Отличия аналогового и цифрового сигналов
Простому потребителю совсем необязательно знать, какова природа сигналов. Но порой необходимо знать разницу между аналоговым и цифровым форматами, чтобы с открытыми глазами подходить к выбору того или иного варианта, ведь сегодня на слуху, что время аналоговых технологий прошло, на смену им приходят цифровые. Следует понять разницу, чтобы знать от чего уходим и чего ожидать.
Сигнал аналоговый — это сигнал непрерывный, имеющий бесконечное число близких по значению данных в пределах максмальных, все параметры которого описываются временной зависимой переменной.
Сигнал цифровой – это раздельный сигнал, описываемый раздельной функцией времени, соответственно в каждый момент времени, величина амплитуды сигнала имеет строго определенное значение.
Практика показала, что при аналоговых сигналах возможны помехи, устраняемые при цифровом сигнале. Кроме того, цифровой может восстановить изначальные данные. При непрерывном аналоговом сигнале проходит много информации, зачастую излишней. Вместо одного аналогового можно передать несколько цифровых.
На сегодняшний день потребителя интересует вопрос телевидения, так как именно в этом контексте чаще и произносится фраза «переход на цифровой сигнал». В этом случае аналоговый можно считать пережитком прошлого, но ведь именно его принимает существующая техника, а для приема цифрового необходима специальная. Конечно, в связи с появлением и расширением использования «цифры», аналоговые телевизоры теряют былую популярность.
Преимущества и недостатки видов сигналов
Немаловажную роль в оценке параметров того или иного сигнала имеет безопасность. Различного характера влияния, посторонние вторжения делают аналоговый сигнал беззащитным. При цифровом подобное исключается, так как он кодируется из радиоимпульсов. Для больших расстояний передача цифровых сигналов усложнена, приходится использовать схемы модуляции-демодуляции.
Поводя итог, можно сказать, что отличия аналогового и цифрового сигнала состоят:
- В непрерывности аналогового и дискретности цифрового;
- В большей вероятности помех при передаче аналогового;
- В избыточности аналогового сигнала;
- В способности цифрового фильтровать помехи и восстанавливать исходую информацию;
- В передаче цифрового сигнала в закодированной форме. Один аналоговый сигнал замещается несколькими цифровыми.
Москва Телефон: +7 (495) 768-38-63, +7 (495) 643-33-50
Адрес: ул. Загородное шоссе, дом 1 корпус 2
E-mail: info@mobile-multimedia.ru
Отличие аналоговой и цифровой связи примеры оборудования
Отличие аналоговой и цифровой связи.
Имея дело с радиосвязью, 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. 
Итак. Радиосвязь это всегда передача информации (речевой, СМС, телесигнализации) между двумя абонентами источником сигнала передатчиком (Радиостанцией, репитером, базовой станцией) и приемником.
Когда мы говорим о сигнале, то обычно подразумеваем электромагнитные колебания, наводящие ЭДС и вызывающие колебания тока в антенне приемника. Далее приемное устройство – переводит полученные колебания обратно в сигнал звуковой частоты и выводит на динамик.
В любом случае сигнал передатчика можно представить 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 информация которую хотел сообщить передавший сообщение.
В процессе передачи звукового сигнала от радиостанции к приемнику 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.
Для защиты от этого используют так называемое «тонирование» сигнала или по другому система CTCSS (Continuous Tone-Coded Squelch System) система шумоподавления, кодированная непрерывным тоном или система идентификации сигнала «свой/чужой», предназначенная разделять пользователей, работающих в одном частотном диапазоне, на группы. Пользователи (корреспонденты) из одной группы могут слышать друг друга благодаря идентификационному коду. Объясняя доступно, принцип действия данной системы таков. Вместе с передаваемой информацией в эфир отправляют также дополнительный сигнал (или по другому тон). Приемник, помимо несущей, распознает при соответствующей настойке этот тон и принимает сигнал. Если же в рации –приемнике тон не настроен, то приема сигнала не происходит. Стандартов шифрования существует достаточное большое количество отличающаяся для различных производителей.
Такие недостатки есть у аналогового эфирного вещания. Из-за них, к примеру, телевидение в относительно скором времени обещает стать полностью цифровым. 
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 связи.
Итак, 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. 
Помимо чисто аналоговых и чисто цифровых станций, существуют и радиостанции поддерживающие как аналоговый так и цифровой режим. Они предназначены для перехода с аналоговой на цифровую связь.
Итак имея в распоряжении парк аналоговых радиостанций, вы можете постепенно перейти на цифровой стандарт связи.
Например, изначально вы строили систему связи на Радиостанциях Байкал 30.
Напомню, что это аналоговая станция с 16 каналами.
/tovar_baikal_30b5
Но идет время, и станция перестает устраивать Вас, как пользователя. Да, она надежная, да мощная, да с хорошим аккумулятором до 2600 мА/ч. Но при расширении парка радиостанций более чем на 100 человек, а особенно при работе в группах её 16 каналов начинает не хватать.
Вам совершенно не обязательно сразу бежать и покупать радиостанции цифрового стандарта. Большинство производителей, намеренно вводят модель с наличием аналогового режима передачи.
То есть вы можете поэтапно переходить на например Байкал-35 или Motorola DP-1400 сохраняя существующую систему связи в рабочем состоянии.
Плюсы такого перехода неоспоримы.
Вы получаете станцию работающую
1) дольше (в цифровом режиме меньше потребление.)
2) Имеющую большее количество функций (групповой вызов, одинокий работник)
3) 32 канала памяти.
То есть вы фактически создаете изначально 2 базы каналов. Под новые закупленные станции (цифровые каналы) и базу каналов содействия с существующими станциями (аналоговые каналы). Постепенно по мере закупки оборудования вы будете сокращать парк радиостанций второго банка и увеличивать – первого.
В конечном итоге вы достигнете поставленной задачи – перевести полностью вашу базу на цифровой стандарт связи.
Хорошим дополнением и расширением к любой базе может послужить цифровой ретранслятор Yaesu Fusion DR-1
/tovar_dr1
Это двухдиапазонный (144/430MHz) ретранслятор, который поддерживает аналоговую FM связь, а также одновременно цифровой протокол System Fusion в пределах частотного диапазона 12.5кГц. Мы уверены, что внедрение новейшей DR-1X станет рассветом нашей новой и впечатляющей многофункциональной системы System Fusion.
Одной из ключевых возможностей System Fusion является функция AMS (автоматический выбор режима), которая мгновенно распознает принимается ли сигнал в режиме V/D, режиме голосовой связи или режиме данных FR аналоговом FM или цифровом C4FM, и автоматически переключается на соответствующий. Таким образом, благодаря нашим цифровым трансиверам FT1DR и FTM-400DRSystem Fusion, чтобы поддерживать связь с аналоговыми FM радиостанциями больше нет необходимости каждый раз вручную переключать режимы,.
На репитере DR-1X, AMS можно настроить так, чтобы входящий цифровой C4FM сигнал преобразовывался в аналоговый FM и ретранслировался, таким образом позволяя поддерживать связь между цифровым и аналоговым трансиверами. AMS также можно настроить на автоматическую ретрансляцию входящего режима на выход, позволяя цифровым и аналоговым пользователям совместно использовать один ретранслятор.
До сих пор, FM ретрансляторы использовались только для традиционной FM связи, а цифровые ретрансляторы только для цифровой. Однако, теперь просто заменив обычный аналоговый FM репитер на DR-1X, вы можете продолжать пользоваться обычной FM связью, а также использовать ретранслятор для более продвинутой цифровой радиосвязи System Fusion. Другие периферийные устройства, такие как дуплексер и усилитель и т.д. можно продолжать использоваться как обычно.
Физика тока для программиста
Как мы уже рассмотрели, Arduino всего лишь управляет своими дверьми — пинами , выпуская или запуская электроны. Исходящие или входящие электроны несут в себе некоторый сигнал, который в технике делится на два вида: аналоговый и цифровой . И эти сигналы несут в себе некоторую информацию.
Аналоговый сигнал несёт информацию, зашифрованную уровнем его напряжения, то есть количеством электронов, которые входят в наш микроконтроллер. Чем больше разница электронов на входе в пин, относительно количества их на контакте GND, тем больше напряжение мы получим. Аналоговый сигнал мы можем получить со множества устройств, и обусловлено это принципами их работы. Например, мы можем измерить напряжение на фоторезисторе, который меняет своё сопротивление, а соответственно и напряжение в зависимости от того, сколько света на него падает. Или, например, микрофон — окружающие звуки создают в нём ток, а следовательно и некоторое напряжение, которое можно измерить и сохранить в память микроконтроллера.
Так работает аналоговая техника — мы измеряем, сохраняем, передаём по проводам напряжение, соответствующее некоторым данным об окружающем мире.
Цифровой сигнал
В отличии от аналогововго, цифровой сигнал устроен более просто: там нет никаких градаций напряжения, есть всего два варианта:
1. Напряжение близко к нулю. Это считается низким уровнем (LOW) напряжения, или логической нулём.
2. Напряжение близко к 5 вольтам. Это считается высоким уровнем (HIGH) , или логической единицей.
Все остальные случаи сводятся к этому. Есть некоторое пороговое значение, например 2,7 вольт. Всё, что ниже порога считается нулём , а всё, что выше — единицей . Скажем, если на вход поступило два вольта — это ещё ноль, а три вольта уже единица.
Цифровой сигнал, в отличие от аналогового очень устойчив к помехам. Если аналоговый сигнал получит помеху в 0,5 вольта, то это уже приведёт к значительным искажениям. А в цифровом сигнале искажения должны быть более существенны, чтобы изменить ноль на единицу или наоборот.
Приведём пример такого цифрового устройства, например, обычная кнопка, которая имеет всего два состояния: либо ноль, либо единица.
Аналого-цифровой преобразователь
Микроконтроллер может работать только с цифровыми сигналами. Поэтому в нём стоит специальное устройство, которое называется Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) . Через него проходят сигналы с выходов, которые отмечены большой буквой А, например, А3.
Когда мы отправляем команду измерить аналоговый сигнал на этих входах, он поступает в АЦП, и тот преобразует его в цифровой сигнал, используя для этого 10 бит. С помощью этого количества бит можно сохранить число от 0 до 1023, где 0 соответствует нулю вольт, а 1023 соответствует максимальному напряжению (по умолчанию это напряжение питания контроллера, то есть 5 вольт).
Как осуществляется перевод измеренного значения в последовательность единиц и нулей, вы сможете узнать в теме системы счисления.
Широтно-импульсная модуляция
Проблема АПЦ в том, что оно работает только в одну сторону, то есть Arduino не способна формировать аналоговый сигнал, а может выдать только цифровой на выходах. А хотелось бы, присоединив светодиод, управлять его яркостью, или, например, скоростью вращения мотора.
Но на самом деле этим устройствам и не требуется изменение напряжения. Более того, светодиод очень чувствителен к таким изменениям, ему нужен строго определённый уровень электронов на входе. Если будет больше — он скорее сгорит, чем увеличит яркость. Да и мотор наиболее эффективен при определённом уровне.
Чтобы всё-таки сделать их управляемыми используют так называемую широтно-импульсную модуляцию (ШИМ или PWM) .
Идея ШИМ в том, чтобы выдавать ток не постоянно, а короткими импульсами определённой ширины. Соотношение ширины импульса к ширине паузы определяет как раз уровень яркости на светодиоде, или скорость вращения мотора. Например, если мы зададим, что ширина импульса равна ширине паузы, то это будет соответствовать половине яркости. А если ширина имульса будет занимать 75% времени то и мощность будет соответственно 75%.
Генератор ШИМ работает только на определённых портах, которые подписаны как PWM , и позволяет использовать градацию от 0 до 255.
По сути ШИМ является некоторой заменой аналогового сигнала, поэтому для её записи используют команду analogWrite .
Аналоговый и цифровой сигнал – разница между ними
Ключевые различия между аналоговым и цифровым сигналом
- Аналоговый сигнал представляет собой непрерывный сигнал, тогда как цифровые сигналы представляют собой сигналы, разделенные во времени.
- Аналоговый сигнал обозначается синусоидальными волнами, а цифровые сигналы обозначаются прямоугольными волнами.
- Аналоговый сигнал использует непрерывный диапазон значений, которые помогают представлять информацию; с другой стороны, цифровой сигнал использует дискретные 0 и 1 для представления информации.
- Сравнивая цифровые и аналоговые сигналы, полоса пропускания аналогового сигнала низкая, а полоса пропускания цифрового сигнала высокая.
- Аналоговые приборы дают значительные ошибки наблюдения, тогда как цифровые приборы никогда не вызывают каких-либо ошибок наблюдения.
- Аналоговое оборудование никогда не обеспечивает гибкости реализации, а цифровое оборудование обеспечивает гибкость реализации.
- Сравнивая аналоговые и цифровые сигналы, аналоговые сигналы подходят для аудио и видео. transmission в то время как цифровые сигналы подходят для вычислений и цифровой электроники.tronикс.
Что такое Сигнал?
Сигнал — это электромагнитный или электрический ток, который используется для передачи данных из одной системы или сети в другую. Сигнал – это функция, передающая информацию о явлении.
В электроtronВ технике и телекоммуникациях это относится к любому изменяющемуся во времени напряжению, которое представляет собой электромагнитную волну, несущую информацию. Сигнал также можно определить как наблюдаемое изменение качества, например количества. Существует два основных типа сигналов: аналоговый сигнал и цифровой сигнал.
Что такое аналоговый сигнал?
Аналоговый сигнал — это непрерывный сигнал, в котором одна изменяющаяся во времени величина представляет собой другую переменную, зависящую от времени. Сигналы такого типа работают с физическими величинами и природными явлениями, такими как землетрясение, частота, вулкан, скорость ветра, вес, освещение и т. д.
Что такое цифровой сигнал?
Цифровой сигнал — это сигнал, который используется для представления данных в виде последовательности отдельных значений в любой момент времени. Он может принимать только одно из фиксированного числа значений. Этот тип сигнала представляет собой действительное число в постоянном диапазоне значений. Теперь давайте узнаем некоторые ключевые различия между цифровыми и аналоговыми сигналами.
Характеристики аналогового сигнала
Вот основные характеристики аналогового сигнала.
- Этот тип эл.tronIC сигналы изменяются во времени
- Минимальное и максимальное значения, которые могут быть положительными или отрицательными.
- Он может быть периодическим или непериодическим.
- Аналоговый сигнал работает с непрерывными данными.
- Точность аналогового сигнала невелика по сравнению с цифровым сигналом.
- Это поможет вам измерить природные или физические значения.
- Форма выходного аналогового сигнала аналогична кривой, линии или графику, поэтому она может иметь значение не для всех.
Характеристики цифровых сигналов
Вот основные характеристики цифровых сигналов.
- Цифровые сигналы представляют собой сигналы, разделенные во времени.
- Этот тип эл.tronСигналы ic l могут обрабатываться и передаваться лучше по сравнению с аналоговыми сигналами.
- Цифровые сигналы универсальны, поэтому они широко используются.
- Точность цифрового сигнала лучше, чем у аналогового сигнала.
Различия между аналоговым и цифровым сигналом
Вот важная разница между аналоговым и цифровым transmission:
| Аналоговый | Цифровое |
|---|---|
| Аналоговый сигнал — это непрерывный сигнал, который представляет собой физические измерения. | Цифровые сигналы — это сигналы, разделенные по времени, которые генерируются с использованием цифровой модуляции. |
| Обозначается синусоидальными волнами | Обозначается прямоугольными волнами |
| Он использует непрерывный диапазон значений, которые помогают вам представлять информацию. | Цифровой сигнал использует дискретные 0 и 1 для представления информации. |
| Датчики температуры, сигналы FM-радио, фотоэлементы, датчик освещенности, резистивный сенсорный экран являются примерами аналоговых сигналов. | Компьютеры, компакт-диски, DVD-диски — вот некоторые примеры цифрового сигнала. |
| Полоса пропускания аналогового сигнала низкая | Полоса пропускания цифрового сигнала высокая. |
| Аналоговые сигналы ухудшаются из-за шума повсюду. transmission а также цикл записи/чтения. | Относительно помехоустойчивая система без ухудшения состояния в процессе эксплуатации. transmission процесс и цикл записи/чтения. |
| Аналоговое оборудование никогда не обеспечивает гибкой реализации. | Цифровое оборудование обеспечивает гибкость в реализации. |
| Подходит для аудио и видео. transmission. | Он подходит для вычислений и цифровой электроники.tronикс. |
| Обработка может выполняться в режиме реального времени и потребляет меньшую полосу пропускания по сравнению с цифровым сигналом. | Это никогда не дает гарантии, что цифровая обработка сигналов может выполняться в реальном времени. |
| Аналоговые инструменты обычно имеют шкалу s, которая равна c.ramped на нижнем конце и дает значительные ошибки наблюдения. | Цифровые приборы никогда не вызывают каких-либо ошибок наблюдения. |
| Аналоговый сигнал не имеет фиксированного диапазона. | Цифровой сигнал имеет конечное число, т. е. 0 и 1. |
Преимущества аналоговых сигналов
Вот плюсы/преимущества аналоговых сигналов.
- Легче в обработке
- Лучше всего подходит для аудио и видео transmission.
- Он имеет низкую стоимость и портативен.
- Он имеет гораздо более высокую плотность, поэтому может предоставлять более точную информацию.
- Нет необходимости покупать новую видеокарту.
- Использует меньшую полосу пропускания, чем цифровые звуки
- Обеспечить более точное представление звука
- Это естественная форма звука.
Преимущества цифровых сигналов
Вот плюсы/преимущества цифровых сигналов:
- Цифровые данные легко сжимаются.
- Любая информация в цифровой форме может быть зашифрована.
- Оборудование, использующее цифровые сигналы, более распространено и менее дорого.
- Цифровой сигнал освобождает работающие инструменты от ошибок наблюдения, таких как параллакс и ошибки аппроксимации.
- Доступно множество инструментов редактирования
- Вы можете редактировать звук, не изменяя оригинальную копию.
- Легко передавать данные по сети
Недостатки аналоговых сигналов
Вот минусы/недостатки аналоговых сигналов:
- Аналоговый сигнал обычно имеет более низкое качество, чем цифровой.
- Кабели чувствительны к внешним воздействиям.
- Стоимость аналогового провода высока, и его нелегко переносить.
- Низкая доступность моделей с цифровыми интерфейсами.
- Запись аналогового звука на пленку обходится довольно дорого, если лента повреждена.
- Он предлагает ограничения в редактировании
- Ленту становится трудно найти
- Довольно сложно syncхронизировать аналоговый звук
- Качество легко теряется
- Данные могут быть повреждены
- Множество записывающих устройств и форматов, которые могут затруднить хранение цифрового сигнала.
- Цифровые звуки могут отсекать аналоговую звуковую волну, а это означает, что вы не сможете добиться идеального воспроизведения звука.
- Предлагает плохой многопользовательский интерфейс.
Недостатки цифровых сигналов
- Отбор проб может привести к потере информации.
- АЦП и ЦАП требуют аппаратного обеспечения смешанных сигналов.
- Скорость процессора ограничена
- Разработка ошибок квантования и округления
- Требуется большая пропускная способность
- Системы и обработка более удобныplex.
- Прямые кабели и перекрестные кабели
- Протокол разрешения адресов: что такое заголовок ARP в сети
- Транкинговый протокол VLAN: что такое VTP в сети и его преимущества
- STP – объяснение протокола связующего дерева
- Что такое IP-маршрутизация? Типы, таблица маршрутизации, протоколы, команды
- Коммутатор уровня 2 против коммутатора уровня 3
- Подсети: что такое маска подсети?
- Что такое подстановочная маска? Как рассчитать маску подстановочного знака