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.
Цифровые усилители против аналоговых. Что лучше?
Цифровая техника постоянно развивается, и, наряду с этим развитием, в продаже появляется всё большее количество полностью цифровых усилителей. Это, в свою очередь, всё более остро ставит вопрос относительно того, какой тип усилителей всё таки лучше: цифровой или аналоговый. Абсолютное большинство заядлых аудиофилов и энтузиастов Hi-Fi аудио техники ответят на этот вопрос однозначно и не задумываясь — «конечно аналоговые лучше». Не будем спешить с выводами и попробуем во всём разобраться. Скажу сразу, что как бы мы не старались сопротивляться, всё равно за цифровой техникой будущее и до настоящего времени за ней было только будущее, но не настоящее, так как качество звука первых моделей цифровых усилителей было мягко говоря не самым хорошим. В настоящее время ситуация изменилась кардинальным образом.
В чём же принципиальная разница между цифровыми и аналоговыми усилителями? Аналоговый усилитель получает от источника сигнал в аналоговой форме, в виде переменного тока и напряжения, изменяющегося со звуковой частотой, усиливает его и передаёт на акустические системы. Цифровой усилитель работает только с цифровыми сигналами, он получает от источника сигнал в цифровой форме (в виде ноликов и единичек, а точнее в виде импульсов сигнал есть/нет), усиливает его и только после этого, перед непосредственной передачей на акустические системы, преобразует его в аналоговыю форму.
К сожалению, цифровые усилители до сих пор не получили широкого признания в среде аудиофилов, но, зачастую, незаслуженно. Подавляющее большинство аудиофилов, предпочитающих High-End стереосистемы, заранее отвергают цифровые усилители и даже не желают их прослушивать, основывая своё мнение, зачастую ошибочное, на критических журнальных статьях и мнениях «специалистов», большинство из которых даже отдалённо не представляют о чём говорят. Да, пожалуй, цифровые усилители нельзя назвать полностью идеальными, но ведь аналоговые аппараты тоже обладают своими недостатками.
Пожалуй единственным случаем, когда я полностью отверг бы идею использования цифрового усилителя в стереосистеме является случай, когда в качестве одного из источников используется проигрыватель виниловых пластинок (он же виниловый проигрыватель или LP-проигрыватель).
Ни для кого не секрет, что виниловый проигрыватель является стопроцентным аналоговым источником сигнала, также секретом не является то, что любая оцифровка сигнала приводит к некоторой потере звуковой информации, а именно: звук немного теряет свою «аналоговость» и величина этой потери напрямую зависит от качества аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей (digital-analog converter, он же DAC).
Справедливо замечу, что аналоговый звук является эталоном для записи (лучше аналоговой записи может быть только живое выступление музыкантов) и насколько бы не был совершенен цифро-аналоговый преобразователь, он неизбежно немного ухудшит звук (это может быть ничтожно малое ухудшение, которое многие возможно даже не заметят, но оно всё таки будет). А, как уже упоминалось ранее, цифровые усилители работают только с цифровыми сигналами, следовательно, если к нему подключить аналоговый LP-проигрыватель виниловых пластинок, то усилитель будет вынужден преобразовать его аналоговый сигнал в цифровой, с которым он в дальнейшем будет работать, а после усиления сигнал будет вновь преобразован в аналоговый и передан на акустические системы. Это двойное преобразование аналог-цифра-аналог не испортит звук, но сделает его похожим на звук с компакт диска, следовательно, Вы потеряете ту «аналоговость», ради которой скупали пластинки и потратили средства на приобретение качественного проигрывателя винила.
