La televisión digital se ha hecho omnipresente en la mayor parte del país. Los televisores más nuevos reciben una señal digital de calidad de forma independiente, mientras que los más antiguos lo hacen mediante un descodificador especial. ¿Cuál es la diferencia entre las antiguas señales analógicas y las nuevas digitales? Esto no está claro para mucha gente y hay que explicarlo.
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Tipos de señales
Una señal es un cambio de cantidad física en el tiempo y el espacio. Son esencialmente códigos de comunicación en entornos de información y gestión. Gráficamente, cualquier señal puede representarse como una función. Una línea en un gráfico puede servir para identificar el tipo y las características de una señal. El analógico se verá como una curva continua, el digital como una línea rectangular rota que salta de cero a uno. Todo lo que vemos con los ojos y oímos con los oídos es una señal analógica.
Señal analógica
La vista, el oído, el gusto, el olfato y el tacto nos llegan como señales analógicas. El cerebro manda a los órganos y recibe información de ellos en forma analógica. En la naturaleza, toda la información se transmite únicamente de esta manera.
En electrónica, la señal analógica se basa en la transmisión de electricidad. Determinados voltajes corresponden a la frecuencia y amplitud del sonido, al color y brillo de la luz de la imagen, etc. Es decir, el color, el sonido o la información son análogos a la tensión eléctrica.
Por ejemplo.Apliquemos un determinado voltaje a los colores azul 2 V, rojo 3 V y verde 4 V. Cambiamos el voltaje y la imagen aparece en la pantalla en el color correspondiente.
No importa si la señal se envía por cable o por radio. Un emisor envía continuamente y un receptor procesa una forma analógica de información. El receptor convierte la tensión en un sonido o color correspondiente recibiendo una señal eléctrica o de radio continua a través del aire. La imagen aparece en la pantalla o el sonido se emite por el altavoz.
Señal discreta
La esencia de la señal reside en su nombre. Discreto del latín discretusque significa discontinuo (dividido). Se puede decir que lo discreto repite la amplitud de lo analógico, pero la curva suave se convierte en una curva escalonada. Cambiando en el tiempo, permaneciendo continuo en magnitud, o en nivel, no discontinuo en el tiempo.
Así, durante un determinado periodo de tiempo (un milisegundo o un segundo, por ejemplo) una señal discreta tendrá un valor determinado. Al final de este tiempo, cambiará bruscamente hacia arriba o hacia abajo y permanecerá así durante otro milisegundo o segundo. Permanecerá así durante un periodo de tiempo ininterrumpido. Por lo tanto, lo discreto es un análogo convertido. Es decir, está a medio camino de lo digital.
Señal digital
Después de la discreta, el siguiente paso en la conversión de la analógica es una señal digital. La característica principal es que o está o no está. Toda la información se convierte en señales limitadas en tiempo y magnitud. Las señales de la tecnología de transmisión de datos digitales están codificadas por cero y uno en diferentes variantes. La base es un bit, que acepta uno de estos valores. Un bit proviene del inglés binary digit o dígito binario.
Pero un bit tiene una capacidad limitada de transferir información, por lo que se combinan en bloques. Cuantos más bits haya en un bloque, más información llevará. La tecnología digital utiliza bits unidos en bloques de múltiplos de 8. Un bloque de 8 bits se denomina byte. Un byte es un valor pequeño, pero ya puede almacenar información cifrada sobre todas las letras del alfabeto. Sin embargo, al añadir un solo bit se duplica el número de combinaciones de cero y uno. Mientras que los 8 bits permiten 256 codificaciones, los 16 bits son 65536. Y un kilobyte o 1024 bytes no es un número pequeño en absoluto.
ADVERTENCIA No hay duda de que 1 KB equivale a 1024 bytes. Esta es la forma aceptada en un entorno informático binario. Pero el mundo utiliza ampliamente el sistema numérico decimal, donde el kilo es 1000. Por eso existe también el KB decimal que equivale a 1000 bytes.
Se almacena mucha información en un gran número de bytes concatenados, cuantas más combinaciones de 1 y 0 más se codifica. Así, en 5 - 10 MB (5000 - 10000 KB) tenemos datos de pistas musicales de buena calidad. Ve más allá y en 1000 MB ya tienes los datos de la película codificados.
Pero como toda la información que nos rodea es analógica, necesitamos algún esfuerzo y algún dispositivo para convertirla en digital. Para ello se inventó un DSP (procesador digital de señales) o DSP (digital signal processor). Todos los dispositivos digitales tienen un procesador de este tipo. Los primeros aparecieron en los años 70. Las técnicas y los algoritmos cambian y mejoran, pero el principio sigue siendo el mismo: la conversión de datos analógicos en datos digitales.
El procesamiento y la transmisión de una señal digital dependen de las características del procesador: tasa de bits y velocidad. Cuanto mayor sea la tasa de bits, mejor será la señal. Las velocidades se especifican en millones de instrucciones por segundo (MIPS), y los buenos procesadores tienen varias decenas de MIPS. La velocidad determina cuántos unos y ceros puede meter el aparato en un segundo y transmitir cualitativamente una curva de señal analógica continua. El realismo de una imagen de televisión depende de esto televisión y el sonido de los altavoces.
La diferencia entre una señal discreta y una señal digital
Probablemente todo el mundo haya oído hablar del código Morse. Lo inventó el artista Samuel Morse, otros innovadores lo mejoraron y todo el mundo lo utilizó. Es una forma de transmitir texto en la que los puntos y los guiones codifican las letras. En términos más sencillos, la codificación se llama código morse. Se ha utilizado durante mucho tiempo en el telégrafo y para transmitir información por radio. También puede señalizarse con un foco o una linterna.
El código del código morse sólo depende del propio signo. No depende de su duración ni de su volumen (fuerza). Por mucho que se pulse la tecla (parpadeo de la linterna), sólo se perciben dos variantes: un punto y una raya. Sólo es posible aumentar la velocidad de transmisión. No se tiene en cuenta ni el volumen ni la duración. Lo principal es que la señal se reciba.
Lo mismo ocurre con una señal digital. Lo importante es codificar los datos con 0 y 1. El receptor sólo tiene que distinguir la combinación de ceros y unos. No importa el volumen ni la duración de cada señal. Lo importante es conseguir los ceros y los unos. Esta es la esencia de la tecnología digital.
Se obtiene una señal discreta codificando el volumen (brillo) y la duración de cada punto y raya, o sea, 0 y 1. En este caso, hay más opciones de codificación, pero también más confusión. El volumen y la duración pueden no ser discernibles. Esta es la diferencia entre las señales digitales y las discretas. Lo digital se genera y se percibe de forma unívoca, discreta y con variaciones.
Comparación entre señales digitales y analógicas
La señal de una emisora de televisión o de telefonía móvil puede transmitirse en forma digital y analógica. El sonido y la imagen, por ejemplo, son señales analógicas. Un micrófono y una cámara captan la realidad circundante y la convierten en ondas electromagnéticas. La frecuencia de salida de las oscilaciones depende de la frecuencia del sonido y la luz, y la amplitud de la transmisión depende del volumen y la luminosidad.
La imagen y el sonido convertidos en oscilaciones electromagnéticas son propagados al espacio por la antena de transmisión. El receptor invierte el proceso y convierte las ondas electromagnéticas en sonido y vídeo.
La propagación de las vibraciones electromagnéticas en el aire se ve obstaculizada por las nubes, las tormentas, el terreno, las interferencias eléctricas industriales, el viento solar y otras perturbaciones. La frecuencia y la amplitud suelen estar distorsionadas y la señal del emisor al receptor presenta variaciones.
La voz y la imagen de la señal analógica se reproducen con distorsiones causadas por las interferencias, y el fondo reproduce siseos, graznidos y distorsiones de color. Cuanto peor sea la recepción, más pronunciados serán estos efectos extraños. Pero si la señal se recibe, al menos puede verse y oírse.
En la transmisión digital, la imagen y el sonido se digitalizan antes de ser emitidos y llegan al receptor sin distorsión. La influencia de los factores externos es mínima. El sonido y el color son de buena calidad o ninguno. Se garantiza que la señal llegue al receptor a una determinada distancia. Sin embargo, se necesitan varios repetidores para la transmisión a larga distancia. Por lo tanto, para transmitir una señal celular, las antenas se colocan lo más cerca posible.
Un buen ejemplo de la diferencia entre los dos tipos de señales puede verse comparando el antiguo teléfono con cable y la moderna red celular.
La telefonía por cable no siempre funciona bien incluso dentro de la misma localidad. Una llamada al otro extremo del país es una prueba para las cuerdas vocales y el oído. Hay que gritar y escuchar la respuesta. Los ruidos y las interferencias son filtrados por nuestros oídos, las palabras perdidas y distorsionadas son interpretadas por nosotros. El sonido, aunque malo, está ahí.
Se puede escuchar el sonido en una red celular, incluso desde el otro hemisferio. Una señal digitalizada se transmite y recibe sin distorsión. Pero tampoco está exento de defectos. Si hay fallos, no se oye ningún sonido. Se caen letras, palabras y frases enteras. Afortunadamente, es poco frecuente.
Es más o menos lo mismo con la televisión analógica y la digital. La analógica utiliza una señal propensa a las interferencias, de calidad limitada, y ya ha agotado su potencial de desarrollo. La tecnología digital no presenta distorsiones, ofrece una excelente calidad de sonido y vídeo y se perfecciona constantemente.
Ventajas e inconvenientes de los distintos tipos de señales
La transmisión de señales analógicas ha mejorado considerablemente desde su invención. Se ha utilizado durante mucho tiempo para transmitir información, sonido e imágenes. A pesar de las numerosas mejoras, conserva todos sus defectos: ruido y distorsión en la transmisión de la información. Pero el principal argumento para cambiar a otro sistema de intercambio de datos era el techo de calidad de la señal que se transmitía. La tecnología analógica no puede albergar el volumen de datos moderno.
La mejora de los métodos de grabación y almacenamiento, especialmente de los contenidos de vídeo, ha hecho que lo analógico sea cosa del pasado. La única ventaja del tratamiento de datos analógico, por el momento, es la amplia disponibilidad y el bajo coste de los dispositivos. En todos los demás aspectos, lo analógico es inferior a lo digital.
Ejemplos de transmisión de señales digitales y analógicas
La tecnología digital está superando poco a poco a la analógica y ya se utiliza ampliamente en todos los ámbitos de la vida. A menudo ni siquiera nos damos cuenta, y lo digital está en todas partes.
Informática
Los primeros ordenadores analógicos se crearon en los años 30 del siglo XX. Eran dispositivos bastante primitivos para tareas muy especializadas. Los ordenadores analógicos aparecieron en la década de 1940 y se utilizaron ampliamente en la década de 1960.
Se mejoraron continuamente, pero poco a poco fueron dejando paso a los dispositivos digitales a medida que aumentaba la cantidad de información procesada. Los ordenadores analógicos son muy adecuados para el control automático de los procesos de producción, debido a la respuesta inmediata a los cambios en los datos entrantes. Pero la velocidad de funcionamiento es lenta y la cantidad de datos es limitada. Por ello, las señales analógicas sólo se utilizan en algunas redes locales. Se utilizan principalmente para supervisar y controlar los procesos de producción. Donde la información de entrada es la temperatura, la humedad, la presión, la velocidad del viento y datos similares.
En algunos casos, los ordenadores analógicos se utilizan para resolver problemas en los que la precisión del intercambio de datos de cálculo no es tan importante como en los ordenadores digitales.
A principios del siglo XXI, la señal analógica ha dado paso a la tecnología digital. En informática, la mezcla de señales digitales y analógicas sólo se utiliza para el procesamiento de datos en algunos chips.
Grabación de sonido y telefonía
Los discos de vinilo y las cintas magnéticas son dos destacados representantes de la señal analógica para la reproducción del sonido. Ambos se siguen produciendo y son demandados por algunos conocedores. Muchos músicos creen que sólo con la grabación de un álbum en cinta se puede conseguir un sonido rico y auténtico. A los amantes de la música les gusta escuchar discos con el ruido y el crujido característicos. Desde 1972 existen grabadoras que graban digitalmente en cinta magnética, pero no se han generalizado debido a su elevado coste y gran tamaño. Sólo se utilizan en aplicaciones de grabación profesionales.
Otro ejemplo de señales analógicas y digitales en la grabación de sonido son los mezcladores y sintetizadores de sonido. Los dispositivos digitales se utilizan mayoritariamente, y el uso de dispositivos analógicos se debe a la costumbre y a los prejuicios. Se cree que la grabación digital aún no ha conseguido ese efecto de transmisión de la música en su totalidad. Y sólo es inherente a la señal analógica.
Los más jóvenes, en cambio, no se imaginan la música sin los archivos MP3 almacenados en teléfonos, memorias USB y ordenadores. Y los servicios en línea proporcionan acceso a sus repositorios con millones de grabaciones digitales.
La telefonía ha ido aún más lejos. La telefonía móvil digital ha sustituido prácticamente a la telefonía por cable. Esto último se deja en manos de las agencias gubernamentales, instituciones sanitarias y organizaciones similares. La mayoría ya no puede imaginar la vida sin un móvil y cómo estar atado a un cable. La comunicación celular, la columna vertebral de la transmisión de datos en la que una señal digital conecta de forma fiable a los abonados de todo el mundo.
Medidas eléctricas
El procesamiento digital y la transmisión de datos están firmemente establecidos en las mediciones eléctricas. Osciloscopios electrónicos, voltímetros y amperímetros, equipos de multimedición. Todos los instrumentos en los que la información se muestra electrónicamente utilizan una señal digital para transmitir la medición. En el hogar, esto se encuentra más a menudo en forma de estabilizadores y reguladores de tensión. Ambos dispositivos miden la tensión de red, la procesan y transmiten la señal digital a la pantalla.
La tecnología digital se utiliza cada vez más para transmitir los datos de las mediciones eléctricas a larga distancia. Los equipos digitales se instalan en subestaciones y salas de control para supervisar el rendimiento de las redes eléctricas. Los dispositivos analógicos son populares sólo en los cuadros de distribución, directamente en los puntos de medición.
Otro uso extendido de las señales digitales es la medición de la electricidad. Los hogares a menudo se olvidan de para ver las lecturas del contador e introducirlos en un armario personal o entregarlos a la empresa de servicios. Un sistema de medición digital puede ahorrarle muchos problemas. Las lecturas van directamente al sistema de medición. Por lo tanto, no es necesario que haya una comunicación constante entre el abonado y el proveedor; a veces puede ir a su oficina personal y comprobar los datos.
Televisión analógica y digital
La humanidad lleva muchos años viviendo con la televisión analógica. Es sencillo y fácil de entender. Primero en el aire, luego en el cable con una calidad ligeramente mejor. Una simple antenaun televisor y una imagen de calidad mediocre. Pero la tecnología de grabación y almacenamiento de vídeo ha avanzado mucho respecto a la señal analógica. Y ya no puede transmitir completamente una película o un programa de televisión modernos. Sólo la televisión digital puede ofrecer calidad, estabilidad y una buena señal.
La televisión digital tiene muchas ventajas. Lo primero y más importante es la compresión de la señal. Gracias a ello, el número de canales que puedes ver ha aumentado. Además, ha mejorado la calidad de la transmisión de vídeo y audio, algo indispensable para los televisores modernos con pantallas grandes. Además, existe la posibilidad de mostrar información sobre la emisión, los próximos programas, etc.
Junto con las ventajas viene un pequeño problema. Se necesita un sintonizador especial para recibir una señal digital.
Especificaciones para la televisión terrestre
Para recibir una señal digital por aire se necesita un sintonizador T2, también conocido como receptor, decodificador o decodificador DVB-T2. La mayoría de los televisores LED modernos están equipados originalmente con estos dispositivos. Por lo tanto, no hay nada de qué preocuparse. Si desconectas la televisión analógica, sólo tienes que reconfigurar los canales.
No hay problema para los propietarios de televisores antiguos sin sintonizador T2 incorporado. Aquí es sencillo. Tienes que comprar un descodificador DVB-T2 aparte, que recibirá la señal T2, la procesará y enviará la imagen lista a la pantalla. El decodificador puede fácilmente Conecta el descodificador a cualquier televisor.
La señal digital se utiliza en todos los grandes ámbitos de la vida. La televisión no es una excepción. No tengas miedo de lo nuevo. La mayoría de los televisores ya están equipados con lo que necesitas, pero para los aparatos más antiguos puedes conseguir un decodificador barato. Más aún porque es fácil de configurar. Y la calidad de imagen y sonido es mejor.
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