Чем отличаются аналоговый сигнал от цифрового — примеры использования


Аналоговый сигнал (analogue signal) – непрерывный во времени поток данных (информации), имеющий изменяющиеся и принимающие любое возможное значение характеристики (напряжение, силы тока, мощности, давления звуковой волны и т.д.). Несмотря на большое количество недостатков и постепенное вытеснение цифровым аналогом, в таких областях, как телефония, звукозапись, телевидение, такой вид передачи информации сохраняет свою актуальность, благодаря относительной своей дешевизне и простоте генерирующего его оборудования.

Графическое изображение непрерывного потока данных

История появления термина

Появление термина, обозначающего такой способ передачи данных, тесно связано с такими сферами, как вычислительная техника, телефония и звукозаписывающая индустрия, электрические измерения.

Вычислительная техника

В 40-х годах создаются первые вычислительные системы, предназначенные для сбора и обработки цифровой информации. В начале 80-х годов с появлением новых моделей компьютеров на базе процессоров Intel возможности вычислительной техники расширились. Именно в этот период появляется данный термин.

Звукозапись и телефония

Понятие непрерывного способа передачи данных изначально связано с телефонией. Непрерывные колебания поступают на динамик устройства, становятся электрическим аналогом, затем преобразуются в сигнал, подобный голосу.

Электрические измерения

Непрерывный поток воспроизводится приемным устройством пропорционально таким электрическим параметрам, как напряжение, сила тока. Именно с началом измерения указанных выше электрических величин связывают появление этого термина.

Что такое аналоговое телевидение

Начиная с 50-х годов прошлого столетия телевидение семимильными шагами распространялось по миру. До недавнего времени был доступен только один вид телевещания – аналоговый. Название получено от одноименного сигнала, с помощью которого передается картинка и звук.

В таком вещании яркость, цвет и звук представлены быстрыми изменениями амплитуды, частоты и фазы потока. Он изменяется в непрерывном диапазоне, что означает, что шум и помехи воспроизводятся телевизором. Это главный недостаток этого способа передачи данных.

Для простого понимания (для чайников, в хорошем смысле этого слова) представим: аналоговое телевидение – это струя воды, источник вещания – емкость с жидкостью, телевизор – чаша, в которую наливают воду. Рассмотрим, что происходит при каждом виде аналогового ТВ.

Оно бывает трех типов:

Другими словами, при аналоговом ТВ изображение и звук доходят до зрителя не в первозданном, а в подобном, слегка искаженном виде.

Общая информация

Энергия потока

Особенности применения и устройства концевых выключателей

Так как аналоговый сигнал – это непрерывный поток данных, то энергия его бесконечна. Однако в качестве значения данной характеристики обычно используют усредненную для определенного промежутка времени величину, так, к примеру, переменный электрический ток в телефонной сети, отвечающий за передачу голоса, имеет среднее напряжение 60 В.

Взаимное преобразование различных по природе потоков

Непрерывный поток данных преобразуется в дискретный (прерывистый). Достаточно воспользоваться импульсным блоком питания, который сформирует входное напряжение в виде дискретных ультразвуковых пачек. Преобразование проводится программой либо технически через микросхемы.

Отличия дискретного и цифрового сигналов

Один из способов передачи данных, описываемых в данной статье, – дискретный, имеющий сходные характеристики с аналоговым, но отличающийся от него тем, что он является прерывистым.

По сравнению с дискретным и аналоговым, цифровой сигнал, наоборот, характеризуется конкретными параметрами:

  • Строго определённой своими характеристиками длительностью;
  • Ярко выраженной амплитудой;
  • Наличием двух состояний: «0» либо «1».
  • Формированием из битов машинных слов, необходимых для дальнейшей обработки информации, ее представлении в доступном и понятном виде для пользователя.

Благодаря этим особенностям, цифровая передача и хранение информации в последнее время находят очень широкое применение в различных отраслях техники, электроники, связи.

Важно! Самое основное, чем отличается аналоговая информация от дискретной, – это прерывистость передачи последней при помощи соответствующего потока данных. Однако, несмотря на данное различие, дискретная информация не является цифровой, так как ее характеристики в процессе существования могут обладать как ограниченным, так и неограниченным диапазоном значений.

Основы

Телевидение — это технология передачи иллюзии движущегося изображения для человеческого глаза/мозга, основанная на простом физиологическом факте: при последовательной смене статических изображений начиная примерно от 16 штук в секунду человек перестаёт различать отдельные изображения (кадры) и вместо них ощущает видимость движения. Для передачи каждый кадр разлагается на строки, которые затем передаются последовательно, одна за другой. Поскольку минимальная нижняя граница восприятия этой иллюзии у разных людей также различается, в телевидении (как и в кино) нижняя граница частоты кадров поднята минимум до нескольких десятков секунду (25 или даже 50, если вести речь о полукадрах — изображениях, состоящих только из чётных либо только нечётных строк). Необходимость трансформировать *аналоговое* изображения в полукадры была вызвана технической необходимостью, поскольку во время создания телевидения электроника была очень несовершенна.

Виды сигналов

Особенности применения и срабатывания разных защит трансформатора

В зависимости от изменения характеристик во времени, все потоки подразделяются на следующие виды:

  • Аналоговые – непрерывные, имеющие большое количество значений;
  • Дискретные – прерывистые, с большим количеством значений;
  • Цифровые – прерывистые, имеющие 2 четко обозначенных основных значения.

Также, в зависимости от среды передачи и способа формирования, они бывают электрические, звуковые, оптические.

Практические примеры

Ниже показаны стоп-кадры из одного и того же сюжета, для сигналов, прошедших через кабельную сеть одного и того же оператора: разница между цифровым и аналоговым телевидением с одной и той же разрешающей способностью (общим числом строк и количеством элементов в строке) очевидна.

Визуально отличие цифрового телевидения выражается в отсутствии «теней» (результат переотражения транслируемого сигнала от неоднородностей кабеля) и «размывающих» изображение шумов/помех, а также существенно большей кажущейся чёткости изображения.

Динамический диапазон

Важной характеристикой любой системы динамических измерений считается ее динамический диапазон. Четкого определения данного параметра для сигнала пока не существует, поэтому принято считать, что это соотношение наибольшего и наименьшего его значений, измеренных системой в определенный промежуток времени.

Для каждого потока важно, чтобы его динамический диапазон максимально соответствовал аналогичной характеристике системы либо устройства, предназначенного для преобразования, передачи и хранения его величин. От правильного подбора зависит, насколько точно будет передана и преобразована информация любого потока.

Сравнение цифрового и аналогового сигналов

Широко применяемые в современном мире аналоговый и цифровой сигналы имеют свои преимущества и недостатки.

К основным плюсам непрерывного потока информации относятся:

  • Простота формирования;
  • Небольшая стоимость оборудования для его получения и поддержания.

Недостатки такого вида передачи данных:

  • Содержание большого количества лишней информации, которую необходимо фильтровать;
  • Низкая помехоустойчивость, что сказывается на качестве воспроизводимой информации;
  • В передачу такого сигнала возможно нежелательное вмешательство с целью похищения передаваемой информации.

Прерывистый способ передачи данных имеет следующие преимущества:

  • Небольшое количество значений, помехоустойчивость;
  • Простота расшифровки на принимающем оборудовании;
  • Возможность кодировки больших объемов данных при их хранении и передаче на большие расстояния.

У прерывистого способа передачи и хранения информации имеется один серьезный недостаток – при серьезном уровне помех может произойти обрыв, первоначальный вид потока данных не сохранится. Для восстановления его параметров на момент обрыва приходится предусматривать дополнительные функции.

Как подключить кабель

Само подключение акустики к телевизору, другой техники через оптический вход не должно вызвать сложностей, но существует ряд моментов.

Прямое подключение через разъем

Коммуникационный оптический порт, как правило, закрыт защитной крышкой, которая исключает попадание пыли. Достаточно слегка нажать на неё коннектором, и она откроется, осуществив подключение. Если сигнал не пошёл, стоит проверить в настройках активные аудиовыходы, а также уровень громкости на подключённых устройствах.

Подключение через приставку или конвертер

Коаксиальный вход

В таком случае, чтобы добиться идеального звучания, используя оптоволокно, потребуется покупка специальной приставки, позволяющей осуществить подключение через оптику.

В такой приставке присутствует два разъёма для оптического и коаксиального кабеля. Для подключения системы следует:

  • вставить оптоволокно в выход телевизора, другого устройства;
  • соединить кабель с разъёмом на приставке;
  • через коаксиальный вход подключить аудиосистему.

Это простейший вариант преобразования аудиосигнала.

Продвинутым считается использование активного конвертера, превращающего цифровой сигнал формата 5.1 в аналоговый. Такой переходник обеспечивает ряд дополнительных опций, например, подключение других типов кабелей, наушников, игровой консоли.

Параметры оптического кабеля для качественного соединения

  • некоторые специалисты заявляют, что не допускается использование оптического провода длиной свыше 10 метров, считая, что расстояние между устройствами не должно превышать 5 метров. На практике оптика обладает большой дальностью действия без потери силы сигнала. Некоторые производители выпускают шнуры длиной до 30 метров;
  • длина кабеля должна быть с запасом. Из-за толщины его не получится согнуть.
  • чем толще кабель, тем лучше изоляция и эксплуатационные характеристики. Толстый провод прослужит дольше;
  • провода премиум-сегмента оснащаются нейлоновой обмоткой, что положительно влияет на качество передачи сигнала, защищает от механических повреждений;
  • важен тип сердечника. Оптимально, если он стеклянный или кремнеземной. Такие решения намного эффективней пластиковых, с лучшей проводимостью сигнала;
  • пропускная способность хорошего оптоволокна – от 9 до 11 МГЦ. Только такой показатель обеспечит потребности многоканальной акустикой с большой частотой дискретизации.

Наличие оптического входа говорит о возможности создать акустическую систему с кристально-чистым звуком. При этом, для организации потребуется покупка шнуров, а иногда и дополнительного оборудования. При покупке расходников, организации подключения стоит соблюдать ряд правил, без которых не получиться добиться звука уровня HI-end.

Аналоговый и цифровой сигналы и цифро-аналоговое преобразование

Современные системы, устройства позволяют проводить процессы взаимных преобразований. Так, при аналого-цифровом преобразовании (АЦП) проходит квантование аналогового потока данных в цифровой, после чего информация готова для передачи через цифровые каналы.

При процессе ЦАП цифровые коды на входе, наоборот, преобразуются в эквивалентный выходной аналоговый поток (ток, напряжение). Преобразователи широко используются для формирования сигналов в системах управления, аудио,-и видеоаппаратуре.

Таким образом, сигнал аналоговый – это хоть и уже утрачивающий свою актуальность, но достаточно широко применимый способ передачи данных. Хотя аналоговый сигнал и называют пережитком прошлого, его роль в современной телекоммуникационной технике, радиопередаче и телевещании еще до сих пор очень существенна.

Какие наушники подойдут к вашему телеприемнику?

Есть модели Smart TV, в которых установлен Bluetooth модуль. Правда его наличие не является гарантией совместимости с беспроводными наушниками. Необходимо посмотреть технические характеристики, и убедиться, что функция «вывод звука на Bluetooth устройство» присутствует. Включаете этот режим, и питание наушников. Телеприемник находит новое устройство – и вы принимаете звук по «воздушной линии».

Если функции нет – придется поискать наушники с передающим модулем. Он выглядит, как обычная USB флешка.

Понятное дело, ваш телеприемник должен поддерживать такие устройства (опять же, смотрим в инструкцию). Передатчик может использовать технологию Bluetooth, Wi-Fi, или инфракрасный сигнал. В меню телевизора включаете режим «вывод звука на USB», и ваши домочадцы наслаждаются тишиной.

Внимание: Далеко не все модели телевизоров «умеют» передавать звук через USB. Если вы можете подключить к нему беспроводную мышь, или клавиатуру – это не гарантия совместимости с наушниками.

Если ни один из рассмотренных способов не подходит, остается только модернизация телевизора. Необходимо вскрыть корпус, и на вход усилителя низкой частоты припаять отвод для разъема (который вы вмонтируете в панель корпуса). Но это работа для опытного электронщика, к тому же, за этим следует лишение гарантийных обязательств.

Тематические материалы: 11 лучших Bluetooth-гарнитур для телефона

Многие меломаны для прослушивания музыкальных композиций используют наушники. То же самое касается звука из телевизора. На это есть две причины: 1. Происходит полное погружение в музыку: вас не отвлекают сторонние шумы. Да и качество воспроизведения в наушниках чаще всего выше, чем в музыкальных колонках. Разумеется, это касается домашнего оборудования – серьезная акустика просто не вписывается в условия комнаты. 2. Вы не мешаете окружающим. Возможно, кто-то в помещении отдыхает, или хочет посмотреть второй телевизор. Наушники помогают разделить зоны комфорта, и предупредить конфликты с окружающими. рис 1 Казалось бы, проблема не требует обсуждения – покупайте наушники, подключайте к телевизору, и наслаждайтесь приватным погружением в мир звуков. Однако существует несколько проблем: Далеко не все телевизионные приемники имеют соответствующий разъем для подключения. Большинство наушников оснащены соединительным кабелем длиной не более 1,5 метров. А сидеть на таком расстоянии (будучи «привязанными» проводом к телевизору) некомфортно, и вредно. Решаем вопросы по мере поступления: 1.Подключение наушников к телевизору штатным способом. Осмотрите заднюю стенку (в некоторых моделях возможность подключения есть на передней панели) вашего телевизионного приемника, а еще лучше – изучите инструкцию по эксплуатации. Если штатное подключение есть – разбираемся с технической стороной вопроса. Стандартным для подключения наушников является так называемый «джек», то есть штырьковый разъем диаметром 3,5 мм. рис 2 Разъем состоит их 3-х цилиндрических информационных контактов: «земля», «левый канал», «правый канал». рис 3 Для сведения: Если у вас не обычные наушники, а гарнитура с микрофоном, возможны два варианта организации разъемов. • Отдельные штекеры для микрофона и наушников. В этом случае, вы подключаетесь к телевизору только одним разъемом. рис 4 • Бывают гарнитуры с расширенным штекером, на 4 контакта. Такой разъем для подключения к телевизору лучше не использовать. Теоретически, контакт для обслуживания микрофона не задействован, но он может быть соединен накоротко с «землей». Может выйти из строя оборудование. рис 5

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: