Digital-TV har redan täckt nästan hela landet. Nyare tv-apparater tar emot en digital kvalitetssignal på egen hand, medan äldre tv-apparater gör det med hjälp av en särskild digitalbox. Vad är skillnaden mellan gamla analoga och nya digitala signaler? Detta är oklart för många och måste förklaras.
Innehåll
Typer av signaler
En signal är en förändring av en fysisk kvantitet i tid och rum. De är i huvudsak koder för kommunikation i informations- och kontrollmiljöer. Grafiskt kan alla signaler representeras som en funktion. En linje i ett diagram kan användas för att identifiera en signals typ och egenskaper. Analogt ser det ut som en kontinuerlig kurva, digitalt som en bruten rektangulär linje som hoppar från noll till ett. Allt vi ser med ögonen och hör med öronen är en analog signal.
Analog signal
Syn, hörsel, smak, lukt och beröring kommer till oss som analoga signaler. Hjärnan styr organen och tar emot information från dem i analog form. I naturen överförs all information endast på detta sätt.
Inom elektroniken bygger den analoga signalen på överföring av elektricitet. Vissa spänningar motsvarar ljudets frekvens och amplitud, bildljusets färg och ljusstyrka och så vidare. Det vill säga färg, ljud eller information är analogt med elektrisk spänning.
Till exempel .Vi lägger en viss spänning på färgerna blått 2 V, rött 3 V och grönt 4 V. Vi ändrar spänningen och bilden visas på skärmen i motsvarande färg.
Det spelar ingen roll om signalen skickas via tråd eller radio. En sändare sänder kontinuerligt och en mottagare bearbetar en analog form av information. Mottagaren omvandlar spänningen till ett motsvarande ljud eller en färg genom att ta emot en kontinuerlig elektrisk eller radiosignal via luften. Bilden visas på skärmen eller ljudet sänds via högtalaren.
Diskret signal
Signalen har sitt ursprung i dess namn. Diskret från latinets discretusvilket betyder diskontinuerlig (delad). En diskret signal kan sägas replikera amplituden hos en analog signal, men den jämna kurvan blir en stegkurva. Förändras antingen i tid, men är kontinuerlig i storlek, eller i nivå, men är inte diskontinuerlig i tid.
Under en viss tidsperiod (t.ex. en millisekund eller sekund) kommer en diskret signal att ha ett visst värde. I slutet av denna tid ändras den kraftigt uppåt eller nedåt och förblir så i ytterligare en millisekund eller sekund. Det kommer att förbli så under en oavbruten tidsperiod. Diskret är därför en konverterad analog. Det vill säga, den är halvvägs till digital.
Digital signal
Efter diskret är nästa steg i omvandlingen av analog signal en digital signal. Den viktigaste egenskapen är att den antingen finns där eller inte. All information omvandlas till tids- och storleksbegränsade signaler. Signalerna i digital dataöverföringsteknik kodas med noll och ett i olika varianter. Basen är en bit, som accepterar ett av dessa värden. En bit kommer från engelskans binary digit eller binär siffra.
Men en bit har en begränsad förmåga att överföra information, så de kombineras till block. Ju fler bitar i ett block, desto mer information bär det. Digital teknik använder bitar som är sammanfogade i block av 8 multiplar. Ett 8-bitarsblock kallas byte. En byte är ett litet värde, men det kan redan lagra krypterad information om alla bokstäver i alfabetet. Men om man lägger till bara en bit fördubblas antalet kombinationer av noll och ett. Medan 8 bitar tillåter 256 kodningar är 16 bitar 65536. Och en kilobyte eller 1024 byte är inte alls ett litet tal.
VARNING! Det är ingen tvekan om att 1 KB är lika med 1024 bytes. Detta är det accepterade sättet i en binär datormiljö. Men i världen används ofta decimaltalsystemet, där kilo är 1000. Därför finns det också ett decimaltal KB som motsvarar 1000 bytes.
Mycket information lagras i ett stort antal sammanslagna bytes, ju fler kombinationer av 1 och 0 desto mer kodas. På 5 - 10 MB (5000 - 10000 KB) har vi alltså musikspår av god kvalitet. Om du går längre, har du redan filmdata kodat i 1000 MB.
Men eftersom all information runt omkring oss är analog behöver vi anstränga oss och använda någon utrustning för att göra den digital. För detta ändamål uppfanns en DSP (digital signalprocessor) eller DSP (digital signalprocessor). Varje digital enhet har en sådan processor. De första kom redan på 1970-talet. Tekniker och algoritmer förändras och förbättras, men principen är densamma - omvandling av analoga data till digitala data.
Behandlingen och överföringen av en digital signal beror på processorns egenskaper - bithastighet och hastighet. Ju högre bithastighet, desto bättre signal. Hastigheten anges i miljoner instruktioner per sekund (MIPS) och en bra processor har flera tiotals MIPS. Hastigheten avgör hur många ettor och nollor enheten kan få in i en sekund och kvalitativt överföra en kontinuerlig analog signalkurva. TV-bildens realism beror på detta. TV och ljudet från högtalarna.
Skillnaden mellan en diskret signal och en digital signal.
Alla har säkert hört talas om morsekod. Det uppfanns av konstnären Samuel Morse, andra innovatörer förbättrade det och alla använde det. Det är ett sätt att överföra text där punkter och streck kodar bokstäverna. Enkelt uttryckt kallas kodningen för morsekod. Den har länge använts i telegrafen och för överföring av information via radio. Den kan också signaleras med en strålkastare eller en ficklampa.
Morsekoden beror endast på själva tecknet. Den beror inte på dess varaktighet eller volym (styrka). Oavsett hur hårt du trycker på tangenten (ficklampan blinkar) uppfattas endast två varianter - en prick och ett streck. Det är bara möjligt att öka överföringshastigheten. Varken volymen eller varaktigheten beaktas. Det viktigaste är att signalen tas emot.
Samma sak gäller för en digital signal. Det viktiga är att koda data med 0 och 1. Mottagaren behöver bara förstå kombinationen av nollor och ettor. Det spelar ingen roll hur högt eller hur lång varje signal är. Det viktiga är att få fram nollor och ettor. Detta är kärnan i den digitala tekniken.
En diskret signal erhålls genom att koda volymen (ljusstyrkan) och varaktigheten för varje punkt och streck, eller 0 och 1. I det här fallet finns det fler kodningsalternativ, men också mer förvirring. Volymen och varaktigheten kanske inte går att urskilja. Detta är skillnaden mellan digitala och diskreta signaler. Digitalt genereras och uppfattas entydigt, diskret med variationer.
Jämförelse mellan digitala och analoga signaler
Signalen från en tv- eller mobiltelefonstation kan sändas i digital och analog form. Ljud och bild är till exempel analoga signaler. En mikrofon och en kamera tar upp den omgivande verkligheten och omvandlar den till elektromagnetiska vågor. Frekvensen av svängningarna beror på ljudets och ljusets frekvens, och amplituden av överföringen beror på volymen och ljusstyrkan.
Bilden och ljudet omvandlas till elektromagnetiska svängningar och sprids ut i rymden via sändningsantennen. Mottagaren vänder processen och omvandlar de elektromagnetiska vågorna till ljud och video.
Utbredningen av elektromagnetiska vibrationer i luften hindras av moln, åskväder, terräng, elektriska störningar från industrin, solvinden och andra störningar. Frekvens och amplitud är ofta förvrängda och signalen från sändare till mottagare har variationer.
Rösten och bilden i den analoga signalen återges med störningar som orsakas av störningar, och bakgrunden återger väsningar, kråkningar och färgförvrängningar. Ju sämre mottagningen är, desto mer uttalade blir dessa externa effekter. Men om signalen tas emot kan den åtminstone ses och höras.
Vid digital överföring digitaliseras bild och ljud innan de sänds och når mottagaren utan förvrängning. Påverkan från externa faktorer är minimal. Ljud och färg är av god kvalitet eller inte alls. Signalen är garanterad att nå mottagaren på ett visst avstånd. Det krävs dock ett antal repeaters för långdistansöverföring. För att sända en mobilsignal placeras antennerna därför så nära varandra som möjligt.
Ett bra exempel på skillnaden mellan de två typerna av signaler kan ses genom att jämföra den gamla trådbundna telefonen med det moderna mobilnätet.
Trådbunden telefoni fungerar inte alltid bra, inte ens på samma ort. Ett samtal till andra sidan landet är ett test för stämbanden och hörseln. Du måste ropa och lyssna efter svaret. Ljud och störningar filtreras bort av våra öron, de saknade och förvrängda orden tolkas av oss. Ljudet är dåligt, men det finns där.
Du kan höra ljudet i ett mobilnät, även från andra sidan jordklotet. En digitaliserad signal sänds och tas emot utan förvrängning. Men den är inte heller helt utan brister. Om det finns störningar kan inget ljud höras alls. Bokstäver, ord och hela fraser faller ut. Lyckligtvis är det sällsynt.
Det är ungefär samma sak med analog och digital television. Analogt använder en signal som är känslig för störningar, av begränsad kvalitet och som redan har uttömt sin utvecklingspotential. Digitalt material är distorsionsfritt, ger utmärkt ljud- och videokvalitet och förbättras ständigt.
För- och nackdelar med olika typer av signaler
Den analoga signalöverföringen har förbättrats avsevärt sedan den uppfanns. Den har länge använts för att överföra information, ljud och bilder. Trots många förbättringar har den fortfarande alla sina brister - brus och störningar i överföringen av information. Det viktigaste argumentet för att byta till ett annat datautbytessystem var dock att kvaliteten på den överförda signalen var lägre. Analoga data kan inte hantera den moderna datamängden.
Förbättrade inspelnings- och lagringsmetoder, särskilt för videoinnehåll, har gjort att analogt material hör till det förflutna. Den enda fördelen med analog databehandling är för närvarande att apparaterna är allmänt tillgängliga och billiga. I alla andra avseenden är analogt material sämre än digitalt.
Exempel på digital och analog signalöverföring
Den digitala tekniken håller successivt på att ta över den analoga tekniken och används redan i stor utsträckning på alla områden i livet. Ofta märker vi det inte ens, men det digitala är överallt.
Databehandling
De första analoga datorerna skapades på 30-talet av 1900-talet. De var ganska primitiva apparater för mycket specialiserade uppgifter. Analoga datorer dök upp på 1940-talet och användes i stor utsträckning på 1960-talet.
De förbättrades kontinuerligt, men gav gradvis vika för digitala apparater i takt med att mängden information som behandlades ökade. Analoga datorer är väl lämpade för automatisk styrning av produktionsprocesser, eftersom de reagerar omedelbart på förändringar i inkommande data. Men driftshastigheten är långsam och datamängden är begränsad. Analoga signaler används därför endast i vissa lokala nät. De används främst för att övervaka och styra produktionsprocesser. Den inkommande informationen är temperatur, luftfuktighet, tryck, vindhastighet och liknande data.
I vissa fall används analoga datorer för att lösa problem där noggrannheten i utbytet av beräkningsdata inte är lika viktig som för digitala datorer.
I början av 2000-talet har den analoga signalen ersatts av digital teknik. Inom databehandling används blandade digitala och analoga signaler endast för databehandling på vissa chips.
Ljudinspelning och telefoni
Vinylskivor och magnetband är två framstående representanter för den analoga signalen för ljudåtergivning. Båda dessa produkter tillverkas fortfarande och efterfrågas av vissa kännare. Många musiker tror att det är bara genom att spela in ett album på band som man kan få ett fylligt och autentiskt ljud. Musikälskare gillar att lyssna på skivor med det karakteristiska ljudet och knastret. Sedan 1972 finns det bandspelare som spelar in digitalt på magnetband, men de har inte fått någon större spridning på grund av sin höga kostnad och stora storlek. De används endast i professionella inspelningsapplikationer.
Ett annat exempel på analoga och digitala signaler vid ljudinspelning är mixers och ljudsyntar. Digitala apparater används oftast, och användningen av analoga apparater beror på vana och fördomar. Man tror att digital inspelning fortfarande inte har uppnått den allomfattande effekten av musiköverföring. Och den är endast inneboende i den analoga signalen.
Yngre människor kan däremot inte föreställa sig musik utan MP3-filer som lagras på telefoner, USB-minnen och datorer. Och onlinetjänster ger tillgång till deras arkiv med miljontals digitala inspelningar.
Telefonin har gått ännu längre. Digital mobiltelefoni har nästan ersatt trådbunden telefoni. Det senare är en uppgift för statliga myndigheter, hälsovårdsinstitutioner och liknande organisationer. De flesta kan inte längre föreställa sig ett liv utan mobil och hur det är att vara bunden till en tråd. Cellulär kommunikation, ryggraden för dataöverföring där en digital signal tillförlitligt kopplar samman abonnenter över hela världen.
Elektriska mätningar
Digital behandling och överföring av data är en etablerad del av de elektriska mätningarna. Elektroniska oscilloskop, volt- och ampere-mätare, utrustning för flera mätningar. Alla instrument där information visas elektroniskt använder en digital signal för att överföra mätningen. I hemmet förekommer detta oftast i form av stabilisatorer och spänningsregulatorer. Båda enheterna mäter nätspänningen, bearbetar den och överför den digitala signalen till displayen.
Digital teknik används också i allt större utsträckning för att överföra elektriska mätdata över långa avstånd. Digital utrustning installeras i understationer och kontrollrum för att övervaka elnätens prestanda. Analoga enheter är populära endast i kopplingscentraler, direkt vid mätpunkterna.
En annan utbredd användning av digitala signaler är elmätning. Hushållen glömmer ofta att att titta på mätvärdena och lägga in dem i ett personligt skåp eller lämna dem till elbolaget. Ett digitalt mätsystem kan spara mycket krångel. Avläsningarna går direkt in i mätsystemet. Det finns därför inget behov av ständig kommunikation mellan abonnenten och leverantören; du kan ibland gå till ditt personliga kontor och kontrollera uppgifterna.
Analog och digital television
Mänskligheten har levt med analog tv i många år. Den är enkel och lätt att förstå. Först i etern, sedan i kabel-tv med något bättre kvalitet. En enkel antenn, en tv-apparat och en bild av medelmåttig kvalitet. Men tekniken för videoinspelning och lagring har gått långt före den analoga signalen. Och den kan inte längre överföra en modern film eller ett tv-program fullt ut. Endast digital-tv kan ge kvalitet, stabilitet och en bra signal.
Digital-tv har många fördelar. Först och främst är det signalkomprimering. Tack vare detta har antalet kanaler som du kan titta på ökat. Dessutom har den förbättrat kvaliteten på video- och ljudöverföringen, vilket är oumbärligt för moderna TV-apparater med stora skärmar. Dessutom finns det möjlighet att visa information om sändningen, kommande program osv.
Fördelarna har också ett litet problem. Du behöver en speciell tuner för att ta emot en digital signal.
Specifikationer för markbunden television
För att ta emot en digital signal från etern behöver du en T2-tuner, även kallad mottagare, avkodare eller DVB-T2-box. De flesta moderna LED-tv-apparater är ursprungligen utrustade med sådana enheter. Därför finns det inget att oroa sig för. Om du stänger av den analoga tv:n behöver du bara ställa om kanalerna.
Inga problem för ägare av äldre TV-apparater utan inbyggd T2-tuner. Här är det enkelt. Du måste köpa en separat DVB-T2-box som tar emot T2-signalen, bearbetar den och skickar den färdiga bilden till skärmen. Set-top-boxen kan enkelt Anslut set-top-boxen till en TV.
Digitala signaler används på alla stora områden i livet. TV är inget undantag. Var inte rädd för det nya. De flesta tv-apparater är redan utrustade med det du behöver, men för äldre apparater kan du köpa en billig set-top-box. Det är särskilt viktigt eftersom det är lätt att installera. Och bild- och ljudkvaliteten är bättre.
Relaterade artiklar:
