Das Digitalfernsehen ist inzwischen im größten Teil des Landes allgegenwärtig. Neuere Fernsehgeräte empfangen ein hochwertiges digitales Signal selbstständig, ältere Fernsehgeräte tun dies über eine spezielle Set-Top-Box. Was ist der Unterschied zwischen alten analogen und neuen digitalen Signalen? Dies ist für viele Menschen unklar und muss erklärt werden.
Inhalt
Arten von Signalen
Ein Signal ist eine Änderung einer physikalischen Größe in Zeit und Raum. Sie sind im Wesentlichen Codes für die Kommunikation in Informations- und Verwaltungsumgebungen. Grafisch kann jedes Signal als Funktion dargestellt werden. Eine Linie in einem Diagramm kann verwendet werden, um die Art und die Merkmale eines Signals zu identifizieren. Analog sieht es aus wie eine kontinuierliche Kurve, digital wie eine unterbrochene rechteckige Linie, die von Null auf Eins springt. Alles, was wir mit unseren Augen sehen und mit unseren Ohren hören, ist ein analoges Signal.
Analoges Signal
Sehen, Hören, Schmecken, Riechen und Tasten kommen als analoge Signale zu uns. Das Gehirn befiehlt den Organen und empfängt von ihnen Informationen in analoger Form. In der Natur werden alle Informationen nur auf diese Weise übertragen.
In der Elektronik basiert das analoge Signal auf der Übertragung von Elektrizität. Bestimmte Spannungen entsprechen der Frequenz und der Amplitude von Tönen, der Farbe und der Helligkeit von Lichtbildern und so weiter. Das heißt, Farbe, Ton oder Information sind analog zur elektrischen Spannung.
Zum Beispiel.Legen wir eine bestimmte Spannung an die Farben Blau 2 V, Rot 3 V und Grün 4 V an. Wir ändern die Spannung und das Bild erscheint auf dem Bildschirm in der entsprechenden Farbe.
Dabei spielt es keine Rolle, ob das Signal per Draht oder per Funk gesendet wird. Ein Sender sendet kontinuierlich und ein Empfänger verarbeitet eine analoge Form von Informationen. Der Empfänger wandelt die Spannung in einen entsprechenden Ton oder eine Farbe um, indem er ein kontinuierliches elektrisches oder Funksignal über die Luft empfängt. Ein Bild erscheint auf dem Bildschirm oder ein Ton wird über den Lautsprecher übertragen.
Diskretes Signal
Die Essenz des Signals liegt in seinem Namen. Diskret aus dem Lateinischen discretuswas diskontinuierlich (geteilt) bedeutet. Man kann sagen, dass die Amplitude des Analogsignals diskret wiederholt wird, aber die glatte Kurve wird zu einer stufenförmigen Kurve. Sie ändern sich entweder zeitlich, bleiben aber in der Größenordnung konstant, oder in der Höhe, sind aber zeitlich nicht diskontinuierlich.
Für eine bestimmte Zeitspanne (z. B. eine Millisekunde oder Sekunde) hat ein diskretes Signal einen bestimmten Wert. Nach Ablauf dieser Zeit ändert sich der Wert sprunghaft nach oben oder unten und bleibt für eine weitere Millisekunde oder Sekunde so. Dies wird für einen ununterbrochenen Zeitraum der Fall sein. Diskret ist also ein umgewandeltes Analogon. Das heißt, sie ist auf halbem Weg zur Digitalisierung.
Digitales Signal
Nach der diskreten Umwandlung ist der nächste Schritt bei der Umwandlung eines analogen in ein digitales Signal. Das Hauptmerkmal ist, dass es entweder vorhanden ist oder nicht. Alle Informationen werden in zeit- und amplitudenbegrenzte Signale umgewandelt. In der digitalen Datentechnik werden Signale mit einer Null und einer Eins in verschiedenen Varianten codiert. Die Basis ist ein Bit, das einen dieser Werte annimmt. Ein Bit kommt vom englischen binary digit oder binary digit.
Ein einzelnes Bit kann jedoch nur begrenzt Informationen übertragen, weshalb sie zu Blöcken zusammengefasst werden. Je mehr Bits ein Block enthält, desto mehr Informationen sind darin enthalten. Die Digitaltechnik verwendet Bits, die in Blöcken von Vielfachen von 8 zusammengefasst sind. Ein 8-Bit-Block wird als Byte bezeichnet. Ein Byte ist ein kleiner Wert, aber es kann bereits verschlüsselte Informationen über alle Buchstaben des Alphabets speichern. Durch das Hinzufügen von nur einem Bit verdoppelt sich jedoch die Anzahl der Kombinationen aus Null und Eins. Während 8 Bit 256 Kodierungen ermöglichen, sind es bei 16 Bit 65536. Und ein Kilobyte oder 1024 Bytes sind keine kleine Zahl.
WARNUNG! Es ist unbestritten, dass 1 KB 1024 Bytes entspricht. Dies ist der übliche Weg in einer binären Computerumgebung. In der Welt wird jedoch weitgehend das Dezimalsystem verwendet, bei dem ein Kilo 1000 ist. Deshalb gibt es auch die dezimale Angabe KB, die 1000 Bytes entspricht.
Viele Informationen werden in einer großen Anzahl von verketteten Bytes gespeichert, je mehr Kombinationen von 1 und 0, desto mehr wird kodiert. So haben wir in 5 - 10 MB (5000 - 10000 KB) Daten von guter Qualität für Musiktitel. Wenn Sie noch weiter gehen, haben Sie in 1000 MB bereits Filmdaten verschlüsselt.
Da aber alle Informationen um uns herum analog sind, brauchen wir etwas Aufwand und ein Gerät, um sie digital zu machen. Zu diesem Zweck wurde ein DSP (digitaler Signalprozessor) oder DSP (digitaler Signalprozessor) erfunden. Jedes digitale Gerät hat einen solchen Prozessor. Die ersten erschienen bereits in den 1970er Jahren. Die Techniken und Algorithmen ändern und verbessern sich, aber das Prinzip bleibt dasselbe - die Umwandlung von analogen Daten in digitale Daten.
Die Verarbeitung und Übertragung eines digitalen Signals hängt von den Eigenschaften des Prozessors ab - Bitrate und Geschwindigkeit. Je höher die Bitrate, desto besser das Signal. Die Geschwindigkeiten werden in Millionen von Anweisungen pro Sekunde (MIPS) angegeben, und ein guter Prozessor hat mehrere Dutzend MIPS. Die Geschwindigkeit bestimmt, wie viele Einsen und Nullen das Gerät in eine Sekunde "packen" und qualitativ einen kontinuierlichen analogen Signalverlauf übertragen kann. Der Realismus eines Fernsehbildes hängt davon ab TV und der Ton aus den Lautsprechern.
Der Unterschied zwischen einem diskreten Signal und einem digitalen Signal
Jeder hat wahrscheinlich schon einmal vom Morsealphabet gehört. Erfunden wurde es von dem Künstler Samuel Morse, andere Innovatoren verbesserten es, und jeder nutzte es. Es ist eine Art der Textübertragung, bei der Punkte und Striche die Buchstaben kodieren. Vereinfacht ausgedrückt, wird die Kodierung als Morsecode bezeichnet. Es wird schon seit langem für den Telegrafen und für die Übertragung von Informationen über das Radio verwendet. Es kann auch mit einem Scheinwerfer oder einer Taschenlampe signalisiert werden.
Der Code des Morsezeichens hängt nur von dem Zeichen selbst ab. Sie hängt nicht von ihrer Dauer oder ihrem Umfang (Stärke) ab. Unabhängig davon, wie stark Sie die Taste drücken (Blinken der Taschenlampe), werden nur zwei Varianten wahrgenommen - ein Punkt und ein Strich. Es ist nur möglich, die Übertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Weder das Volumen noch die Dauer werden berücksichtigt. Die Hauptsache ist, dass das Signal empfangen wird.
Das Gleiche gilt für ein digitales Signal. Wichtig ist, dass die Daten mit 0 und 1 kodiert werden. Der Empfänger muss nur die Kombination aus Nullen und Einsen erkennen. Es spielt keine Rolle, wie laut oder wie lang die einzelnen Signale sind. Wichtig ist, dass man die Nullen und Einsen erhält. Dies ist das Wesen der Digitaltechnik.
Ein diskretes Signal wird durch die Kodierung der Lautstärke (Helligkeit) und der Dauer jedes Punktes und Striches oder 0 und 1 erhalten. In diesem Fall gibt es mehr Kodierungsoptionen, aber auch mehr Verwirrung. Die Lautstärke und die Dauer sind möglicherweise nicht zu erkennen. Dies ist der Unterschied zwischen digitalen und diskreten Signalen. Digitales wird eindeutig erzeugt und wahrgenommen, diskret mit Abweichungen.
Vergleich zwischen digitalen und analogen Signalen
Das Signal eines Fernseh- oder Mobiltelefonsenders kann in digitaler und analoger Form übertragen werden. Ton und Bild zum Beispiel sind analoge Signale. Ein Mikrofon und eine Kamera nehmen die umgebende Realität auf und wandeln sie in elektromagnetische Wellen um. Die Frequenz der ausgegebenen Schwingungen hängt von der Frequenz des Schalls und des Lichts ab, und die Amplitude der Übertragung hängt von der Lautstärke und der Helligkeit ab.
Die in elektromagnetische Schwingungen umgewandelten Bilder und Töne werden von der Sendeantenne in den Weltraum ausgestrahlt. Der Empfänger kehrt den Prozess um und wandelt die elektromagnetischen Wellen in Ton und Video um.
Die Ausbreitung von elektromagnetischen Schwingungen in der Luft wird durch Wolken, Gewitter, Gelände, industrielle elektrische Störungen, Sonnenwind und andere Störungen behindert. Frequenz und Amplitude sind oft verzerrt, und das Signal vom Sender zum Empfänger weist Schwankungen auf.
Die Stimme und das Bild des analogen Signals werden mit störungsbedingten Verzerrungen wiedergegeben, und der Hintergrund gibt Rauschen, Krächzen und Farbverzerrungen wieder. Je schlechter der Empfang ist, desto ausgeprägter sind diese Störeffekte. Aber wenn das Signal empfangen wird, kann man es zumindest sehen und hören.
Bei der digitalen Übertragung werden Bild und Ton vor der Ausstrahlung digitalisiert und erreichen den Empfänger ohne Verzerrung. Der Einfluss externer Faktoren ist minimal. Ton und Farbe sind von guter Qualität oder gar nicht vorhanden. Das Signal erreicht den Empfänger garantiert in einer bestimmten Entfernung. Für die Übertragung über große Entfernungen ist jedoch eine Reihe von Repeatern erforderlich. Deshalb werden die Antennen für die Übertragung eines Mobilfunksignals so nah wie möglich beieinander aufgestellt.
Ein gutes Beispiel für den Unterschied zwischen den beiden Arten von Signalen ist der Vergleich zwischen dem alten drahtgebundenen Telefon und dem modernen Mobilfunknetz.
Die drahtgebundene Telefonie funktioniert nicht immer gut, auch nicht innerhalb desselben Ortes. Ein Anruf am anderen Ende des Landes ist ein Test für die Stimmbänder und das Gehör. Man muss schreien und auf die Antwort warten. Geräusche und Störungen werden von unseren Ohren herausgefiltert, die fehlenden und verzerrten Wörter werden von uns interpretiert. Der Ton ist zwar schlecht, aber vorhanden.
Sie können den Ton in einem Mobilfunknetz hören, sogar auf der anderen Hemisphäre. Ein digitalisiertes Signal wird ohne Verzerrung übertragen und empfangen. Aber sie ist auch nicht ohne Mängel. Wenn es zu Störungen kommt, ist überhaupt kein Ton zu hören. Buchstaben, Wörter und ganze Sätze fallen heraus. Zum Glück ist das selten.
Beim analogen und digitalen Fernsehen ist es in etwa das Gleiche. Das analoge Signal ist störungsanfällig, von begrenzter Qualität und hat sein Entwicklungspotenzial bereits ausgeschöpft. Digital ist verzerrungsfrei, bietet eine hervorragende Ton- und Bildqualität und wird ständig verbessert.
Vor- und Nachteile der verschiedenen Signaltypen
Die analoge Signalübertragung ist seit ihrer Erfindung erheblich verbessert worden. Sie wird schon seit langem zur Übertragung von Informationen, Tönen und Bildern verwendet. Trotz zahlreicher Verbesserungen hat es nach wie vor seine Schwächen - Rauschen und Verzerrungen bei der Übertragung von Informationen. Das Hauptargument für die Umstellung auf ein anderes Datenaustauschsystem war jedoch die höhere Qualität des übertragenen Signals. Die Analogtechnik kann das moderne Datenvolumen nicht bewältigen.
Verbesserte Aufzeichnungs- und Speichermethoden, insbesondere für Videoinhalte, haben dazu geführt, dass die analoge Technik der Vergangenheit angehört. Der einzige Vorteil der analogen Datenverarbeitung liegt derzeit in der weiten Verbreitung und den niedrigen Kosten der Geräte. In allen anderen Belangen ist die analoge Technik der digitalen unterlegen.
Beispiele für digitale und analoge Signalübertragung
Die Digitaltechnik überholt allmählich die Analogtechnik und ist bereits in allen Lebensbereichen weit verbreitet. Oft bemerken wir es gar nicht, dabei ist das Digitale überall.
Datenverarbeitung
Die ersten analogen Computer wurden in den 30er Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts entwickelt. Sie waren eher primitive Geräte für hochspezialisierte Aufgaben. Analogrechner kamen in den 1940er Jahren auf und waren in den 1960er Jahren weit verbreitet.
Sie wurden ständig verbessert, wichen aber mit zunehmender Informationsverarbeitung allmählich den digitalen Geräten. Analogrechner eignen sich gut für die automatische Steuerung von Produktionsprozessen, da sie unmittelbar auf Änderungen der eingehenden Daten reagieren. Die Arbeitsgeschwindigkeit ist jedoch langsam und die Datenmenge ist begrenzt. Daher werden analoge Signale nur in einigen Ortsnetzen verwendet. Diese werden hauptsächlich zur Überwachung und Steuerung von Produktionsprozessen eingesetzt. Bei den Eingangsdaten handelt es sich um Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck, Windgeschwindigkeit und ähnliche Daten.
In einigen Fällen werden Analogrechner zur Lösung von Problemen eingesetzt, bei denen die Genauigkeit des Datenaustauschs für die Berechnung nicht so wichtig ist wie bei Digitalrechnern.
Zu Beginn des 21. Jahrhunderts ist das analoge Signal der Digitaltechnik gewichen. In der Informatik werden gemischte digitale und analoge Signale nur auf einigen Chips zur Datenverarbeitung verwendet.
Tonaufnahme und Telefonie
Schallplatten und Magnetbänder sind zwei prominente Vertreter des analogen Signals für die Tonwiedergabe. Beide werden immer noch produziert und sind bei einigen Kennern sehr gefragt. Viele Musiker sind der Meinung, dass nur durch die Aufnahme eines Albums auf Band ein satter, authentischer Klang erreicht werden kann. Musikliebhaber hören gerne Discs mit dem charakteristischen Rauschen und Knistern. Seit 1972 gibt es Tonbandgeräte, die digital auf Magnetband aufzeichnen, die sich aber aufgrund ihrer hohen Kosten und ihrer Größe nicht durchgesetzt haben. Sie werden nur in professionellen Aufnahmeanwendungen eingesetzt.
Ein weiteres Beispiel für analoge und digitale Signale bei Tonaufnahmen sind Mischpulte und Klangsynthesizer. Meist werden digitale Geräte verwendet, und die Verwendung von analogen Geräten ist auf Gewohnheit und Vorurteile zurückzuführen. Es wird angenommen, dass die digitale Aufzeichnung immer noch nicht diesen allumfassenden Effekt der Musikübertragung erreicht hat. Und das ist nur beim analogen Signal der Fall.
Jüngere Menschen hingegen können sich Musik ohne MP3-Dateien, die auf Handys, USB-Sticks und Computern gespeichert sind, nicht mehr vorstellen. Und Online-Dienste bieten Zugang zu ihren Repositorien mit Millionen von digitalen Aufnahmen.
Die Telefonie ist sogar noch weiter gegangen. Die digitale Mobilfunktelefonie hat die drahtgebundene Telefonie nahezu verdrängt. Letzteres wird den staatlichen Stellen, Gesundheitseinrichtungen und ähnlichen Organisationen überlassen. Die meisten können sich ein Leben ohne Handy nicht mehr vorstellen und wissen nicht, wie sie an das Kabel gebunden sein sollen. Mobilfunk, das Rückgrat der Datenübertragung, bei dem ein digitales Signal Teilnehmer in der ganzen Welt zuverlässig miteinander verbindet.
Elektrische Messungen
Die digitale Verarbeitung und Übertragung von Daten ist bei elektrischen Messungen fest etabliert. Elektronische Oszilloskope, Volt- und Amperemeter, Multimessgeräte. Alle Geräte, bei denen Informationen elektronisch angezeigt werden, verwenden ein digitales Signal zur Übertragung der Messung. Im Haushalt findet man diese am häufigsten in Form von Stabilisatoren und Spannungsreglern. Beide Geräte messen die Netzspannung, verarbeiten sie und geben das digitale Signal an die Anzeige weiter.
Zunehmend wird die Digitaltechnik auch zur Übertragung elektrischer Messdaten über große Entfernungen eingesetzt. Digitale Geräte werden in Umspannwerken und Kontrollräumen installiert, um die Leistung der Stromnetze zu überwachen. Analoge Geräte sind nur in Schaltschränken, direkt an den Messstellen, verbreitet.
Eine weitere weit verbreitete Anwendung für digitale Signale ist die Strommessung. Die Haushalte vergessen oft um die Zählerstände zu überprüfen und tragen sie in einen persönlichen Schrank ein oder übergeben sie dem Versorgungsunternehmen. Ein digitales Messsystem kann Ihnen eine Menge Ärger ersparen. Die Messwerte gehen direkt in das Dosiersystem ein. Es ist also keine ständige Kommunikation zwischen dem Abonnenten und dem Anbieter erforderlich; Sie können sich manchmal in Ihr persönliches Büro begeben und die Daten überprüfen.
Analoges und digitales Fernsehen
Die Menschheit lebt schon seit vielen Jahren mit analogem Fernsehen. Sie ist einfach und leicht zu verstehen. Zuerst im Fernsehen, dann im Kabel mit etwas besserer Qualität. Eine einfache AntenneEine einfache Antenne, ein Fernsehgerät und ein mittelmäßiges Bild. Doch die Videoaufzeichnungs- und -speichertechnik hat das analoge Signal weit hinter sich gelassen. Und er kann einen modernen Film oder ein Fernsehprogramm nicht mehr vollständig übertragen. Nur digitales Fernsehen kann Qualität, Stabilität und ein gutes Signal bieten.
Das digitale Fernsehen hat viele Vorteile. An erster Stelle steht die Signalkompression. Dadurch hat sich die Anzahl der Kanäle, die Sie sehen können, erhöht. Außerdem wurde die Qualität der Video- und Audioübertragung verbessert, was für moderne Fernsehgeräte mit großen Bildschirmen unerlässlich ist. Außerdem besteht die Möglichkeit, Informationen über die Sendung, kommende Sendungen usw. anzuzeigen.
Neben den Vorteilen gibt es auch ein kleines Problem. Für den Empfang eines digitalen Signals benötigen Sie einen speziellen Tuner.
Spezifikationen für das terrestrische Fernsehen
Um ein digitales Signal zu empfangen, benötigen Sie einen T2-Tuner, der auch als Receiver, Decoder oder DVB-T2-Set-Top-Box bezeichnet wird. Die meisten modernen LED-Fernseher sind bereits mit solchen Geräten ausgestattet. Es gibt also keinen Grund zur Sorge. Wenn Sie das analoge Fernsehen abschalten, müssen Sie nur die Kanäle neu konfigurieren.
Kein Problem für Besitzer älterer Fernsehgeräte ohne eingebauten T2-Tuner. Hier ist es ganz einfach. Sie müssen eine separate DVB-T2-Set-Top-Box kaufen, die das T2-Signal empfängt, es verarbeitet und das fertige Bild auf den Bildschirm sendet. Die Set-Top-Box kann leicht Verbinden Sie die Set-Top-Box mit einem beliebigen Fernsehgerät.
Digitale Signale werden in allen großen Bereichen des Lebens verwendet. Das Fernsehen bildet da keine Ausnahme. Habt keine Angst vor dem Neuen. Die meisten Fernsehgeräte sind bereits mit den erforderlichen Funktionen ausgestattet, aber für ältere Geräte können Sie eine preiswerte Set-Top-Box erwerben. Vor allem, weil es einfach einzurichten ist. Und die Bild- und Tonqualität ist besser.
Ähnliche Artikel:
