Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам » Цифровой и аналоговый сигнал: в чем сходство и различие, достоинства и недостатки?
Количество просмотров: 409958
Комментарии к статье: 20


Цифровой и аналоговый сигнал: в чем сходство и различие, достоинства и недостатки?


Цифровой и аналоговый сигнал: в чем сходство и различие, достоинства и недостатки? Когда имеешь дело с теле- и радиовещанием, а также современными видами связи, очень часто приходится сталкиваться с такими терминами, как «аналоговый сигнал» и «цифровой сигнал». Для специалистов в этих словах нет никакой тайны, но для людей несведущих разница между «цифрой» и «аналогом» может быть совсем неведомой. А между тем разница есть и весьма существенная.

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

В любом случае сигнал радиостанции или вышки мобильной связи может предстать как в цифровой, так и в аналоговой форме. Ведь, к примеру, сам по себе звук – это аналоговый сигнал. На радиостанции звук, воспринимаемый микрофоном, преобразуется в уже упоминавшиеся электромагнитные колебания. Чем выше частота звука – тем выше частота колебаний на выходе, а чем громче говорит диктор – тем больше амплитуда.

Получившиеся электромагнитные колебания, или волны, распространяются в пространстве с помощью передаточной антенны. Чтобы эфир не забивался низкочастотными помехами, и чтобы у разных радиостанций была возможность работать параллельно, не мешая друг другу, колебания, получившиеся от воздействия звука, суммируют, то есть «накладывают» на другие колебания, имеющие постоянную частоту. Последнюю частоту принято называть «несущей», и именно на ее восприятие мы настраиваем свой радиоприемник, чтобы «поймать» аналоговый сигнал радиостанции.

В приемнике происходит обратный процесс: несущая частота отделяется, а электромагнитные колебания, полученные антенной, преобразуются в колебания звука, и из динамика слышится знакомый голос диктора.

В процессе передачи звукового сигнала от радиостанции к приемнику может произойти всякое. Могут возникнуть сторонние помехи, частота и амплитуда могут измениться, что, конечно же, отразится на звуках, издаваемых радиоприемником. Наконец, и сами передатчик и приемник во время преобразования сигнала вносят некоторую погрешность. Поэтому звук, воспроизводимый аналоговым радиоприемником, всегда имеет некоторые искажения. Голос может вполне воспроизводиться, несмотря на изменения, но фоном будет шипение или даже какие-то хрипы, вызванные помехами. Чем менее уверенным будет прием, тем громче и отчетливее будут эти посторонние шумовые эффекты.

Вдобавок эфирный аналоговый сигнал имеет очень слабую степень защиты от постороннего доступа. Для общественных радиостанций это, конечно, не имеет никакого значения. Но во время пользования первыми мобильными телефонами был один неприятный момент, связанный с тем, что почти любой посторонний радиоприемник мог быть легко настроен на нужную волну для подслушивания вашего телефонного разговора.

Такие недостатки есть у аналогового эфирного вещания. Из-за них, к примеру, телевидение в относительно скором времени обещает стать полностью цифровым.

Цифровой и аналоговый сигнал: в чем сходство и различие, достоинства и недостатки? Цифровая связь и вещания считаются более защищенными от помех и от внешних воздействий. Все дело в том, что при использовании «цифры» аналоговый сигнал с микрофона на передающей станции зашифровывается в цифровой код. Нет, конечно, в окружающее пространство не распространяется поток цифр и чисел. Просто звуку определенной частоты и громкости присваивается код из радиоимпульсов. Продолжительность и частота импульсов задана заранее – она одна и у передатчика, и у приемника. Наличие импульса соответствует единице, отсутствие – нулю. Поэтому такая связь и получила название «цифровая».

Устройство, преобразующее аналоговый сигнал в цифровой код, называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП). А устройство, установленное в приемнике, и преобразующее код в аналоговый сигнал, соответствующий голосу вашего знакомого в динамике сотового телефона стандарта GSM, называется «цифро-аналоговый преобразователь» (ЦАП).

Во время передачи цифрового сигнала ошибки и искажения практически исключены. Если импульс станет немного сильнее, продолжительнее, или наоборот, то он все равно будет распознан системой как единица. А нуль останется нулем, даже если на его месте возникнет какой-то случайный слабый сигнал. Для АЦП и ЦАП не существует других значений, как 0,2 или 0,9 – только нуль и единица. Поэтому помехи на цифровую связь и вещание почти не оказывают влияния.

Более того, «цифра» является и более защищенной от постороннего доступа. Ведь, чтобы ЦАП устройства смог расшифровать сигнал, необходимо, чтобы он «знал» код расшифровки. АЦП вместе с сигналом может передавать и цифровой адрес устройства, выбранного в качестве приемника. Таким образом, даже если радиосигнал и будет перехвачен, он не сможет быть распознан из-за отсутствия как минимум части кода. Это особенно актуально для мобильной сотовой связи.

Итак, вот отличия цифрового и аналогового сигналов:

1) Аналоговый сигнал может быть искажен помехами, а цифровой сигнал может быть или забит помехами совсем, или приходить без искажений. Цифровой сигнал или точно есть, или полностью отсутствует (или нуль, или единица).

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

Андрей Повный

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Чем отличаются аналоговые и цифровые датчики
  • Как устроен и работает датчик линии
  • Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)
  • Введение в аналоговую электронику
  • Как происходит преобразование аналогового сигнала в цифровой
  • Беспроводная радиосвязь, электромагнитное поле, электромагнитные волны и их ...
  • Логические микросхемы. Часть 6
  • Стрелочные и цифровые мультиметры - достоинства и недостатки
  • Самые популярные датчики для Ардуино
  • Аналоговые датчики: применение, способы подключения к контроллеру
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам

    Цифровая электроника, Аналоговая электроника, Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: Валерий |

    Забыли сказать, что у цифрового сигнала тоже есть свои недостатки. А именно - его дискретность. Для получения высокого качества сигнала требуется в единицу времени "уложить" как можно больше информации - тех самых "0" и "1". Это возможно только при увеличении частоты сигнала. Но, чем выше частота радиосигнала, например, тем ниже его проникающая способность и дальность распространения. Приходится увеличивать мощность, что не очень то и оправдано, так как затухание сигнала пропорционально кубу(!!!) расстояния от передатчика, не говоря уже о размерах передающих антенн.
    Отсюда вывод: либо мы имеем низкое качество телевизионного сигнала после преобразования в ЦАП или без преобразования в цифровых TV (но не звук), либо что-то нужно делать с передатчиками и ретрансляторами - их должно быть не меньше, чем вышек сотовых операторов... либо цифровое телевидение должно быть кабельным. 

      Комментарии:

    #2 написал: Автор |

    Валерий, да. Есть такой момент. Вот пример выбора: либо сигнал от передающей станции будет распространятся очень недалеко, либо он будет нести минимум информации (тут уж не до ЭйчДи видео).

    Но, собственно говоря, эта проблема свойственна и аналоговому сигналу. Пример: радиостанции диапазона ДВ вещают на всю страну, но в режиме "моно". А ФМ радиостанции передают качественное стерео, но только в пределах города.

      Комментарии:

    #3 написал: Антон |

    Всё таки "цифра'' лучше, чем "аналог"!

      Комментарии:

    #4 написал: andy78 |

    Антон, цифра не всегда лучше аналога. Как было уже отмечено выше, у цифрового сигнала тоже есть свои недостатки и в отдельных случаях выгоднее использовать аналоговый сигнал. Например, есть такое популярное направление в радиоэлектронике - конструирование высококачественных ламповых усилителей звуковой частоты для получения "теплого" аналогового звука. Существует масса сайтов и сообщество любителей "лампового звука" и это все в век "цифры"!

      Комментарии:

    #5 написал: Пётр |

     Я не очень понял, что такое цифровой сигнал.
     Можно ли его понять так - например нужно передать изображение зелёного квадратика. И цифровой сигнал передаёт не изображение, а информацию о нём: размер, цвет, насыщенность ит.д.?

      Комментарии:

    #6 написал: Автор |

    Петру: ну, в целом да. Именно поэтому при искажении цифрового сигнала мы не получим вообще никакого квадратика. Не будет необходимой информации о его качествах.

      Комментарии:

    #7 написал: Taras |

    Цифровой сигнал и передача цифрового сигнала зачастую оправдана, особенно в радиосвязи, качество сигнала намного выше, дальность уверенной связи сравнительно больше. Если нет возможности уже передавать голосовые сообщения, можно передавать текстовые. 

      Комментарии:

    #8 написал: инжанер |

     Здравствуйте.  Можете объяснить в чем отличие между аналоговыми камерами и цифровыми. Спасибо )))

      Комментарии:

    #9 написал: SERGIY |

    Хочется узнать все новое о электричестве и о цифровом тв.

      Комментарии:

    #10 написал: Ольга |

    Классная статья, спасибо! Всё понятно написано даже для неспециалистов. 

