Для преобразования цифровой информации используют сигналы. Они бывают постоянными, дискретными, аналоговыми. Каждый из них имеет свои характеристики, функции, области применения. Важно знать, чем отличается непрерывный сигнал от дискретного, чтобы кратко определить разницу. Это поможет отличить одно значение от другого.
Содержание
Дискретные и аналоговые сигналы — что это такое
Дискретный сигнал — передаваемая информация, обладающая произвольными значениями в заданные промежутки времени.
Для параметра характерны следующие особенности:
- значение сигнала при дискретизации выше нуля;
- возможность прерывания подачи потока;
- 2 и более фиксированных значений, которые преобразуются в целые числа;
- в дискретном сигнале заключается совокупность значений, которые принадлежат конечному множеству;
- параметр часто используют для компьютерных систем.
Аналоговый сигнал — это передача информации от множества значений по непрерывной линии в зависимости от значений временной оси. В отличие от предыдущего параметра, здесь главным фактором является произвольность в любой период времени. Если представлять параметр на графике, это окажется непрерывная линия. Здесь тоже имеются особенности:
- множественные значения, их точные параметры неопределимы;
- непрерывная подача сигнала, который может формироваться со скачками;
- в основе лежит значение напряжения или тока, которые идут отдельно друг от друга, не зависят от времени;
- в структуру включены любые значения в заданном диапазоне, поэтому невозможно понять, искажены ли они или нет;
- если аналоговую информацию копировать, она будет искажаться (например, многократно сохраненная звуковая дорожка каждый раз ухудшается в качестве).
Для типичного примера используют термопару. Она передает значение температуры в контроллер, управляемый твердотельным реле электрической печи.
Определение простыми словами
Если отображать информацию простыми словами, можно сказать, что аналоговая передача формируется повсеместно. Типичные примеры:
- передача нервных импульсов по нервным волокнам головного мозга;
- распознавание вкуса и запаха;
- восприятие звука.
Люди впоследствии стали использовать передачу в электричестве и других современных технологиях. Для этого направления характерна плавность, непрерывность, которая воспроизводится в виде равномерной кривой. Она зависит от электрического напряжения в определенный момент времени.
Чтобы воспроизвести передачу информации в точном виде, непрерывная линия не удобна. Поэтому разработали значение, которое может быть равно 0, затем поднимается до определенного уровня, снова опускается и отключается. Именно такое значение и является дискретным. При нем связь подвергается двоичной системе обработки, которая осуществляется при помощи значений 0 и 1.
Чем отличается непрерывный сигнал от дискретного
Для обоих видов информации характерны схожие параметры:
- передача в виде электрических импульсов или электромагнитных волн;
- выведение полученных значений на прибор, где они преобразуются в звук или картинку, передавая на динамик или монитор.
Различий намного больше, если рассмотреть точные характеристики каждого направления.
Аналоговые параметры. Могут шифроваться или кодироваться. Преображаются в простые импульсы магнитного электрического вида. Прибор принимает значение в полноценной, исходной форме. Он не меняется.
Например, экран монитора воспроизводит различные цвета в зависимости от напряжения. Если оно меняется, оттенок плавно трансформируется.
Отрицательным моментом является подверженность влиянию электрических и магнитных помех. Например, во время ветра, дождя, сильного солнца, грозы.
Цифровые параметры. Здесь полностью меняется принцип передачи. В любой промежуток времени передаваемая информация состоит из разного кода, содержащего 0 и 1. Цифровая последовательность трансформируется в бит. Их передача не зависит от влияния внешних факторов. Но иногда может формироваться слабый сигнал.
Типичным примером для подобного параметра является сотовая связь. Ранее она была проводной, формировалась из непрерывной подачи информации. Сейчас она цифровая, поэтому воспроизводится намного лучше, не включает шумы и помехи.
Достаточно выявить, в чем отличие дискретного и аналогового сигнала, чтобы понять, какой из них лучше. Первая разновидность оказывается более качественной, быстрой, информативной. Она менее подвержена негативным факторам, может работать в любых условиях. Поэтому этот вид связи часто используют в информатике, метрологии и других науках.
Как выглядят спектры, какие системы связи их используют
Чтобы понять, как выглядят сигналы, их требуется нарисовать на графике. Это поможет выявить наглядное изображение, найти в нем отличия. Для аналоговой линии характерны следующие пункты:
- плавная линия;
- постепенное перемещение вверх и вниз по графику в зависимости от заданных параметров.
Изображение дискретного типа немного отличается:
- ступенчатый переход вверх, затем такой же ступенчатый спад вниз;
- изменение значения от 0 до заданных критериев;
- резкие скачки через заданный промежуток времени;
- возможность определить значение на координате в двоичном коде;
- зависимость степени согласованности от частоты измерений.
Как аналоговый сигнал преобразуется в цифровой и наоборот
Чтобы упростить качество передаваемой информации, любые виды сигналов преобразуют в цифровую форму. Ее можно использовать в компьютере, даже если осуществляется подсчет в самой сложной формуле. Если требуется преобразовать аналоговый импульс в цифровой (или наоборот), используют специализированное устройство. Это аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), для которого свойственны следующие особенности:
- АЦП преобразует любое значение в цифровой код, ЦАП работает в обратной последовательности;
- большинство цифровых приборов (смартфоны, телевизоры, радиостанции) содержат в своей структуре именно такой преобразователь;
- на прибор поступает информация, которая служит напряжением;
- затем осуществляется кодировка, посредством которой информация выводится на динамик, монитор или другие компоненты прибора;
- выведенный код эталонный, для него характерно заданное напряжение в зависимости от степени звучания, оттенка и других параметров;
- физическое изменение не происходит, формируется лишь кодирование.
Примеры передачи дискретных и аналоговых сигналов
Аналоговое воспроизведение используют в старых приборах, которые работают на небольшой частоте. Например, первые модели телефонов, работающие от местной линии. Сейчас все больше технологий переходит на цифровые каналы. От них работают радиостанции, смартфоны, планшеты, телевизоры. Благодаря подаче цифрового значения расшифровка всегда становится понятной для пользователя. Например, он может качественно распознавать слова в телефоне без посторонних шумов и помех.
Видео по теме статьи
Подробно про дискретные и непрерывные сигналы в видеоролике ниже.
Заключение
Современный мир невозможно представить без цифровых приборов. Чтобы они работали, требуется передача информации. Она может проходить по аналоговым или дискретным связям. Последняя модель более практичная, информативная, поэтому чаще применяется в аппаратуре. Важно выяснить всю информацию про дискретный и аналоговый сигнал, в чем разница между ними, где они применяются, чтобы понять суть работы цифровой аппаратуры.