Televiziunea digitală a acoperit deja aproape întregul teritoriu al țării. Televizoarele mai noi primesc un semnal digital de calitate în mod independent, iar televizoarele mai vechi o fac cu ajutorul unui set top box special. Care este diferența dintre semnalele analogice vechi și cele digitale noi? Acest lucru este neclar pentru mulți oameni și trebuie explicat.
Cuprins
Tipuri de semnale
Un semnal este o modificare a unei cantități fizice în timp și spațiu. Acestea sunt, în esență, coduri de comunicare în mediile de informare și control. Din punct de vedere grafic, orice semnal poate fi reprezentat sub forma unei funcții. O linie pe un grafic poate fi utilizată pentru a identifica tipul și caracteristicile unui semnal. Analogic va arăta ca o curbă continuă, iar digital ca o linie dreptunghiulară întreruptă care sare de la zero la unu. Tot ceea ce vedem cu ochii noștri și auzim cu urechile noastre este un semnal analogic.
Semnal analogic
Vederea, auzul, gustul, mirosul și atingerea ne parvin ca semnale analogice. Creierul comandă organele și primește informații de la acestea în formă analogică. În natură, toate informațiile sunt transmise doar în acest mod.
În electronică, semnalul analogic se bazează pe transmiterea de energie electrică. Anumite tensiuni corespund frecvenței și amplitudinii sunetului, culorii și luminozității luminii imaginii și așa mai departe. Altfel spus, culoarea, sunetul sau informația este analogă cu tensiunea electrică.
De exemplu .Să aplicăm o anumită tensiune la culorile albastru 2 V, roșu 3 V și verde 4 V. Schimbăm tensiunea și imaginea apare pe ecran în culoarea corespunzătoare.
Nu contează dacă semnalul este transmis prin cablu sau prin radio. Un emițător emite în mod continuu, iar un receptor procesează o formă analogică de informație. Receptorul convertește tensiunea într-un sunet sau o culoare corespunzătoare prin recepționarea unui semnal electric sau radio continuu pe undele radio. Imaginea apare pe ecran sau sunetul este difuzat prin difuzor.
Semnal discret
Esența semnalului se află în numele său. Discret din latină discretuscare înseamnă discontinuu (divizat). Se poate spune că discretul repetă amplitudinea analogului, dar curba netedă devine o curbă în trepte. Se modifică fie în timp, rămânând continuu în mărime, fie în nivel, fără discontinuitate în timp.
Astfel, pentru o anumită perioadă de timp (o milisecundă sau o secundă, de exemplu), un semnal discret va avea o anumită valoare stabilită. La sfârșitul acestui interval de timp, se va schimba brusc în sus sau în jos și va rămâne așa pentru încă o milisecundă sau o secundă. Acesta va rămâne așa pentru o perioadă neîntreruptă de timp. Prin urmare, discret este un analog convertit. Adică, este la jumătatea drumului spre digital.
Semnal digital
După discretizare, următorul pas în conversia semnalului analogic este un semnal digital. Caracteristica principală este că fie este acolo, fie nu este. Toate informațiile sunt convertite în semnale limitate în timp și în magnitudine. Semnalele din tehnologia datelor digitale sunt codificate cu un zero și un unu în diferite variante. Baza este un bit care ia una dintre aceste valori. Un bit provine din engleză binary digit sau cifră binară.
Dar un bit are o capacitate limitată de a transfera informații, așa că acestea sunt combinate în blocuri. Cu cât un bloc conține mai mulți biți, cu atât mai multe informații. Tehnologia digitală utilizează biți uniți în blocuri de multipli de 8. Un bloc de 8 biți se numește byte. Un octet este o valoare mică, dar poate stoca deja informații criptate despre toate literele alfabetului. Cu toate acestea, adăugarea unui singur bit dublează numărul de combinații de zero și unu. În timp ce 8 biți fac posibile 256 de codificări, 16 biți fac 65536. Iar un kilobyte sau 1024 de octeți nu este deloc un număr mic.
AVERTISMENT! Nu există nici o îndoială că 1 KB este egal cu 1024 de octeți. Aceasta este modalitatea acceptată într-un mediu informatic binar. Dar în lume se folosește pe scară largă sistemul numeric zecimal, unde kilogramul este 1000. De aceea există și KB zecimal, care este egal cu 1000 de octeți.
Multe informații sunt stocate într-un număr mare de octeți concatenați, cu cât sunt mai multe combinații de 1 și 0, cu atât mai multe sunt codificate. Astfel, în 5 - 10 MB (5000 - 10000 KB) avem date de bună calitate pentru piesele muzicale. Dacă mergeți mai departe, în 1 000 MB aveți deja date de film codificate.
