het analoge signaal is continu, het digitale signaal is discreet.
2. Bij het verzenden van een analoog signaal bestaat er een groter risico op verstopping van het kanaal door interferentie.
3. Het analoge signaal is redundant.
4. Het digitale signaal filtert interferentie weg en herstelt de originele gegevens.
5. Het digitale signaal wordt gecodeerd verzonden.
6. Er kunnen meerdere digitale signalen worden verzonden in plaats van één analoog signaal.

Digitaal circuitontwerp is de belangrijkste discipline die wordt bestudeerd in alle hogere en secundaire onderwijsinstellingen die specialisten in elektronica opleiden. Ook een echte radioamateur moet goed thuis zijn in deze problematiek. Maar de meeste boeken en leerboeken zijn geschreven in een taal die erg moeilijk te begrijpen is, en het zal voor een beginnende elektronica-ingenieur (misschien een scholier) moeilijk zijn om nieuwe informatie te leren. Een reeks nieuwe educatieve materialen van Master Keith is ontworpen om deze leemte op te vullen: onze artikelen bespreken complexe concepten in de eenvoudigste woorden.

8.1. Analoge en digitale signalen

Eerst moet je begrijpen hoe analoge schakelingen verschillen van digitale schakelingen. En het belangrijkste verschil zit in de signalen waarmee deze circuits werken.
Alle signalen kunnen in twee hoofdtypen worden verdeeld: analoog en digitaal.

Analoge signalen

Analoge signalen zijn voor ons het meest bekend. We kunnen zeggen dat de hele natuurlijke wereld om ons heen analoog is. Ons zicht en gehoor, evenals alle andere zintuigen, nemen binnenkomende informatie waar in analoge vorm, dat wil zeggen continu in de loop van de tijd. Overdracht van geluidsinformatie - menselijke spraak, geluiden van muziekinstrumenten, gebrul van dieren, natuurgeluiden, enz. – ook uitgevoerd in analoge vorm.
Om dit probleem nog beter te begrijpen, laten we een analoog signaal tekenen (Fig. 1):

Figuur 1. Analoog signaal

We zien dat het analoge signaal continu is in tijd en amplitude. U kunt op elk moment de exacte waarde van de amplitude van het analoge signaal bepalen.

Digitale signalen

Laten we de signaalamplitude niet constant analyseren, maar discreet, met vaste intervallen. Bijvoorbeeld één keer per seconde, of vaker: tien keer per seconde. Hoe vaak we dit doen, wordt de samplingfrequentie genoemd: één keer per seconde - 1 Hz, duizend keer per seconde - 1000 Hz of 1 kHz.

Laten we voor de duidelijkheid grafieken tekenen van analoge (boven) en digitale (onder) signalen (Fig. 2):

Fig. 2. Analoog signaal (boven) en zijn digitale kopie (onder)

We zien dat we bij elk momentaan tijdsinterval de momentane digitale waarde van de signaalamplitude kunnen achterhalen. We weten niet wat er met het signaal gebeurt (volgens welke wet het verandert, wat de amplitude is) tussen de “controle”-intervallen; deze informatie gaat voor ons verloren. Hoe minder vaak we het signaalniveau controleren (hoe lager de bemonsteringsfrequentie), hoe minder informatie we hebben over het signaal. Het tegenovergestelde is uiteraard ook waar: hoe hoger de bemonsteringsfrequentie, hoe beter de kwaliteit van de signaalpresentatie. Als we de bemonsteringsfrequentie tot oneindig verhogen, krijgen we vrijwel hetzelfde analoge signaal.
Betekent dit dat een analoog signaal überhaupt beter is dan een digitaal signaal? In theorie misschien wel ja. Maar in de praktijk werken moderne analoog-digitaalomzetters (ADC's) met zo'n hoge bemonsteringssnelheid (tot enkele miljoenen monsters per seconde) en beschrijven ze het analoge signaal in digitale vorm zo kwalitatief dat de menselijke zintuigen (ogen, oren) dit kunnen doen. voelen niet langer het verschil tussen het originele signaal en het digitale model. Een digitaal signaal heeft een heel belangrijk voordeel: het is gemakkelijker om via draden te verzenden of radiogolven hebben geen significant effect op een dergelijk signaal. Daarom zijn alle moderne mobiele communicatie-, televisie- en radio-uitzendingen digitaal.

De onderste grafiek in Fig. 2 is gemakkelijk voor te stellen in een andere vorm - als een lange reeks van een paar getallen: tijd/amplitude. En cijfers zijn precies wat digitale circuits nodig hebben. Het is waar dat digitale circuits het liefst werken met getallen in een speciale weergave, maar daar zullen we in de volgende les over praten.

Nu kunnen we belangrijke conclusies trekken:

Het digitale signaal is discreet, het kan alleen voor individuele momenten worden bepaald;
- hoe hoger de bemonsteringsfrequentie, hoe beter de nauwkeurigheid van de digitale signaalweergave.

Met deze woorden begon Johannes zijn Evangelie, waarin hij tijden buiten de grenzen van onze jaartelling beschreef. We beginnen dit artikel met niet minder pathos, en verklaren in alle ernst dat er op het gebied van de omroep ‘in het begin een signaal was’.

Bij televisie is, net als bij alle elektronica, het signaal de basis. Als we het erover hebben, bedoelen we elektromagnetische oscillaties die zich met behulp van een zendantenne in de lucht voortplanten en stroomschommelingen in de ontvangstantenne veroorzaken. De uitzendgolf kan zowel in continue als gepulseerde vorm worden gepresenteerd, wat een aanzienlijke invloed heeft op het eindresultaat: de kwaliteit van de tv-ontvangst.

Wat is analoge televisie? Dit is televisie, voor iedereen bekend, die werd gezien door de ouders van onze ouders. Het wordt op een niet-gecodeerde manier uitgezonden, de basis is een analoog signaal en wordt ontvangen door een gewone analoge tv, die ons al sinds onze kindertijd bekend is. Momenteel wordt in veel landen het proces van het digitaliseren van het analoge signaal, en dus van de terrestrische televisie, uitgevoerd. In sommige Europese landen is dit proces al voltooid en is analoge televisie via de ether uitgeschakeld. Daar zijn redenen voor, die dit artikel suggereert te begrijpen.

Verschillen tussen een digitaal signaal en een analoog signaal

Voor de meeste mensen kan het verschil tussen een analoog en digitaal signaal behoorlijk subtiel zijn. En toch is hun verschil aanzienlijk en ligt het niet alleen in de kwaliteit van de televisie-uitzending.

Een analoog signaal zijn de ontvangen gegevens die we zien, horen en waarnemen als de wereld om ons heen. Deze methode voor het genereren, verwerken, verzenden en opnemen van signalen is traditioneel en nog steeds wijdverbreid. De gegevens worden omgezet in elektromagnetische golven, die de frequentie en intensiteit van de verschijnselen weerspiegelen volgens het principe van volledige correspondentie.

Een digitaal signaal is een reeks coördinaten die een elektromagnetische golf beschrijven, die zonder decodering niet ontoegankelijk is voor directe waarneming, omdat is een reeks elektromagnetische pulsen. Als ze het hebben over discretie en continuïteit van signalen, bedoelen ze respectievelijk ‘waarden nemen uit een eindige set’ en ‘waarden halen uit een oneindige set’.

Een voorbeeld van discretie zijn schoolcijfers, die waarden uit de set 1,2,3,4,5 aannemen. In feite wordt een digitaal videosignaal vaak gecreëerd door het digitaliseren van een analoog signaal.

Als we de theorie achter ons laten, kunnen we in werkelijkheid de volgende belangrijke verschillen tussen analoge en digitale signalen benadrukken:

1. analoge televisie is kwetsbaar voor interferentie die ruis introduceert, terwijl de digitale impuls ofwel volledig wordt geblokkeerd door interferentie en afwezig is, ofwel in zijn oorspronkelijke vorm arriveert.
2. Elk apparaat waarvan de werking gebaseerd is op hetzelfde principe als de uitzending van de zender, kan een analoog signaal ontvangen en lezen. De digitale golf is bedoeld voor een specifieke ‘geadresseerde’ en is daarom bestand tegen onderschepping veilig gecodeerd.

Beeldkwaliteit

De kwaliteit van het tv-beeld van analoge tv wordt grotendeels bepaald door de tv-standaard. Het frame met analoge uitzendingen omvat 625 lijnen met een beeldverhouding van 4x3. Zo geeft de oude kinescoop een beeld van televisielijnen weer, terwijl een digitaal beeld uit pixels bestaat.

Bij slechte ontvangst en interferentie gaat de tv ‘sneeuwen’ en sissen, waardoor de kijker geen beeld en geluid krijgt. In pogingen om deze situatie te verbeteren, werd dit ooit geïmplementeerd.

Andere opties

Ondanks de snelle ontwikkeling van de elektronische technologie en de voordelen van digitale signalen ten opzichte van analoge signalen, zijn er nog steeds gebieden waarop analoge technologie onmisbaar is, zoals professionele audioverwerking. Maar hoewel de originele opname misschien niet slechter is dan de digitale, zal deze na het bewerken en kopiëren onvermijdelijk ruis veroorzaken.

Hier volgt een reeks basisbewerkingen die kunnen worden uitgevoerd met een analoge stream:

• versterken en verzwakken;
• modulatie, gericht op het verminderen van de gevoeligheid voor interferentie, en demodulatie;
• filtering en frequentieverwerking;
• vermenigvuldigen, optellen en logaritme;
• het verwerken en wijzigen van de parameters van zijn fysieke grootheden.

Kenmerken van analoge en digitale televisie

Het kleinburgerlijke oordeel over de ineenstorting van de terrestrische tv en de overgang naar de omroeptechnologieën van de toekomst is enigszins oneerlijk, al was het maar omdat tv-kijkers de concepten vervangen: terrestrische en analoge tv. Onder terrestrische televisie wordt immers doorgaans verstaan ​​elke televisie-uitzending via een terrestrisch radiokanaal.

Zowel “analoog” als “digitaal” zijn typen terrestrische tv. Ondanks het feit dat analoge televisie verschilt van digitale televisie, is hun algemene uitzendprincipe identiek: een televisietoren zendt kanalen uit en garandeert alleen binnen een beperkte straal een signaal van hoge kwaliteit. Tegelijkertijd is de digitale dekkingsradius kleiner dan het bereik van de ongecodeerde stream, wat betekent dat repeaters dichter bij elkaar moeten worden geïnstalleerd.

Maar de mening dat ‘digitaal’ uiteindelijk ‘analoog’ zal overtreffen, is waar. TV-kijkers in veel landen zijn al “getuigen” geworden van de omzetting van een analoog signaal naar een digitaal signaal en kijken met veel plezier naar TV-programma’s in HD-kwaliteit.

Kenmerken van televisie-uitzendingen

Het bestaande terrestrische televisiesysteem maakt gebruik van analoge signalen om televisieproducten te verzenden. Ze planten zich voort door sterk oscillerende golven en bereiken aardse antennes. Om het dekkingsgebied van de uitzending te vergroten, worden repeaters geïnstalleerd. Hun functie is het concentreren en versterken van het signaal, door het naar externe ontvangers te verzenden. Signalen worden op een vaste frequentie verzonden, dus elk kanaal komt overeen met zijn eigen frequentie en wordt in numerieke volgorde aan de tv toegewezen.

Voor- en nadelen van digitale televisie-uitzendingen

Informatie die wordt verzonden met behulp van een digitale code bevat vrijwel geen fouten of vervormingen. Het apparaat dat het originele signaal digitaliseert, wordt een analoog-digitaalomzetter (ADC) genoemd.

Om pulsen te coderen wordt een systeem van enen en nullen gebruikt. Om de BCD-code te lezen en om te zetten, is in de ontvanger een apparaat ingebouwd dat een digitaal-naar-analoog-omzetter (DAC) wordt genoemd. Er zijn geen halve waarden voor zowel de ADC als de DAC, zoals 1,4 of 0,8.

Deze methode voor het versleutelen en verzenden van gegevens heeft ons een nieuw tv-formaat opgeleverd, dat veel voordelen biedt:

• het veranderen van de sterkte of lengte van de puls heeft geen invloed op de herkenning ervan door de decoder;
• uniforme uitzendingsdekking;
• in tegenstelling tot analoge uitzendingen worden de reflecties van obstakels van de geconverteerde uitzending opgeteld en wordt de ontvangst verbeterd;
• uitzendfrequenties worden efficiënter gebruikt;
• Kan worden ontvangen op analoge tv.

Verschil digitale televisie van analoog

De eenvoudigste manier om het verschil tussen analoge en digitale uitzendingen op te merken, is door de uiteindelijke kenmerken van beide technologieën in de vorm van een tabel weer te geven.

Gevoeligheid van de tv-antenne

Er bestaat geen universeel recept voor het kiezen van de ideale antenne, maar er zijn wel verplichte vereisten waaraan moet worden voldaan voordat deze analoge en digitale signalen kan ontvangen. Naarmate de afstand tot het uitzendobject groter wordt, nemen deze eisen toe. In het bijzonder de gevoeligheid van de ontvanger: zijn vermogen om televisiesignalen met een zwakke intensiteit op te vangen. Vaak zijn ze de oorzaak van een wazig beeld. Dit probleem kan worden opgelost met behulp van, wat de gevoeligheid van de antenne aanzienlijk verhoogt en de vraag wegneemt: hoe sluit je deze aan op digitale televisie? Dezelfde tv en dezelfde antenne, alleen een draadloze digitale tuner verschijnt in de buurt van de tv.

Wat is een antennestralingspatroon

Naast de gevoeligheid van de antenne is er een parameter die bepaalt in hoeverre deze energie kan focusseren. Het wordt directionele versterking of directiviteit genoemd en is de verhouding tussen de stralingsdichtheid in een bepaalde richting en de gemiddelde stralingsdichtheid.
Een grafische interpretatie van dit kenmerk is het antennestralingspatroon. In de kern is het een driedimensionale figuur, maar voor het gemak wordt deze uitgedrukt in twee vlakken die loodrecht op elkaar staan. Als u zo'n plat diagram bij de hand heeft en het vergelijkt met een kaart van het gebied, kunt u het antenne-ontvangstgebied plannen voor een analoog videosignaal. Ook uit deze grafiek kun je een aantal nuttige praktische kenmerken van de tv-antenne afleiden, zoals de intensiteit van zij- en achterstraling en de beschermingscoëfficiënt.

Welk signaal is beter

Erkend moet worden dat, ondanks de vele verbeteringen die zijn doorgevoerd op het gebied van de analoge representatie van informatie, deze manier van uitzenden zijn tekortkomingen heeft behouden. Deze omvatten vervorming tijdens verzending en ruis tijdens het afspelen.

Ook wordt de noodzaak om een ​​analoog signaal naar een digitaal signaal om te zetten veroorzaakt door de ongeschiktheid van de bestaande opnamemethode voor het opslaan van informatie in een halfgeleidergeheugen.

Helaas heeft bestaande tv vrijwel geen duidelijke voordelen ten opzichte van digitaal, waardoor de mogelijkheid wordt uitgesloten om een ​​signaal te ontvangen met een gewone tv-antenne en dit te delen tussen tv's.

Dagelijks worden mensen geconfronteerd met het gebruik van elektronische apparaten. Het moderne leven is onmogelijk zonder hen. We hebben het tenslotte over tv, radio, computer, telefoon, multicooker enzovoort. Voorheen, nog maar een paar jaar geleden, dacht niemand na over welk signaal er in elk werkend apparaat werd gebruikt. Nu bestaan ​​de woorden “analoog”, “digitaal”, “discreet” al heel lang. Sommige soorten signalen die worden vermeld, zijn van hoge kwaliteit en betrouwbaar.

Digitale transmissie werd veel later in gebruik genomen dan analoge. Dit komt door het feit dat een dergelijk signaal veel gemakkelijker te onderhouden is en dat de technologie op dat moment niet zo verbeterd was.

Iedereen komt de hele tijd het concept van ‘discretie’ tegen. Als je dit woord uit het Latijn vertaalt, betekent het ‘discontinuïteit’. Als we ver in de wetenschap duiken, kunnen we zeggen dat een discreet signaal een methode is voor het verzenden van informatie, wat een verandering in de tijd van het dragermedium impliceert. Dit laatste ontleent elke waarde aan alles wat mogelijk is. Nu verdwijnt de discretie naar de achtergrond, nadat de beslissing werd genomen om systemen op een chip te produceren. Ze zijn holistisch en alle componenten werken nauw met elkaar samen. In discretie is alles precies het tegenovergestelde: elk detail wordt voltooid en met andere verbonden via speciale communicatielijnen.

Signaal

Een signaal is een speciale code die door een of meer systemen de ruimte in wordt gestuurd. Deze formulering is algemeen.

Op het gebied van informatie en communicatie is een signaal een bijzondere gegevensdrager die wordt gebruikt om berichten te verzenden. Het kan worden gecreëerd, maar niet worden geaccepteerd; de laatste voorwaarde is niet noodzakelijk. Als het signaal een bericht is, wordt het ‘vangen’ ervan als noodzakelijk beschouwd.

De beschreven code wordt gespecificeerd door een wiskundige functie. Het karakteriseert alle mogelijke veranderingen in parameters. In de radiotechniektheorie wordt dit model als fundamenteel beschouwd. Daarin werd ruis een analoog van het signaal genoemd. Het vertegenwoordigt een functie van de tijd die vrijelijk interageert met de verzonden code en deze vervormt.

Het artikel beschrijft de soorten signalen: discreet, analoog en digitaal. Ook wordt kort de basistheorie over het beschreven onderwerp gegeven.

Soorten signalen

Er zijn verschillende signalen beschikbaar. Laten we eens kijken welke soorten er zijn.

1. Afhankelijk van het fysieke medium van de gegevensdrager worden elektrische, optische, akoestische en elektromagnetische signalen verdeeld. Er zijn nog een aantal andere soorten, maar die zijn weinig bekend.
2. Volgens de instellingsmethode worden signalen verdeeld in regelmatig en onregelmatig. De eerste zijn deterministische methoden voor gegevensoverdracht, die worden gespecificeerd door een analytische functie. Willekeurige worden geformuleerd met behulp van de waarschijnlijkheidstheorie, en ze nemen ook waarden aan in verschillende tijdsperioden.
3. Afhankelijk van de functies die alle signaalparameters beschrijven, kunnen datatransmissiemethoden analoog, discreet of digitaal zijn (een methode die qua niveau is gekwantiseerd). Ze worden gebruikt om veel elektrische apparaten van stroom te voorzien.

Nu kent de lezer alle soorten signaaloverdracht. Het zal voor niemand moeilijk zijn om ze te begrijpen; het belangrijkste is om een ​​beetje na te denken en de natuurkundecursus op school te onthouden.

Waarom wordt het signaal verwerkt?

Het signaal wordt verwerkt om informatie te verzenden en te ontvangen die daarin gecodeerd is. Als het eenmaal is geëxtraheerd, kan het op verschillende manieren worden gebruikt. In sommige situaties zal het opnieuw worden geformatteerd.

Er is nog een reden om alle signalen te verwerken. Het bestaat uit een lichte compressie van frequenties (om de informatie niet te beschadigen). Hierna wordt het geformatteerd en met lage snelheden verzonden.

Analoge en digitale signalen maken gebruik van speciale technieken. In het bijzonder filtering, convolutie, correlatie. Ze zijn nodig om het signaal te herstellen als het beschadigd is of ruis vertoont.

Schepping en vorming

Vaak is een analoog-naar-digitaalomzetter (ADC) nodig om signalen te genereren. Meestal worden beide alleen gebruikt in situaties waarin DSP-technologieën worden gebruikt. In andere gevallen is alleen het gebruik van een DAC voldoende.

Bij het maken van fysieke analoge codes met verder gebruik van digitale methoden vertrouwen ze op de ontvangen informatie, die wordt verzonden vanaf speciale apparaten.

Dynamisch bereik

Het wordt berekend op basis van het verschil tussen het hogere en lagere volumeniveau, uitgedrukt in decibel. Het hangt volledig af van het werk en de kenmerken van de uitvoering. We hebben het over zowel muzikale nummers als gewone dialogen tussen mensen. Nemen we bijvoorbeeld een omroeper die het nieuws voorleest, dan schommelt zijn dynamisch bereik rond de 25-30 dB. En tijdens het lezen van welk werk dan ook kan het oplopen tot 50 dB.

Analoog signaal

Een analoog signaal is een tijdcontinue methode voor gegevensoverdracht. Het nadeel is de aanwezigheid van ruis, wat soms leidt tot volledig verlies van informatie. Heel vaak doen zich situaties voor waarin het onmogelijk is om te bepalen waar de belangrijke gegevens zich in de code bevinden en waar er sprake is van gewone vervormingen.

Het is hierdoor dat digitale signaalverwerking grote populariteit heeft gewonnen en geleidelijk analoog vervangt.

Digitaal signaal

Een digitaal signaal is speciaal; het wordt beschreven door discrete functies. De amplitude ervan kan een bepaalde waarde aannemen ten opzichte van de reeds gespecificeerde waarden. Als een analoog signaal met een enorme hoeveelheid ruis kan aankomen, filtert een digitaal signaal het grootste deel van de ontvangen ruis weg.

Bovendien draagt ​​dit type datatransmissie informatie over zonder onnodige semantische belasting. Via één fysiek kanaal kunnen meerdere codes tegelijk worden verzonden.

Er zijn geen soorten digitale signalen, omdat het opvalt als een afzonderlijke en onafhankelijke methode voor gegevensoverdracht. Het vertegenwoordigt een binaire stroom. Tegenwoordig wordt dit signaal als het meest populair beschouwd. Dit komt door het gebruiksgemak.

