объясните что такое цифровой сигнал
Цифровой сигнал
Цифровой сигнал — сигнал данных, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией дискретного времени и конечным множеством возможных значений. [1]
Сигналы представляют собой дискретные электрические или световые импульсы. При таком способе вся емкость коммуникационного канала используется для передачи одного сигнала. Цифровой сигнал использует всю полосу пропускания кабеля. Полоса пропускания — это разница между максимальной и минимальной частотой, которая может быть передана по кабелю. Каждое устройство в таких сетях посылает данные в обоих направлениях, а некоторые могут одновременно принимать и передавать. Узкополосные системы (baseband) передают данные в виде цифрового сигнала одной частоты.
Дискретный цифровой сигнал сложнее передавать на большие расстояния, чем аналоговый сигнал, поэтому его предварительно модулируют на стороне передатчика, и демодулируют на стороне приёмника информации. Использование в цифровых системах алгоритмов проверки и восстановления цифровой информации позволяет существенно увеличить надёжность передачи информации.
Замечание. Следует иметь в виду, что реальный цифровой сигнал по своей физической природе является аналоговым. Из-за шумов и изменения параметров линий передачи он имеет флуктуации по амплитуде, фазе/частоте (джиттер), поляризации. Но этот аналоговый сигнал (импульсный и дискретный) наделяется свойствами числа. В результате для его обработки становится возможным использование численных методов (компьютерная обработка).
Разница между Аналоговым сигналом и Цифровым сигналом
Основное различие между Аналоговым сигналом и Цифровым сигналом состоит в том, что Аналоговый сигнал является непрерывным сигналом во времени, в то время как Цифровой сигнал является дискретным (прерывистым) сигналом во времени.
Сигнал передает информацию от одного устройства к другому. В электротехнике сигнал — это фундаментальная величина, представляющая информацию. В контексте математики сигнал это функция, которая передает информацию. Аналоговый сигнал и Цифровой сигнал — это два вида сигналов.
Содержание
Что такое Аналоговый сигнал?
Аналоговый сигнал сложно анализировать, поскольку он содержит огромное количество значений. Он может содержать как отрицательные так и положительные значения.
Кроме того, потребляемая мощность аналоговых приборов, как правило высокая. Обычно, аналоговые сигналы имеют свойство снижать качество передачи из-за искажения и помех. Типичным примером аналогового сигнала в нашей повседневной жизни является звук.
Что такое Цифровой сигнал?
В наше время всё больше используется цифровой сигнал и зачастую использование аналоговых сигналов в связи вместо цифровых вызывает сложности. Например, трудно осуществлять связь на большие расстояния из-за искажения сигнала и помех. Цифровые сигналы являются отличным решением этой проблемы. Они менее подвержены искажениям. Поэтому аналоговые сигналы преобразуются в цифровые сигналы для четкой и точной связи. Цифровые телефоны, компьютеры, современные телевизоры и другие электронные устройства используют цифровые сигналы.
Какова взаимосвязь между Аналоговым сигналом и Цифровым сигналом?
В чем разница между Аналоговым сигналом и Цифровым сигналом?
| Аналоговый сигнал против Цифрового сигнала | |
| Аналоговый сигнал — это непрерывный сигнал, который изменяется в течение определенного периода времени | Цифровой сигнал — это дискретный сигнал, который несет информацию в двоичной форме |
| Анализ | |
| Сложно анализировать | Проще анализировать |
| Вид | |
| Имеет вид синусоидальной волны | Имеет вид прямоугольной волны |
| Диапазон значений | |
| Содержит огромное количество значений, которые могут быть как положительными, так и отрицательными | Остается в конечном диапазоне. Может иметь 0 или 1 |
| Искажение | |
| Имеет большую склонность к искажению | Имеет меньшую склонность к искажению |
| Хранение данных | |
| Данные хранятся в виде волнового сигнала. Для хранения этих данных требуется большой объём памяти | Данные хранятся в виде двоичных файлов |
| Примеры | |
| Звук, мгновенное напряжение и ток — примерыаналоговых сигналов | Примерами цифровых сигналов являются сигналы в компьютерах, оптических дисках и цифровых телефонах |
Заключение — Аналоговый сигнал против Цифрового сигнала
Разница между Аналоговым сигналом и Цифровым сигналом заключается в том, что Аналоговый сигнал является непрерывным сигналом во времени, а Цифровой сигнал является прерывистым сигналом во времени. Ц ифровые сигналы более надежны и передаются с более высокой скоростью, чем Аналоговые сигналы.
Цифровой сигнал
Современные системы коммуникации сложно представить без цифрового сигнала, который за последние два-три десятилетия активно вытеснил аналоговый сигнал из многих сфер.
Что же такое цифровой сигнал?
Его можно представить в виде определенной дискретной последовательности, описывающей определенный параметр передаваемых данных. Для этого наиболее часто используется двоичная система, привлекающая простым кодированием. Она сегодня нашла широкое применение в электронике.
Природа цифрового сигнала
Как ни странно, но многие свойства цифрового сигнала зависят от его природы, которая по своим физическим параметрам является аналоговой. Именно по этой причине сигнал под влиянием шумов и других параметров линий, по которым он передается, подвержен воздействию поляризации, флуктуациям по частоте, амплитуде и фазе.
Однако наделение сигнала “цифровыми” свойствами позволяет воспользоваться компьютерной обработкой и получить переданную информацию с очень высокой точностью. Такая полная регенерация сигнала возможна вплоть до определенного соотношения между шумом и сигналом.
Это позволяет значительно усилить сигнал без искажений, в отличие от аналогового сигнала, который усиливается вместе с шумами.
Недостатки цифрового сигнала
В отличие от аналогового сигнала, цифру сложно передать без искажений на большие расстояния. Исправить этот недостаток позволяет модуляция сигнала передатчиком и демодуляция приемником. Для проверки отсутствия искажений в переданной информации используются цифровые алгоритмы, улучшающие надежность получения данных.
Другим недостатком цифрового сигнала является наличие порогового значения сигнал/шум. Если зашумленный аналоговый сигнал можно частично восстановить, то с цифровым сигналом это невозможно. Наиболее ярким примером, демонстрирующим подобный недостаток, является сотовая связь.
В аналоговых системах даже при существенных помехах можно расслышать своего абонента, в то время как в цифровой связи имеет эффект пропадания слов и фраз.
Избавиться от этого недостатка можно с помощью более частой регенерации сигнала, именно по этой причине операторы сотовой цифровой связи стараются максимально приблизить друг к другу передающие станции.