Analogue, discrete at digital na signal

Ang anumang pisikal na dami ayon sa likas na pagbabago ng halaga nito ay maaaring maging pare-pareho (kung mayroon lamang itong isang nakapirming halaga), discrete (kung maaari itong magkaroon ng dalawa o higit pang mga nakapirming halaga), o analog (kung maaari itong magkaroon ng walang katapusang bilang ng mga halaga). Ang lahat ng mga dami na ito ay maaaring i-digitize.

Mga analog signal

Ang analog signal ay isang senyas na maaaring kinakatawan ng isang tuluy-tuloy na linya ng isang hanay ng mga halaga na tinukoy sa bawat punto sa oras na may kaugnayan sa axis ng oras. Ang mga halaga ng isang analog signal ay arbitrary sa anumang sandali ng oras, kaya ito ay karaniwang kinakatawan bilang isang uri ng tuluy-tuloy na pag-andar (depende sa oras bilang isang variable) o bilang isang putol-putol na tuluy-tuloy na pag-andar ng oras.

Ang isang analog signal ay maaaring tawaging, halimbawa, isang audio signal na nabuo ng isang coil ng isang electromagnetic microphone o isang tube acoustic amplifier, dahil ang naturang signal ay tuluy-tuloy at ang mga halaga nito (boltahe o kasalukuyang) ay ibang-iba sa bawat isa sa anumang sandali sa oras.

Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng isang halimbawa ng ganitong uri ng analog signal.

Ang mga analog na halaga ay maaaring magkaroon ng walang katapusang pagkakaiba-iba ng mga halaga sa loob ng ilang mga limitasyon. Ang mga ito ay tuluy-tuloy at ang kanilang mga halaga ay hindi maaaring magbago sa mga paglukso at hangganan.

Isang halimbawa ng analog signal: ang isang thermocouple ay nagpapadala ng isang analog na halaga ng temperatura sa programmable logic controller, na kumokontrol sa temperatura sa isang electric oven na may solid state relay.

Mga discrete signal

Kung ang isang signal ay nagpapalagay ng mga random na halaga lamang sa ilang mga sandali sa oras, kung gayon ang naturang signal ay tinatawag na discrete. Kadalasan, sa pagsasagawa, ginagamit ang mga discrete signal na ibinahagi sa isang pare-parehong grid ng oras, ang hakbang nito ay tinatawag na sampling interval.

Ipinapalagay ng isang discrete signal ang ilang mga di-zero na halaga lamang sa mga sandali ng sampling, iyon ay, hindi ito tuloy-tuloy, hindi katulad ng isang analog signal. Kung ang maliliit na bahagi ng isang tiyak na laki ay pinutol mula sa isang sound signal sa mga regular na pagitan, ang naturang signal ay maaaring tawaging discrete.

Nasa ibaba ang isang halimbawa ng pagbuo ng naturang discrete signal na may sampling interval T. Tandaan na ang sampling interval lang ang sinusukat, hindi ang signal values ​​mismo.

Ang mga discrete signal ay may dalawa o higit pang mga nakapirming halaga (ang bilang ng kanilang mga halaga ay palaging ipinahayag bilang mga integer).

Isang halimbawa ng isang simpleng discrete signal para sa dalawang value: activation ng limit switch (pagpapalit ng switch contact sa isang partikular na posisyon ng mekanismo). Ang signal mula sa switch ng limitasyon ay maaaring matanggap sa dalawang bersyon lamang - ang contact ay bukas (walang aksyon, walang boltahe) at ang contact ay sarado (may aksyon, mayroong boltahe).

Mga digital na signal

Kapag ang isang discrete signal ay tumatagal lamang ng ilang mga nakapirming halaga (na maaaring matatagpuan sa isang grid na may isang tiyak na pitch) upang sila ay kinakatawan bilang isang serye ng mga quantum na dami, ang naturang discrete signal ay tinatawag na digital. Iyon ay, ang isang digital na signal ay isang discrete signal na binibilang hindi lamang sa mga agwat ng oras, kundi pati na rin sa antas.

Sa pagsasagawa, ang mga discrete at digital na signal ay natutukoy sa ilang mga problema at madaling matukoy bilang mga sample gamit ang isang computing device.

Ang figure ay nagpapakita ng isang halimbawa ng pagbuo ng isang digital na signal batay sa isang analog. Pakitandaan na ang mga halaga ng digital na signal ay hindi maaaring kumuha ng mga intermediate na halaga, tiyak lamang — integer na bilang ng mga hakbang sa isang patayong grid.

Ang isang digital na signal ay madaling naitala at muling isinulat sa memorya ng mga aparato sa pag-compute, ito ay simpleng binabasa at kinopya nang walang pagkawala ng katumpakan, habang ang muling pagsusulat ng isang analog signal ay palaging nauugnay sa pagkawala ng ilan, kahit na hindi gaanong mahalaga, bahagi ng impormasyon.

Ginagawang posible ng pagpoproseso ng digital na signal na makakuha ng mga device na may napakataas na pagganap dahil sa pagsasagawa ng mga pagpapatakbo ng computational na walang ganap na pagkawala ng kalidad o may hindi gaanong pagkawala.

Dahil sa mga pakinabang na ito, ito ay mga digital na signal na nasa lahat ng dako ngayon sa mga sistema ng pag-iimbak at pagproseso ng data. Ang lahat ng modernong memorya ay digital. Matagal nang nawala ang analog storage media (tulad ng mga cassette, atbp.).

Analog at digital na mga instrumento sa pagsukat ng boltahe:

Ngunit kahit na ang mga digital na signal ay may mga kakulangan.Ang mga ito ay hindi maaaring maipadala nang direkta kung ano ang mga ito, dahil ang paghahatid ay karaniwang ginagawa sa pamamagitan ng tuloy-tuloy na electromagnetic waves. Samakatuwid, kapag nagpapadala at tumatanggap ng mga digital na signal, kinakailangan na gumamit ng sa karagdagang modulasyon at analog-to-digital na conversion... Ang mas maliit na dynamic na hanay ng mga digital na signal (ang ratio ng pinakamalaking halaga sa pinakamaliit na halaga), dahil sa quantization ng mga halaga sa network, ay isa pa sa kanilang mga kawalan.

Mayroon ding mga lugar kung saan ang mga analog signal ay kailangang-kailangan. Halimbawa, ang analog na tunog ay hindi kailanman maikukumpara sa digital, kaya ang mga tube amplifier at pag-record ay hindi pa nauuso, sa kabila ng kasaganaan ng mga digital audio recording format na may pinakamataas na sampling rate.