Digitālā televīzija jau ir pārklājusi gandrīz visu valsts teritoriju. Jaunāki televizori saņem kvalitatīvu digitālo signālu patstāvīgi, bet vecāki televizori to dara, izmantojot īpašu televizora pierīci. Kāda ir atšķirība starp vecajiem analogajiem un jaunajiem digitālajiem signāliem? Daudziem cilvēkiem tas ir neskaidrs, un tas ir jāizskaidro.
Saturs
Signālu veidi
Signāls ir fizikāla lieluma izmaiņas laikā un telpā. Tie būtībā ir saziņas kodi informācijas un pārvaldības vidē. Grafiski jebkuru signālu var attēlot kā funkciju. Līniju grafikā var izmantot, lai noteiktu signāla veidu un īpašības. Analogais rādītājs izskatās kā nepārtraukta līkne, bet digitālais - kā lauzta taisnstūra līnija, kas lēkā no nulles līdz vienībai. Viss, ko redzam ar acīm un dzirdam ar ausīm, ir analogais signāls.
Analogais signāls
Redze, dzirde, garša, smarža un tausti mūs sasniedz kā analogi signāli. Smadzenes dod norādījumus orgāniem un saņem no tiem informāciju analogā veidā. Dabā visa informācija tiek pārraidīta tikai šādā veidā.
Elektronikā analogā signāla pamatā ir elektrības pārraide. Noteikts spriegums atbilst skaņas frekvencei un amplitūdai, attēla gaismas krāsai un spilgtumam utt. Tas nozīmē, ka krāsa, skaņa vai informācija ir analoga elektriskajam spriegumam.
Piemēram.Pieliksim noteiktu spriegumu zilajai krāsai 2 V, sarkanajai 3 V un zaļajai 4 V. Mēs mainām spriegumu, un ekrānā parādās atbilstošas krāsas attēls.
Nav svarīgi, vai signāls tiek sūtīts pa vadu vai pa radio. Raidītājs nepārtraukti raida, bet uztvērējs apstrādā analogu informācijas formu. Uztvērējs pārveido spriegumu atbilstošā skaņā vai krāsā, saņemot nepārtrauktu elektrisko vai radio signālu pa gaisu. Attēls tiek parādīts ekrānā vai skaņa tiek pārraidīta caur skaļruni.
Diskrēts signāls
Signāla būtība slēpjas tā nosaukumā. Diskrēts no latīņu valodas discretuskas nozīmē pārtraukts (sadalīts). Var teikt, ka diskrētā atkārto analogā amplitūdu, bet vienmērīgā līkne kļūst par pakāpienveida līkni. Mainās vai nu laikā, saglabājot nepārtrauktu lielumu, vai arī līmenī, bez pārtraukumiem laikā.
Tātad noteiktā laika periodā (piemēram, milisekundē vai sekundē) diskrētajam signālam būs noteikta vērtība. Šā laika beigās tā strauji mainīsies uz augšu vai uz leju un saglabāsies vēl milisekundi vai sekundi. Tā saglabāsies nepārtrauktu laika periodu. Tāpēc diskrēts ir pārveidots analogs. Tas nozīmē, ka tas ir pusceļā uz digitālo formātu.
Digitālais signāls
Pēc diskrētā nākamais solis analogā signāla pārveidošanā ir ciparu signāls. Galvenā iezīme ir tā, ka tā vai nu ir, vai nav. Visa informācija tiek pārveidota laika un magnitūdas ierobežotos signālos. Digitālo datu tehnoloģijas signālus dažādos variantos kodē ar nulli un vieninieku. Pamats ir bits, kas pieņem vienu no šīm vērtībām. Bits ir atvasināts no angļu valodas bināro ciparu jeb bināro ciparu vārda.
Taču viena bita spēja pārnest informāciju ir ierobežota, tāpēc tie tiek apvienoti blokos. Jo vairāk bitu vienā blokā, jo vairāk informācijas tajā ir. Digitālajā tehnoloģijā tiek izmantoti biti, kas apvienoti blokos, kas ir 8 reizinātāji. 8 bitu bloku sauc par baitu. Viens baits ir maza vērtība, taču tajā jau var saglabāt šifrētu informāciju par visiem alfabēta burtiem. Tomēr, pievienojot tikai vienu bitu, nulles un vieninieka kombināciju skaits divkāršojas. Ja 8 bitu kodēšanas iespēju ir 256, tad 16 bitu kodēšanas iespēju ir 65536. Kilobaits jeb 1024 baiti nebūt nav mazs skaitlis.
BRĪDINĀJUMS! Nav nekādas kļūdas, ka 1 KB ir 1024 baiti. Tas ir pieņemts bināro datoru vidē. Taču pasaulē plaši izmanto decimālskaitļu sistēmu, kur kilograms ir 1000. Tāpēc ir arī decimālskaitlis KB, kas ir vienāds ar 1000 baitiem.
Daudz informācijas tiek glabāts lielā skaitā apvienotu baitu, jo vairāk 1 un 0 kombināciju, jo vairāk tiek kodēts. Tātad 5 - 10 MB (5000 - 10000 KB) ir labas kvalitātes mūzikas ierakstu dati. Iet tālāk, un 1000 MB jau ir iekodēti filmu dati.
Bet, tā kā visa informācija ap mums ir analoga, mums ir jāpieliek pūles un jāizmanto kāda ierīce, lai to pārvērstu ciparu formātā. Šim nolūkam tika izgudrots DSP (ciparu signālu procesors) jeb DSP (ciparu signālu procesors). Šāds procesors ir katrā digitālajā ierīcē. Pirmie no tiem parādījās jau pagājušā gadsimta 70. gados. Tehnoloģijas un algoritmi mainās un pilnveidojas, bet princips paliek nemainīgs - analogo datu pārveidošana ciparu datos.
Ciparu signāla apstrāde un pārraide ir atkarīga no procesora parametriem - bitu pārraides ātruma un ātruma. Jo augstāka bitu pārraides ātrums, jo labāks signāls. Ātrums tiek izteikts miljonos instrukciju sekundē (MIPS), un labam procesoram ir vairāki desmiti MIPS. Ātrums nosaka, cik daudz vieninieku un nullīšu ierīce var "iespiest" vienā sekundē un kvalitatīvi pārraidīt nepārtrauktu analogā signāla līkni. No tā ir atkarīgs TV attēla reālisms. TV un skaņu no skaļruņiem.
Atšķirība starp diskrēto signālu un digitālo signālu
Droši vien ikviens ir dzirdējis par Morzes alfabētu. To izgudroja mākslinieks Samuels Morze, citi novatori to uzlaboja, un to izmantoja visi. Tas ir teksta pārraides veids, kurā punkti un defisi kodē burtus. Vienkāršāk šo kodēšanu sauc par Morzes kodu. To jau sen izmantoja telegrāfā un informācijas pārraidei pa radio. Par to var signalizēt arī ar prožektoru vai lukturīti.
Morzes alfabēta kods ir atkarīgs tikai no pašas zīmes. Tas nav atkarīgs no tā ilguma vai apjoma (stipruma). Neatkarīgi no tā, cik spēcīgi nospiežat taustiņu (lukturīša mirkšķināšana), tiek uztverti tikai divi varianti - punkts un svītriņa. Ir iespējams tikai palielināt pārraides ātrumu. Ne apjoms, ne ilgums netiek ņemts vērā. Galvenais ir tas, ka signāls tiek saņemts.
Tas pats attiecas uz digitālo signālu. Svarīgi ir kodēt datus ar 0 un 1. Uztvērējam ir tikai jāizšķir nullīšu un vieninieku kombinācija. Nav svarīgi, cik skaļš vai garš ir katrs signāls. Svarīgi ir iegūt nulles un vienības. Tā ir digitālo tehnoloģiju būtība.
Diskrētu signālu iegūst, kodējot katra punkta un domuzīmes jeb 0 un 1 skaļumu (spilgtumu) un ilgumu. Šajā gadījumā ir vairāk kodēšanas iespēju, bet arī vairāk neskaidrību. Skaļums un ilgums var nebūt pamanāms. Tā ir atšķirība starp digitālajiem un diskrētajiem signāliem. Digitālais tiek radīts un uztverts viennozīmīgi, diskrēti ar variācijām.
Digitālo un analogo signālu salīdzinājums
Televīzijas vai mobilā tālruņa stacijas signālu var pārraidīt gan ciparu, gan analogā formātā. Piemēram, skaņa un attēls ir analogie signāli. Mikrofons un kamera uztver apkārtējo realitāti un pārvērš to elektromagnētiskos viļņos. Izvadīto svārstību frekvence ir atkarīga no skaņas un gaismas frekvences, un pārraides amplitūda ir atkarīga no skaļuma un spilgtuma.
Attēlu un skaņu, kas pārveidota elektromagnētiskās svārstībās, pārraides antena izplata telpā. Uztvērējs pārveido elektromagnētiskos viļņus skaņā un video.
Elektromagnētisko vibrāciju izplatīšanos gaisā kavē mākoņi, negaiss, reljefs, rūpnieciskie elektriskie traucējumi, saules vējš un citi traucējumi. Frekvence un amplitūda bieži vien ir izkropļota, un signāls no raidītāja līdz uztvērējam ir ar svārstībām.
Analogā signāla balss un attēls tiek atveidots ar traucējumu radītiem izkropļojumiem, bet fonā tiek atveidoti sīkstoši, kņudinoši un krāsu izkropļojumi. Jo sliktāka ir uztveršana, jo izteiktāka kļūst šī svešā ietekme. Taču, ja signāls tiek saņemts, to vismaz var redzēt un dzirdēt.
Ciparu pārraidē attēls un skaņa pirms pārraidīšanas tiek pārveidoti ciparu formātā un sasniedz uztvērēju bez izkropļojumiem. Ārējo faktoru ietekme ir minimāla. Skaņa un krāsa ir labas kvalitātes vai tās nav vispār. Signāls garantēti sasniedz uztvērēju noteiktā attālumā. Tomēr pārraidei lielos attālumos ir nepieciešami vairāki retranslatori. Tāpēc, lai pārraidītu mobilo sakaru signālu, antenas izvieto pēc iespējas tuvāk viena otrai.
Labs piemērs atšķirībai starp abu veidu signāliem ir vecā vadu telefona un modernā mobilā tīkla salīdzinājums.
Vadu telefonija ne vienmēr darbojas labi pat vienā un tajā pašā apdzīvotā vietā. Zvans uz otru valsts galu ir balss saišu un dzirdes pārbaude. Tev ir jāsauc un jāklausa, lai uzklausītu atbildi. Mūsu ausis filtrē trokšņus un traucējumus, bet trūkstošos un izkropļotos vārdus interpretējam mēs paši. Skaņa, lai arī slikta, ir.
Skaņu mobilo sakaru tīklā var dzirdēt pat no otras puslodes. Digitalizēts signāls tiek pārraidīts un saņemts bez izkropļojumiem. Taču arī tas nav bez trūkumiem. Ja ir traucējumi, skaņa nav dzirdama vispār. Izkrīt burti, vārdi un veselas frāzes. Par laimi, tas notiek reti.
Līdzīgi ir ar analogo un ciparu televīziju. Analogais signāls izmanto signālu, kas ir pakļauts traucējumiem, kura kvalitāte ir ierobežota un kura attīstības potenciāls jau ir izsmelts. Digitālā formātā nav kropļojumu, tiek nodrošināta izcila skaņas un video kvalitāte, un tas tiek pastāvīgi uzlabots.
Dažādu veidu signālu priekšrocības un trūkumi
Analogā signāla pārraide kopš tā izgudrošanas ir ievērojami uzlabojusies. To jau ilgu laiku izmanto informācijas, skaņas un attēlu pārraidei. Neraugoties uz daudziem uzlabojumiem, tā saglabā visus savus trūkumus - trokšņus un informācijas pārraides traucējumus. Taču galvenais arguments pārejai uz citu datu apmaiņas sistēmu bija pārraidāmā signāla kvalitātes griesti. Analogais formāts nespēj uzņemt mūsdienu datu apjomu.
Uzlabotās ierakstīšanas un glabāšanas metodes, īpaši video satura ierakstīšanas un glabāšanas metodes, ir padarījušas analogās tehnoloģijas par pagātni. Pagaidām vienīgā analogās datu apstrādes priekšrocība ir ierīču plašā pieejamība un zemā cena. Visos citos aspektos analogais ir sliktāks par digitālo.
Digitālā un analogā signāla pārraides piemēri
Digitālās tehnoloģijas pakāpeniski izkonkurē analogās tehnoloģijas, un tās jau tiek plaši izmantotas visās dzīves jomās. Bieži vien mēs to pat nepamanām, bet digitālā vide ir visur.
Skaitļošana
Pirmie analogie datori tika radīti divdesmitā gadsimta 30. gados. Tās bija diezgan primitīvas ierīces ļoti specializētiem uzdevumiem. Analogie datori parādījās 40. gados, un tos plaši sāka izmantot 60. gados.
Tos nepārtraukti pilnveidoja, bet, pieaugot apstrādājamās informācijas apjomam, tie pakāpeniski pārgāja digitālo ierīču vietā. Analogie datori ir labi piemēroti ražošanas procesu automātiskai vadībai, jo tie nekavējoties reaģē uz ienākošo datu izmaiņām. Taču darbības ātrums ir lēns, un datu apjoms ir ierobežots. Tāpēc analogos signālus izmanto tikai dažos vietējos tīklos. Tos galvenokārt izmanto ražošanas procesu uzraudzībai un kontrolei. Ieejas informācija ir temperatūra, mitrums, spiediens, vēja ātrums un līdzīgi dati.
Dažos gadījumos analogos datorus izmanto, lai risinātu problēmas, kurās aprēķinu datu apmaiņas precizitāte nav tik svarīga kā digitālajiem datoriem.
21. gadsimta sākumā analogais signāls ir nomainījis digitālo tehnoloģiju. Datortehnikā jauktus ciparu un analogos signālus izmanto tikai dažu mikroshēmu datu apstrādei.
Skaņas ierakstīšana un telefonija
Vinila plate un magnētiskā lente ir divi nozīmīgi analogā signāla pārstāvji skaņas reproducēšanai. Abas joprojām tiek ražotas, un daži pazinēji tās pieprasa. Daudzi mūziķi uzskata, ka tikai ierakstot albumu lentē, var iegūt bagātīgu, autentisku skanējumu. Mūzikas mīļotājiem patīk klausīties diskus ar raksturīgo troksni un sprakšķēšanu. Kopš 1972. gada ir pieejami magnetofoni, kas digitāli ieraksta uz magnētiskās lentes, taču to augstās cenas un lielo izmēru dēļ tie nav plaši izplatīti. Tos izmanto tikai profesionālos ierakstīšanas lietojumos.
Vēl viens analogo un digitālo signālu piemērs skaņas ierakstā ir mikseri un skaņas sintezatori. Pārsvarā tiek izmantotas digitālās ierīces, bet analogās ierīces tiek izmantotas ieraduma un aizspriedumu dēļ. Tiek uzskatīts, ka digitālais ieraksts joprojām nav sasniedzis šo visaptverošo mūzikas pārraides efektu. Un tas ir raksturīgs tikai analogajam signālam.
Savukārt jaunāki cilvēki nespēj iedomāties mūziku bez MP3 failiem, kas glabājas tālruņos, USB atmiņās un datoros. Tiešsaistes pakalpojumi nodrošina piekļuvi to krātuvēm ar miljoniem digitālo ierakstu.
Telefonija ir gājusi vēl tālāk. Digitālā mobilā telefonija ir gandrīz pilnībā aizstājusi vadu telefoniju. Pēdējais ir atstāts valdības aģentūru, veselības aprūpes iestāžu un līdzīgu organizāciju ziņā. Lielākā daļa vairs nespēj iedomāties dzīvi bez mobilā tālruņa un to, kā būt piesaistītam vadam. Šūnu sakari - datu pārraides mugurkauls, kurā digitālais signāls uzticami savieno abonentus visā pasaulē.
Elektriskie mērījumi
Datu digitālā apstrāde un pārraide ir nostiprinājusies elektrisko mērījumu jomā. Elektroniskie osciloskopi, voltu un ampēru mērītāji, daudzfunkcionālās mērīšanas iekārtas. Visos instrumentos, kuros informācija tiek attēlota elektroniski, mērījumu pārraidei izmanto digitālo signālu. Mājsaimniecībā tas visbiežāk tiek izmantots stabilizatoru un sprieguma regulatoru veidā. Abas ierīces mēra elektrotīkla spriegumu, apstrādā to un pārraida digitālo signālu uz displeju.
Elektrisko mērījumu datu pārraidei lielos attālumos aizvien biežāk tiek izmantota arī digitālā tehnoloģija. Ciparu iekārtas tiek uzstādītas apakšstacijās un vadības telpās, lai uzraudzītu elektrotīklu darbību. Analogās ierīces ir populāras tikai sadales skapjos, tieši mērīšanas punktos.
Cits plaši izplatīts digitālo signālu izmantošanas veids ir elektroenerģijas mērīšana. Mājsaimniecības bieži aizmirst apskatīt skaitītāju rādījumus. un ievadiet tos personīgajā kabinetā vai nogādājiet tos komunālo pakalpojumu uzņēmumam. Digitālā mērīšanas sistēma var ietaupīt jums daudz problēmu. Nolasītie rādījumi tiek ievadīti mērīšanas sistēmā. Tāpēc abonentam un piegādātājam nav nepieciešama nepārtraukta saziņa; reizēm varat doties uz savu personīgo biroju un pārbaudīt datus.
Analogā un digitālā televīzija
Cilvēce jau daudzus gadus dzīvo ar analogo televīziju. Tas ir vienkāršs un viegli saprotams. Vispirms tas bija ēterā, tad kabeļtelevīzijā ar nedaudz labāku kvalitāti. Vienkārša antenaVienkārša antena, televizors un viduvējs attēls. Taču video ierakstīšanas un glabāšanas tehnoloģija ir ievērojami apsteigusi analogo signālu. Tā vairs nespēj pilnībā pārraidīt modernu filmu vai televīzijas programmu. Tikai digitālā televīzija var nodrošināt kvalitāti, stabilitāti un labu signālu.
Digitālajai televīzijai ir daudz priekšrocību. Pirmkārt un galvenokārt ir signāla saspiešana. Pateicoties tam, ir palielinājies skatāmo kanālu skaits. Turklāt tas ir uzlabojis video un audio pārraides kvalitāti, kas ir neaizstājama mūsdienu televizoriem ar lieliem ekrāniem. Līdztekus tam ir iespēja parādīt informāciju par raidījumu, gaidāmajām programmām utt.
Līdz ar priekšrocībām rodas neliela problēma. Lai saņemtu digitālo signālu, ir nepieciešams īpašs uztvērējs.
Virszemes televīzijas specifikācijas
Lai uztvertu virszemes ciparu signālu, ir nepieciešams T2 uztvērējs, ko dēvē arī par uztvērēju, dekoderi vai DVB-T2 dekoderi. Lielākā daļa mūsdienu LED televizoru jau sākotnēji ir aprīkoti ar šādām ierīcēm. Tāpēc nav par ko uztraukties. Ja analogo TV ir izslēgta, ir tikai jāpārkonfigurē kanāli.
Vecāku televizoru bez iebūvēta T2 uztvērēja īpašniekiem nav problēmu. Šeit viss ir vienkārši. Jums ir jāiegādājas atsevišķs DVB-T2 dekoders, kas saņems T2 signālu, apstrādās to un nosūtīs gatavu attēlu uz ekrāna. Televizora pierīce var viegli Savienojiet televizora pierīci ar jebkuru televizoru.
Digitālais signāls tiek izmantots visās lielajās dzīves jomās. Televīzija nav izņēmums. Nebaidieties no jaunā. Lielākā daļa televizoru jau ir aprīkoti ar nepieciešamo, bet vecākiem televizoriem varat iegādāties lētu televizora pierīci. Vēl jo vairāk tāpēc, ka to ir viegli iestatīt. Turklāt attēla un skaņas kvalitāte ir labāka.
Saistītie raksti:
