Care este diferența dintre informațiile analogice și informațiile discrete? Semnal analog

O persoană vorbește la telefon în fiecare zi, se uită la diverse canale TV, ascultă muzică și navighează pe internet. Toate mediile de comunicații și alte informații se bazează pe transmisia de semnale de diferite tipuri. Mulți oameni pun întrebări despre modul în care informațiile analogice diferă de alte tipuri de date, despre ce este un semnal digital. Răspunsul la acestea poate fi obținut prin înțelegerea definiției diferitelor semnale electrice și studierea diferențelor lor fundamentale între ele.

Semnal analog

Un semnal analogic (continuu) este un semnal informațional natural care are un anumit număr de parametri care sunt descriși de o funcție de timp și un set continuu de toate valorile posibile.

Simțurile umane captează toate informațiile din mediu în formă analogică. De exemplu, dacă o persoană vede un camion care trece prin apropiere, atunci mișcarea acestuia este observată și se schimbă continuu. Dacă creierul ar primi informații despre mișcarea vehiculelor o dată la 15 secunde, atunci oamenii ar cădea întotdeauna sub roțile lui. O persoană evaluează distanța instantaneu și în fiecare moment este definită și diferită.

Același lucru se întâmplă cu alte informații - oamenii aud sunetul și evaluează volumul acestuia, evaluează calitatea semnalului video și altele asemenea. În consecință, toate tipurile de date sunt de natură analogică și sunt în continuă schimbare.

Pe o notă. Semnalele analogice și digitale sunt implicate în transmiterea vorbirii interlocutorilor care comunică prin telefon; Internetul funcționează pe baza schimbului acestor canale de semnal printr-un cablu de rețea. Aceste tipuri de semnale sunt de natură electrică.

Un semnal analogic este descris de o funcție matematică de timp similară cu o undă sinusoidală. Dacă efectuați măsurători, de exemplu, ale temperaturii apei, încălzind-o și răcind-o periodic, atunci graficul funcției va afișa o linie continuă care reflectă valoarea acesteia în fiecare perioadă de timp.

Pentru a evita interferența, astfel de semnale trebuie amplificate folosind mijloace și dispozitive speciale. Dacă nivelul interferenței semnalului este ridicat, atunci acesta trebuie amplificat mai puternic. Acest proces este însoțit de cheltuieli mari de energie. Un semnal radio amplificat, de exemplu, poate deveni adesea el însuși o interferență pentru alte canale de comunicație.

Interesant de știut. Semnalele analogice au fost utilizate anterior în toate tipurile de comunicații. Cu toate acestea, acum este înlocuit peste tot sau a fost deja înlocuit (comunicații mobile și internet) cu semnale digitale mai avansate.

Televiziunea analogică și cea digitală încă coexistă, dar tipul digital de televiziune și radiodifuziune înlocuiește rapid metoda analogică de transmitere a datelor datorită avantajelor sale semnificative.

Pentru a descrie acest tip de semnal informativ, sunt utilizați trei parametri principali:

frecvență;
lungimea de undă;
amplitudine.

Dezavantajele unui semnal analogic

Un semnal analogic are următoarele proprietăți, care arată diferența lor față de versiunea digitală:

Acest tip de semnal se caracterizează prin redundanță. Adică, informațiile analogice din ele nu sunt filtrate - transportă o mulțime de date de informații inutile. Cu toate acestea, este posibilă trecerea informațiilor printr-un filtru, cunoscând parametri suplimentari și natura semnalului, de exemplu, folosind metoda frecvenței;
Siguranță. Este aproape complet neajutorat împotriva intruziunilor neautorizate din exterior;
Neputință absolută în fața diferitelor tipuri de interferențe. Dacă se impune vreo interferență asupra canalului de transmisie a datelor, aceasta va fi transmisă neschimbată de către receptorul de semnal;
Nu există o diferențiere specifică a nivelurilor de eșantionare - calitatea și cantitatea informațiilor transmise nu sunt limitate în niciun fel.

Proprietățile de mai sus sunt dezavantaje ale metodei analogice de transmitere a datelor, pe baza cărora poate fi considerată complet învechită.

Semnale digitale și discrete

Semnalele digitale sunt semnale informatice artificiale, prezentate sub forma unor valori digitale obișnuite care descriu parametri specifici ai informațiilor transmise.

Pentru informații.În zilele noastre, se folosește în mod predominant un flux de biți simplu de codat - un semnal digital binar. Acesta este tipul care poate fi utilizat în electronica binară.

Diferența dintre tipul digital de transmisie de date și versiunea analogică este că un astfel de semnal are un anumit număr de valori. În cazul unui flux de biți, există două dintre ele: „0” și „1”.

Trecerea de la zero la maxim într-un semnal digital este bruscă, permițând echipamentului receptor să-l citească mai clar. Dacă apar anumite zgomote și interferențe, va fi mai ușor pentru receptor să decodeze un semnal electric digital decât în cazul transmisiei de informații analogice.

Cu toate acestea, semnalele digitale diferă de versiunea analogică într-un dezavantaj: cu un nivel ridicat de interferență, nu pot fi restaurate, dar este posibil să se extragă informații dintr-un semnal continuu. Un exemplu în acest sens ar fi o conversație telefonică între două persoane, în timpul căreia pot dispărea cuvinte întregi și chiar fraze ale unuia dintre interlocutori.

Acest efect în mediul digital se numește efect de întrerupere, care poate fi localizat prin reducerea lungimii liniei de comunicație sau prin instalarea unui repetor, care copiază complet tipul original de semnal și îl transmite mai departe.

Informațiile analogice pot fi transmise prin canale digitale după parcurgerea procesului de digitalizare cu dispozitive speciale. Acest proces se numește conversie analog-digitală (ADC). Acest proces poate fi, de asemenea, inversat - conversie digital-analog (DAC). Un exemplu de dispozitiv DAC ar fi un receptor TV digital.

Sistemele digitale se disting și prin capacitatea de a cripta și codifica datele, care a devenit un motiv important pentru digitizarea comunicațiilor mobile și a internetului.

Semnal discret

Există un al treilea tip de informații – discrete. Un astfel de semnal este intermitent și se modifică în timp, luând oricare dintre valorile posibile (prescrise în prealabil).

Transferul discret de informații se caracterizează prin faptul că schimbările apar în funcție de trei scenarii:

Semnalul electric se modifică numai în timp, rămânând continuu (neschimbat) ca mărime;
Se schimbă doar în mărime, rămânând în același timp continuu în timp;
De asemenea, se poate schimba simultan atât în amploare, cât și în timp.

Discretenia și-a găsit aplicație în transmiterea în lot a unor cantități mari de date în sistemele de calcul.

Orice semnal, analog sau digital, este o oscilație electromagnetică care se propagă la o anumită frecvență, în funcție de ce semnal este transmis, dispozitivul care primește acest semnal îl traduce în informații text, grafice sau audio care sunt convenabile pentru percepție de către utilizator sau dispozitiv. în sine. De exemplu, un semnal de televiziune sau radio, un turn sau un post de radio poate transmite atât un semnal analog, cât și, în prezent, un semnal digital. Dispozitivul de recepție, care primește acest semnal, îl transformă în imagine sau sunet, completându-l cu informații text (receptoare radio moderne).

Sunetul este transmis în formă analogică și, prin intermediul dispozitivului de recepție, este convertit în vibrații electromagnetice și, după cum am menționat deja, vibrațiile se propagă la o anumită frecvență. Cu cât frecvența sunetului este mai mare, cu atât vibrațiile vor fi mai mari, ceea ce înseamnă că sunetul de ieșire va fi mai puternic. În termeni generali, un semnal analogic se propagă continuu, în timp ce un semnal digital se propagă intermitent (discret).

Deoarece semnalul analogic se propagă constant, oscilațiile sunt însumate și la ieșire apare o frecvență purtătoare, care în acest caz este cea principală, iar receptorul este reglat pe aceasta. În receptor însuși, această frecvență este separată de alte vibrații, care sunt deja convertite în sunet. Dezavantajele evidente ale transmisiei folosind un semnal analogic includ o cantitate mare de interferență, securitate scăzută a semnalului transmis, precum și o cantitate mare de informații transmise, dintre care unele sunt de prisos.

Dacă vorbim despre un semnal digital, în care datele sunt transmise discret, merită evidențiate avantajele sale evidente:

nivel ridicat de protecție a informațiilor transmise datorită criptării acestora;
ușurința de recepție a semnalului digital;
absența „zgomotului” străin;
difuzarea digitală poate oferi un număr mare de canale;
calitate înaltă a transmisiei - semnalul digital asigură filtrarea datelor primite;

Pentru a converti un semnal analogic într-un semnal digital și invers, se folosesc dispozitive speciale - un convertor analog-digital (ADC) și un convertor digital-analog (DAC). ADC-ul este instalat în transmițător, DAC-ul este instalat în receptor și convertește semnalul discret în analog.

În ceea ce privește securitatea, de ce este un semnal digital mai sigur decât un semnal analogic? Semnalul digital este transmis în formă criptată, iar dispozitivul care primește semnalul trebuie să aibă un cod pentru a decripta semnalul. De asemenea, merită remarcat faptul că ADC poate transmite și adresa digitală a receptorului; dacă semnalul este interceptat, va fi imposibil să-l decriptați complet, deoarece o parte din cod lipsește - această abordare este utilizată pe scară largă în comunicațiile mobile.

Pentru a rezuma, principala diferență dintre un semnal analog și digital este structura semnalului transmis. Semnalele analogice sunt un flux continuu de oscilații cu amplitudine și frecvență diferite. Un semnal digital constă din oscilații discrete, ale căror valori depind de mediul de transmisie.

Electronica digitală înlocuiește din ce în ce mai mult electronicele analogice tradiționale. Companiile de vârf care produc o mare varietate de echipamente electronice anunță din ce în ce mai mult o tranziție completă la tehnologia digitală.

Progresele în tehnologia de producție a cipurilor electronice au asigurat dezvoltarea rapidă a tehnologiei și dispozitivelor digitale. Utilizarea metodelor digitale de procesare și transmitere a semnalului poate îmbunătăți semnificativ calitatea liniilor de comunicație. Metodele digitale de procesare a semnalului și comutare în telefonie fac posibilă reducerea de mai multe ori a caracteristicilor de greutate și dimensiune ale dispozitivelor de comutare, creșterea fiabilității comunicațiilor și introducerea de funcționalități suplimentare.

Apariția microprocesoarelor de mare viteză, a cipurilor de memorie cu acces aleatoriu de volum mare și a dispozitivelor de stocare a informațiilor de dimensiuni mici pe suporturi de stocare de volum mare a făcut posibilă crearea de calculatoare electronice personale universale destul de ieftine (calculatoare), care au găsit o aplicație foarte largă. în viața de zi cu zi și în producție.

Tehnologia digitală este indispensabilă în sistemele de telesemnalizare și telecontrol utilizate în producția automată, controlul obiectelor la distanță, de exemplu, nave spațiale, stații de pompare a gazelor etc. Tehnologia digitală a ocupat un loc puternic și în sistemele de măsurare electrice și radio. Dispozitivele moderne pentru înregistrarea și reproducerea semnalelor sunt, de asemenea, de neconceput fără utilizarea dispozitivelor digitale. Dispozitivele digitale sunt utilizate pe scară largă pentru controlul aparatelor electrocasnice.

Este foarte probabil ca dispozitivele digitale să domine piața de electronice în viitor.

Mai întâi, să dăm câteva definiții de bază.

Semnal este orice mărime fizică (de exemplu, temperatura, presiunea aerului, intensitatea luminii, puterea curentului etc.) care se modifică în timp. Datorită acestei schimbări în timp, semnalul poate transporta anumite informații.

Semnal electric este o mărime electrică (de exemplu, tensiune, curent, putere) care se modifică în timp. Toate electronicele funcționează în primul rând pe semnale electrice, deși mai recent semnalele luminoase, care reprezintă intensitatea luminii care variază în timp, au fost din ce în ce mai utilizate.

Semnal analog este un semnal care poate lua orice valoare în anumite limite (de exemplu, tensiunea se poate schimba fără probleme de la zero la zece volți). Dispozitivele care funcționează numai cu semnale analogice se numesc dispozitive analogice.

Semnal digital este un semnal care poate lua doar două valori (uneori trei valori). Mai mult, sunt permise unele abateri de la aceste valori (Fig. 1.1). De exemplu, tensiunea poate lua două valori: de la 0 la 0,5 V (nivel zero) sau de la 2,5 la 5 V (nivel de unitate). Dispozitivele care funcționează exclusiv cu semnale digitale se numesc dispozitive digitale.

În natură, aproape toate semnalele sunt analogice, adică se schimbă continuu în anumite limite. Acesta este motivul pentru care primele dispozitive electronice au fost analogice. Au convertit mărimi fizice în tensiune sau curent proporțional cu acestea, au efectuat unele operații asupra lor și apoi au efectuat conversii inverse în mărimi fizice. De exemplu, vocea unei persoane (vibrațiile aerului) este convertită în vibrații electrice folosind un microfon, apoi aceste semnale electrice sunt amplificate de un amplificator electronic și, folosind un sistem acustic, sunt din nou transformate în vibrații ale aerului, într-un sunet mai puternic.

Orez. 1.1. Semnale electrice: analogice (stânga) și digitale (dreapta).

Toate operațiunile efectuate de dispozitive electronice asupra semnalelor pot fi împărțite în trei grupuri mari:

Prelucrare (sau transformare);

Difuzare;

Depozitare.

În toate aceste cazuri, semnalele utile sunt distorsionate de semnale parazite - zgomot, interferență, interferență. În plus, la procesarea semnalelor (de exemplu, în timpul amplificării, filtrării), forma acestora este, de asemenea, distorsionată din cauza imperfecțiunii și imperfecțiunii dispozitivelor electronice. Și atunci când sunt transmise pe distanțe lungi și în timpul stocării, semnalele slăbesc și ele.

Orez. 1.2. Distorsiunea prin zgomot și interferență a unui semnal analogic (stânga) și a unui semnal digital (dreapta).

În cazul semnalelor analogice, toate acestea degradează semnificativ semnalul util, deoarece toate valorile sale sunt permise (Fig. 1.2). Prin urmare, fiecare conversie, fiecare stocare intermediară, fiecare transmisie prin cablu sau aer degradează semnalul analogic, uneori chiar până la distrugerea lui completă. De asemenea, trebuie să luăm în considerare faptul că toate zgomotele, interferențele și interferențele sunt fundamental imposibil de calculat cu precizie, prin urmare este absolut imposibil să descriem cu exactitate comportamentul oricăror dispozitive analogice. În plus, în timp, parametrii tuturor dispozitivelor analogice se modifică din cauza îmbătrânirii elementelor, astfel încât caracteristicile acestor dispozitive nu rămân constante.

Spre deosebire de semnalele analogice, semnalele digitale, care au doar două valori permise, sunt mult mai bine protejate de zgomot, interferențe și interferențe. Micile abateri de la valorile permise nu distorsionează semnalul digital în niciun fel, deoarece există întotdeauna zone de abateri permise (Fig. 1.2). De aceea, semnalele digitale permit o procesare mult mai complexă și în mai multe etape, o stocare mult mai lungă fără pierderi și o transmisie de calitate mult mai ridicată decât semnalele analogice. În plus, comportamentul dispozitivelor digitale poate fi întotdeauna calculat și prezis cu absolut exactitate. Dispozitivele digitale sunt mult mai puțin susceptibile la îmbătrânire, deoarece micile modificări ale parametrilor lor nu le afectează în niciun fel funcționarea. În plus, dispozitivele digitale sunt mai ușor de proiectat și de depanat. Este clar că toate aceste avantaje asigură dezvoltarea rapidă a electronicii digitale.

Cu toate acestea, semnalele digitale au și un dezavantaj major. Faptul este că un semnal digital trebuie să rămână la fiecare dintre nivelurile sale permise pentru cel puțin un interval de timp minim, altfel va fi imposibil de recunoscut. Iar un semnal analogic poate lua orice valoare într-un timp infinitezimal. O putem spune altfel: un semnal analogic este definit în timp continuu (adică în orice moment al timpului), iar un semnal digital este definit în timp discret (adică numai în momente selectate de timp). Prin urmare, performanța maximă realizabilă a dispozitivelor analogice este întotdeauna fundamental mai mare decât cea a dispozitivelor digitale. Dispozitivele analogice pot gestiona semnale care se schimbă mai rapid decât cele digitale. Viteza de procesare și transmitere a informațiilor de către un dispozitiv analogic poate fi întotdeauna mai mare decât viteza de procesare și transmitere a acestuia de către un dispozitiv digital.

În plus, un semnal digital transmite informație doar pe două niveluri și prin schimbarea unuia dintre nivelurile sale cu altul, în timp ce un semnal analogic transmite și informație cu fiecare valoare curentă a nivelului său, adică este mai încăpător în ceea ce privește transmiterea informațiilor. Prin urmare, pentru a transmite cantitatea de informații utile conținute într-un semnal analogic, cel mai adesea este necesar să se utilizeze mai multe semnale digitale (de obicei de la 4 la 16).

În plus, după cum sa menționat deja, în natură toate semnalele sunt analogice, adică pentru a le converti în semnale digitale, iar pentru conversia inversă, este necesară utilizarea unor echipamente speciale (convertoare analog-digital și digital-analogic) . Deci nimic nu vine gratuit, iar prețul de plătit pentru beneficiile dispozitivelor digitale poate fi uneori inacceptabil de mare.

Semnal informativ - proces fizic care are pentru o persoană sau dispozitiv tehnic informativ sens. Poate fi continuu (analogic) sau discret

Termenul „semnal” este foarte des identificat cu conceptele de „date” și „informații”. Într-adevăr, aceste concepte sunt interdependente și nu există unele fără altele, ci aparțin unor categorii diferite.

Semnal este o funcție de informare care poartă un mesaj despre proprietățile fizice, starea sau comportamentul oricărui sistem fizic, obiect sau mediu, iar scopul procesării semnalului poate fi considerat a fi extragerea anumitor informații de informații care sunt afișate în aceste semnale (în scurt - informații utile sau țintă) și transformarea acestor informații într-o formă convenabilă pentru percepție și utilizare ulterioară.

Informațiile sunt transmise sub formă de semnale. Un semnal este un proces fizic care transportă informații. Semnalul poate fi sonor, luminos, sub formă de corespondență etc.

Un semnal este un purtător material de informații care este transmis de la o sursă la un consumator. Poate fi discret și continuu (analogic)

Semnal analog- un semnal de date în care fiecare dintre parametrii reprezentativi este descris printr-o funcție de timp și un set continuu de valori posibile.

Semnalele analogice sunt descrise prin funcții continue ale timpului, motiv pentru care un semnal analogic este uneori numit semnal continuu. Semnalele analogice sunt contrastate cu cele discrete (cuantizate, digitale).

Exemple de spații continue și mărimi fizice corespunzătoare: (linie dreaptă: tensiune electrică; cerc: poziția unui rotor, roată, roată dințată, ceas analogic sau faza unui semnal purtător; segment: poziția unui piston, pârghie de comandă, termometru lichid , sau semnal electric limitat în amplitudine diferite spații multidimensionale: culoare, semnal modulat în cuadratura.)

Proprietățile semnalelor analogice sunt în mare măsură proprietăți opuse de cuantizat sau digital semnale.

Absența nivelurilor de semnal discrete clar distinse face imposibilă aplicarea conceptului de informație în formă așa cum este înțeleasă în tehnologiile digitale pentru a o descrie. „cantitatea de informații” conținută într-o citire va fi limitată doar de intervalul dinamic al instrumentului de măsurare.

Fără redundanță. Din continuitatea spațiului valoric rezultă că orice zgomot introdus în semnal nu se poate distinge de semnalul în sine și, prin urmare, amplitudinea inițială nu poate fi restabilită. De fapt, filtrarea este posibilă, de exemplu, prin metode de frecvență, dacă sunt cunoscute informații suplimentare despre proprietățile acestui semnal (în special, banda de frecvență).

Aplicație:

Semnalele analogice sunt adesea folosite pentru a reprezenta mărimi fizice în continuă schimbare. De exemplu, un semnal electric analogic preluat de la un termocuplu transportă informații despre schimbările de temperatură, un semnal de la un microfon transportă informații despre schimbările rapide de presiune într-o undă sonoră etc.

Semnal discret constă dintr-o mulțime numărabilă (adică o mulțime ale cărei elemente pot fi numărate) de elemente (se spune - elemente informaționale). De exemplu, semnalul „cărămidă” este discret. Se compune din următoarele două elemente (aceasta este caracteristica sintactică a acestui semnal): un cerc roșu și un dreptunghi alb în interiorul cercului, situate orizontal în centru. Este prezentată sub forma unui semnal discret informația pe care cititorul le stăpânește în prezent. Puteți distinge următoarele elemente: secțiuni (de exemplu, „Informații”), subsecțiuni (de exemplu, „Proprietăți”), paragrafe, propoziții, fraze individuale, cuvinte și caractere individuale (litere, cifre, semne de punctuație etc.). Acest exemplu arată că, în funcție de pragmatica semnalului, se pot distinge diferite elemente de informare. De fapt, pentru o persoană care studiază informatica dintr-un anumit text, sunt importante elementele informaționale mai mari, cum ar fi secțiunile, subsecțiunile și paragrafele individuale. Ele îi permit să navigheze mai ușor în structura materialului, să-l asimileze mai bine și să se pregătească pentru examen. Pentru cel care a pregătit acest material metodologic, pe lângă elementele informaționale indicate, sunt importante și cele mai mici, de exemplu, propozițiile individuale, cu ajutorul cărora se prezintă cutare sau cutare idee și care implementează cutare sau cutare metodă de accesibilitate a materialul. Setul celor mai mici elemente ale unui semnal discret se numește alfabet, iar semnalul discret în sine este numit și mesaj.

Eșantionarea este conversia unui semnal continuu într-unul discret (digital).

Diferența dintre reprezentarea discretă și cea continuă a informațiilor este clar vizibilă în exemplul unui ceas. Într-un ceas electronic cu cadran digital, informațiile sunt prezentate discret - în numere, fiecare dintre ele fiind clar diferit unul de celălalt. Într-un ceas mecanic cu cadran cu indicator, informațiile sunt prezentate continuu - pozițiile a două mâini și două poziții diferite ale mâinii nu sunt întotdeauna clar distinse (mai ales dacă nu există marcatoare de minute pe cadran).

Semnal continuu– reflectată de o anumită mărime fizică care se modifică într-un interval de timp dat, de exemplu, timbrul sau intensitatea sunetului. Această informație este prezentată sub forma unui semnal continuu pentru acei studenți - consumatori care urmează cursurile de informatică și percep materialul prin unde sonore (cu alte cuvinte, vocea lectorului), care sunt de natură continuă.

După cum vom vedea mai târziu, un semnal discret este mai susceptibil de transformare și, prin urmare, are avantaje față de unul continuu. În același timp, în sistemele tehnice și în procesele reale predomină un semnal continuu. Acest lucru ne obligă să dezvoltăm modalități de a converti un semnal continuu într-unul discret.\

Pentru a converti un semnal continuu într-unul discret, o procedură numită cuantizarea.

Un semnal digital este un semnal de date în care fiecare dintre parametrii reprezentativi este descris de o funcție de timp discretă și un set finit de valori posibile.

Un semnal digital discret este mai dificil de transmis pe distanțe lungi decât un semnal analogic, așa că este pre-modulat pe partea transmițătorului și demodulat pe partea receptorului de informații. Utilizarea algoritmilor pentru verificarea și restaurarea informațiilor digitale în sistemele digitale poate crește semnificativ fiabilitatea transmiterii informațiilor.

Cometariu. Trebuie reținut că un semnal digital real este analog în natura sa fizică. Datorită zgomotului și modificărilor parametrilor liniei de transmisie, are fluctuații în amplitudine, fază/frecvență (jitter) și polarizare. Dar acest semnal analogic (puls și discret) este înzestrat cu proprietățile unui număr. Ca urmare, devine posibil să se utilizeze metode numerice (prelucrare pe computer) pentru a-l procesa.

Un semnal analogic este o funcție a unui argument continuu (timp). Dacă graficul este întrerupt periodic, așa cum se întâmplă într-o succesiune de impulsuri, de exemplu, vorbim deja despre o anumită discreție a exploziei.

Istoria termenului

Inginerie calculator

Dacă te uiți cu atenție, nu este scris nicăieri unde a apărut definiția - analogic. În Occident, termenul a fost folosit încă din anii patruzeci de profesioniștii în domeniul computerelor. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial au apărut primele sisteme informatice, numite digitale. Și pentru a ne diferenția, a trebuit să venim cu epitete noi.

Conceptul de analog a intrat în lumea aparatelor de uz casnic abia la începutul anilor 80, când au apărut primele procesoare Intel, iar lumea se juca cu jucării pe ZX-Spectrum; astăzi puteți obține un emulator pentru dispozitive de pe Internet. Gameplay-ul a necesitat perseverență extraordinară, dexteritate și reacție excelentă. Alături de copii, adulții au adunat și cutii și au bătut extratereștrii inamici. Jocurile moderne sunt cu mult inferioare celor timpurii care au captat mințile jucătorilor de ceva timp.

Inregistrare sunet si telefonie

La începutul anilor 80, a început să apară muzica pop cu procesare electronică. Telegraful muzical a fost prezentat publicului în 1876, dar nu a câștigat recunoaștere. Muzica populară atrage publicul în cel mai larg sens al cuvântului. Telegraful a fost capabil să producă o singură notă și să o transmită la distanță, unde a fost reprodusă de un difuzor special conceput. Și deși Beatles au folosit o orgă electronică pentru a crea Sergeant Pepper, sintetizatorul a intrat în uz la sfârșitul anilor 70. Instrumentul a devenit cu adevărat popular și digital deja la mijlocul anilor 80: amintiți-vă Modern Talking. Anterior, au fost folosite sintetizatoare analogice, începând cu Novachord în 1939.

Deci, cetățeanul obișnuit nu a avut nevoie să facă distincția între tehnologiile analogice și cele digitale până când acestea din urmă s-au stabilit ferm în viața de zi cu zi. Cuvântul analog a fost în domeniul public de la începutul anilor 80. În ceea ce privește originea termenului, se crede în mod tradițional că indicatorul a fost împrumutat de la telefonie și a migrat ulterior către înregistrarea sunetului. Vibrațiile analogice sunt transmise direct la difuzor, iar vocea se aude imediat. Semnalul este similar vorbirii umane și devine un analog electric.

Dacă aplicați un semnal digital difuzorului, se va auzi o cacofonie de nedescris de note de diferite tonuri. Acest „discurs” este familiar pentru oricine a încărcat programe și jocuri de pe bandă magnetică în memoria computerului. Nu arată ca unul uman, pentru că este digital. În ceea ce privește semnalul discret, în cele mai simple sisteme acesta este alimentat direct la difuzor, care servește ca integrator. Succesul sau eșecul unei întreprinderi depinde în întregime de parametrii corect selectați.

În același timp, termenul a apărut și în înregistrarea sunetului, unde muzica și vocea treceau direct de la microfon pe bandă. Înregistrarea magnetică a devenit un analog al artiștilor adevărați. Discurile de vinil sunt ca muzicienii și sunt încă considerate cel mai bun mediu pentru orice compoziție. Deși arată o durată de viață limitată. Acum CD-urile conțin adesea audio digital care este decodat de un decodor. Potrivit Wikipedia, noua era a început în 1975 (en.wikipedia.org/wiki/History_of_sound_recording).

Măsurători electrice

Într-un semnal analogic, există o proporționalitate între tensiune sau curent și răspunsul pe dispozitivul de redare. Termenul va fi apoi considerat ca provine din analogii grecești. Ce înseamnă proporțional? Totuși, comparația este similară cu cea de mai sus: semnalul este asemănător cu o voce reprodusă de difuzoare.

În plus, în tehnologie este folosit un alt termen pentru a se referi la semnalele analogice – continuu. Ceea ce corespunde definiției date mai sus.

Informații generale

Energia semnalului

După cum reiese din definiție, un semnal analogic are energie infinită și nu este limitat în timp. Prin urmare, parametrii săi sunt mediați. De exemplu, 220 V prezent în prize se numește valoare efectivă din motivul specificat. Prin urmare, sunt utilizate valori efective (mediate pe un anumit interval). Este deja clar că priza conține un semnal analogic cu o frecvență de 50 Hz.

Când vine vorba de discretitate, se folosesc valori finite. De exemplu, atunci când cumpărați un pistol paralizant, trebuie să vă asigurați că energia de impact nu depășește o anumită valoare măsurată în jouli. În caz contrar, vor apărea probleme cu utilizarea sau inspecția. Deoarece, pornind de la o anumită valoare energetică, pistolul asomator este folosit doar de forțele speciale, cu o limită superioară stabilită. Orice altceva este ilegal în principiu și poate duce la moarte atunci când este folosit.

Energia impulsului se găsește înmulțind curentul și tensiunea cu durata. Și aceasta arată caracterul finit al parametrului pentru semnale discrete. Secvențele digitale se găsesc și în tehnologie. Un semnal digital diferă de un semnal discret prin parametri specificați în mod rigid:

Durată.
Amplitudine.
Prezența a două stări specificate: 0 și 1.
Biții de mașină 0 și 1 sunt adăugați în cuvinte care sunt convenite în prealabil și ușor de înțeles pentru participanți (limbaj de asamblare).

Conversie reciprocă a semnalului

O definiție suplimentară a unui semnal analogic este aleatorietatea sa aparentă, absența regulilor vizibile sau asemănarea sa cu anumite procese naturale. De exemplu, o undă sinusoidală poate descrie rotația Pământului în jurul Soarelui. Acesta este un semnal analogic. În teoria circuitelor și a semnalului, o sinusoidă este reprezentată de un vector de amplitudine rotativă. Și faza curentului și a tensiunii este diferită - aceștia sunt doi vectori diferiți, dând naștere proceselor reactive. Ce se observă la inductori și condensatori.

Din definiție rezultă că un semnal analogic este ușor convertit într-unul discret. Orice sursă de alimentare comutată reduce tensiunea de intrare de la priză în pachete. În consecință, este angajat în conversia unui semnal analogic cu o frecvență de 50 Hz în rafale ultrasonice discrete. Variind parametrii de tăiere, sursa de alimentare ajustează valorile de ieșire la cerințele sarcinii electrice.

În interiorul unui receptor de unde radio cu un detector de amplitudine are loc procesul invers. După ce semnalul este rectificat, pe diode se formează impulsuri de diferite amplitudini. Informația este conținută în anvelopa unui astfel de semnal, linia care leagă vârfurile parcelei. Filtrul convertește impulsurile discrete în valori analogice. Principiul se bazează pe integrarea energiei: în perioada prezenței tensiunii, sarcina condensatorului crește, apoi, în intervalul dintre vârfuri, curentul se formează datorită alimentării acumulate anterior de electroni. Valul rezultat este transmis la un amplificator de bas, iar mai târziu la difuzoare, unde rezultatul este auzit de alții.

Semnalul digital este codificat diferit. Acolo, amplitudinea pulsului este conținută în cuvântul mașină. Este format din unu și zerouri, este necesară decodarea. Operarea este efectuată de dispozitive electronice: adaptor grafic, produse software. Toată lumea a descărcat codecuri K-Lite de pe Internet, acesta este cazul. Șoferul este responsabil pentru decodarea semnalului digital și convertirea acestuia pentru ieșire în difuzoare și afișaj.

Nu este nevoie să vă grăbiți în confuzie atunci când un adaptor este numit accelerator 3-D și invers. Primul convertește doar semnalul furnizat. De exemplu, există întotdeauna un adaptor în spatele intrării digitale DVI. Se ocupă doar de conversia numerelor din unu și zero pentru afișare pe matricea ecranului. Preia informații despre luminozitate și valorile pixelilor RGB. În ceea ce privește acceleratorul 3D, dispozitivul poate (dar nu este necesar) să conțină un adaptor, dar sarcina principală este calculele complexe pentru construirea de imagini tridimensionale. Această tehnică vă permite să eliberați procesorul central și să accelerați funcționarea computerului personal.

Semnalul analog-digital este convertit într-un ADC. Acest lucru se întâmplă în software sau în interiorul cipului. Unele sisteme combină ambele metode. Procedura începe prin a preleva mostre care se încadrează într-o zonă dată. Fiecare, atunci când este transformat, devine un cuvânt de mașină care conține cifra calculată. Apoi citirile sunt ambalate în pachete, făcând posibilă trimiterea lor către alți abonați ai sistemului complex.

Regulile de eșantionare sunt normalizate de teorema lui Kotelnikov, care arată frecvența maximă de eșantionare. Mai des, este interzis să faci o numărătoare inversă, deoarece informațiile se pierd. Pentru a spune simplu, un exces de șase ori al frecvenței de eșantionare peste limita superioară a spectrului de semnal este considerat suficient. O aprovizionare mai mare este considerată un avantaj suplimentar, garantând o bună calitate. Oricine a văzut indicii ale ratei de eșantionare a înregistrărilor audio. De obicei, setarea este peste 44 kHz. Motivul este particularitățile auzului uman: limita superioară a spectrului este de 10 kHz. Prin urmare, o frecvență de eșantionare de 44 kHz este suficientă pentru o transmisie mediocră a sunetului.

Diferența dintre semnalul discret și digital

În cele din urmă, o persoană percepe de obicei informații analogice din lumea exterioară. Dacă ochiul vede o lumină intermitentă, vederea periferică va capta peisajul înconjurător. În consecință, efectul final nu pare a fi discret. Desigur, este posibil să încercați să creați o percepție diferită, dar acest lucru este dificil și se va dovedi a fi complet artificial. Aceasta este baza pentru utilizarea codului Morse, care constă din puncte și liniuțe care sunt ușor de distins de zgomotul de fundal. Mișcările discrete ale unei taste telegrafice sunt greu de confundat cu semnalele naturale, chiar și în prezența unui zgomot puternic.

În mod similar, liniile digitale au fost introduse în tehnologie pentru a elimina interferențele. Orice iubitor de videoclipuri încearcă să obțină o copie codificată a filmului la rezoluție maximă. Informațiile digitale pot fi transmise pe distanțe lungi fără cea mai mică distorsiune. Regulile cunoscute de ambele părți pentru formarea cuvintelor convenite în prealabil devin asistenți. Uneori, informațiile redundante sunt încorporate într-un semnal digital, permițând corectarea sau detectarea erorilor. Acest lucru elimină percepțiile greșite.

Semnale puls

Pentru a fi mai precis, semnalele discrete sunt date de citiri în anumite momente în timp. Este clar că o astfel de succesiune nu se formează în realitate datorită faptului că ridicarea și căderea au o lungime finită. Impulsul nu se transmite instantaneu. Prin urmare, spectrul secvenței nu este considerat discret. Aceasta înseamnă că semnalul nu poate fi numit așa. În practică, există două clase:

Semnale de impuls analogice - al căror spectru este determinat de transformata Fourier, prin urmare, continuă, cel puțin în anumite zone. Rezultatul actiunii tensiunii sau curentului asupra unui circuit se gaseste prin operatia de convolutie.
Semnalele de impulsuri discrete prezintă, de asemenea, un spectru discret; operațiunile cu acestea sunt efectuate prin transformate Fourier discrete. Prin urmare, se folosește și convoluția discretă.

Aceste clarificări sunt importante pentru literații care au citit că semnalele de puls pot fi analogice. Discretele sunt denumite după caracteristicile spectrului. Termenul analog este folosit pentru diferențiere. Epitetul continuu este aplicabil, așa cum sa menționat deja mai sus, și în legătură cu caracteristicile spectrului.

Clarificare: doar spectrul unei secvențe infinite de impulsuri este considerat strict discret. Pentru un pachet, componentele armonice sunt întotdeauna vagi. Un astfel de spectru seamănă cu o secvență de impulsuri modulate în amplitudine.