A televisão digital já cobriu quase todo o país. As novas TVs recebem um sinal digital de alta qualidade por conta própria, as antigas - com a ajuda de um decodificador especial. Qual é a diferença entre o antigo sinal analógico e o novo sinal digital? Muitas pessoas não entendem isso e precisam de esclarecimentos.
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Tipos de sinal
Um sinal é uma mudança em uma quantidade física no tempo e no espaço. Na verdade, são códigos para troca de dados em ambientes de informação e gestão. Graficamente, qualquer sinal pode ser representado como uma função. Você pode determinar o tipo e as características do sinal a partir da linha no gráfico. Analógico parecerá uma curva contínua, digital como uma linha retangular quebrada pulando de zero a um.Tudo o que vemos com nossos olhos e ouvimos com nossos ouvidos vem como um sinal analógico.
sinal analógico
A visão, a audição, o paladar, o olfato e as sensações táteis chegam até nós na forma de um sinal analógico. O cérebro comanda os órgãos e recebe informações deles de forma analógica. Na natureza, todas as informações são transmitidas apenas dessa maneira.
Na eletrônica, um sinal analógico é baseado na transmissão de eletricidade. Certos valores de tensão correspondem à frequência e amplitude do som, à cor e ao brilho da luz na imagem e assim por diante. Ou seja, cor, som ou informação é análoga à tensão elétrica.
Por exemplo: Defina a transmissão de cor para uma certa tensão azul 2 V, vermelho 3 V, verde 4 V. Ao alterar a tensão, obteremos uma imagem da cor correspondente na tela.
Nesse caso, não importa se o sinal passa por fios ou rádio. O transmissor envia continuamente e o receptor processa o tipo analógico de informação. Ao receber um sinal elétrico contínuo através de fios ou um sinal de rádio pelo ar, o receptor converte a voltagem no som ou cor correspondente. Uma imagem aparece na tela ou o som é transmitido pelo alto-falante.
sinal discreto
Todo o ponto está no nome. discreto do latim discreto, que significa descontínuo (dividido). Podemos dizer que o discreto repete a amplitude do analógico, mas a curva suave se transforma em uma curva escalonada. Variando no tempo, permanecendo contínuos em magnitude, ou em nível, sem interrupção no tempo.
Assim, em um determinado período de tempo (por exemplo, um milissegundo ou um segundo), um sinal discreto terá algum valor definido. Ao final desse tempo, ele mudará bruscamente para cima ou para baixo e permanecerá assim por mais um milissegundo ou segundo. E assim continuamente.Portanto, discreto é convertido analógico. Isso está a meio caminho do digital.
sinal digital
Depois do discreto, o próximo passo na conversão analógica foi um sinal digital. A principal característica é ou ele é, ou ele não é. Todas as informações são convertidas em sinais limitados em tempo e magnitude. Os sinais da tecnologia de transmissão de dados digitais são codificados por zero e um em diferentes versões. E a base é um pouco que leva um desses valores. Bit de dígito binário inglês ou dígito binário.
Mas um bit tem uma capacidade limitada de transmitir informações, então eles foram combinados em blocos. Quanto mais bits em um bloco, mais informações ele carrega. Nas tecnologias digitais, os bits são usados em blocos que são múltiplos de 8. Um bloco de oito bits é chamado de byte. Um byte é uma quantidade pequena, mas já pode armazenar informações criptografadas sobre todas as letras do alfabeto. No entanto, adicionar apenas um bit dobra o número de combinações de zero e um. E se 8 bits possibilitam 256 opções de codificação, então 16 já é 65536. E um kilobyte ou 1024 bytes é um valor bastante grande.
ATENÇÃO! Não há erro que 1 KB é igual a 1024 bytes. Este é o costume em um ambiente de computação binário. Mas o sistema decimal é amplamente utilizado no mundo, onde kilo é 1000. Portanto, também existe um kB decimal igual a 1000 bytes.
Muita informação é armazenada em um grande número de bytes combinados, quanto mais combinações de 1 e 0, mais codificadas. Portanto, em 5 - 10 MB (5000 - 10000 kB) temos dados de faixas de música de boa qualidade. Vamos mais longe, e o filme já está codificado em 1000 MB.
Mas como todas as informações que cercam as pessoas são analógicas, é preciso esforço e algum tipo de dispositivo para trazê-las para o formato digital. Para estes fins, foi criado um DSP (processador de sinal digital) ou DSP (processador de sinal digital). Esse processador está em todos os dispositivos digitais. A primeira surgiu nos anos 70 do século passado. Métodos e algoritmos mudam e melhoram, mas o princípio permanece constante - a conversão de dados analógicos em digitais.
O processamento e a transmissão de um sinal digital dependem das características do processador - profundidade e velocidade de bits. Quanto maiores forem, melhor será o sinal. A velocidade é indicada em milhões de instruções por segundo (MIPS), e para bons processadores chega a várias dezenas de MIPS. A velocidade determina quantos uns e zeros o dispositivo pode "empurrar" em um segundo e transmitir qualitativamente uma curva de sinal analógico contínuo. O realismo da imagem depende disso. televisão e som dos alto-falantes.
A diferença entre um sinal discreto e um digital
Todo mundo provavelmente já ouviu falar sobre o código Morse. O artista Samuel Morse o inventou, outros inovadores o melhoraram, mas tudo foi usado. Esta é uma forma de transmissão de texto, onde as letras são codificadas com pontos e traços. De forma simplista, a codificação é chamada de código Morse. Foi usado por muito tempo no telégrafo e para transmitir informações por rádio. Além disso, você pode sinalizar com um holofote ou lanterna.
O código Morse depende apenas do próprio caractere. E não de sua duração ou volume (força). Não importa como você toque com a tecla (pisque com uma lanterna), apenas duas opções são percebidas - um ponto e um traço. Você só pode aumentar a velocidade de transferência. Nem o volume nem a duração são levados em consideração. O principal é que o sinal chegaria.
Assim é o sinal digital. É importante codificar os dados usando 0 e 1. O receptor só precisa analisar a combinação de zeros e uns. Não importa quão alto e quanto tempo cada sinal será. É importante obter zeros e uns. Esta é a essência da tecnologia digital.
Um sinal discreto será obtido se também codificarmos o volume (brilho) e a duração de cada ponto e traço, ou 0 e 1. Neste caso, há mais opções de codificação, mas também confusão. Volume e duração não podem ser desmontados. Esta é a diferença entre sinais digitais e discretos. O digital é gerado e percebido de forma inequívoca, discreto com variações.
Comparação de sinais digitais e analógicos
O sinal da estação de rádio do centro de televisão ou comunicação móvel pode ser transmitido de forma digital e analógica. Por exemplo, som e imagem são sinais analógicos. O microfone e a câmera percebem a realidade circundante e a convertem em ondas eletromagnéticas. A frequência de oscilação na saída depende da frequência do som e da luz, e a amplitude da transmissão depende do volume e do brilho.
A imagem e o som convertidos em ondas eletromagnéticas são propagados no espaço por uma antena transmissora. No receptor, ocorre o processo inverso - oscilações eletromagnéticas em som e vídeo.
A propagação de oscilações eletromagnéticas no ar é impedida por nuvens, trovoadas, terrenos, captadores elétricos industriais, vento solar e outras interferências. A frequência e a amplitude são frequentemente distorcidas e o sinal do transmissor para o receptor vem com alterações.
A voz e a imagem do sinal analógico são distorcidas devido à interferência, e assobios, crepitações e distorção de cores são reproduzidos em segundo plano.Quanto pior a recepção, mais distintos esses efeitos estranhos. Mas se o sinal chegou, é pelo menos de alguma forma visível e audível.
Na transmissão digital, a imagem e o som são digitalizados antes da transmissão e chegam ao receptor sem distorção. A influência de fatores estranhos é mínima. Som e cor de boa qualidade ou nenhum. O sinal é garantido para chegar a uma certa distância. Mas para transmissão de longa distância, são necessários vários repetidores. Portanto, para transmitir um sinal de celular, as antenas são colocadas o mais próximo possível umas das outras.
Um exemplo claro da diferença entre os dois tipos de sinais é a comparação entre o antigo telefone com fio e as modernas comunicações celulares.
A telefonia com fio nem sempre funciona bem, mesmo dentro da mesma localidade. Uma chamada para o outro lado do país é um teste das cordas vocais e da audição. Você precisa gritar e ouvir a resposta. Filtramos ruídos e interferências com nossos ouvidos, pensamos nós mesmos nas palavras ausentes e distorcidas. Embora o som seja ruim, mas existe.
O som em uma conexão celular é perfeitamente audível mesmo do outro hemisfério. O sinal digitalizado é transmitido e recebido sem distorção. Mas ele também não é isento de falhas. Se ocorrerem falhas, o som não será ouvido. Elimine letras, palavras e frases inteiras. É bom que isso raramente aconteça.
Aproximadamente o mesmo com a televisão analógica e digital. O analógico utiliza um sinal sujeito a interferências, de qualidade limitada e que já esgotou suas possibilidades de desenvolvimento. O digital não é distorcido, oferece excelente qualidade de som e vídeo e está sendo constantemente aprimorado.
Vantagens e desvantagens de diferentes tipos de sinais
Desde a invenção, a transmissão de sinal analógico foi muito melhorada. E serviu por muito tempo transmitindo informação, som e imagem. Apesar de muitas melhorias, manteve todas as suas deficiências - ruído durante a reprodução e distorção na transmissão de informações. Mas o principal argumento para mudar para outro sistema de troca de dados foi o teto da qualidade do sinal transmitido. Analógico não pode acomodar a quantidade de dados modernos.
Melhorias nos métodos de gravação e armazenamento, principalmente conteúdo de vídeo, deixaram o sinal analógico no passado. A única vantagem do processamento de dados analógico até agora é o custo generalizado e baixo dos dispositivos. Em todos os outros aspectos, o sinal analógico é inferior ao sinal digital.
Exemplos de transmissão de sinal digital e analógico
As tecnologias digitais estão gradualmente substituindo as analógicas e já são amplamente utilizadas em todas as esferas da vida. Muitas vezes, simplesmente não percebemos, e a figura está em toda parte.
Engenharia de Computação
Os primeiros computadores analógicos foram criados na década de 1930. Estes eram dispositivos bastante primitivos para realizar tarefas altamente especializadas. Os computadores analógicos surgiram na década de 1940 e foram amplamente utilizados na década de 1960.
Eles foram melhorando constantemente, mas com o crescimento do volume de informações processadas, gradualmente deram lugar aos dispositivos digitais. Os computadores analógicos são adequados para o controle automático dos processos de produção, devido à resposta instantânea às mudanças nos dados recebidos. Mas a velocidade do trabalho é baixa e a quantidade de dados é limitada. Portanto, os sinais analógicos são usados apenas em algumas redes locais.Basicamente é o controle e gestão dos processos de produção. Onde as informações iniciais são temperatura, umidade, pressão, velocidade do vento e dados semelhantes.
Em alguns casos, recorre-se à ajuda de computadores analógicos na resolução de problemas em que a precisão da troca de dados de cálculos não é importante como nos computadores eletrônicos digitais.
No início do século 21, o sinal analógico deu lugar à tecnologia digital. Na computação, sinais mistos digitais e analógicos são usados apenas para processamento de dados com base em alguns microcircuitos.
Gravação de som e telefonia
Disco de vinil e fita magnética são dois representantes proeminentes do sinal analógico para reprodução de som. Ambos ainda são produzidos e estão em demanda por alguns conhecedores. Muitos músicos acreditam que somente gravando um álbum em fita pode-se alcançar um som real e suculento. Os amantes da música gostam de ouvir discos com ruídos e crepitações característicos. Desde 1972, são produzidos gravadores que realizam gravação digital em fita magnética, mas não têm recebido distribuição devido ao alto custo e às grandes dimensões. Para uso apenas em gravação profissional.
Outro exemplo de sinais analógicos e digitais na gravação de som são os mixers e sintetizadores de som. A maioria dos aparelhos digitais são usados, e o uso de aparelhos analógicos é causado por hábitos e preconceitos. Acredita-se que a gravação digital ainda não alcançou o efeito de uma transferência abrangente de música. E é inerente apenas ao sinal analógico.
Considerando que os jovens não podem imaginar música sem arquivos MP3 armazenados na memória de telefones, pen drives e computadores.E os serviços online fornecem acesso a seus repositórios com milhões de registros digitais.
A telefonia foi ainda mais longe. A comunicação celular digital quase suplantou a comunicação com fio. Este último permaneceu em órgãos estatais, instituições de saúde e organizações afins. A maioria já não imagina a vida sem uma célula e como ser amarrado a um fio. Comunicações celulares, a base da transmissão de dados na qual um sinal digital conecta de forma confiável os assinantes em todo o mundo.
Medições elétricas
O processamento digital e a transmissão de dados estão firmemente estabelecidos nas medições elétricas. Osciloscópios eletrônicos, volts e amperímetros, instrumentos de multimedição. Todos os dispositivos onde as informações são exibidas em um display eletrônico usam um sinal digital para transmitir a medição. Na vida cotidiana, você pode encontrar isso com mais frequência ao ver estabilizadores e relés de tensão. Ambos os dispositivos medem a tensão na rede, processam e transmitem um sinal digital para o display.
Cada vez mais, a tecnologia digital também está sendo usada para transmitir dados de medição elétrica por longas distâncias. Para controlar o desempenho das redes elétricas nas subestações e nos painéis de controle dos despachantes, são instalados equipamentos digitais. Dispositivos analógicos são populares apenas em painéis, diretamente nos pontos de medição.
Outro uso generalizado de um sinal digital é a medição de eletricidade. Os moradores muitas vezes esquecem ver leituras do instrumento e introduza-os na sua conta pessoal ou transfira-os para a entidade fornecedora de energia. Os sistemas digitais de medição de energia evitam preocupações. As indicações caem imediatamente no sistema de contabilidade. Portanto, não há necessidade de comunicação constante entre o assinante e o fornecedor, às vezes você pode acessar sua conta pessoal e verificar os dados.
Televisão analógica e digital
A humanidade conviveu com a televisão analógica por muitos anos. Todo mundo está acostumado com coisas simples e compreensíveis. Primeiro transmita, depois faça um cabo com uma qualidade um pouco melhor. antena simples, TV e imagem de qualidade medíocre. Mas as tecnologias de gravação e armazenamento de vídeo foram muito à frente do sinal analógico. E ele não pode mais transmitir totalmente um filme ou programa de TV moderno. Qualidade, estabilidade e um bom nível de sinal só podem ser fornecidos pela televisão digital.
A televisão digital tem muitas vantagens. A primeira e muito grande é a compressão do sinal. Como resultado, o número de canais visualizados aumentou. A qualidade da transmissão de vídeo e som também melhorou; sem isso, a transmissão para TVs modernas de tela grande é simplesmente impossível. Junto com isso, tornou-se possível mostrar informações sobre a transmissão, os próximos programas de TV e afins.
Junto com os benefícios veio um pequeno problema. Para receber um sinal digital, você precisa de um sintonizador especial.
Características da televisão terrestre
Para receber um sinal digital no ar, é necessário um sintonizador T2, outros nomes são receptor, decodificador ou set-top box DVB-T2. A maioria das TVs LED modernas são inicialmente equipadas com esses dispositivos. Portanto, seus donos não têm com o que se preocupar. Quando você desliga a televisão analógica, você só precisa reconfigurar os canais.
Não há problemas para os proprietários de TVs antigas sem um sintonizador T2 embutido. Tudo é simples aqui. Você precisa comprar um decodificador DVB-T2 separado, que receberá o sinal T2, o processará e transferirá a imagem finalizada para a tela. A fixação pode ser facilmente conectar a qualquer TV.
O sinal digital é usado em cada vez mais áreas da vida. A televisão não é exceção. Não tenha medo do novo. A maioria das TVs já está equipada com o necessário e, para as mais antigas, você precisa comprar um decodificador barato. Além disso, é fácil configurar o dispositivo. Melhor qualidade de imagem e som.
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