Analogiset vs digitaaliset signaalit: ero ja vertailu

Keskeiset ostokset

1. aaltomuoto: Analogisia signaaleja edustavat jatkuvat aallot, jotka muuttuvat tasaisesti ajan myötä. Digitaaliset signaalit ovat erillisiä datayksiköitä, joita edustavat erilliset päälle/pois-pulssit tai jännitetasot.
2. Tiedonsiirto: Analoginen data lähetetään alkuperäisessä muodossaan moduloituina aaltoina. Digitaaliset tiedot koodataan binäärinumeroina (1s ja 0s) ennen lähetystä.
3. Melunsietokyky: Analogiset signaalit ovat herkempiä heikkenemiselle ja kohinalle lähetyksen aikana. Digitaalisilla signaaleilla on korkeampi häiriönkestävyys diskreettien kvantisointitasojen vuoksi.

Mitä ovat analogiset signaalit?

Analogiset signaalit ovat jatkuvia, ajallisesti vaihtelevia signaaleja, jotka edustavat todellisia fyysisiä suureita. Niille on ominaista tasainen ja jatkuva aaltomuoto, joka voi saada minkä tahansa arvon tietyllä alueella. Analogisia signaaleja käytetään yleisesti tiedon siirtämiseen ja käsittelyyn eri aloilla, mukaan lukien tietoliikenne, ääni- ja videojärjestelmät sekä instrumentointi.

Analogiset signaalit voivat saada äärettömät arvot tietyllä alueella. Signaali muuttuu tasaisesti ja jatkuvasti ajan myötä, mikä mahdollistaa laajan valikoiman tarkkuutta ja yksityiskohtia. Niitä edustavat aaltomuodot, kuten siniaallot tai kompleksiset aaltomuodot, jotka kuvaavat signaalin amplitudia (voimakkuutta) sen muuttuessa ajan myötä. Ne edustavat suoraan fyysisiä määriä. Esimerkiksi audiojärjestelmissä analoginen signaali edustaa jatkuvia ilmanpaineen muutoksia, jotka vastaavat musiikki-instrumentin tai äänen tuottamia ääniaaltoja.

Mitä digitaaliset signaalit ovat?

Digitaaliset signaalit ovat erillisiä, epäjatkuvia signaaleja, jotka edustavat tietoa käyttämällä binäärinumeroiden tai bittien sarjaa. Toisin kuin analogisilla signaaleilla, jotka voivat saada minkä tahansa arvon alueella, digitaalisilla signaaleilla on rajoitettu joukko erillisiä arvoja, jotka esitetään 0:na ja 1:nä. Näitä signaaleja käytetään laajalti erilaisissa digitaalisissa järjestelmissä, mukaan lukien tietokoneet, tietoliikenne ja digitaalinen elektroniikka.

Digitaalisilla signaaleilla on rajoitettu joukko erillisiä arvoja. Jokainen arvo edustaa binäärinumeroa (bittiä), joka voi olla joko 0 tai 1. Binäärinumerot yhdistetään muodostamaan binäärilukuja, jotka mahdollistavat erilaisten arvojen tai tilojen esittämisen. Ne saadaan näytteitysprosessilla, jossa jatkuva analoginen signaali mitataan säännöllisin väliajoin. Sitten näytteitetyt arvot kvantisoidaan ja määritetään diskreetit digitaaliset arvot niiden amplitudin tai intensiteetin perusteella.

Ero analogisten ja digitaalisten signaalien välillä

1. Analogiset signaalit ovat jatkuvia ja edustavat suoraan reaalimaailman fyysisiä suureita, kun taas digitaaliset signaalit ovat diskreettejä ja edustavat informaatiota käyttämällä sarjaa binäärinumeroita tai bittejä.
2. Analogisilla signaaleilla voi olla loputtomasti vaihtelua ja ne tarjoavat jatkuvan signaalin esityksen, mikä mahdollistaa suuren tarkkuuden ja tarkkuuden. Digitaalisilla signaaleilla on erilliset arvot, mikä voi aiheuttaa kvantisointivirheitä ja rajallista tarkkuutta.
3. Analogiset signaalit ovat herkempiä kohinalle ja häiriöille, jotka voivat aiheuttaa vääristymiä lähetyksen ja käsittelyn aikana. Digitaalisilla signaaleilla on korkeampi häiriönkestävyys, koska ne voidaan rekonstruoida tarkasti myös kohinan läsnä ollessa.
4. Analogiset signaalit vaativat erikoistuneita analogisia piirejä käsittelyä ja tallennusta varten. Toisaalta digitaalisia signaaleja voidaan helposti käsitellä, käsitellä ja tallentaa käyttämällä digitaalisia järjestelmiä, kuten tietokoneita ja digitaalisia tallennuslaitteita.
5. Analogisten signaalien laatu voi heikentyä ja heiketä pitkän matkan lähetyksessä johtuen sellaisista tekijöistä kuin vaimennus ja kohina. Digitaalisia signaaleja voidaan lähettää ja toistaa ilman laadun heikkenemistä, kunhan kohinatasot ovat hyväksyttävissä rajoissa.

Analogisten ja digitaalisten signaalien vertailu

Vertailun parametrit	Analogiset signaalit	Digitaaliset signaalit
Edustus	Edustaa todellisia fyysisiä suureita suoraan jatkuvalla arvoalueella.	Edustaa tietoa käyttämällä sarjaa erillisiä binäärinumeroita (bittejä).
Tarkkuus	Tarjoaa korkean tarkkuuden ja tarkkuuden signaalin jatkuvan luonteen ansiosta.	Saattaa aiheuttaa kvantisointivirheitä, ja niiden tarkkuus on rajoitettu analogisiin signaaleihin verrattuna.
Signaalin vaihtelu	Voi olla äärettömät vaihtelut ja tarjota jatkuva esitys signaalista.	Sillä on erillisiä arvoja ja rajoitettuja muunnelmia, koska se koostuu rajallisesta määrästä binäärinumeroita.
Melun immuniteetti	Se on herkempi kohinalle ja häiriöille lähetyksen ja käsittelyn aikana.	Korkeampi melunsietokyky, koska se voidaan rekonstruoida tarkasti myös melun läsnä ollessa.
Käsittely ja varastointi	Vaadi erikoistuneita analogisia piirejä käsittelyä ja tallennusta varten.	Voidaan helposti käsitellä, manipuloida ja tallentaa digitaalisten järjestelmien ja tekniikoiden avulla.

Viitteet

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900298009863?casa_token=Rg8fPsvjoEIAAAAA:3inv4jz8r9Osm0EnI9lmiwEf8PGfurN-_5XHVg9gGsJA2uDsHpqPXtYMgLzffiRswx5K5Ny_Gw

Viimeksi päivitetty: 24. marraskuuta 2023