Дискретный (цифровой) и аналоговый сигнал: отличия

Чем отличается непрерывный сигнал от дискретного

На первый взгляд отличия в сигналах можно не различить. Оба передаются в виде электрических импульсов по проводам или электромагнитными волнами в эфире. Преобразовываются в звук и изображение, выводятся на динамики и экран. Но разница существенна. Отличие аналогового сигнала от цифрового обусловлено особенностями обработки и передачи данных.

Казалось бы, природное происхождение, простота генерации, передачи и приёма благоприятствуют использованию аналогового сигнала. Но в дело вмешиваются электрические и электромагнитные помехи. Это могут быть электромагнитные наводки от электрических сетей, работающих механизмов, рельеф местности, грозы, бури на солнце, шумы создаваемые работой передающего и принимающего оборудования, прочие. Они изменяют плавную кривую. На приёмник информация поступает с изменениями. Шипение, хрипы и искаженное изображение обычная история для аналоговой связи.

Дискретный сигнал как азбука Морзе, только вместо точек и тире — чёткие биты. Ничего более, шумы и помехи им не мешают. Цифровой информации главное дойти до цели. Цифры без примесей передадут данные и без изменений перевоплотятся в звук и цвет. Но слабый сигнал может не донести полную картину. Как пример — пропадание слов или изображения полностью. Поэтому сотовые передатчики, устанавливают как можно ближе друг от друга, также используют повторители.

Примером непрерывных и дискретных сигналов могут служить старая проводная и новая сотовая связь. Через старые АТС иногда невозможно было разговаривать с соседним домом. Шумы и плохое усиление сигнала мешали слышать друг друга. Что бы вести полноценную беседу, приходилось громко кричать самому и прислушиваться к собеседнику. Другое дело сотовая связь основанная на цифровой технологии. Звук закодирован и хорошо передаётся на далёкие расстояния. Отчетливо слышно собеседника даже с другого континента.

Оба вида связи не лишены недостатков, а ключевыми отличиями являются:

1. Аналоговый подвержен помехам и поступает с искажениями. В то время как цифровой доходит полностью без искажений или отсутствует вовсе.
2. Принять или перехватить аналоговое вещание может любой приёмник такого принципа. Дискретная передача адресована конкретному адресату, кодируется и мало доступна к перехвату.
3. Объём передаваемых данных у аналоговой связи конечен, поэтому она практически исчерпала себя в передаче теле сигнала. Напротив с развитием технологии преобразования аналоговой информации в цифровой код растут объемы и качество трансляции. Например, главным отличием цифрового от аналогового телевидения является превосходное качество изображения.

Цифровая технология выигрывает по всем показателям. Споры идут только среди любителей музыки. Многие меломаны и звукорежиссеры утверждают, что могут различить аналоговый оригинал и цифровую копию. Однако большинство слушателей этого сделать не в состоянии. Да и с развитием цифровых систем аналоговые данные кодируются точнее. Оригинальное звучание и цифровая копия делаются практически неразличимым.

Что такое модуляция

Предположим, вы хотите транслировать свою музыку так, чтобы ее могли слышать люди из километров. Наивно, вы можете просто увеличить громкость. Однако звук исчезнет, ​​если вы далеко не уедете, и люди, которые не хотят слышать вашу музыку, также будут вынуждены слушать!

Вместо этого подумайте о том, чтобы «преобразовать» вашу звуковую волну в электромагнитную и передавать музыку таким образом. Теперь люди, которые хотят слушать, могут использовать преобразователь для преобразования электромагнитных волн обратно в звук, и люди, которые не хотят слушать, не будут обеспокоены. Однако возникает проблема, когда другие люди также начинают транслировать свою музыку. Их электромагнитные волны будут мешать вашим, и ваши слушатели будут в конечном итоге смешивать звуки.

Так как радиостанции это делают? У каждого из них есть частота, и они передают свои сигналы, используя эту частоту. Человек, который хочет слушать определенную частоту, должен затем «настроиться» на эту частоту, используя свое собственное радио. Но сейчас есть другая проблема. Люди могут слышать звуки в широком диапазоне частот. Как радиостанции могут передавать все эти разные частоты, используя только одну частоту? Ответ: модуляция.

Волна с частотой радиостанции называется сигналом несущей радиостанции. Это просто синусоида без интересной информации. Информационный сигнал — это сигнал, содержащий данные, которые мы хотим передать (например, музыку в случае радиостанции). Радиостанция изменяет свойства своего несущего сигнала в зависимости от информационного сигнала, и этот процесс называется модуляцией. Модулированный сигнал транслируется, и радиостанции слушателей должны теперь демодулировать сигнал, чтобы извлечь звуковую информацию из принятого сигнала.

Что такое аналоговый сигнал

Аналоговый сигнал – это любой непрерывный сигнал, для которого изменяющаяся во времени характеристика (переменная) является представлением некоторой другой изменяющейся во времени величины. Иначе говоря, это информация, которая непрерывно изменяется во времени.

В аналоговом звуковом сигнале мгновенное напряжение непрерывно поменяется в зависимости от давления звуковых волн. Он имеет отличия от цифрового сигнала, где перманентная величина представляет собой последовательность дискретных значений. Такая величина может принимать только одно из конечного числа значений.

Примером аналогового сигнала может служить восприятие человеческим мозгом проезжающего автомобиля. В случае, если бы его положение менялось каждые 5 секунд, аварии было бы не избежать.

Аналоговый тип сигнала непосредственно подвергается воздействию электронных шумов и искажений. Они привносятся каналами связи и операциями обработки сигналов. Они запросто могут ухудшать отношение сигнал/шум (ОСШ). Напротив, цифровые сигналы обладают конечным разрешением. Преобразование аналогового сигнала в цифровую форму вносит в сигнал низкоуровневый шум квантования. В цифровой форме сигнал может быть обработан или передан без внесения значительного дополнительного шума или искажений. В аналоговых системах трудно обнаружить, когда случается такое ухудшение. Тем не менее в цифровых системах отклонения и ухудшения могут не только обнаружиться, но и исправляться.

Самым серьёзным минусом аналоговых сигналов по сравнению с цифровой передачей является то, что аналоговый тип сигнала всегда содержит шум. По мере того, как сигнал передается, обрабатывается или копируется, неизбежно наличие шума, который проникает в путь прохождения сигнала. Будет происходить накопление шума как потери при генерации сигнала, постепенно и необратимо ухудшая отношение сигнал/шум. Это будет до тех пор, пока в крайних случаях сигнал не будет перегружен. Шум может проявляться как «шипение» и интермодуляционные искажения в аудиосигналах или «снег» в видеосигналах. Потери при генерации сигнала необратимы, поскольку нет надежного способа отличить шум от сигнала, отчасти потому, что усиление сигнала для восстановления ослабленных частей сигнала также усиливает шум.

Шумы аналоговых сигналов можно минимизировать благодаря экранированию, надежному подключению и использованию кабелей определенных типов, как коаксиальная или витая пара.

Любой тип информации может передаваться аналоговым сигналом. Нередко такой сигнал является измеренным откликом на изменения физических явлений, таких как звук, свет, температура, давление или положение. Физическая переменная преобразуется в аналоговый сигнал через преобразователь. К примеру, звук, который падает на диафрагму микрофона, вызывает соответствующие колебания тока. Ток генерируется катушкой в электромагнитном микрофоне. Это также может быть напряжение, которое создаётся конденсаторным микрофоном. Напряжение или ток называются «аналогом» звука.

Что такое аналоговые фильтры

Аналоговые фильтры используютрезонанс в электрических цепях. Комбинации резисторов и индукторов обеспечивают разные уровни импеданса для токов с разными частотами. Следовательно, они могут использоваться в схемах для подавления нежелательных частотных составляющих в сигнале.

Например,полосовой фильтр подавляет частоты, которые находятся за пределами заданного диапазона частот. Диаграмма ниже показывает, как такой фильтр может быть построен с использованием конденсаторов (C) и катушек индуктивности (L):

Полосовой фильтр, который подавляет частоты, не входящие в его диапазон.

И в выходном сигнале все частоты, которые не находятся в пропускная способность Диапазон (B) подавляется:

Полосовой фильтр подавляет частоты, которые не находятся в области, называемой шириной полосы.

Аналоговые фильтры могут фильтровать сигналынепрерывно, В некоторых случаях это дает небольшое преимущество аналоговым фильтрам, гдевсе нежелательные частоты должны быть удалены. Способность цифрового фильтра делать это зависит от частоты дискретизации (см. Ниже).

Резюме развития технологии

Виды радиолюбительской связи на КВ принёс миллениум. Упоминая наработки Второй мировой войны, попутно обсуждали громадные размеры оборудования (машинные залы). Минимизация шла полным ходом, однако новинки оставались засекреченными. Исключая области записи, компьютерных сетей. Развал СССР явил миру чудеса цифровой техники: вещание, персональные вычислительные машины, связь. Поэтапно мир выбрасывает вон аналоговые технологии, модернизируя оборудование.

Структурная схема процесса позволяет игнорировать старение, погодные условия, помехи. Модем шутя выполняет работу машинного зала времён Второй мировой войны. Радиолюбителям стали выделять технику, о которой мечтали вьетнамские войска. Процесс вскоре позволит домоседам проектировать системы, насиживая уютное кресло. Возблагодарим интернет, подаривший людям возможности, доселе не известные планете.

4.1. Классификация видов модуляции

Рассмотренные выше методы анализа первичных сигналов позволяют определить их спектральные и энергетические характеристики. Первичные сигналы являются основными носителями информации. Вместе с тем их спектральные характеристики не соответствуют частотным характеристикам каналов передачи радиотехнических информационных систем. Как правило, энергия первичных сигналов сосредоточена в области низких частот. Так, например, при передаче речи или музыки энергия первичного сигнала сосредоточена примерно в диапазоне частот от 20 Гц до 15 кГц. В то же время диапазон дециметровых волн, который широко используются для передачи информационных и музыкальных программ, занимает частоты от 300 до 3000 мегагерц. Возникает задача переноса спектров первичных сигналов в соответствующие диапазоны радиочастот для передачи их по радиоканалам. Эта задача решается по средствам операции модуляции.

Модуляцией называется процедура преобразования низкочастотных первичных сигналов в сигналы радиочастотного диапазона.

В процедуре модуляции участвуют первичный сигнал и некоторое вспомогательное колебание , называемое несущим колебанием или просто несущей. В общем виде процедуру модуляции можно представить следующим образом

, (4.1)

где – правило преобразования (оператор) первичного сигнала в модулированного колебание .

Это правило указывает, какой параметр (или несколько параметров) несущего колебания изменяются по закону изменения . Поскольку управляет изменением параметров , то, как было отмечено в первом разделе, сигнал , является управляющим (модулирующим), а – модулированным сигналами. Очевидно, соответствует оператору обобщенной структурной схемы РТИС.

Выражение (4.1) позволяет провести классификацию видов модуляции, которая представлена на рис. 4.1.

Рис. 4.1

В качестве классификационных признаков выберем вид (форму) управляющего сигнала , форму несущего колебания и вид управляемого параметра несущего колебания.

В первом разделе была проведена классификация первичных сигналов. В радиотехнических информационных системах наиболее широкое распространение в качестве первичных (управляющих) сигналов получили непрерывные и цифровые сигналы. В соответствии с этим по виду управляющего сигнала можно выделить непрерывную и дискретную модуляцию.

В качестве несущего колебания в практической радиотехнике используются гармонические колебания и импульсные последовательности. В соответствии с формой несущего колебания различают модуляцию гармонической несущей и импульсную модуляцию.

И наконец, по виду управляемого параметра несущего колебания в случае гармонической несущей различают амплитудную, частотную и фазовую модуляцию. Очевидно, в этом случае в качестве управляемого параметра выступают соответственно амплитуда, частота или начальная фаза гармонического колебания. Если в качестве несущего колебания используется импульсная последовательность, то аналогом частотной модуляции является широтная импульсная модуляция, где управляемым параметром выступает длительность импульса, а аналогом фазовой модуляции – временная импульсная модуляция, где управляемым параметром выступает положение импульса на временной оси.

В современных радиотехнических системах наиболее широко в качестве несущего колебания используется гармоническое колебание

Учитывая это обстоятельство в дальнейшем, основное внимание будет уделено сигналам с непрерывной и дискретной модуляцией гармонической несущей

Представители

Польский электронный аналоговый компьютер «AKAT-1»

Среди аналоговых вычислительных устройств можно выделить:

• FERMIAC
• ZAM

«Итератор»

«Итера́тор» — специализированная АВМ, предназначенная для решения линейных краевых задач систем линейных дифференциальных уравнений. Разработана в Институте кибернетики АН УССР в 1962 году.

«Итератор» решает краевую задачу итерационным способом Ньютона, сводящим её к решению нескольких дифференциальных уравнений с заданными начальными условиями. Этот алгоритм заключается в определении матрицы первых производных по компонентам вектора начальных условий и автоматического поиска решения краевой задачи с использованием этой матрицы. Благодаря примененному методу, сходимость итерационного процесса с заданной допустимой ошибкой решения обеспечивается за три-четыре итерации.

Кроме систем дифференциальных уравнений с постоянными и переменными коэффициентами 2n-го порядка с линейными краевыми условиями, «Итератор» решает системы линейных алгебраических уравнений n-го порядка с произвольной матрицей коэффициентов.

Характеристики

• максимальный порядок решаемой системы дифференциальных уравнений — 8;
• максимальное число точек в интервале интегрирования, входящих в краевые условия — 3;
• максимальная погрешность — до 3 %;
• число операционных усилителей — 21;
• потребляемая мощность — 1кВ·A.

«МН»

Семейство аналоговых вычислительных машин. Название является аббревиатурой слов «модель нелинейная». Были предназначены для решения задач Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений. Наиболее совершенным представителем машин этого ряда была машина «МН-18» — АВМ средней мощности, предназначенная для решения методами математического моделирования сложных динамических систем, описываемых дифференциальными уравнениями до десятого порядка в составе аналого-цифрового вычислительного комплекса или самостоятельно. Схема управления позволяет производить одновременно и разделенный запуск интеграторов по группам, однократное решение задач и решение задач с повторением. Допустимо объединение до четырёх машин МН-18 в единый комплекс.

Основные технические характеристики

• количество операционных усилителей — 50;
• максимальный порядок решаемых уравнений — 10;
• диапазон изменения применяемых величин ± 50 В;
• время интегрирования — 1000 с;
• потребляемая мощность — 0,5 кВ × А.

Применение

Индикатор кулачкового аналогового компьютера

Аналоговые электронные компьютеры основываются на задании физических характеристик их составляющих. Обычно это делается методом включения-исключения некоторых элементов из цепей, которые соединяют эти элементы проводами, и изменением параметров переменных сопротивлений, ёмкостей и индуктивностей в цепях.

Автомобильная автоматическая трансмиссия является примером гидромеханического аналогового компьютера, в котором при изменении вращающего момента жидкость в гидроприводе меняет давление, что позволяет получить необходимый конечный коэффициент передачи.

До появления мощной и надёжной цифровой аппаратуры аналоговые вычислители широко применялись в авиационной и ракетной технике, для оперативной обработки различной информации и последующего формирования сигналов управления в автопилотах и различных более сложных системах автоматического управления полётом, или другими специализированными процессами.

Помимо технических применений (автоматические трансмиссии, музыкальные синтезаторы), аналоговые компьютеры используются для решения специфических вычислительных задач практического характера. Например, кулачковый механический аналоговый компьютер, изображённый на фото, применялся в паровозостроении для аппроксимации кривых 4 порядка с помощью преобразований Фурье.

Механические компьютеры использовались в первых космических полётах и выводили информацию с помощью смещения индикатора поверхностей. С первого пилотируемого космического полета до 2002 года, каждый пилотируемый советский и российский космический корабль из серий Восток, Восход и Союз был оснащен компьютером «Глобус»[источник не указан 1351 день], показывающим движение Земли через смещение миниатюрной копии земного шара и данные о широте и долготе.

Военная техника

В военной технике исторически выработалось ещё одно название аналоговых вычислительных устройств для управления огнём артиллерии, высотного бомбометания и других военных задач, требующих сложных вычислений — это счётно-решающий прибор. Примером может служить прибор управления зенитным огнём.

Аналоговая техника интересна для военных двумя чертами: она крайне быстра, и в условиях помех работоспособность машины восстановится, как только помеха пропадёт.

Представители

Польский электронный аналоговый компьютер «AKAT-1»

Среди аналоговых вычислительных устройств можно выделить:

• FERMIAC
• ZAM

«Итератор»

«Итера́тор» — специализированная АВМ, предназначенная для решения линейных краевых задач систем линейных дифференциальных уравнений. Разработана в Институте кибернетики АН УССР в 1962 году.

«Итератор» решает краевую задачу итерационным способом Ньютона, сводящим её к решению нескольких дифференциальных уравнений с заданными начальными условиями. Этот алгоритм заключается в определении матрицы первых производных по компонентам вектора начальных условий и автоматического поиска решения краевой задачи с использованием этой матрицы. Благодаря примененному методу, сходимость итерационного процесса с заданной допустимой ошибкой решения обеспечивается за три-четыре итерации.

Кроме систем дифференциальных уравнений с постоянными и переменными коэффициентами 2n-го порядка с линейными краевыми условиями, «Итератор» решает системы линейных алгебраических уравнений n-го порядка с произвольной матрицей коэффициентов.

Характеристики

• максимальный порядок решаемой системы дифференциальных уравнений — 8;
• максимальное число точек в интервале интегрирования, входящих в краевые условия — 3;
• максимальная погрешность — до 3 %;
• число операционных усилителей — 21;
• потребляемая мощность — 1кВ·A.

«МН»

Семейство аналоговых вычислительных машин. Название является аббревиатурой слов «модель нелинейная». Были предназначены для решения задач Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений. Наиболее совершенным представителем машин этого ряда была машина «МН-18» — АВМ средней мощности, предназначенная для решения методами математического моделирования сложных динамических систем, описываемых дифференциальными уравнениями до десятого порядка в составе аналого-цифрового вычислительного комплекса или самостоятельно. Схема управления позволяет производить одновременно и разделенный запуск интеграторов по группам, однократное решение задач и решение задач с повторением. Допустимо объединение до четырёх машин МН-18 в единый комплекс.

Основные технические характеристики

• количество операционных усилителей — 50;
• максимальный порядок решаемых уравнений — 10;
• диапазон изменения применяемых величин ± 50 В;
• время интегрирования — 1000 с;
• потребляемая мощность — 0,5 кВ × А.

История появления термина

Появление термина, обозначающего такой способ передачи данных, тесно связано с такими сферами, как вычислительная техника, телефония и звукозаписывающая индустрия, электрические измерения.

Вычислительная техника

В 40-х годах создаются первые вычислительные системы, предназначенные для сбора и обработки цифровой информации. В начале 80-х годов с появлением новых моделей компьютеров на базе процессоров Intel возможности вычислительной техники расширились. Именно в этот период появляется данный термин.

Звукозапись и телефония

Понятие непрерывного способа передачи данных изначально связано с телефонией. Непрерывные колебания поступают на динамик устройства, становятся электрическим аналогом, затем преобразуются в сигнал, подобный голосу.

Электрические измерения

Непрерывный поток воспроизводится приемным устройством пропорционально таким электрическим параметрам, как напряжение, сила тока. Именно с началом измерения указанных выше электрических величин связывают появление этого термина.

История

Антикитерский механизм, ок. 100 год до н. э.

Астролябия (1208 год, Персия)

Логарифмическая линейка

Примечание: для сравнения указаны отдельные этапы развития цифровых вычислительных устройств.

Одним из самых древних аналоговых приборов считается антикитерский механизм — механическое устройство, обнаруженное в 1902 году на затонувшем древнем судне недалеко от греческого острова Антикитера. Датируется приблизительно 100 годом до н. э. (возможно, до 150 года до н. э.). Хранится в Национальном археологическом музее в Афинах.

Астрологи и астрономы пользовались аналоговым прибором астролябия с IV века до нашей эры вплоть до XIX века нашей эры. Этот прибор использовался для определения положения звезд на небе и вычисления продолжительности дня и ночи. Современным потомком астролябии является планисфера — подвижная карта звёздного неба, используемая в учебных целях.

• 1622 год, английский математик-любитель Уильям Отред разработал первый вариант логарифмической линейки, устройство, которое можно считать первым аналоговым вычислительным прибором.
• 1642 год — Блез Паскаль изобрёл «паскалину».
• 1674 год — создана машина Морленда
• 1814 год — учёный Дж. Герман (Англия) создал планиметр — аналоговое устройство, которое предназначено для нахождения площади, ограниченной замкнутой кривой на плоскости.
• 1878 год — польский математик Абданк-Абаканович разработал теорию интерграфа — некоего аналогового интегратора — устройства, позволяющего получить интеграл от произвольной функции, изображённой на плоском графике.
• 1904 год — российский инженер Алексей Крылов изобрел первую механическую вычислительную машину, решающую дифференциальные уравнения (применялась при проектировании кораблей).[источник не указан 1482 дня]
• 1912 год — создана машина для интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений по проекту российского учёного Алексея Крылова.[источник не указан 1482 дня]
• 1930 год — Ванневар Буш (США) создал механическую интегрирующую машину, применяющийся при расчёте траектории стрельбы корабельных орудий. (в 1942 году — создана её электромеханическая версия).
• 1935 год — выпуск первой советской электродинамической счётно-аналитической машины САМ (модель Т-1). Разработаны механический интегратор и электрический расчётный стол для определения стационарных режимов энергетических систем.[источник не указан 3004 дня]
• 1938 год — немецкий инженер Конрад Цузе вскоре после окончания в 1935 году Берлинского политехнического института построил свою первую машину, названную Z1. Это была полностью механическая программируемая цифровая машина.
• 1942—1944 годы, США — операционный усилитель постоянного тока, имеющий достаточно высокий коэффициент усиления, что дало возможность конструировать аналоговые компьютеры без движущихся частей, на постоянном токе.
• 1945—1946 годы, СССР — под руководством Льва Гутенмахера изобретены первые электронные аналоговые машины с повторением решения.
• 1949 год, СССР — изобретён ряд АВМ на постоянном токе, что положило начало развитию аналоговой вычислительной техники в СССР.
• 1958 год — Фрэнк Розенблатт разработал первый нейрокомпьютер-перцептрон Марк-1, который не является полностью аналоговым, а скорее относится к гибридным системам.
• 1960-е годы, аналоговые компьютеры являлись повседневным инструментом ученых для решения множества специфических задач в различных областях науки. В СССР расцвет электронных аналоговых вычислительных машин с их серийным выпуском пришёлся на 1960—1970-е годы.

Разница между аналоговыми и цифровыми фильтрами

Тип обработанного сигнала

Аналоговые фильтры может обрабатывать аналоговые фильтры напрямую.

Цифровые фильтрынеобходимо сначала преобразовать аналоговые сигналы в цифровые, перед обработкой. После обработки сигнал необходимо снова преобразовать из цифрового в аналоговый.

Изменение функциональности

Чтобы изменить функционированиеаналоговые фильтрысами компоненты должны быть переконфигурированы.

Цифровые фильтры обычно регулируются алгоритмами, и функциональность может быть легко изменена путем изменения этих алгоритмов.

Скорость обработки

Аналоговые фильтры отфильтровывать нежелательные частоты непрерывно.

Скорость, с которой цифровые фильтры может работать в зависимости от частоты их выборки.

Изображение предоставлено

«Принципиальная схема примера полосового фильтра в топологии Кауэра Т-образного сечения…» по Inductiveload (собственная работа) , через

Разделение шума

Аналоговая модуляция : трудно отделить сигнал от шума в аналоговой модуляции.

Цифровая модуляция . При цифровой модуляции сигнал может быть легко отделен от шума.

Изображение предоставлено

«Иллюстрация амплитудной модуляции (AM), которая изображает сравнение между информационным сигналом, сигналом несущей и сигналом AM». Иван Акира (собственная работа), через Wikimedia Commons

«Иллюстрация частотной модуляции (FM), которая изображает сравнение между информационным сигналом, сигналом несущей и сигналом FM». Иван Акира (собственная работа), через Wikimedia Commons

«Иллюстрация фазовой модуляции (PM), которая изображает сравнение между информационным сигналом, сигналом несущей и сигналом PM». Иван Акира (собственная работа), через Wikimedia Commons

Что такое цифровая модуляция

В цифровой модуляции используемый информационный сигнал является цифровым, то есть это сигнал, который может принимать только определенные значения. Цифровые сигналы обычно представлены в двоичном виде с использованием серии 0 и 1. Чем больше число 0 и 1 используется для представления сигнала в заданном интервале времени, тем больше число значений, которые может принять сигнал. Например, в нашем примере для радиостанции исходный аудиосигнал должен быть «разделен» на несколько небольших временных интервалов, и для каждого временного интервала приблизительное «разрешенное» значение для сигнала должно быть выбран. Разбивая сигнал на очень малые промежутки времени и используя большое количество «разрешенных значений» для представления данных, можно сделать звук более естественным.

Существует также несколько различных типов цифровой модуляции .

При амплитудной манипуляции амплитуда сигнала модулируется для представления информации. Простейший тип модуляции называется включением-выключением, когда сигнал несущей включается, чтобы представлять 1, и выключается, чтобы представлять 0.

При частотной манипуляции частота волны модулируется, тогда как при фазовой манипуляции фаза волны модулируется. Квадратурная амплитудная модуляция — это тип модуляции, при котором амплитуда и фаза модулируются, и поскольку существует несколько различных комбинаций, этот тип модуляции может представлять множество различных значений для сигнала.

В отличие от аналоговой модуляции, в цифровой модуляции несущая волна модифицируется через определенные промежутки времени. Поскольку цифровая модуляция может передавать только определенные значения, технически информация не так совершенна, как в исходной версии (люди часто называют это «низкой точностью» исходного сигнала). Однако легче изолировать шум от цифровых сигналов. Мультиплексирование (отправка нескольких разных сигналов с использованием одного и того же носителя) также проще, когда модуляция является цифровой.

Основное отличие — аналоговые и цифровые фильтры

В электронике сигнал может состоять из комбинации компонентных сигналов на разных частотах. фильтры являются компонентами, используемыми в электрических цепях для удаления нежелательных частотных составляющих в сигнале. главное отличие между аналоговыми и цифровыми фильтрами заключается в том, что аналоговые фильтры обрабатывают аналоговые сигналы напрямую, тогда как цифровые фильтры должны сначала преобразовывать аналоговые сигналы в цифровые сигналы, прежде чем обрабатывать. После обработки сигнал необходимо снова преобразовать из цифрового в аналоговый сигнал.

Что такое аналоговая модуляция

При аналоговой модуляции сигнал несущей модулируется пропорционально информационному сигналу, так что он может принимать любое значение (т.е. это аналоговый сигнал ). Существует три основных типа аналоговой модуляции:

Амплитудная модуляция (AM): здесь амплитуда несущей волны изменяется в зависимости от информационного сигнала:

Амплитудная модуляция

Как вы можете видеть, всякий раз, когда амплитуда информационного сигнала изменяется, амплитуда модулированного сигнала также изменяется вместе с ним.

Частотная модуляция (FM): Здесь частота несущей изменяется в соответствии с информационным сигналом.

Модуляция частоты

Обратите внимание, что в случае радиостанций существует ограничение на то, насколько можно изменить частоту, чтобы сигнал одной станции можно было отделить от сигнала другой станции. Фазовая модуляция (PM): Здесь фаза несущей изменяется в соответствии с информационным сигналом:

Фазовая модуляция (PM): Здесь фаза несущей изменяется в соответствии с информационным сигналом:

Фазовая модуляция