Toepassing van digitaal signaal

Hoe verschilt een digitaal elektrisch signaal van andere? Omdat hij in staat is om volledige regeneratie in de repeater uit te voeren. Wanneer een signaal met de minste interferentie bij een communicatieapparatuur aankomt, verandert het onmiddellijk zijn vorm in digitaal. Hierdoor kan bijvoorbeeld een tv-toren weer een signaal genereren, maar zonder het ruiseffect.

Als de code met grote vervormingen arriveert, kan deze helaas niet worden hersteld. Als we analoge communicatie vergelijken, kan een repeater in een vergelijkbare situatie een deel van de gegevens extraheren, wat veel energie kost.

Bij het bespreken van mobiele communicatie van verschillende formaten is het bijna onmogelijk om te praten als er sterke vervorming is op een digitale lijn, omdat woorden of hele zinnen niet kunnen worden gehoord. In dit geval is analoge communicatie effectiever, omdat je een dialoog kunt blijven voeren.

Juist vanwege dergelijke problemen vormen repeaters heel vaak een digitaal signaal om de kloof in de communicatielijn te verkleinen.

Discreet signaal

Tegenwoordig gebruikt iedereen een mobiele telefoon of een soort “kiezer” op zijn computer. Eén van de taken van apparaten of software is het overbrengen van een signaal, in dit geval een spraakstroom. Om een ​​continue golf te transporteren, is een kanaal nodig met het hoogste doorvoerniveau. Daarom is er voor gekozen om een ​​discreet signaal te gebruiken. Het creëert niet de golf zelf, maar het digitale uiterlijk ervan. Waarom? Omdat de transmissie afkomstig is van technologie (bijvoorbeeld een telefoon of computer). Wat zijn de voordelen van deze vorm van informatieoverdracht? Met zijn hulp wordt de totale hoeveelheid verzonden gegevens verminderd en is batchverzending ook eenvoudiger te organiseren.

Het concept van ‘sampling’ wordt al lange tijd gestaag gebruikt in het werk van de computertechnologie. Dankzij dit signaal wordt er geen continue informatie verzonden, die volledig is gecodeerd met speciale symbolen en letters, maar gegevens verzameld in speciale blokken. Het zijn afzonderlijke en complete deeltjes. Deze coderingsmethode is al lang naar de achtergrond verbannen, maar is niet volledig verdwenen. Het kan worden gebruikt om eenvoudig kleine stukjes informatie over te dragen.

Vergelijking van digitale en analoge signalen

Bij het kopen van apparatuur denkt bijna niemand na over welke soorten signalen in dit of dat apparaat worden gebruikt, en nog meer over hun omgeving en aard. Maar soms moet je de concepten nog begrijpen.

Het is al lang duidelijk dat analoge technologieën de vraag verliezen, omdat het gebruik ervan irrationeel is. In ruil daarvoor komt digitale communicatie. We moeten begrijpen waar we het over hebben en wat de mensheid weigert.

Kortom, een analoog signaal is een methode voor het verzenden van informatie waarbij gegevens in continue functies van de tijd worden beschreven. Specifiek gesproken kan de amplitude van oscillaties binnen bepaalde grenzen gelijk zijn aan elke waarde.

Digitale signaalverwerking wordt beschreven door discrete tijdfuncties. Met andere woorden, de amplitude van de oscillaties van deze methode is gelijk aan strikt gespecificeerde waarden.

Als we van theorie naar praktijk gaan, moet gezegd worden dat het analoge signaal wordt gekenmerkt door interferentie. Dergelijke problemen bestaan ​​niet met digitaal, omdat het ze met succes ‘verzacht’. Dankzij nieuwe technologieën is deze methode van gegevensoverdracht in staat om op eigen kracht alle originele informatie te herstellen, zonder tussenkomst van een wetenschapper.

Over televisie gesproken, we kunnen nu al met vertrouwen zeggen: analoge transmissie heeft zijn nut al lang overleefd. De meeste consumenten stappen over op een digitaal signaal. Het nadeel van dit laatste is dat hoewel elk apparaat analoge transmissie kan ontvangen, een modernere methode alleen speciale apparatuur vereist. Hoewel de vraag naar de verouderde methode al lang is afgenomen, kunnen dit soort signalen nog steeds niet volledig uit het dagelijks leven verdwijnen.