Telewizja cyfrowa objęła już swoim zasięgiem prawie cały kraj. Nowe telewizory same odbierają wysokiej jakości sygnał cyfrowy, stare – za pomocą specjalnego dekodera. Jaka jest różnica między starym sygnałem analogowym a nowym sygnałem cyfrowym? Wiele osób tego nie rozumie i potrzebuje wyjaśnienia.
Zawartość
Rodzaje sygnałów
Sygnał to zmiana wielkości fizycznej w czasie i przestrzeni. W rzeczywistości są to kody wymiany danych w środowiskach informacyjnych i zarządczych. Graficznie każdy sygnał może być reprezentowany jako funkcja. Możesz określić rodzaj i charakterystykę sygnału z linii na wykresie. Analog będzie wyglądał jak krzywa ciągła, cyfrowa jak łamana prostokątna linia skacząca od zera do jednego.Wszystko, co widzimy oczami i słyszymy uszami, jest sygnałem analogowym.
sygnał analogowy
Wzrok, słuch, smak, zapach i wrażenia dotykowe docierają do nas w postaci sygnału analogowego. Mózg zarządza narządami i otrzymuje od nich informacje w formie analogowej. W naturze wszystkie informacje są przekazywane tylko w ten sposób.
W elektronice sygnał analogowy opiera się na przesyłaniu energii elektrycznej. Niektóre wartości napięcia odpowiadają częstotliwości i amplitudzie dźwięku, kolorowi i jasności światła na obrazie i tak dalej. Oznacza to, że kolor, dźwięk lub informacja są analogiczne do napięcia elektrycznego.
Na przykład: Ustawiamy transmisję kolorów na określone napięcie: niebieski 2 V, czerwony 3 V, zielony 4 V. Zmieniając napięcie uzyskamy na ekranie obraz o odpowiednim kolorze.
W tym przypadku nie ma znaczenia, czy sygnał przechodzi przez przewody czy radio. Nadajnik wysyła w sposób ciągły, a odbiornik przetwarza informacje typu analogowego. Odbierając ciągły sygnał elektryczny przez przewody lub sygnał radiowy w powietrzu, odbiornik przekształca napięcie na odpowiedni dźwięk lub kolor. Na ekranie pojawia się obraz lub przez głośnik emitowany jest dźwięk.
dyskretny sygnał
Cały sens tkwi w nazwie. Dyskretny z łaciny dyskretny, co oznacza nieciągły (podzielony). Można powiedzieć, że dyskretny powtarza amplitudę analogu, ale gładka krzywa zamienia się w schodkową. Zmieniające się w czasie, pozostające ciągłe pod względem wielkości lub poziomu, bez przerwy w czasie.
Tak więc po pewnym czasie (na przykład milisekundzie lub sekundzie) dyskretny sygnał będzie miał określoną wartość. Pod koniec tego czasu zmieni się gwałtownie w górę lub w dół i pozostanie tak przez kolejną milisekundę lub sekundę. I tak ciągle.Dlatego dyskretny jest konwertowany analogowo. To już połowa drogi do cyfryzacji.
sygnał cyfrowy
Po dyskretnym, kolejnym krokiem w konwersji analogowej był sygnał cyfrowy. Główną cechą jest to, że albo jest, albo nie. Wszystkie informacje są przetwarzane na sygnały ograniczone w czasie i wielkości. Sygnały technologii cyfrowej transmisji danych są kodowane przez zero i jedynkę w różnych wersjach. A podstawą jest bit, który przyjmuje jedną z tych wartości. Bit z angielskiego binarydigit lub binarnej cyfry.
Ale jeden bit ma ograniczoną zdolność do przekazywania informacji, więc połączono je w bloki. Im więcej bitów w jednym bloku, tym więcej niesie ze sobą informacji. W technologiach cyfrowych bity są używane w blokach będących wielokrotnością 8. Blok ośmiobitowy nazywany jest bajtem. Jeden bajt to niewielka ilość, ale może już przechowywać zaszyfrowane informacje o wszystkich literach alfabetu. Jednak dodanie tylko jednego bitu podwaja liczbę kombinacji zera i jedynki. A jeśli 8 bitów umożliwia 256 opcji kodowania, to 16 to już 65536. A kilobajt lub 1024 bajty to dość duża wartość.
UWAGA! Nie ma błędu, że 1 KB to 1024 bajty. To jest zwyczaj w binarnym środowisku obliczeniowym. Ale system dziesiętny jest szeroko stosowany na świecie, gdzie kilo to 1000. Dlatego istnieje również dziesiętny kB równy 1000 bajtów.
Wiele informacji jest przechowywanych w dużej liczbie połączonych bajtów, im więcej kombinacji 1 i 0, tym więcej zakodowanych. Dlatego w 5 - 10 MB (5000 - 10000 kB) mamy dobrej jakości dane utworów muzycznych. Idziemy dalej, a film jest już zakodowany w 1000 MB.
Ale ponieważ wszystkie informacje otaczające ludzi są analogowe, potrzeba wysiłku i jakiegoś urządzenia, aby nadać im formę cyfrową. W tym celu stworzono DSP (cyfrowy procesor sygnałowy) lub DSP (cyfrowy procesor sygnałowy). Taki procesor jest w każdym urządzeniu cyfrowym. Pierwsze pojawiły się w latach 70. ubiegłego wieku. Metody i algorytmy zmieniają się i ulepszają, ale zasada pozostaje niezmienna - konwersja danych analogowych na cyfrowe.
Przetwarzanie i transmisja sygnału cyfrowego zależy od charakterystyki procesora - głębi bitowej i szybkości. Im są wyższe, tym lepszy będzie sygnał. Szybkość jest wyrażona w milionach instrukcji na sekundę (MIPS), a dla dobrych procesorów osiąga kilkadziesiąt MIPS. Szybkość określa, ile zer i jedynek urządzenie może „przesunąć” w ciągu jednej sekundy i jakościowo przekazywać ciągłą krzywą sygnału analogowego. Od tego zależy realizm obrazu. telewizja i dźwięk z głośników.
Różnica między sygnałem dyskretnym a cyfrowym
Wszyscy prawdopodobnie słyszeli o kodzie Morse'a. Wymyślił go artysta Samuel Morse, inni innowatorzy go ulepszyli, ale wszystko zostało wykorzystane. Jest to sposób przesyłania tekstu, w którym litery są kodowane za pomocą kropek i myślników. W uproszczeniu kodowanie nazywa się kodem Morse'a. Był używany przez długi czas w telegrafie i do przesyłania informacji drogą radiową. Dodatkowo możesz sygnalizować reflektorem lub latarką.
Kod Morse'a zależy tylko od samego znaku. I nie ze względu na jego czas trwania czy głośność (siła). Bez względu na to, jak uderzysz klawiszem (mrugniesz latarką), postrzegane są tylko dwie opcje - kropka i kreska. Możesz tylko zwiększyć prędkość transferu. Nie są brane pod uwagę ani objętość, ani czas trwania. Najważniejsze, żeby sygnał dotarł.
Podobnie jak sygnał cyfrowy. Ważne jest, aby zakodować dane za pomocą 0 i 1. Odbiornik musi tylko przeanalizować kombinację zer i jedynek. Nie ma znaczenia, jak głośny i jak długi będzie każdy sygnał. Ważne jest, aby uzyskać zera i jedynek. To jest istota technologii cyfrowej.
Dyskretny sygnał uzyskamy, jeśli zakodujemy również głośność (jasność) i czas trwania każdej kropki i kreski, czyli 0 i 1. W tym przypadku jest więcej opcji kodowania, ale także zamieszanie. Nie można zdemontować objętości i czasu trwania. To jest różnica między sygnałami cyfrowymi i dyskretnymi. Cyfrowość jest generowana i odbierana jednoznacznie, dyskretnie z wariacjami.
Porównanie sygnałów cyfrowych i analogowych
Sygnał stacji radiowej centrum telewizyjnego lub komunikacji mobilnej może być transmitowany w postaci cyfrowej i analogowej. Na przykład dźwięk i obraz są sygnałami analogowymi. Mikrofon i kamera odbierają otaczającą rzeczywistość i zamieniają ją na fale elektromagnetyczne. Częstotliwość drgań na wyjściu zależy od częstotliwości dźwięku i światła, a amplituda transmisji zależy od głośności i jasności.
Obraz i dźwięk zamienione na fale elektromagnetyczne rozchodzą się w przestrzeń przez antenę nadawczą. W odbiorniku zachodzi proces odwrotny - oscylacje elektromagnetyczne na dźwięk i obraz.
Chmury, burze, teren, przemysłowe przetworniki elektryczne, wiatr słoneczny i inne zakłócenia zapobiegają rozprzestrzenianiu się oscylacji elektromagnetycznych w powietrzu. Częstotliwości i amplitudy są zniekształcone, a sygnał z nadajnika do odbiornika zmienia się.
Głos i obraz sygnału analogowego są zniekształcone z powodu zakłóceń, a w tle odtwarzane są szumy, trzaski i zniekształcenia kolorów.Im gorszy odbiór, tym wyraźniejsze są te zewnętrzne efekty. Ale jeśli sygnał dotarł, to jest przynajmniej w jakiś sposób widoczny i słyszalny.
W transmisji cyfrowej obraz i dźwięk są digitalizowane przed emisją i docierają do odbiornika bez zniekształceń. Wpływ czynników zewnętrznych jest minimalny. Dźwięk i kolor dobrej jakości lub wcale. Gwarantuje się, że sygnał dotrze na określoną odległość. Ale do transmisji na duże odległości potrzebna jest pewna liczba przemienników. Dlatego, aby przesłać sygnał komórkowy, anteny są umieszczone jak najbliżej siebie.
Wyraźnym przykładem różnicy między tymi dwoma rodzajami sygnałów jest porównanie starego telefonu przewodowego z nowoczesną komunikacją komórkową.
Telefonia przewodowa nie zawsze działa dobrze nawet w tej samej miejscowości. Rozmowa na drugi koniec kraju to test strun głosowych i słuchu. Musisz krzyczeć i słuchać odpowiedzi. Odfiltrowujemy hałas i zakłócenia uszami, sami wymyślamy brakujące i zniekształcone słowa. Chociaż dźwięk jest zły, ale jest.
Dźwięk w połączeniu komórkowym jest doskonale słyszalny nawet z drugiej półkuli. Zdigitalizowany sygnał jest przesyłany i odbierany bez zniekształceń. Ale nie jest też bez wad. Jeśli wystąpią awarie, dźwięk w ogóle nie jest słyszalny. Usuń litery, słowa i całe frazy. Dobrze, że to się rzadko zdarza.
Mniej więcej to samo z telewizją analogową i cyfrową. Analog wykorzystuje sygnał podatny na zakłócenia, o ograniczonej jakości i wyczerpał już swoje możliwości rozwojowe. Cyfrowy nie jest zniekształcony, zapewnia doskonałą jakość dźwięku i obrazu i jest stale ulepszany.
Zalety i wady różnych rodzajów sygnałów
Od czasu wynalazku transmisja sygnału analogowego została znacznie ulepszona. I służył przez długi czas do przekazywania informacji, dźwięku i obrazu. Mimo wielu usprawnień zachował wszystkie swoje wady – szumy podczas odtwarzania i zniekształcenia w przekazywaniu informacji. Jednak głównym argumentem za przejściem na inny system wymiany danych był pułap jakości przesyłanego sygnału. Analog nie może pomieścić ilości nowoczesnych danych.
Ulepszenia w metodach nagrywania i przechowywania, głównie treści wideo, w przeszłości opuściły sygnał analogowy. Jak dotąd jedyną zaletą przetwarzania danych analogowych jest powszechność i niski koszt urządzeń. Pod wszystkimi innymi względami sygnał analogowy jest gorszy od sygnału cyfrowego.
Przykłady cyfrowej i analogowej transmisji sygnału
Technologie cyfrowe stopniowo wypierają analogowe i są już szeroko stosowane we wszystkich sferach życia. Często po prostu tego nie zauważamy, a figura jest wszędzie.
Inżynieria komputerowa
Pierwsze komputery analogowe powstały w latach 30. XX wieku. Były to dość prymitywne urządzenia do wykonywania wysoce specjalistycznych zadań. Komputery analogowe pojawiły się w latach 40. XX wieku i były szeroko stosowane w latach 60. XX wieku.
Ciągle się poprawiały, ale wraz ze wzrostem ilości przetwarzanych informacji stopniowo ustępowały miejsca urządzeniom cyfrowym. Komputery analogowe doskonale nadają się do automatycznego sterowania procesami produkcyjnymi, ze względu na natychmiastową reakcję na zmiany napływających danych. Ale szybkość pracy jest niewielka, a ilość danych ograniczona. Dlatego sygnały analogowe są używane tylko w niektórych sieciach lokalnych.Zasadniczo jest to kontrola i zarządzanie procesami produkcyjnymi. Gdzie początkowe informacje to temperatura, wilgotność, ciśnienie, prędkość wiatru i podobne dane.
W niektórych przypadkach w rozwiązywaniu problemów, w których dokładność wymiany danych w obliczeniach nie jest istotna, jak w przypadku cyfrowych komputerów elektronicznych, ucieka się do pomocy komputerów analogowych.
Na początku XXI wieku sygnał analogowy ustąpił miejsca technologii cyfrowej. W informatyce mieszane sygnały cyfrowe i analogowe są wykorzystywane tylko do przetwarzania danych w oparciu o niektóre mikroukłady.
Nagrywanie dźwięku i telefonia
Płyta winylowa i taśma magnetyczna to dwaj wybitni przedstawiciele sygnału analogowego do reprodukcji dźwięku. Oba są nadal produkowane i są poszukiwane przez niektórych koneserów. Wielu muzyków wierzy, że tylko nagrywając album na taśmę można osiągnąć soczysty, prawdziwy dźwięk. Melomani lubią słuchać płyt z charakterystycznymi szumami i trzaskami. Od 1972 roku produkowane są magnetofony wykonujące zapis cyfrowy na taśmie magnetycznej, jednak nie otrzymały one dystrybucji ze względu na wysoki koszt i duże gabaryty. Tylko do użytku w profesjonalnych nagraniach.
Innym przykładem sygnałów analogowych i cyfrowych w nagrywaniu dźwięku są miksery i syntezatory dźwięku. Używa się głównie urządzeń cyfrowych, a korzystanie z urządzeń analogowych jest spowodowane przyzwyczajeniami i uprzedzeniami. Uważa się, że nagranie cyfrowe nie osiągnęło jeszcze efektu wszechogarniającego transferu muzyki. I jest to nieodłączne tylko dla sygnału analogowego.
Tymczasem młodzi ludzie nie wyobrażają sobie muzyki bez plików MP3 zapisanych w pamięci telefonów, pendrive'ów i komputerów.A usługi online zapewniają dostęp do swoich repozytoriów z milionami zapisów cyfrowych.
Telefonia poszła jeszcze dalej. Cyfrowa komunikacja komórkowa prawie wyparła komunikację przewodową. Ci ostatni pozostawali w organach państwowych, zakładach opieki zdrowotnej i podobnych organizacjach. Większość nie wyobraża sobie już życia bez komórki i przywiązania do drutu. Komunikacja komórkowa, podstawa transmisji danych, w której sygnał cyfrowy niezawodnie łączy abonentów na całym świecie.
Pomiary elektryczne
Cyfrowe przetwarzanie i transmisja danych są mocno ugruntowane w pomiarach elektrycznych. Oscyloskopy elektroniczne, woltomierze i amperomierze, przyrządy wielopomiarowe. Wszystkie urządzenia, w których informacje są wyświetlane na elektronicznym wyświetlaczu, wykorzystują sygnał cyfrowy do przesyłania pomiaru. W życiu codziennym najczęściej można się z tym spotkać na widok stabilizatorów i przekaźników napięciowych. Oba urządzenia mierzą napięcie w sieci, przetwarzają i przesyłają sygnał cyfrowy do wyświetlacza.
Coraz częściej technologia cyfrowa jest również wykorzystywana do przesyłania danych pomiarów elektrycznych na duże odległości. Do kontroli pracy sieci elektrycznych w podstacjach i dyspozytorskich pulpitach sterowniczych instalowany jest sprzęt cyfrowy. Urządzenia analogowe są popularne tylko w panelach, bezpośrednio w punktach pomiarowych.
Innym powszechnym zastosowaniem sygnału cyfrowego jest pomiar energii elektrycznej. Mieszkańcy często zapominają zobacz odczyty przyrządu i wprowadź je na swoje konto osobiste lub przekaż do organizacji zaopatrzenia w energię. Cyfrowe systemy pomiaru energii oszczędzą Ci zmartwień. Wskazania natychmiast trafiają do systemu księgowego. W związku z tym nie ma potrzeby stałej komunikacji między subskrybentem a dostawcą, czasami można wejść na swoje konto osobiste i zweryfikować dane.
Telewizja analogowa i cyfrowa
Ludzkość od wielu lat żyje z telewizją analogową. Wszyscy są przyzwyczajeni do prostych i zrozumiałych rzeczy. Najpierw transmisja, potem kabel trochę lepszej jakości. prosta antena, telewizor i obraz o przeciętnej jakości. Ale technologie nagrywania i przechowywania wideo znacznie wyprzedziły sygnał analogowy. I nie może już w pełni przekazać nowoczesnego filmu lub programu telewizyjnego. Jakość, stabilność i dobry poziom sygnału może zapewnić tylko telewizja cyfrowa.
Telewizja cyfrowa ma wiele zalet. Pierwszym i bardzo dużym jest kompresja sygnału. W rezultacie wzrosła liczba oglądanych kanałów. Poprawiła się również jakość transmisji obrazu i dźwięku, bez tego nadawanie na nowoczesnych telewizorach wielkoekranowych jest po prostu niemożliwe. Wraz z tym stało się możliwe pokazywanie informacji o audycji, kolejnych programach telewizyjnych i tym podobnych.
Wraz z korzyściami pojawił się mały problem. Aby odbierać sygnał cyfrowy, potrzebujesz specjalnego tunera.
Funkcje telewizji naziemnej
Aby odbierać sygnał cyfrowy na antenie, wymagany jest tuner T2, inne nazwy to odbiornik, dekoder lub dekoder DVB-T2. Większość nowoczesnych telewizorów LED jest początkowo wyposażona w takie urządzenia. Dlatego ich właściciele nie mają się czym martwić. Po wyłączeniu telewizji analogowej wystarczy zmienić konfigurację kanałów.
Właściciele starych telewizorów bez wbudowanego tunera T2 nie mają problemów. Tutaj wszystko jest proste. Musisz kupić osobny dekoder DVB-T2, który odbierze sygnał T2, przetworzy go i prześle gotowy obraz na ekran. Mocowanie może być łatwe podłącz do dowolnego telewizora.
Sygnał cyfrowy jest wykorzystywany w coraz większej liczbie dziedzin życia. Telewizja nie jest wyjątkiem. Nie bój się nowego. Większość telewizorów jest już wyposażona w niezbędne, a dla starszych trzeba kupić niedrogi dekoder. Co więcej, konfiguracja urządzenia jest łatwa. Lepsza jakość obrazu i dźwięku.
Podobne artykuły:
