La televisione digitale ha già coperto quasi l'intero Paese. I nuovi televisori ricevono un segnale digitale di alta qualità da soli, quelli vecchi, con l'aiuto di uno speciale set-top box. Qual è la differenza tra il vecchio segnale analogico e il nuovo segnale digitale? Molte persone non lo capiscono e hanno bisogno di chiarimenti.
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Tipi di segnale
Un segnale è un cambiamento di una quantità fisica nel tempo e nello spazio. Si tratta infatti di codici per lo scambio di dati negli ambienti informativi e gestionali. Graficamente, qualsiasi segnale può essere rappresentato come una funzione. È possibile determinare il tipo e le caratteristiche del segnale dalla linea sul grafico. Analogico sembrerà una curva continua, digitale come una linea rettangolare spezzata che salta da zero a uno.Tutto ciò che vediamo con i nostri occhi e ascoltiamo con le nostre orecchie arriva come un segnale analogico.
segnale analogico
La vista, l'udito, il gusto, l'olfatto e le sensazioni tattili ci giungono sotto forma di segnale analogico. Il cervello comanda gli organi e riceve informazioni da loro in forma analogica. In natura, tutte le informazioni vengono trasmesse solo in questo modo.
In elettronica, un segnale analogico si basa sulla trasmissione di elettricità. Alcuni valori di tensione corrispondono alla frequenza e all'ampiezza del suono, al colore e alla luminosità della luce nell'immagine e così via. Cioè, il colore, il suono o le informazioni sono analoghi alla tensione elettrica.
Per esempio: Imposta la trasmissione del colore su una certa tensione blu 2 V, rosso 3 V, verde 4 V. Modificando la tensione, otterremo un'immagine del colore corrispondente sullo schermo.
In questo caso, non importa se il segnale passa attraverso cavi o radio. Il trasmettitore invia continuamente e il ricevitore elabora informazioni di tipo analogico. Ricevendo un segnale elettrico continuo attraverso fili o un segnale radio via etere, il ricevitore converte la tensione nel suono o colore corrispondente. Viene visualizzata un'immagine sullo schermo o l'audio viene trasmesso attraverso l'altoparlante.
segnale discreto
Il punto sta nel nome. Discreto dal latino discreto, che significa discontinuo (diviso). Possiamo dire che il discreto ripete l'ampiezza dell'analogico, ma la curva liscia si trasforma in una curva a gradini. Variando nel tempo, rimanendo continui in grandezza, o in livello, senza interruzioni nel tempo.
Quindi, in un certo periodo di tempo (ad esempio, un millisecondo o un secondo), un segnale discreto avrà un valore impostato. Alla fine di questo tempo, cambierà bruscamente verso l'alto o verso il basso e rimarrà così per un altro millisecondo o secondo. E così continuamente.Pertanto, il discreto viene convertito in analogico. Questo è a metà strada verso il digitale.
segnale digitale
Dopo il discreto, il passo successivo nella conversione analogica è stato un segnale digitale. La caratteristica principale è che o lo è o non lo è. Tutte le informazioni vengono convertite in segnali limitati nel tempo e nella grandezza. I segnali della tecnologia di trasmissione dati digitale sono codificati da zero e uno in diverse versioni. E la base è un po' che prende uno di questi valori. Bit da cifra binaria inglese o cifra binaria.
Ma un bit ha una capacità limitata di trasmettere informazioni, quindi sono stati combinati in blocchi. Più bit in un blocco, più informazioni trasporta. Nelle tecnologie digitali, i bit vengono utilizzati in blocchi multipli di 8. Un blocco di otto bit è chiamato byte. Un byte è una piccola quantità, ma può già memorizzare informazioni crittografate su tutte le lettere dell'alfabeto. Tuttavia, l'aggiunta di un solo bit raddoppia il numero di combinazioni di zero e uno. E se 8 bit rendono possibili 256 opzioni di codifica, allora 16 è già 65536. E un kilobyte o 1024 byte è un valore piuttosto grande.
ATTENZIONE! Non vi è alcun errore che 1 KB è uguale a 1024 byte. Questa è l'usanza in un ambiente di elaborazione binaria. Ma il sistema decimale è ampiamente utilizzato nel mondo, dove kilo è 1000. Pertanto, esiste anche un kB decimale pari a 1000 byte.
Molte informazioni sono memorizzate in un gran numero di byte combinati, più sono le combinazioni di 1 e 0, più sono codificate. Pertanto, in 5 - 10 MB (5000 - 10000 kB) abbiamo dati di brani musicali di buona qualità. Andiamo oltre e il film è già codificato in 1000 MB.
Ma poiché tutte le informazioni che circondano le persone sono analogiche, ci vuole uno sforzo e una sorta di dispositivo per portarle in forma digitale. A tal fine è stato creato un DSP (Digital Signal Processor) o DSP (Digital Signal Processor). Un tale processore è in ogni dispositivo digitale. Il primo è apparso negli anni '70 del secolo scorso. I metodi e gli algoritmi cambiano e migliorano, ma il principio rimane costante: la conversione di dati analogici in digitali.
L'elaborazione e la trasmissione di un segnale digitale dipendono dalle caratteristiche del processore: profondità e velocità di bit. Più sono alti, migliore sarà il segnale. La velocità è indicata in milioni di istruzioni al secondo (MIPS) e per buoni processori raggiunge diverse decine di MIPS. La velocità determina quanti uno e quanti zeri il dispositivo può "spingere" in un secondo e trasmettere qualitativamente una curva di segnale analogico continua. Il realismo dell'immagine dipende da questo. tv e suono dagli altoparlanti.
La differenza tra un segnale discreto e uno digitale
Probabilmente tutti hanno sentito parlare del codice Morse. L'artista Samuel Morse l'ha inventato, altri innovatori lo hanno migliorato, ma tutto è stato utilizzato. Questo è un modo per trasmettere il testo, in cui le lettere sono codificate con punti e trattini. Semplicisticamente, la codifica si chiama codice Morse. È stato utilizzato a lungo sul telegrafo e per la trasmissione di informazioni via radio. Inoltre, puoi segnalare con un faretto o una torcia.
Il codice Morse dipende solo dal personaggio stesso. E non dalla sua durata o volume (forza). Indipendentemente da come si preme il tasto (lampeggia con una torcia), vengono percepite solo due opzioni: un punto e un trattino. Puoi solo aumentare la velocità di trasferimento. Non vengono presi in considerazione né il volume né la durata. La cosa principale è che il segnale raggiunga.
Così è il segnale digitale. È importante codificare i dati utilizzando 0 e 1. Il ricevitore deve solo analizzare la combinazione di zeri e uno. Non importa quanto forte e per quanto tempo sarà ogni segnale. È importante ottenere zeri e uno. Questa è l'essenza della tecnologia digitale.
Si otterrà un segnale discreto se codifichiamo anche il volume (luminosità) e la durata di ciascun punto e trattino, oppure 0 e 1. In questo caso, ci sono più opzioni di codifica, ma anche confusione. Volume e durata non possono essere smontati. Questa è la differenza tra segnali digitali e discreti. Il digitale è generato e percepito in modo inequivocabile, discreto con variazioni.
Confronto di segnali digitali e analogici
Il segnale della stazione radio del centro televisivo o della comunicazione mobile può essere trasmesso in forma digitale e analogica. Ad esempio, il suono e l'immagine sono segnali analogici. Il microfono e la telecamera percepiscono la realtà circostante e la convertono in onde elettromagnetiche. La frequenza di oscillazione in uscita dipende dalla frequenza del suono e della luce e l'ampiezza di trasmissione dipende dal volume e dalla luminosità.
L'immagine e il suono convertiti in onde elettromagnetiche vengono propagati nello spazio da un'antenna trasmittente. Nel ricevitore avviene il processo inverso: oscillazioni elettromagnetiche nel suono e nel video.
La propagazione delle oscillazioni elettromagnetiche nell'aria è impedita da nuvole, temporali, terreno, pickup elettrici industriali, vento solare e altre interferenze. La frequenza e l'ampiezza sono spesso distorte e il segnale dal trasmettitore al ricevitore cambia.
La voce e l'immagine del segnale analogico sono distorte a causa delle interferenze e sullo sfondo vengono riprodotti sibili, crepitii e distorsioni del colore.Peggiore è la ricezione, più distinti sono questi effetti estranei. Ma se il segnale ha raggiunto, è almeno in qualche modo visibile e udibile.
Nella trasmissione digitale, l'immagine e il suono vengono digitalizzati prima della trasmissione e raggiungono il ricevitore senza distorsioni. L'influenza di fattori estranei è minima. Suono e colore di buona qualità o del tutto assenti. Il segnale è garantito per arrivare a una certa distanza. Ma per la trasmissione a lunga distanza, sono necessari numerosi ripetitori. Pertanto, per trasmettere un segnale cellulare, le antenne sono posizionate il più vicino possibile l'una all'altra.
Un chiaro esempio della differenza tra i due tipi di segnali è il confronto tra il vecchio telefono cablato e le moderne comunicazioni cellulari.
La telefonia cablata non funziona sempre bene anche all'interno della stessa località. Una chiamata dall'altra parte del paese è una prova per le corde vocali e l'udito. Devi gridare e ascoltare la risposta. Filtriamo i rumori e le interferenze con le nostre orecchie, pensiamo noi stessi alle parole mancanti e distorte. Anche se il suono è cattivo, ma c'è.
Il suono in una connessione cellulare è perfettamente udibile anche dall'altro emisfero. Il segnale digitalizzato viene trasmesso e ricevuto senza distorsioni. Ma non è nemmeno privo di difetti. Se si verificano guasti, il suono non si sente affatto. Elimina lettere, parole e frasi intere. È positivo che ciò accada raramente.
Più o meno lo stesso con la televisione analogica e digitale. Analog utilizza un segnale soggetto a interferenze, di qualità limitata e che ha già esaurito le sue possibilità di sviluppo. Il digitale non è distorto, fornisce un'eccellente qualità audio e video e viene costantemente migliorato.
Vantaggi e svantaggi dei diversi tipi di segnali
Dall'invenzione, la trasmissione del segnale analogico è stata notevolmente migliorata. E servito a lungo trasmettendo informazioni, suoni e immagini. Nonostante molti miglioramenti, ha mantenuto tutti i suoi difetti: rumore durante la riproduzione e distorsione nella trasmissione delle informazioni. Ma l'argomento principale per il passaggio a un altro sistema di scambio di dati era il limite massimo della qualità del segnale trasmesso. L'analogico non può ospitare la quantità di dati moderni.
I miglioramenti nei metodi di registrazione e archiviazione, principalmente contenuti video, hanno lasciato il segnale analogico in passato. L'unico vantaggio dell'elaborazione dati analogica finora è il costo diffuso e basso dei dispositivi. In tutti gli altri aspetti, il segnale analogico è inferiore al segnale digitale.
Esempi di trasmissione di segnali digitali e analogici
Le tecnologie digitali stanno gradualmente sostituendo quelle analogiche e sono già ampiamente utilizzate in tutti gli ambiti della vita. Spesso non ce ne accorgiamo e la figura è ovunque.
Ingegneria Informatica
I primi computer analogici furono creati negli anni '30. Questi erano dispositivi piuttosto primitivi per eseguire compiti altamente specializzati. I computer analogici sono apparsi negli anni '40 e sono stati ampiamente utilizzati negli anni '60.
Miglioravano costantemente, ma con l'aumento del volume delle informazioni elaborate hanno gradualmente lasciato il posto ai dispositivi digitali. I computer analogici sono adatti per il controllo automatico dei processi di produzione, grazie alla risposta istantanea ai cambiamenti nei dati in entrata. Ma la velocità di lavoro è bassa e la quantità di dati è limitata. Pertanto, i segnali analogici vengono utilizzati solo in alcune reti locali.Fondamentalmente è il controllo e la gestione dei processi produttivi. Dove le informazioni iniziali sono temperatura, umidità, pressione, velocità del vento e dati simili.
In alcuni casi, si ricorre all'aiuto di computer analogici per risolvere problemi in cui l'accuratezza dello scambio di dati dei calcoli non è importante come per i computer elettronici digitali.
All'inizio del 21° secolo, il segnale analogico ha lasciato il posto alla tecnologia digitale. In informatica, i segnali misti digitali e analogici vengono utilizzati solo per l'elaborazione dei dati basata su alcuni microcircuiti.
Registrazione audio e telefonia
Il disco in vinile e il nastro magnetico sono due importanti rappresentanti del segnale analogico per la riproduzione del suono. Entrambi sono ancora prodotti e sono richiesti da alcuni intenditori. Molti musicisti credono che solo registrando un album su nastro si possa ottenere un suono succoso e reale. Gli amanti della musica amano ascoltare dischi con rumori e crepitii caratteristici. Dal 1972 vengono prodotti registratori a nastro che eseguono registrazioni digitali su nastro magnetico, ma non hanno ricevuto distribuzione a causa dell'alto costo e delle grandi dimensioni. Per l'uso solo nella registrazione professionale.
Un altro esempio di segnali analogici e digitali nella registrazione del suono sono i mixer e i sintetizzatori di suoni. Vengono utilizzati principalmente dispositivi digitali e l'uso di dispositivi analogici è causato da abitudini e pregiudizi. Si ritiene che la registrazione digitale non abbia ancora ottenuto quell'effetto di trasferimento onnicomprensivo della musica. Ed è inerente solo al segnale analogico.
Mentre i giovani non possono immaginare la musica senza i file MP3 archiviati nella memoria di telefoni, chiavette USB e computer.E i servizi online forniscono l'accesso ai loro archivi con milioni di record digitali.
La telefonia è andata ancora oltre. La comunicazione cellulare digitale ha quasi soppiantato la comunicazione cablata. Questi ultimi sono rimasti in organi statali, istituzioni sanitarie e organizzazioni simili. La maggior parte non immagina più la vita senza una cellula e come essere legata a un filo. Comunicazioni cellulari, la base della trasmissione dati in cui un segnale digitale collega in modo affidabile abbonati in tutto il mondo.
Misure elettriche
L'elaborazione digitale e la trasmissione dei dati è saldamente radicata nelle misurazioni elettriche. Oscilloscopi elettronici, volt e amperometri, multistrumenti di misura. Tutti i dispositivi in cui le informazioni vengono visualizzate su un display elettronico utilizzano un segnale digitale per trasmettere la misurazione. Nella vita di tutti i giorni, puoi incontrarlo molto spesso alla vista di stabilizzatori e relè di tensione. Entrambi i dispositivi misurano la tensione nella rete, elaborano e trasmettono un segnale digitale al display.
La tecnologia digitale viene sempre più utilizzata anche per trasmettere dati di misurazione elettrica su lunghe distanze. Per controllare le prestazioni delle reti elettriche nelle sottostazioni e nei pannelli di controllo degli spedizionieri, sono installate apparecchiature digitali. I dispositivi analogici sono popolari solo nei pannelli, direttamente nei punti di misurazione.
Un altro uso diffuso di un segnale digitale è la misurazione dell'elettricità. I residenti spesso dimenticano visualizzare le letture dello strumento e inserirli nel tuo account personale o trasferirli all'organizzazione di approvvigionamento energetico. I sistemi di misurazione dell'energia digitale ti salvano dalle preoccupazioni. Le indicazioni cadono immediatamente nel sistema contabile. Pertanto, non è necessaria una comunicazione costante tra l'abbonato e il fornitore, a volte puoi accedere al tuo account personale e verificare i dati.
Televisione analogica e digitale
L'umanità ha convissuto per molti anni con la televisione analogica. Tutti sono abituati a cose semplici e comprensibili. Prima trasmissione, poi via cavo una qualità leggermente migliore. semplice antenna, TV e immagini di qualità mediocre. Ma le tecnologie di registrazione e archiviazione video sono andate molto più avanti del segnale analogico. E non riesce più a trasmettere completamente un film o un programma televisivo moderno. Qualità, stabilità e un buon livello del segnale possono essere forniti solo dalla televisione digitale.
La televisione digitale ha molti vantaggi. Il primo e molto grande è la compressione del segnale. Di conseguenza, il numero di canali visualizzati è aumentato. Anche la qualità della trasmissione video e audio è migliorata, senza di essa la trasmissione per i moderni televisori a grande schermo è semplicemente impossibile. Insieme a questo, è diventato possibile mostrare informazioni sulla trasmissione, sui prossimi programmi TV e simili.
Insieme ai vantaggi è venuto un piccolo problema. Per ricevere un segnale digitale, è necessario un sintonizzatore speciale.
Caratteristiche della televisione terrestre
Per ricevere un segnale digitale in onda, è necessario un sintonizzatore T2, altri nomi sono un ricevitore, un decoder o un set-top box DVB-T2. La maggior parte dei moderni televisori a LED sono inizialmente dotati di tali dispositivi. Pertanto, i loro proprietari non hanno nulla di cui preoccuparsi. Quando si spegne la televisione analogica, è sufficiente riconfigurare i canali.
Non ci sono problemi per i possessori di vecchi televisori senza un sintonizzatore T2 integrato. Tutto è semplice qui. È necessario acquistare un decoder DVB-T2 separato, che riceverà il segnale T2, lo elaborerà e trasferirà l'immagine finita sullo schermo. L'attaccamento può essere facile collegare a qualsiasi TV.
Il segnale digitale è utilizzato in sempre più ambiti della vita. La televisione non fa eccezione. Non aver paura del nuovo. La maggior parte dei televisori è già dotata del necessario e per quelli più vecchi è necessario acquistare un decoder economico. Inoltre, è facile configurare il dispositivo. Migliore qualità dell'immagine e del suono.
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