      Комментарии:

    #11 написал: Евген |

    Хорошая статья. Про видекамеры тоже интересно к стати.

      Комментарии:

    #12 написал: терминх |

    Как то забыли упомянуть о доступности сжатия при цифровой передачи например mp3 для звука и mpeg и его последующие реинкорнации h264 h265 для сжатия картинок и видео. Конечно в аудиосигнале отбрасывается часть сигнала, которое не каждое ухо слышит. Раньше выше 3 кГц никто звук не обрабатывал. В видеосигнале зачастую жертвуют полутонами, кадры со статичным фоном обрабатывают 1 раз и передают информацию как о картинке. Домашнее видео снятое со штатива будет сжато гораздо лучше и займет меньше места. :)

      Комментарии:

    #13 написал: Владимир Тимофеевич Лаврухин |

    Хотелось бы узнать: влияет ли сам цифро-аналоговый преобразователь на избирательность,чувствительность и другие показатели радиоприемника? И если да,как они реализуются? Что лучшее практически иметь аналоговый или цифровой радиоприемник? Я радиолюбитель с 50 летнем стажем и у меня аналоговые приемники работают куда лучше современных цифровых по всем параметрам! С уважением В Лаврухин.

      Комментарии:

    #14 написал: Айдана |

    ДД! Я вот это не могу понять, если цифровой сигнал приходить как цифры, тогда аналоговый сигнал как преобразуется, объясните пжлта?

      Комментарии:

    #15 написал: Пожилой бирибуба(грильяж) |

    Айдана,
    Цифра это нули и единицы (выглядит как прямоугольник), а аналог непрерывная волна (синусоида).

      Комментарии:

    #16 написал: Алена |

    Может мне кто-то помочь? У меня телефоная связь аналоговая, а я купила телефон с цифровой связью, его можно как-то перенастроить?

      Комментарии:

    #17 написал: Сергей |

    Знаю одного любителя "аналога" и "теплого" лампового звука. Он выписал из китая ламповый усилитель и восторгался ламповым звуком. К нему ходили аудиофилы и писяли кипятком. Оказалось лампы там для красоты, а усилитель - на 1й интегр микросхеме.

      Комментарии:

    #18 написал: Михаил |

    Цифровой и аналоговый сигналы используются для передачи информации, но у них есть существенные различия.

    Сходства:

    • Оба сигнала могут использоваться для передачи звуковой, видео или другой информации.
    • Оба сигнала используются для передачи информации через провод или беспроводные средства.
    • Оба сигнала могут быть преобразованы друг в друга с помощью специальных устройств.

    Различия:

    • Форма сигнала: аналоговый сигнал представляет собой непрерывный сигнал, который изменяется со временем в непрерывной форме, в то время как цифровой сигнал состоит из дискретных значений, которые представляются в бинарном коде.
    • Передача и хранение информации: в аналоговых сигналах информация передается в непрерывном виде, что означает, что она может быть подвержена искажениям и потерям в процессе передачи. Цифровые сигналы могут быть переданы и хранены в безопасном и надежном виде, так как они используются кодирование и проверку целостности данных.
    • Обработка сигнала: аналоговые сигналы требуют специальной обработки для усиления, фильтрации или модификации, в то время как цифровые сигналы могут быть обработаны с помощью компьютерных алгоритмов и программного обеспечения.
    • Размер хранилища: аналоговые сигналы обычно требуют большего объема хранилища, так как они не могут быть сжаты или уменьшены в размере, в то время как цифровые сигналы могут быть сжаты и уменьшены в размере, что делает их более удобными для хранения и передачи.

    Аналоговые и цифровые сигналы имеют различные применения и особенности, и выбор между ними зависит от конкретных потребностей и задач.

    Цитата: Алена
    Может мне кто-то помочь? У меня телефоная связь аналоговая, а я купила телефон с цифровой связью, его можно как-то перенастроить?

    К сожалению, невозможно перенастроить аналоговую телефонную связь на цифровую связь. Аналоговая связь использует аналоговые сигналы для передачи голосовой информации по телефонной линии, в то время как цифровая связь использует цифровые сигналы. Таким образом, если у вас аналоговая телефонная связь, вам нужен телефон, который может работать с аналоговой связью, а не с цифровой связью.

      Комментарии:

    #19 написал: Михаил |

    Владимир Тимофеевич Лаврухин,
    Да, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) может влиять на избирательность, чувствительность и другие показатели радиоприемника. В аналоговых радиоприемниках сигнал обрабатывается аналоговыми схемами, которые имеют свои ограничения в точности и стабильности. Цифровые радиоприемники, с другой стороны, используют ЦАПы для обработки сигнала. В этом случае, точность и стабильность зависят от разрешения и качества используемых ЦАПов. При низком качестве ЦАПов, сигнал может быть искажен, что приведет к ухудшению показателей радиоприемника.

    Тем не менее, цифровые радиоприемники имеют свои преимущества по сравнению с аналоговыми, такие как возможность обработки сигнала, фильтрации шумов и снижения уровня искажений. Кроме того, цифровые радиоприемники могут иметь больше возможностей и функций, таких как сохранение настроек и программирование.

    Выбор между аналоговым и цифровым радиоприемником зависит от индивидуальных потребностей и предпочтений. Если вам больше нравится классический звук аналогового радио, то аналоговый радиоприемник может быть лучшим выбором для вас. Если же вы хотите большей точности и функциональности, то стоит обратить внимание на цифровые радиоприемники.

    Айдана, Аналоговый сигнал представляет собой непрерывное изменение амплитуды (или других параметров, таких как частота или фаза) во времени. Для того, чтобы аналоговый сигнал мог передаваться по цифровым каналам связи (например, по интернету), он должен быть преобразован в цифровой сигнал.

    Этот процесс называется цифро-аналоговым преобразованием (ЦАП) и осуществляется с помощью специальных устройств. В ЦАП преобразуется непрерывный аналоговый сигнал в последовательность цифровых значений, которые затем могут быть переданы по цифровым каналам связи.

    На принимающей стороне цифровой сигнал проходит процесс обратного преобразования - аналого-цифрового преобразования (АЦП), в результате которого цифровой сигнал преобразуется обратно в аналоговый сигнал.

    Таким образом, цифровой сигнал, поступающий в аналоговый приемник, преобразуется обратно в аналоговый сигнал с помощью АЦП, который уже может быть обработан и воспроизведен в аналоговом виде.

    В отличие от цифрового сигнала, аналоговый сигнал передает информацию в непрерывном виде, что может оказывать влияние на его качество, если сигнал подвергается помехам или деградации в процессе передачи. Однако современные аналоговые приемники обладают высокой чувствительностью и селективностью, что делает их вполне пригодными для прослушивания радиопередач в настоящее время.

    Цитата: Пётр
    Я не очень понял, что такое цифровой сигнал.  Можно ли его понять так - например нужно передать изображение зелёного квадратика. И цифровой сигнал передаёт не изображение, а информацию о нём: размер, цвет, насыщенность ит.д.?

    Да, вы можете понимать цифровой сигнал таким образом. Цифровой сигнал представляет собой последовательность цифр (битов), каждый из которых может быть либо 0, либо 1. Эти цифры могут быть использованы для кодирования информации, такой как зеленый квадратик, который вы упомянули. Для передачи зеленого квадратика цифровой сигнал может быть использован для кодирования информации о размере, цвете и насыщенности этого квадратика. На другом конце передающей линии цифровой сигнал декодируется обратно в изображение зеленого квадратика.
    Цитата: инжанер
    Можете объяснить в чем отличие между аналоговыми камерами и цифровыми. Спасибо )))

    Камеры могут быть как аналоговыми, так и цифровыми, и различие между ними заключается в том, как они записывают и передают видеосигнал. Аналоговые камеры записывают видеосигнал в аналоговом формате, где информация записывается как непрерывная волна. Они обычно имеют ограниченное разрешение и качество изображения, а также ограниченные возможности удаленного доступа и управления. Цифровые камеры, с другой стороны, преобразуют видеосигнал в цифровой формат, где информация записывается в виде последовательности цифр. Это позволяет им записывать изображения в высоком разрешении и передавать их на большие расстояния без потери качества. Кроме того, цифровые камеры обычно имеют более широкие возможности удаленного доступа и управления. Таким образом, основное отличие между аналоговыми и цифровыми камерами заключается в способе записи и передачи видеосигнала, а также в качестве изображения и дополнительных возможностях.

     

     

      Комментарии:

    #20 написал: кеш |

     человечество потеряло реальность еще при рождении.. любая форма информации при переводе в цифру-исчезает .сам принцип -вначале было слово-первичная оцифровка.информационная бездна между 0 и 1 при утере аналогового носителя-бесконечность.кому это надо .ответ прост .мы не смогли открыть для себя мозг\не дали...\лечение по цифровым фотографиям...музыка..адаптированная под частотный диапазон наших ушей-цифровая...а значит и мантры-все стало блефом. а значит зомбирование-дело прошлого...так как стало настоящим. 

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.