Analoge vs. digitale Signale: Unterschied und Vergleich

Signale sind eine Funktion, die bei der Übermittlung von Informationen hilft. Es handelt sich um eine Sequenz, die eine verschlüsselte Nachricht in einem Kommunikationskanal startet.

Verschiedene Arten von Signalen basieren auf unterschiedlichen Kriterien, Merkmalen, Werten usw. Analoge und digitale Signale sind zwei Arten von Signalen.

Key Take Away

  1. Analoge Signale sind kontinuierlich und können beliebige Werte annehmen, während digitale Signale diskret sind und nur bestimmte Werte annehmen können.
  2. Analoge Signale sind anfällig für Störungen und Rauschen, während digitale Signale weniger anfällig sind und einfach verarbeitet und übertragen werden können.
  3. Analoge Signale werden in Anwendungen wie Musikaufzeichnung und Telefonie verwendet, während digitale Signale in Computern, Telekommunikation und Multimedia verwendet werden.

Analoge vs. digitale Signale

Analoge Signale sind kontinuierliche Signale, deren Amplitude, Frequenz oder Phase sich im Laufe der Zeit ändern. Sie können durch Wellen dargestellt werden, die kontinuierliche Werte haben. Digitale Signale sind diskrete Signale, die Daten unter Verwendung eines Binärcodes darstellen. Sie werden durch Rechteckwellen mit nur zwei Werten dargestellt.

Analoge vs. digitale Signale

Analoge Signale sind Signaltypen, die in einer kontinuierlichen Wellenform dargestellt werden. Diese zur Bezeichnung der Informationen verwendeten Werte liegen in einem kontinuierlichen Bereich.

Diese Signale werden außerdem in einfache Analogsignale und zusammengesetzte Analogsignale unterteilt. Ihre Wellenform ändert sich im Laufe der Zeit.

Digitale Signale sind der Signaltyp, der in einer diskreten oder diskontinuierlichen Wellenform dargestellt wird. Sie helfen dabei, Informationen ähnlich wie analoge Signale zu übertragen.

Die übertragenen Informationen oder Daten liegen in binärer Form vor. Ein Bitintervall beschreibt die Zeit, die zum Senden eines Bits benötigt wird.

Vergleichstabelle

VergleichsparameterAnaloge SignaleDigitale Signale
SignalEs ist ein kontinuierliches Signal und hilft bei der Darstellung physikalischer Messungen.Mittels digitaler Modulation wird ein zeitdiskretes Signal erzeugt.
wavesDiese wurden unter Verwendung der Sinuswellen dargestellt.Diese wurden unter Verwendung der Rechteckwellen dargestellt.
VertretungZur Darstellung von Informationen wird ein kontinuierlicher Wertebereich verwendet.Zur Darstellung von Informationen wird ein diskreter oder diskontinuierlicher Wertebereich verwendet.
BeispieleDie häufigsten Beispiele sind i.menschliche Stimme, ii. analoge elektronische Geräte.Zu den häufigsten Beispielen gehören: i.Computer, ii. CD/DVD, iii.digitale elektronische Geräte.
MemorySchallwellen werden in Form von Wellensignalen aufgezeichnet.Schallwellen werden in Form von binären Bits aufgezeichnet.
PowerDie Leistungsaufnahme analoger Instrumente ist immens.Die Leistungsaufnahme digitaler Instrumente ist vernachlässigbar.
FlexibilitätAnaloge Hardware zeigt keine Flexibilität.Digitale Hardware zeigt Flexibilität bei der Implementierung.

Was sind analoge Signale?

Analogsignal bezieht sich auf den Signaltyp, der in einer kontinuierlichen Wellenform dargestellt wird. Das bedeutet, dass die zur Bezeichnung der Information verwendeten Werte in einem kontinuierlichen Bereich liegen.

Die Wellenform ändert sich jedoch im Laufe der Zeit. Hier werden Sinuswellen zur Darstellung der Werte verwendet. Die Signale werden außerdem unterschieden in: a. einfache analoge Signale; B. zusammengesetzte analoge Signale.

Die einfachen analogen Signale beziehen sich auf die Sinuswellen, die keine weitere Zerlegung zulassen.

Die zusammengesetzten analogen Signale hingegen sind Sinuswellen, die eine weitere Zerlegung in zahlreiche Sinuswellen ermöglichen.

Zur Beschreibung der analogen Signale werden die Amplituden, Perioden, Frequenzen und Phasen genutzt. Die maximale Höhe eines Signals wird anhand der Amplitude markiert.

Die jeweilige Geschwindigkeit, mit der sich ein Signal ändert, wird durch die Frequenz gekennzeichnet. Und die Position der Welle in Bezug auf die Zeit Null wird mit der Phase markiert.

Die Leistungsaufnahme analoger Instrumente ist immens und die Hardware nicht flexibel. Das analoge Signal ist störanfällig.

Daher sind sie anfällig für Störungen und Verzerrungen, die die Genauigkeit verringern. Der Bereichswert eines analogen Signals ist nicht angegeben.

Die Verarbeitung der analogen Signalverarbeitung kann mit geringerem Bandbreitenverbrauch und auch in Echtzeit ausgeführt werden.

Was sind digitale Signale?

Digitales Signal bezieht sich auf den Signaltyp, der in einer diskreten Wellenform dargestellt wird. Diese Signale helfen auch dabei, Informationen ähnlich wie analoge Signale zu übertragen.

Die zur Bezeichnung der Informationen verwendeten Werte liegen jedoch in einem diskontinuierlichen Bereich. Daher handelt es sich um ein diskretes und diskontinuierliches Zeitsignal. Hier liegen die übertragenen Informationen oder Daten in binärer Form vor.

Das bedeutet, dass die Informationen in Form von kleinen Bits dargestellt werden.

Es ist möglich, das digitale Signal weiter in einfachere Sinuswellen zu zerlegen. Diese Wellen werden Harmonische genannt.

Jede einfachere Sinuswelle oder Harmonische hat eine andere Amplitude (Höhe), Frequenz (Rate) und Phase (Position). Bitraten und Bitintervalle werden zur Beschreibung der digitalen Signale verwendet. 

Ein Bitintervall beschreibt die Zeit, die zum Senden eines Bits benötigt wird. Und die Bitintervallfrequenzen werden durch die Bitraten beschrieben. Rauschen hat keinen großen Einfluss auf digitale Signale.

Daher kommt es bei ihnen kaum zu Verzerrungen. Digitale Signale lassen sich einfacher übertragen. Außerdem sind sie im Vergleich zu analogen Signalen zuverlässiger. Digitale Signale haben nur einen endlichen Wertebereich.

Das digitale Signal besteht aus Nullen und Einsen.

Hauptunterschiede zwischen analogen und digitalen Signalen

  1. Ein Signal, das kontinuierlich ist und bei der Darstellung physikalischer Messungen hilft, ist ein analoges Signal. Ein zeitdiskretes Signal, das mithilfe digitaler Modulation erzeugt wird, ist ein digitales Signal.
  2. Analoge Signale wurden mithilfe von Sinuswellen dargestellt. Digitale Signale wurden mithilfe von Rechteckwellen dargestellt.
  3. Bei analogen Signalen wird ein kontinuierlicher Wertebereich zur Darstellung von Informationen verwendet. Bei digitalen Signalen wird ein diskreter oder diskontinuierlicher Wertebereich zur Darstellung von Informationen verwendet.
  4. Zu den häufigsten Beispielen für analoge Signale gehören i. menschliche Stimme, ii. analoge elektronische Geräte. Zu den häufigsten Beispielen für digitale Signale gehören i. Computer, ii. CD/DVD, iii. digitale elektronische Geräte.
  5. Bei analogen Signalen werden Schallwellen in Form von Wellensignalen aufgezeichnet. Bei digitalen Signalen werden Schallwellen in Form von binären Bits aufgezeichnet.
  6. Die Leistungsaufnahme analoger Instrumente ist enorm. Die Leistungsaufnahme digitaler Instrumente ist vernachlässigbar.
  7. Analoge Hardware zeigt keine Flexibilität. Digitale Hardware zeigt Flexibilität bei der Implementierung.
Unterschied zwischen analogen und digitalen Signalen
Literaturhinweise
  1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5624500/

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Über den Autor

Piyush Yadav hat die letzten 25 Jahre als Physiker in der örtlichen Gemeinde gearbeitet. Er ist ein Physiker, der sich leidenschaftlich dafür einsetzt, die Wissenschaft für unsere Leser zugänglicher zu machen. Er hat einen BSc in Naturwissenschaften und ein Postgraduiertendiplom in Umweltwissenschaften. Sie können mehr über ihn auf seinem lesen Bio-Seite.