Что же касается воспроизведения CD, здесь оба усилителя конкурируют на равных и сейчас мы разберёмся почему. CD-диск, как таковой, несёт на себе запись в цифровой форме, значит заведомо не является аналоговым, значит та самая «аналоговость» звука уже потеряна на этапе оцифровки Вашей любимой музыки и записи её на диск. CD-проигрыватель считывает звуковую информацию в цифровой форме с диска, а встроенный или внешний цифро-аналоговый преобразователь преобразует её в аналоговую форму, при этом качество воспроизведения CD-диска напрямую зависит от качества считывания информации с поверхности компакт диска и точности преобразования её в аналоговую форму. Системы считывания в настоящее время уже почти достигли своей высшей точки развития, а цифро-аналоговые преобразователи продолжают развиваться.
Таким образом, если в CD-проигрывателе установлен некачественный цифро-аналоговый преобразователь, то некачественно преобразованный в аналоговую форму сигнал поступает с проигрывателя на аналоговый усилитель. Стоит отметить, что даже если аналоговый усилитель в данном случае будет самый лучший в мире, то он всё равно не сможет улучшить качество звука, он сможет лишь не ухудшить его, ведь идеальный усилитель должен только усиливать сигнал и не вносить в него даже малейших изменений. Таким образом, плохой цифро-аналоговый преобразователь, установленный в CD-проигрывателе станет причиной общего ухудшения качества звука, независимо от того, что мы выбрали лучший образец усилителя (аналоговый усилитель, в данном случае, не панацея, как видите).
Давайте теперь представим принцип действия стереосистемы на основе связки «CD-проигрыватель + цифровой усилитель».
Для того, чтобы нам ощутить все преимущества использования цифрового усилителя нам потребуется CD-проигрыватель с цифровыми выходами на задней панели (это разъёмы с которых можно получить сигнал в цифровой форме до того как встроенный цифро-аналоговый преобразователь преобразует его в аналоговую форму) или CD-проигрывателю предпочесть CD-транспорт, в котором цифро-аналоговый преобразователь в принципе отсутствует (зачем платить за цифро-аналоговый преобразователь встроенный в проигрыватель, если мы его не собираемся использовать при подключении к цифровому усилителю). После того как усилитель усиливает сигнал в цифровой форме при помощи встроенного цифро-аналогового преобразователя, он преобразует усиленный цифровой сигнал в аналоговую форму и передаёт его акустические системы.
Получается, что мы как бы отказываемся от «услуг» родного встроенного в CD-проигрыватель цифро-аналогового преобразователя в пользу цифро-аналогового преобразователя, установленного в цифровой усилитель (это позволит существенно повысить качество воспроизведения в случае если цифро-аналоговый преобразователь стоящий в цифровом усилителе лучше по качеству чем тот, что стоит в CD-проигрывателе или наоборот ухудшить, если ситуация обратная).
Справедливости ради замечу, что CD-проигрыватель к цифровому усилителю можно подключить и через аналоговые входы-выходы, но тогда теряется смысл использования цифрового усилителя, а многократное преобразование аналога в цифру и обратно не очень благотворно повлияет на звук. Прямое же подключение через цифровой кабель кардинальным образом уменьшает количество ненужных преобразований аналога в цифру и обратно и, соответственно, существенно снижается негативное влияние на звук.
Итак, если сравнить оба варианта (с аналоговым и с цифровым усилителем), то можно заметить, что основная разница, если не вдаваться в детали, заключается в том, что в случае использования аналогового усилителя цифро-аналоговый преобразователь находится перед усилителем, а в случае с цифровым усилителем цифро-аналоговый преобразователь находится после усилителя. И самое главное, что в обоих случаях звук был изначально оцифрован, а следовательно, и в одной системе и во второй та самая «аналоговость» уже отсутствует.
Основной вывод из вышесказанного: если цифро-аналоговый преобразователь, установленный в CD-проигрыватель лучше по качеству чем тот, который стоит в цифровом усилителе, то лучше предпочесть аналоговый усилитель, а если цифро-аналоговый преобразователь в цифровом усилителе превосходит по качеству аналогичный установленный в CD-проигрывателе, то цифровой усилитель — это лучший вариант для Вас.
У цифровых усилителей есть дополнительные достоинства и возможности в отличии от их аналоговых конкурентов — это цифровая обработка сигнала не ухудшающая качество звука, к примеру, любая обработка сигнала (регуляторы тембра и прочее) в аналоговом усилителе неизбежно негативно отразится на качестве звучания). В зависимости от производителя и модели цифрового усилителя виды обработки сигнала колеблятся от элементарной регулировки тембров и частот, до сложнейших алгоритмов по коррекции акустики помещения и амплитудно-частотных характеристик всей системы. Кроме того цифровые усилители самые экономичные по энергопотреблению, имеют самый высокий КПД, обладают внушительной мощностью, огромным коэффициентом демпфирования акустических систем и практически не нагреваются при работе. Но не забывайте, что окончательный выбор предстоит делать Вам после прослушивания.
СЦЕНА
МЫ СЦЕНА — сайт для музыкантов и друзей. Делимся своей музыкой, обсуждаем, учимся, делаем коллабы.
Получать уведомления по email
Вход и регистрация
Итоги, интервью, анонсы. Хотите рассказать о себе или поделиться чем-то? Пишите нам.
ЗАЧЕМ СЦЕНА
Наш сайт для общения и взаимной помощи музыкантов, а также продвижения музыки в обмен на ваш опыт. Чтобы вашу музыку заметили, опишите:
- Как создавали композицию?
- Зачем или для кого?
- Какой опыт получили?
- Что необычного случилось в процессе?
- Задайте вопрос или попросите совета.
Цифровой звук лучше аналогового?
Несмотря на мою безграничную любовь к аналогу я не могу не признать, что в войне форматов победила цифра. Давно и безоговорочно. Как бы нам ни хотелось искать совершенства и чистоты среди шипения магнитных лент и треска виниловых дорожек, всё это давно повержено великой и могучей Ц. Такой чистой и такой. холодной? В любом случае, сейчас будет больно, парни.
Всё, что мы с вами слышим из колонок последние несколько десятилетий полностью цифровое (за исключением избранных с аналоговыми сетапами, до сих пор живущими в тёплом 1977-м). Радио, телевидение, компьютеры и всё вокруг нас уже давно цифровое. Голос твоей женщины в телефоне УЖЕ «матрица». Мы все давно выпили синюю таблетку и пребываем в счастливом неведении.
Цифра многим кажется безжизненной, холодной и совсем не музыкальной, однако чисто технически это не так. Цифра сегодняшнего дня – практически идеальный сосуд для музыки. Аналог передает свои несовершенства музыке и именно его любят адепты вроде меня. Да, я люблю искажения, вносимые аналоговым трактом. Да. Но давайте поговорим о техническом абсолюте качества. О неизменном и не искаженном звуке, пришедшем к нам из студии.
Конечно, цифра во многом снижает интерес к музыке – вспомните, к примеру, когда вы слушали цифру не занимаясь чем-нибудь еще? С аналогом все немного интереснее – ты должен поработать, черт возьми, прежде, чем начнется музыка. Проверить тонарм, поставить иглу в нужное место или заправить ленту, вставить кассету, перемотать и т.п. Ты отдаешь, чтобы взять. Ну вы понимаете. И всё должно быть отстроено, чтобы звучание оставалось правильным. Цифровой же звук для слабаков, не желающих с зеркальцем выверять азимут звукоснимателя.
Но давайте посмотрим правде в глаза. Цифровой звук критикуют в значительной степени из-за невежества. Например, люди, которые не понимают природу цифрового звука, считают, что в цифровом сигнале есть некоторый эффект «ступенек». На самом деле нет. Частота дискретизации и разрядность таковы, что ни о каких ступеньках не может быть и речи, а преобразовав цифру обратно в аналог, вы получите идеальный график, как у аналогового оригинала.
Как я писал в предыдущей публикации, многие склонны считать аналог бесконечным по динамическому диапазону, но это тоже не так. Просто в цифровых форматах легче определить ограничения – у вас есть битовая глубина: 16-битная на CD, 16-битная или 24-битная на DVD, Blu-ray и hi-res файлах. И у вас есть частота дискретизации, которая говорит вам, насколько высокие частоты может воспроизводить ваш носитель: 24 кГц, 48 кГц, 96 кГц и т. д.
В аналоге у вас тоже есть ограничения по разрешению: динамический диапазон и частотные характеристики. Типичный виниловый диск имеет динамический диапазон (между шумом и самым громким сигналом) 50-70 дБ. На компакт-диске он уже 96 дБ, а на любом 24-битном аудиофайле с высоким разрешением — 144 дБ.
Теперь еще вот что – аналоговой системы, способной воспроизводить звук с динамическим диапазоном 144 дБ, не существует в принципе. Её просто не может существовать в реальном мире. Вот некоторые hi-end ЦАПы имеют заявленный диапазон около 120-130 дБ, но он конечно же драматически сокращается при прохождении через любой усилитель.
Задолго до появления компакт-дисков типичная частотная характеристика большинства усилителей и большинства АС в лучшем случае составляла 20–20 000 Гц. Это потому, что это максимум того, что может услышать человек (проверьте себя после прочтения вот здесь и скорее всего вы будете шокированы, что даже ни о каких 18 кГц в ваших ушах речь не идет).
И, конечно же, чтобы услышать что-то за этими пределами, даже если вы киборг с ДНК собаки, вам нужна вся цепочка сигналов, способная работать на этих частотах: медиа, проигрыватель, усилитель, колонки или наушники. В противном случае вы не услышите никакой разницы.
Компакт-диски могут технически воспроизводить звук 22 кГц, но они фильтруют частоты выше 20 кГц просто потому, чтобы обеспечить выборку и воспроизведение только надлежащего диапазона. При сэмплировании на частоте 96 кГц фильтрация происходит на 40-44 кГц.
DVD-диски, Blu-ray, файлы с HD Tracks и Tidal могут содержать музыку с частотой дискретизации 96 кГц и 24-битной разрядностью.
Это спорный вопрос, сможете ли вы услышать какие-либо преимущества в записи 96 кГц. Однако, нет сомнений в том, что при её воспроизведении никогда не возникает причин ожидать проблемы из-за фильтрации в диапазоне близком к нормальному диапазону человеческого слуха. Так что такой хайрез может звучать лучше просто по этой причине.
А вот большинству кассетных дек очень повезет, если они смогут достичь 20 кГц. Винил же может технически воспроизвести 40-50 кГц. Но для этого вам потребуется очень дорогой проигрыватель, очень дорогой тонарм и очень дорогой звукосниматель. Это сотни тысяч рублей. Сотни. Тысяч. Рублей.
Еще одна неприятная вещь насчет винила. Пластинки имеют потери на высоких частотах. RIAA коррекция повышает частоту 20 кГц на + 20 дБ, чтобы предотвратить потерю сигнала. И большинство мастер-дисков фильтруются с частотой 20 кГц, потому что станки, нарезающие мастер могут быть повреждены частотами выше 20 кГц. Чтобы сделать мастер-диск с более высокими частотами, нужно нарезать его на скорости 1/2 или 1/3 от нормальной.
Опять же, суть всего сказанного выше в том, что сегодня цифровое качество уже лучше, чем нам нужно. И даже если вдруг вам недостаточно 96 кГц, вы можете слушать хайрезы и Blu-ray с частотой дискретизации 192 кГц. Просто примите во внимание тот факт, что высокое качество цифровых носителей часто дискредитируется посредственными плеерами и ЦАПами, благодаря которым складывается неверное впечатление о том, что цифра холодна и безжизненна. Хотите высококачественный звук на любом носителе – вам нужна серьезная техника, способная на это.