Dar, din moment ce toate informațiile din jurul nostru sunt analogice, avem nevoie de un efort și de un dispozitiv pentru a le face digitale. În acest scop a fost inventat un DSP (procesor de semnal digital) sau DSP (digital signal processor). Fiecare dispozitiv digital are un astfel de procesor. Primele au apărut în anii 1970. Tehnicile și algoritmii se schimbă și se îmbunătățesc, dar principiul rămâne același - conversia datelor analogice în date digitale.
Prelucrarea și transmiterea unui semnal digital depinde de caracteristicile procesorului - rata de biți și viteza. Cu cât rata de biți este mai mare, cu atât semnalul este mai bun. Vitezele sunt exprimate în milioane de instrucțiuni pe secundă (MIPS), iar un procesor bun are câteva zeci de MIPS. Viteza determină câte unu și câte zerouri poate înghesui dispozitivul într-o secundă și transmite calitativ o curbă continuă de semnal analogic. Realismul unei imagini TV depinde de acest lucru. televiziune și sunetul din difuzoare.
Diferența dintre un semnal discret și un semnal digital
Probabil că toată lumea a auzit de codul Morse. A fost inventat de artistul Samuel Morse, alți inovatori l-au îmbunătățit și toată lumea l-a folosit. Este un mod de transmitere a textului în care literele sunt codificate prin puncte și liniuțe. În termeni mai simpli, codificarea se numește cod morse. Acesta a fost folosit de mult timp la telegraf și pentru transmiterea de informații prin radio. De asemenea, poate fi semnalat cu un reflector sau o lanternă.
Codul morse depinde doar de semnul în sine. Ea nu depinde de durata sau de volumul (puterea) acesteia. Oricât de tare ați apăsa tasta (clipire a lanternei), sunt percepute doar două variante - un punct și o liniuță. Este posibilă doar creșterea vitezei de transmisie. Nu se ia în considerare nici volumul, nici durata. Principalul lucru este ca semnalul să fie recepționat.
Același lucru este valabil și pentru un semnal digital. Cel mai important lucru este să codificați datele cu 0 și 1. Receptorul trebuie doar să descifreze combinația de zerouri și unu. Nu contează cât de tare sau cât de lung este fiecare semnal. Ceea ce este important este să obțineți zerourile și unu. Aceasta este esența tehnologiei digitale.
Un semnal discret este obținut prin codificarea volumului (luminozității) și a duratei fiecărui punct și liniuță, sau 0 și 1. În acest caz, există mai multe opțiuni de codificare, dar și mai multă confuzie. Este posibil ca volumul și durata să nu fie perceptibile. Aceasta este diferența dintre semnalele digitale și cele discrete. Digitalul este generat și perceput în mod univoc, discret, cu variații.
Comparație între semnalele digitale și cele analogice
Semnalul unui post de televiziune sau de telefonie mobilă poate fi transmis în format digital și analogic. Sunetul și imaginea, de exemplu, sunt semnale analogice. Un microfon și o cameră captează realitatea înconjurătoare și o transformă în unde electromagnetice. Frecvența de ieșire a oscilațiilor depinde de frecvența sunetului și a luminii, iar amplitudinea transmisiei depinde de volum și de luminozitate.
Imaginea și sunetul convertite în oscilații electromagnetice sunt propagate în spațiu de către antena de transmisie. Receptorul inversează procesul și transformă undele electromagnetice în sunet și imagini video.
Propagarea vibrațiilor electromagnetice în aer este îngreunată de nori, furtuni, teren, interferențe electrice industriale, vânt solar și alte perturbări. Frecvența și amplitudinea sunt adesea distorsionate, iar semnalul de la emițător la receptor prezintă variații.
Vocea și imaginea semnalului analogic sunt reproduse cu o distorsiune cauzată de interferențe, iar fundalul reproduce șuierături, croșee și distorsiuni de culoare. Cu cât recepția este mai proastă, cu atât aceste efecte străine devin mai pronunțate. Dar dacă semnalul este recepționat, poate fi cel puțin văzut și auzit.
În transmisia digitală, imaginea și sunetul sunt digitizate înainte de a fi difuzate și ajung la receptor fără distorsiuni. Influența factorilor externi este minimă. Sunetul și culoarea sunt de bună calitate sau nu sunt deloc. Semnalul este garantat să ajungă la receptor la o anumită distanță. Cu toate acestea, este necesar un număr de repetori pentru transmisia pe distanțe lungi. Prin urmare, pentru a transmite un semnal celular, antenele sunt plasate cât mai aproape una de cealaltă.
Un bun exemplu al diferenței dintre cele două tipuri de semnale poate fi văzut prin compararea vechiului telefon cu fir și a rețelei celulare moderne.
Telefonia prin cablu nu funcționează întotdeauna bine nici măcar în aceeași localitate. Un apel la celălalt capăt al țării este un test al corzilor vocale și al auzului. Trebuie să strigi și să asculți răspunsul. Zgomotele și interferențele sunt filtrate de urechile noastre, iar cuvintele lipsă și distorsionate sunt interpretate de noi. Sunetul, deși slab, este prezent.
Se poate auzi sunetul într-o rețea celulară, chiar și din cealaltă emisferă. Un semnal digitizat este transmis și recepționat fără distorsiuni. Dar nici nu este lipsit de defecte. În cazul în care există defecțiuni, nu se poate auzi niciun sunet. Litere, cuvinte și fraze întregi cad. Din fericire, acest lucru este rar.
Este aproximativ același lucru în cazul televiziunii analogice și digitale. Semnalul analogic utilizează un semnal predispus la interferențe, de calitate limitată și care și-a epuizat deja potențialul de dezvoltare. Sistemul digital nu are distorsiuni, oferă o calitate excelentă a sunetului și a înregistrărilor video și este în continuă îmbunătățire.
Avantajele și dezavantajele diferitelor tipuri de semnale
Transmisia semnalelor analogice a fost îmbunătățită semnificativ de la inventarea sa. Acesta a fost folosit de mult timp pentru a transmite informații, sunet și imagini. În ciuda numeroaselor îmbunătățiri, acesta își păstrează toate neajunsurile - zgomot și distorsiuni în transmiterea informațiilor. Dar principalul argument pentru trecerea la un alt sistem de schimb de date a fost plafonarea calității semnalului transmis. Sistemul analogic nu poate acomoda volumul de date moderne.
Metodele îmbunătățite de înregistrare și stocare, în special în cazul conținutului video, au făcut ca analogul să devină un lucru de domeniul trecutului. Singurul avantaj al prelucrării analogice a datelor este, deocamdată, disponibilitatea pe scară largă și costul redus al dispozitivelor. În toate celelalte privințe, analogicul este inferior digitalului.
Exemple de transmitere a semnalelor digitale și analogice
Tehnologia digitală depășește treptat tehnologia analogică și este deja utilizată pe scară largă în toate domeniile vieții. De multe ori, nici măcar nu o observăm, iar digitalul este peste tot.
Calculatoare
Primele calculatoare analogice au fost create în anii '30 ai secolului XX. Erau dispozitive destul de primitive pentru sarcini foarte specializate. Calculatoarele analogice au apărut în anii 1940 și au fost utilizate pe scară largă în anii 1960.
Acestea au fost îmbunătățite continuu, dar au cedat treptat locul dispozitivelor digitale pe măsură ce cantitatea de informații procesate a crescut. Calculatoarele analogice sunt foarte potrivite pentru controlul automat al proceselor de producție, datorită răspunsului imediat la schimbările în datele primite. Dar viteza de operare este lentă, iar cantitatea de date este limitată. Prin urmare, semnalele analogice sunt utilizate doar în unele rețele locale. Acestea sunt utilizate în principal pentru monitorizarea și controlul proceselor de producție. În cazul în care informațiile de intrare sunt temperatura, umiditatea, presiunea, viteza vântului și alte date similare.
În unele cazuri, calculatoarele analogice sunt utilizate pentru a rezolva probleme în care precizia schimbului de date de calcul nu este la fel de importantă ca în cazul calculatoarelor digitale.
La începutul secolului XXI, semnalul analogic a cedat în fața tehnologiei digitale. În domeniul informaticii, semnalele mixte digitale și analogice sunt utilizate doar pentru procesarea datelor pe anumite cipuri.
Înregistrare de sunet și telefonie
Discul de vinil și banda magnetică sunt doi reprezentanți proeminenți ai semnalului analogic pentru reproducerea sunetului. Ambele sunt încă în producție și sunt solicitate de unii cunoscători. Mulți muzicieni cred că numai prin înregistrarea unui album pe bandă se poate obține un sunet bogat și autentic. Iubitorilor de muzică le place să asculte discuri cu zgomotul și pocnetul caracteristic. Începând cu 1972, au fost disponibile aparate de înregistrare pe bandă magnetică care înregistrează digital pe bandă magnetică, dar nu au devenit larg răspândite din cauza costului ridicat și a dimensiunilor mari. Acestea sunt utilizate numai în aplicații profesionale de înregistrare.
Un alt exemplu de semnale analogice și digitale în înregistrarea sunetului este reprezentat de mixere și sintetizatoare de sunet. Dispozitivele digitale sunt utilizate în cea mai mare parte, iar utilizarea dispozitivelor analogice se datorează obișnuinței și prejudecăților. Se crede că înregistrarea digitală nu a atins încă acel efect de transmitere a muzicii care să cuprindă totul. Și este inerentă doar semnalului analogic.
Pe de altă parte, cei mai tineri nu își pot imagina muzica fără fișierele MP3 stocate pe telefoane, stick-uri USB și computere. Iar serviciile online oferă acces la depozitele lor cu milioane de înregistrări digitale.
Telefonia a mers și mai departe. Telefonia celulară digitală a înlocuit aproape complet telefonia cu fir. Aceasta din urmă este lăsată în seama agențiilor guvernamentale, a instituțiilor de sănătate și a altor organizații similare. Cei mai mulți nu-și mai pot imagina viața fără telefonul mobil și cum să fie legați de fir. Comunicațiile celulare, coloana vertebrală a transmisiei de date, în care un semnal digital conectează în mod fiabil abonații din întreaga lume.
Măsurători electrice
Prelucrarea și transmiterea digitală a datelor este bine stabilită în măsurătorile electrice. Osciloscoape electronice, voltmetre și ampermetre, echipamente de multimăsurare. Toate instrumentele în care informațiile sunt afișate electronic utilizează un semnal digital pentru a transmite măsurătorile. La domiciliu, acest lucru se întâlnește cel mai adesea sub forma stabilizatorilor și a regulatoarelor de tensiune. Ambele dispozitive măsoară tensiunea de rețea, o procesează și transmit semnalul digital către afișaj.
Din ce în ce mai mult, tehnologia digitală este, de asemenea, utilizată pentru a transmite date de măsurare electrică pe distanțe lungi. Echipamentele digitale sunt instalate în substații și în camerele de control pentru a monitoriza performanța rețelelor electrice. Dispozitivele analogice sunt populare numai în tablourile de distribuție, direct la punctele de măsurare.
O altă utilizare pe scară largă a semnalelor digitale este cea a contorizării energiei electrice. Gospodăriile uită adesea să se uite la citirile contorului și să le introduceți într-un dulap personal sau să le predați companiei de utilități. Un sistem de contorizare digitală vă poate scuti de multe bătăi de cap. Citirile sunt introduse direct în sistemul de măsurare. Prin urmare, nu este nevoie de o comunicare constantă între abonat și furnizor; uneori puteți merge la biroul personal și verifica datele.
Televiziunea analogică și digitală
Omenirea trăiește de mulți ani cu televiziunea analogică. Este simplu și ușor de înțeles. Mai întâi în direct, apoi pe cablu, cu o calitate ceva mai bună. O antenă simplă, un televizor și o imagine de calitate mediocră. Dar tehnologia de înregistrare și stocare video a depășit cu mult semnalul analogic. Și nu mai poate transmite în totalitate un film sau un program de televiziune modern. Numai televiziunea digitală poate oferi calitate, stabilitate și un semnal bun.
Televiziunea digitală are multe avantaje. Prima și cea mai importantă este compresia semnalului. Datorită acestui fapt, numărul de canale pe care le puteți viziona a crescut. De asemenea, a îmbunătățit calitatea transmisiei video și audio, care este indispensabilă pentru televizoarele moderne cu ecrane mari. Împreună cu aceasta există posibilitatea de a afișa informații despre emisiune, despre programele viitoare, etc.
Odată cu avantajele vine și o mică problemă. Aveți nevoie de un tuner special pentru a recepționa un semnal digital.
Specificații pentru televiziune terestră
Pentru a recepționa un semnal digital prin eter aveți nevoie de un tuner T2, cunoscut și sub numele de receptor, decodor sau decodor DVB-T2. Majoritatea televizoarelor LED moderne sunt echipate inițial cu astfel de dispozitive. Prin urmare, nu există niciun motiv de îngrijorare. Dacă opriți televiziunea analogică, trebuie doar să reconfigurați canalele.
Nu este o problemă pentru proprietarii de televizoare mai vechi, care nu au un tuner T2 încorporat. Aici, este simplu. Trebuie să achiziționați un set-top box DVB-T2 separat, care va recepționa semnalul T2, îl va procesa și va trimite imaginea pregătită pe ecran. Set-top box poate fi ușor Conectați set-top box-ul la orice televizor.
Semnalul digital este utilizat în toate domeniile mari ale vieții. Televiziunea nu face excepție. Nu vă fie frică de nou. Majoritatea televizoarelor sunt deja echipate cu ceea ce aveți nevoie, dar pentru televizoarele mai vechi puteți achiziționa un set-top box ieftin. Cu atât mai mult cu cât este ușor de configurat. Iar calitatea imaginii și a sunetului este mai bună.
Articole conexe:
