Récemment, de plus en plus d'informations sur la transition de la radiodiffusion analogique à la radiodiffusion numérique ont commencé à apparaître dans le réseau d'information, à cet égard, de nombreuses questions apparaissent sur ce sujet, toutes sortes de rumeurs et d'hypothèses sont générées. Dans cet article, je souhaite clarifier quelle est la différence entre la diffusion « analogique » et « numérique » dans un langage accessible et compréhensible pour un utilisateur commun (au moins dans la mesure du possible).

Les signaux ont été envoyés à l'origine sur une forme d'onde similaire au signal d'origine, par opposition aux nouveaux signaux numériques envoyés sous forme de code binaire. Les signaux analogiques étaient extrêmement efficaces et pouvaient être captés à longue distance, mais ils occupaient également une bande passante importante.

Un faisceau d'électrons libéré de l'arrière du tube vers le blindage à l'avant du tube, illuminant les phosphores sur l'écran. En modulant la luminosité et en codant par couleur le faisceau, une image complète peut être créée sur l'écran. Le faisceau a légèrement modifié l'image particulière à chaque fraction de seconde, incitant vos yeux à penser que l'image bouge.

Tout d'abord, voyons ce qu'est un signal "analogique".

Signal analogique

Expliquez comme toujours, je serai sur exemple simple... Par exemple, prenons la transmission d'informations vocales d'une personne à une autre.

Au cours d'une conversation, nos cordes vocales émettent une certaine vibration de tonalité (fréquence) et de volume (niveau signal sonore). Cette vibration, ayant parcouru une certaine distance, pénètre dans l'oreille humaine, agissant là, sur la membrane dite auditive. Cette membrane commence à vibrer avec la même fréquence et la même force de vibration que nos cordes vocales émises, à la seule différence que la force de vibration due au dépassement de la distance est quelque peu affaiblie.
Ainsi, la transmission de la parole vocale d'une personne à une autre peut être appelée en toute sécurité
transmission analogique du signal, et voici pourquoi.

À l'origine, les télévisions analogiques étaient diffusées en noir et blanc, ce qui pouvait être réalisé simplement en faisant varier l'intensité du faisceau d'électrons. Lorsque la couleur est arrivée, de nouvelles informations ont été codées dans le signal, permettant aux téléviseurs d'interpréter certaines couleurs. Trois principaux types de codage couleur ont été utilisés.

Avec le "signal analogique", je pense, a réglé ça

De plus, les tubes à rayons cathodiques nécessitaient une structure volumineuse à supporter et étaient limités à 480 lignes verticales pour l'imagerie. Voici la bonne nouvelle : votre ancien téléviseur analogique fonctionnera avec une antenne parabolique même après la conversion numérique.

Ici, le fait est que nos cordes vocales émettent la même vibration sonore que l'oreille humaine elle-même perçoit (ce que nous disons, nous entendons), c'est-à-dire que le signal sonore transmis et reçu a une forme d'impulsion similaire et le même spectre de fréquences vibrations sonores , ou en d'autres termes, vibration sonore "analogue".

Installez votre antenne parabolique ou installez-la vous-même, selon les spécifications du fabricant. Connectez le satellite à une antenne parabolique. Connectez votre caisson de basses à votre téléviseur. Connectez le fil coaxial au port de sortie TV.

Réglez votre téléviseur sur une chaîne. Appelez votre fournisseur de satellite pour activer votre récepteur satellite. Vérifiez l'achat de fil de haute qualité; meilleur est le fil, plus meilleure image Et le son. Antenne satellite Récepteur satellite Fil axial. ... Jack Gorman a été impliqué dans de nombreux domaines de sa carrière professionnelle. Ses spécialités comprennent la production de films et de vidéos, la gestion du sport, l'écriture, la conception graphique de sites Web, le marketing, les communications, les opérations, les ressources humaines et la photographie.

Là, je pense que c'est clair.

Maintenant, regardons un exemple plus complexe. Et pour cet exemple, prenons un schéma simplifié d'un poste téléphonique, c'est-à-dire le téléphone que les gens utilisaient bien avant l'avènement des communications cellulaires.

Au cours d'une conversation, les vibrations sonores de la voix sont transmises à la membrane sensible du combiné (microphone). Ensuite, dans le microphone, le signal audio est converti en impulsions électriques, puis passe par les fils jusqu'au deuxième récepteur téléphonique, dans lequel, à l'aide d'un convertisseur électromagnétique (haut-parleur ou écouteur), le signal électrique est reconverti en un signal audio .

La télévision s'est développée rapidement au cours de la dernière décennie. Bien qu'ils soient liés les uns aux autres, ils ne sont pas exactement les mêmes. Il a également la capacité de transmettre plus de données avec moins de bande passante et la capacité de diffuser des sous-canaux individuels.

Darrin Meyer écrit depuis cette époque. Meyer est titulaire d'un baccalauréat ès arts en journalisme de radiodiffusion de l'Université du Nebraska-Lincoln. Eh bien, il y a une grande différence de qualité entre les deux. La qualité d'image est de loin supérieure à celle de la diffusion numérique.

Une image numérique est plus précise car elle utilise une formule numérique pour la transmission, de sorte que vous voyez soit l'image parfaite, soit rien du tout. Système numérique permet de transmettre plus de contenu par ondes radio. Nous vivons définitivement davantage dans le monde des ordinateurs et de la technologie.

Dans l'exemple ci-dessus, encore une fois, une conversion de signal "analogique" est utilisée. C'est-à-dire que la vibration sonore a la même fréquence que la fréquence de l'impulsion électrique dans la ligne de communication, ainsi que les impulsions sonores et électriques ont une forme similaire (c'est-à-dire similaire).

Chaque station a une fréquence sur laquelle est diffusé un signal de télévision analogique. Cela peut entraîner de l'électricité statique, de la neige ou un halo sur le canal. Cela peut également provoquer des fluctuations de couleur, de luminosité et de qualité sonore. Et, comme les signaux radio, la transmission analogique est réduite et plus éloignée de la source.

Dans un code numérique, vous pouvez encoder presque n'importe quel type de signal électrique transmis (y compris analogique), et peu importe s'il s'agit d'une image, vidéo signal, l'audio signal, ou informations textuelles, et il est possible de transmettre ces types de signaux, presque simultanément (en un seul flux numérique).

Un signal numérique, de par ses propriétés électriques (comme dans l'exemple avec un signal tonal), a une capacité de transmission d'informations plus élevée qu'un signal analogique. De plus, un signal numérique peut être transmis sur une plus grande distance qu'un signal analogique, et sans réduire la qualité du signal transmis.

Cela signifie que vous profitez d'images toujours claires, d'un son de haute qualité et d'un son statique ou enneigé. Transmission numérique nécessite moins de bande passante qu'un signal analogique similaire. Cela vous permet de faire l'expérience d'une programmation de qualité à la maison. La valeur de l'image est de 4 unités de largeur pour 3 unités de hauteur.

Malheureusement, les récepteurs de télévision (téléviseurs) conçus pour recevoir la télévision analogique ne pourront plus recevoir de signal numérique terrestre. Mais dans tous les cas, cela ne signifie pas que vous devez vous rendre au magasin et acheter un nouveau téléviseur capable de recevoir la télévision numérique.

Pour que vous puissiez recevoir le numérique diffusion, sur un téléviseur qui ne prend en charge qu'un signal terrestre analogique, il vous suffit d'acheter un récepteur de diffusion de télévision numérique (ou, sous un autre nom, un récepteur terrestre numérique).

Récepteur numérique terrestre (récepteur), connecté au téléviseur via la prise d'antenne ou via un câble audio-vidéo basse fréquence. Dans ce cas, l'antenne terrestre n'est plus connectée à la prise d'antenne du téléviseur, mais à la prise du récepteur numérique lui-même. Le schéma général d'une telle connexion est illustré à la Fig. un.

Le principe général d'une telle technique sera le suivant :

Le signal radio numérique terrestre sera reçu par l'antenne terrestre, de l'antenne ce signal viendra au récepteur numérique, et du récepteur le signal analogique ira à votre téléviseur. Ici, le téléviseur sera déjà utilisé comme moniteur et la commutation entre les chaînes de télévision s'effectuera à partir de la télécommande du récepteur numérique terrestre (récepteur).

Ici, je pense qu'il devrait être mentionné, et à propos de la réception des stations de radio sonores.

Pour recevoir un signal numérique des stations de radiodiffusion, les récepteurs radio à l'ancienne (prenant en charge la réception de la diffusion analogique) ne fonctionneront plus non plus et vous aurez besoin d'un récepteur radio spécial prenant en charge la réception d'un signal radio numérique.

Avantages de la télévision numérique terrestre :

* Comme mentionné précédemment, l'avantage principal et le plus important de la télévision numérique terrestre est bien sûr la mobilité. Vous pouvez regarder vos programmes préférés non seulement à la maison, mais aussi sur la route. De plus, peut-être à l'avenir, la télévision numérique terrestre pourra être regardée sur un téléphone mobile.
* La télévision numérique terrestre est la capacité de recevoir des images et du son de très bonne qualité.
* Selon ses propriétés électriques, ou plutôt électromagnétiques, un signal numérique peut être transmis sur une plus grande distance qu'un signal analogique, et sans réduire la qualité du signal transmis.
Ici, il faut également tenir compte du fait que le signal radio numérique est plus résistant aux interférences électromagnétiques qui nous entourent (les interférences peuvent provenir à la fois des appareils électriques et radio à proximité, et des lignes électriques passant à proximité).
*DANS format numérique, il est possible de transmettre beaucoup plus de chaînes de télévision, tandis que la qualité de l'image et du son sera bien meilleure qu'avec la transmission de signaux analogiques.
* L'avantage incontestable de la diffusion numérique est, bien sûr, la facilité d'installation, tandis que, par exemple, l'installation et la configuration de la télévision par satellite nécessitent certaines connaissances et compétences.

Je pense, bien sûr, que ce n'est pas toute la liste des avantages de la diffusion numérique par rapport à l'analogique, mais, comme on dit, attendez et voyez.

La télévision numérique gagne rapidement en popularité dans notre pays, mais beaucoup de gens ne savent toujours pas en quoi elle est fondamentalement différente de la bonne vieille télévision analogique.

Description de la télévision analogique et numérique

Il est facile de deviner que l'analogique et télévision numérique sont respectivement des signaux analogiques et numériques. Le signal analogique passe en continu, ce qui signifie qu'en cas d'influence extérieure, il devient vulnérable, ce qui entraîne une dégradation de la qualité de l'image et du son. L'avantage incontestable d'un signal analogique est la possibilité de le recevoir à l'aide d'une simple antenne terrestre. Vous pouvez également utiliser les services d'un fournisseur de télévision par câble. On peut dire que le signal analogique est déjà obsolète aujourd'hui, car il est nettement inférieur au signal numérique dans un certain nombre de paramètres importants - qualité, sécurité, etc.
Les téléviseurs modernes sont principalement conçus pour fonctionner avec un signal numérique, bien qu'ils aient également un connecteur analogique. C'est juste que le signal analogique n'est pas en mesure de révéler tout le potentiel des téléviseurs plasma et LCD modernes, seul un signal numérique peut donner la meilleure qualité d'image. Contrairement à l'analogique, il se présente sous forme de "parties" compactes séparées par des pauses, et il est donc très difficile d'influencer un tel signal. Même lors de la transmission d'un signal numérique sur une très longue distance, la qualité de l'image et du son reste au plus haut niveau. Entre autres choses, un signal numérique vous permet de transmettre beaucoup plus de chaînes qu'un signal analogique. Par conséquent, les abonnés qui se connectent à la télévision numérique reçoivent plus d'une centaine de chaînes de télévision sur une grande variété de sujets.

Comparaison de la télévision analogique et numérique

Hélas, la télévision analogique n'a aujourd'hui pratiquement aucun avantage clair sur diffusion numérique, sauf peut-être que la possibilité de "capter" le signal à l'aide d'une antenne classique. Cependant, la télévision numérique peut également être mobile à l'aide d'un récepteur de signal numérique. Considérant que quelle que soit la distance, le signal numérique reste inviolable et protégé des interférences et garantit haut niveau qualité, les avantages de la télévision numérique deviennent évidents.

TheDifference.ru a déterminé que la différence entre la télévision analogique et numérique est la suivante :

La télévision numérique offre un niveau supérieur de qualité et de protection du signal. Le signal analogique était et reste vulnérable aux influences extérieures et ne peut pas fournir une image d'une telle qualité.
La télévision numérique est plus mobile - aujourd'hui, vous pouvez recevoir un signal numérique sur la route ou loin de chez vous.
La télévision analogique n'est pas capable de fournir autant de chaînes que le numérique. En raison des particularités du signal numérique, lors de la connexion à la télévision numérique, l'abonné peut accéder à plusieurs centaines de chaînes de télévision différentes.

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En ce qui concerne la radiodiffusion télévisuelle et radiophonique, ainsi que les types de communication modernes, vous devez très souvent rencontrer des termes tels que "Signal analogique" et "Signal numérique"... Pour les spécialistes de ces mots, il n'y a pas de mystère, mais pour les ignorants, la différence entre « numérique » et « analogique » peut être complètement inconnue. Et pourtant, il y a une différence très importante.

Lorsque nous parlons d'un signal, nous entendons généralement des oscillations électromagnétiques, qui induisent une CEM et provoquent des fluctuations du courant dans l'antenne du récepteur. Sur la base de ces vibrations, l'appareil récepteur - TV, radio, talkie-walkie ou téléphone portable - se fait une "idée" de quelle image afficher à l'écran (en présence d'un signal vidéo) et quels sons accompagner cette vidéo signal.

Dans tous les cas, le signal de la station de radio ou de la tour communications mobiles peut apparaître sous forme numérique et analogique. Après tout, par exemple, le son lui-même est un signal analogique. A la station de radio, le son reçu par le microphone est converti en les oscillations électromagnétiques déjà mentionnées. Plus la fréquence du son est élevée, plus la fréquence d'oscillation de sortie est élevée et plus le haut-parleur parle fort, plus l'amplitude est grande.

Les vibrations ou ondes électromagnétiques qui en résultent se propagent dans l'espace à l'aide d'une antenne émettrice. Pour que l'air ne soit pas obstrué par des interférences à basse fréquence, et pour que différentes stations de radio aient la possibilité de travailler en parallèle, sans se gêner, les vibrations résultant de l'effet du son sont résumées, c'est-à-dire "superposées " sur d'autres vibrations qui ont une fréquence constante. La dernière fréquence est généralement appelée la « porteuse », et c'est à sa perception que nous accordons notre récepteur radio afin de « capter » le signal analogique de la station radio.

Le processus inverse a lieu dans le récepteur : la fréquence porteuse est séparée, et les oscillations électromagnétiques reçues par l'antenne sont converties en oscillations sonores, et la voix familière du locuteur est entendue par le locuteur.

Tout peut arriver dans le processus de transmission du signal audio de la radio au récepteur. Des interférences de tiers peuvent se produire, la fréquence et l'amplitude peuvent changer, ce qui, bien sûr, se reflétera dans les sons émis par le récepteur radio. Enfin, l'émetteur et le récepteur eux-mêmes introduisent une erreur lors de la conversion du signal. Par conséquent, le son reproduit par un récepteur radio analogique présente toujours une certaine distorsion. La voix peut être tout à fait jouable malgré les changements, mais le fond sera un sifflement ou même une respiration sifflante causée par des interférences. Moins la réception est sûre, plus ces effets de bruits parasites seront forts et distincts.

De plus, le signal analogique terrestre a un très faible degré de protection contre accès extérieur... Pour les stations de radio publiques, cela, bien sûr, n'a pas d'importance. Mais en utilisant le premier téléphones portables il y avait un moment désagréable associé au fait que presque n'importe quel récepteur radio extérieur pouvait être facilement réglé sur la longueur d'onde souhaitée pour écouter votre conversation téléphonique.

La diffusion analogique présente de tels inconvénients. Grâce à eux, par exemple, la télévision promet de devenir entièrement numérique dans un délai relativement court.

Les communications et la radiodiffusion numériques sont considérées comme plus à l'abri des interférences et des influences extérieures. Le fait est que lors de l'utilisation du "numérique", le signal analogique du microphone de la station émettrice est crypté en un code numérique. Non, bien sûr, le flux des nombres et des nombres ne se propage pas dans l'espace environnant. Seul le son d'une certaine fréquence et d'un certain volume se voit attribuer un code à partir d'impulsions radio. La durée et la fréquence des impulsions sont prédéfinies - c'est la même pour l'émetteur et le récepteur. La présence d'une impulsion correspond à un, l'absence - à zéro. Par conséquent, cette connexion est appelée « numérique ».

Un appareil qui convertit un signal analogique en un code numérique est appelé convertisseur analogique-numérique (ADC)... Un appareil installé dans le récepteur et convertissant le code en un signal analogique correspondant à la voix de votre ami dans le haut-parleur téléphone portable la norme GSM est appelée "convertisseur numérique-analogique" (DAC).

Lors de la transmission du signal numérique, les erreurs et les distorsions sont pratiquement éliminées. Si l'impulsion devient un peu plus forte, plus longue ou vice versa, elle sera toujours reconnue par le système comme une unité. Et zéro restera zéro, même si un signal faible aléatoire apparaît à sa place. Pour ADC et DAC, il n'y a pas d'autres valeurs comme 0,2 ou 0,9 - juste zéro et un. Par conséquent, les interférences avec les communications et la radiodiffusion numériques ont peu d'effet.

De plus, le "chiffre" est également plus protégé contre les accès non autorisés. En effet, pour que le DAC de l'appareil puisse déchiffrer le signal, il faut qu'il « connaisse » le code de déchiffrement. L'ADC avec le signal peut transmettre l'adresse numérique de l'appareil sélectionné comme récepteur. Ainsi, même si le signal radio est intercepté, il ne peut être reconnu du fait de l'absence d'au moins une partie du code. C'est particulièrement vrai.

Alors ici différences entre les signaux numériques et analogiques:

1) Le signal analogique peut être déformé par des interférences et le signal numérique peut soit être obstrué par des interférences du tout, soit arriver sans distorsion. Le signal numérique est soit exactement là, soit complètement absent (ou nul, ou un).

2) Le signal analogique est disponible pour la perception par tous les appareils fonctionnant sur le même principe que l'émetteur. Le signal numérique est protégé de manière fiable par un code, il est difficile de l'intercepter s'il ne vous est pas destiné.

Un signal analogique est fonction d'un argument continu (temps). Si le graphe est périodiquement interrompu, comme cela arrive dans une séquence d'impulsions par exemple, ils parlent déjà d'une certaine discrétion de la salve.

L'histoire de l'apparition du terme

Ingénierie informatique

Si vous le lisez attentivement, il n'est écrit nulle part d'où vient la définition - analogique. En Occident, le terme est utilisé depuis les années quarante par les professionnels de l'informatique. C'est pendant la Seconde Guerre mondiale que le premier systèmes informatiques appelé numérique. Et pour le distinguer, il fallait trouver de nouvelles épithètes.

Dans le monde appareils ménagers le concept de l'analogique n'est entré qu'au début des années 80, lorsque le premier Processeurs Intel, et le monde a été joué avec des jouets sur le ZX-Spectrum, un émulateur d'appareils peut aujourd'hui être obtenu sur Internet. Le gameplay nécessitait une persévérance, une habileté et une excellente réaction extraordinaires. Avec les enfants, ils ont collecté des boîtes et battu des extraterrestres ennemis et des adultes. Les jeux modernes sont bien inférieurs aux premiers oiseaux qui ont capturé l'esprit des joueurs pendant un certain temps.

Prise de son et téléphonie

Au début des années 80, la musique pop dans le traitement électronique a commencé à apparaître. Le télégraphe musical a été présenté au public en 1876, mais n'a pas été reconnu. La musique populaire est appréciée du public au sens le plus large du terme. Le télégraphe était capable d'émettre une seule note, de la transmettre à distance, où elle était reproduite par un haut-parleur d'une conception spéciale. Bien que les Beatles aient utilisé un orgue électronique dans la création de Sergeant Pepper, le synthétiseur a été utilisé à la fin des années 70. Un instrument numérique vraiment populaire est devenu déjà au milieu des années 80 : souvenez-vous du Modern Talking. Synthétiseurs précédemment utilisés sur des circuits analogiques, à commencer par Novachord en 1939.

Ainsi, un citoyen ordinaire n'avait pas besoin de faire la distinction entre les technologies analogiques et numériques jusqu'à ce que ces dernières soient fermement utilisées. Le mot analogique est dans le domaine public depuis le début des années 1980. Quant à l'origine du terme, on pense traditionnellement que l'index a été emprunté à la téléphonie, puis a migré vers l'enregistrement sonore. Les vibrations analogiques sont transmises directement au haut-parleur et la voix est immédiatement entendue. Le signal est similaire à la parole humaine, devenant un analogue électrique.

Si vous appliquez un signal numérique au haut-parleur, une cacophonie indescriptible de notes de différentes tonalités se fera entendre. Ce "discours" est familier à quiconque a chargé des programmes et des jeux à partir d'une bande magnétique dans la mémoire d'un ordinateur. Cela ne ressemble pas à un humain, car c'est numérique. Quant au signal discret, dans les systèmes les plus simples, il alimente directement un haut-parleur qui sert d'intégrateur. Le succès ou l'échec d'une entreprise dépend entièrement des bons paramètres.

En même temps, le terme figurait dans l'enregistrement sonore, où la musique et la voix passaient directement d'un microphone à une bande. L'enregistrement magnétique est devenu un analogue des vrais artistes. Les disques vinyles sont comme des musiciens et sont toujours considérés comme le meilleur support pour toute composition. Bien qu'ils affichent une durée de vie limitée. De nos jours, les CD contiennent souvent de l'audio numérique qui peut être décodé par un décodeur. Selon Wikipedia, une nouvelle ère a commencé en 1975 (en.wikipedia.org/wiki/History_of_sound_recording).

Mesures électriques

DANS Signal analogique il existe une proportionnalité entre la tension ou le courant et la réponse sur le dispositif de reproduction. Le terme sera alors considéré comme dérivé du grec analogos. Que signifie proportionnel. Cependant, la comparaison est similaire à ce qui précède : le signal est similaire à la voix reproduite par les haut-parleurs.

De plus, en technologie, un autre terme est utilisé pour désigner les signaux analogiques - continus. Ce qui correspond à la définition ci-dessus.

informations générales

Énergie du signal

Comme il ressort de la définition, un signal analogique a une énergie infinie, non limitée dans le temps. Par conséquent, ses paramètres sont moyennés. Par exemple, les 220 volts présents à la sortie sont appelés rms pour cette raison. Par conséquent, les valeurs effectives (moyennes sur un certain intervalle) sont utilisées. Il est déjà clair qu'il y a un signal analogique 50 Hz dans la prise.

En ce qui concerne la discrétion, des valeurs finies sont utilisées. Par exemple, lors de l'achat d'un pistolet paralysant, vous devez vous assurer que l'énergie d'impact ne dépasse pas une valeur particulière mesurée en joules. Sinon, il y aura des problèmes d'utilisation ou lors de l'inspection. Depuis, à partir d'une valeur d'énergie spécifique, le pistolet paralysant n'est utilisé que par des forces spéciales, avec une limite supérieure établie. D'autres sont illégaux en principe et peuvent être mortels lorsqu'ils sont utilisés.

L'énergie d'impulsion est trouvée en multipliant le courant et la tension par la durée. Et cela montre la finitude du paramètre pour les signaux discrets. En technologie, il existe aussi des séquences numériques. Il diffère d'un signal numérique discret par des paramètres définis de manière rigide :

1. Durée.
2. Amplitude.
3. La présence de deux états spécifiés : 0 et 1.
4. Les bits 0 et 1 de la machine sont ajoutés aux mots préétablis et compréhensibles par les participants (langage assembleur).

Conversion de signaux mutuels

Une définition supplémentaire d'un signal analogique est son caractère aléatoire apparent, l'absence de règles visibles ou la similitude avec certains processus naturels. Par exemple, une onde sinusoïdale peut décrire la rotation de la terre autour du soleil. Il s'agit d'un signal analogique. Dans la théorie des circuits et des signaux, une sinusoïde est représentée par un vecteur d'amplitude en rotation. Et la phase du courant et de la tension est différente - ce sont deux vecteurs différents, donnant lieu à des processus réactifs. Ce qui est observé dans les inductances et les condensateurs.

Il résulte de la définition qu'un signal analogique est facilement converti en un signal discret. Tout unité d'impulsion l'alimentation coupe la tension d'entrée de la prise en faisceaux. Par conséquent, il est engagé dans la conversion d'un signal analogique avec une fréquence de 50 Hz en salves ultrasonores discrètes. En faisant varier les paramètres de coupe, l'alimentation ajuste les valeurs de sortie aux exigences de la charge électrique.

Le processus inverse a lieu à l'intérieur d'un récepteur d'ondes radio avec un détecteur d'amplitude. Après redressement du signal, des impulsions d'amplitudes différentes sont formées sur les diodes. L'information est noyée dans l'enveloppe d'un tel signal, la ligne reliant les sommets du message. Le filtre est chargé de convertir les impulsions discrètes en une valeur analogique. Le principe repose sur l'intégration de l'énergie : pendant la période de présence de tension, la charge du condensateur augmente, puis, dans l'intervalle entre les pics, le courant est généré en raison du stock d'électrons précédemment accumulé. L'onde résultante est transmise à l'amplificateur de basse, puis aux haut-parleurs, où le résultat est entendu par d'autres.

Le signal numérique est codé différemment. Là, l'amplitude de l'impulsion est noyée dans le mot machine. Il se compose de uns et de zéros, le décodage est requis. L'opération est en cours appareils électroniques: adaptateur graphique, produits logiciels... Tout le monde a téléchargé des codecs K-Lite sur Internet, c'est le cas. Le pilote est engagé dans le décodage du signal numérique et sa conversion pour la sortie vers les haut-parleurs et l'affichage.

Il n'est pas nécessaire de se précipiter dans la confusion lorsque l'adaptateur est appelé accélérateur 3D et vice versa. Le premier ne transforme que le signal fourni. Par exemple, pour entrée numérique Un adaptateur DVI est toujours trouvé. Il ne s'occupe que de convertir les nombres de uns et de zéros pour les afficher sur la matrice d'écran. Récupère des informations sur la luminosité et les valeurs de pixels RVB. En ce qui concerne l'accélérateur 3D, l'appareil de la composition a le droit (mais n'est pas obligatoire) de contenir un adaptateur, mais la tâche principale consiste en des calculs complexes pour la construction d'images en trois dimensions. Cette technique permet de décharger le processeur central et d'accélérer le travail d'un ordinateur personnel.

De l'analogique au numérique, le signal est converti en ADC. Cela se produit dans le logiciel ou à l'intérieur du microcircuit. Des systèmes séparés combinent les deux méthodes. La procédure commence par le prélèvement d'échantillons qui correspondent à la zone spécifiée. Chacun, étant transformé, devient un mot machine contenant un chiffre calculé. Ensuite, les échantillons sont emballés avec des colis, il devient possible de les envoyer à d'autres abonnés d'un système complexe.

Les règles d'échantillonnage sont normalisées par le théorème de Kotelnikov, qui montre la fréquence d'échantillonnage maximale. Il est interdit de faire le compte à rebours plus souvent, car il y a une perte d'informations. De manière simpliste, un excès de six fois de la fréquence d'échantillonnage sur la limite supérieure du spectre du signal est considéré comme suffisant. Plus d'espace libre est considéré comme un avantage supplémentaire pour assurer bonne qualité... N'importe qui a vu l'indication du taux d'échantillonnage de l'enregistrement audio. Habituellement, le paramètre est supérieur à 44 kHz. La raison en est les particularités de l'audition humaine : la limite supérieure du spectre est de 10 kHz. Par conséquent, un taux d'échantillonnage de 44 kHz est suffisant pour une reproduction sonore médiocre.

La différence entre un signal discret et un signal numérique

Enfin, une personne du monde extérieur perçoit généralement des informations analogiques. Si l'œil voit une lumière clignotante, la vision périphérique capture le paysage environnant. Par conséquent, l'effet final ne semble pas être discret. Bien sûr, il est possible d'essayer de créer une perception différente, mais cela est difficile et s'avérera entièrement artificiel. C'est la base de l'utilisation du code Morse, composé de points et de tirets facilement distinguables sur fond de bruit. Les coups discrets de la touche télégraphique sont difficiles à confondre avec des signaux naturels, même en présence d'un fort bruit.

De même, des lignes numériques ont été introduites dans l'art pour éliminer les interférences. Tout amateur de vidéo essaie de mettre la main sur une copie codée d'un film à la plus haute résolution. Les informations numériques peuvent être transmises sur de longues distances sans la moindre distorsion. Les règles connues des deux côtés pour la formation des mots convenus deviennent des assistants. Parfois, des informations redondantes sont intégrées dans un signal numérique, ce qui vous permet de corriger ou de remarquer des erreurs. Cela élimine la mauvaise perception.

Signaux d'impulsion

Plus précisément, les signaux discrets sont définis par des comptages à certains moments. Il est clair qu'une telle séquence ne se forme pas dans la réalité du fait que le front et la chute ont une longueur finie. L'impulsion n'est pas transmise instantanément. Par conséquent, le spectre de la séquence n'est pas considéré comme discret. Cela signifie que le signal ne peut pas être appelé ainsi. En pratique, on distingue deux classes :

1. Signaux impulsionnels analogiques - dont le spectre est retrouvé par la transformée de Fourier, donc continu, au moins dans certaines zones. Le résultat de l'action d'une tension ou d'un courant sur un circuit se trouve dans une opération de convolution.
2. Les signaux impulsionnels discrets présentent également un spectre discret, les opérations avec eux sont effectuées via des transformées de Fourier discrètes. Par conséquent, une convolution discrète est également appliquée.

Ces clarifications sont importantes pour les littéralistes qui ont lu que les signaux d'impulsion sont analogiques. Les discrets ont été nommés d'après les caractéristiques du spectre. Le terme analogique est utilisé pour différencier. L'épithète continue est applicable, comme déjà mentionné ci-dessus, et en relation avec les particularités du spectre.

Précision : seul le spectre d'une séquence infinie d'impulsions est considéré comme strictement discret. Pour un pack, les composantes harmoniques sont toujours vagues. Un tel spectre ressemble à une séquence d'impulsions modulées en amplitude.

La personne moyenne ne pense pas à la nature des signaux, mais il est parfois nécessaire de réfléchir à la différence entre la diffusion ou les formats analogiques et numériques. Par défaut, les technologies analogiques sont considérées comme une chose du passé et seront bientôt complètement remplacées par des technologies numériques. Il vaut la peine de savoir à quoi nous renonçons au profit des nouvelles tendances.

Signal analogique- signal de données décrit par des fonctions continues du temps, c'est-à-dire que son amplitude d'oscillation peut prendre n'importe quelle valeur dans la limite du maximum.

Signal numérique- un signal de données décrit par des fonctions discrètes du temps, c'est-à-dire que l'amplitude des oscillations ne prend que des valeurs strictement définies.

En pratique, cela nous permet de dire que le signal analogique est accompagné d'une grande quantité de bruit, tandis que le signal numérique les filtre avec succès. Ce dernier est capable de restaurer les données d'origine. De plus, un signal analogique continu contient souvent de nombreuses informations inutiles, ce qui entraîne sa redondance - plusieurs signaux numériques peuvent être transmis au lieu d'un seul analogique.

Si on parle de télévision, et c'est cette sphère qui inquiète la plupart des consommateurs avec son passage au « numérique », alors le signal analogique peut être considéré comme complètement obsolète. Cependant, jusqu'à présent, les signaux analogiques sont acceptés par tout équipement destiné à cela, et le numérique en nécessite un spécial. Certes, avec la prolifération des téléviseurs analogiques «numériques», il y en a de moins en moins et la demande pour eux est catastrophiquement réduite.

Un autre caractéristique importante signal - sécurité. À cet égard, l'analogique démontre une absence totale de défense contre les influences ou les intrusions de l'extérieur. Le numérique est crypté en lui attribuant un code à partir d'impulsions radio, de sorte que toute interférence est exclue. Il est difficile de transmettre des signaux numériques sur de longues distances, par conséquent, un schéma de modulation-démodulation est utilisé.

Site de conclusions

1. Le signal analogique est continu, le signal numérique est discret.
2. Lors de la transmission d'un signal analogique, il y a un risque plus élevé d'obstruer le canal avec du bruit.
3. Le signal analogique est redondant.
4. Le signal numérique filtre le bruit et récupère les données d'origine.
5. Le signal numérique est transmis crypté.
6. Plusieurs signaux numériques peuvent être envoyés au lieu d'un seul signal analogique.

Signaux analogiques, discrets et numériques

INTRODUCTION AU TRAITEMENT NUMÉRIQUE DU SIGNAL

Le traitement du signal numérique (DSP ou DSP - traitement du signal numérique) est l'une des technologies les plus récentes et les plus puissantes, qui est activement mise en œuvre dans un large éventail de domaines scientifiques et technologiques, tels que les communications, la météorologie, le radar et le sonar, l'imagerie médicale de images, son numérique et diffusion télévisée, l'exploration de gisements de pétrole et de gaz, etc. On peut dire qu'il y a une pénétration généralisée et profonde des technologies traitement numérique des signaux à toutes les sphères de l'activité humaine. Aujourd'hui, la technologie DSP est l'une des connaissances de base dont les scientifiques et les ingénieurs de toutes les industries, sans exception, ont besoin.

Signaux

Qu'est-ce qu'un signal ? Dans la formulation la plus générale, il s'agit de la dépendance d'une quantité à une autre. Autrement dit, d'un point de vue mathématique, un signal est une fonction. Les dépendances temporelles les plus couramment considérées. La nature physique du signal varie. Très souvent, il s'agit d'une tension électrique, moins souvent d'un courant.

Formes de présentation des signaux:

1. temporaire ;

2. spectrale (dans le domaine fréquentiel).

Le coût du traitement des données numériques est inférieur à celui de l'analogique et continue de baisser, tandis que les performances des opérations informatiques continuent d'augmenter. Il est également important que les systèmes DSP soient très flexibles. Ils peuvent être complétés par de nouveaux programmes et reprogrammés pour effectuer diverses opérations sans changer l'équipement. Par conséquent, l'intérêt pour les questions scientifiques et appliquées du traitement du signal numérique augmente dans toutes les branches de la science et de la technologie.

AVANT-PROPOS DU TRAITEMENT DU SIGNAL NUMÉRIQUE

Signaux discrets

L'essence du traitement numérique est que signal physique(tension, courant, etc.) est converti en une séquence Nombres, qui est ensuite soumis à des transformations mathématiques dans VU.

Signaux analogiques, discrets et numériques

Le signal physique d'origine est une fonction continue du temps. De tels signaux, déterminés à tout instant t, sont appelés analogique.

Quel signal est appelé numérique ? Considérons un signal analogique (fig. 1.1 a). Il est réglé en continu tout au long de l'intervalle de temps considéré. Un signal analogique est considéré comme absolument précis si l'incertitude de mesure n'est pas prise en compte.

Riz. 1.1 a) Signal analogique

Riz. 1.1 b) Signal échantillonné

Riz. 1.1 c) Signal quantifié

Afin de recevoir numérique signal, vous devez effectuer deux opérations - échantillonnage et quantification... Le processus de conversion d'un signal analogique en une séquence d'échantillons est appelé échantillonnage, et le résultat d'une telle transformation est signal discret.T. arr., échantillonnage consiste à compiler un échantillon à partir d'un signal analogique (Fig.1.1 b), dont chaque élément, appelé compte à rebours, seront espacés dans le temps des échantillons voisins à un certain intervalle T appelé intervalle d'échantillonnage ou (puisque l'intervalle d'échantillonnage est plus souvent le même) - période d'échantillonnage... L'inverse de la période d'échantillonnage est appelé taux d'échantillonnage et est défini comme :

(1.1)

Lors du traitement d'un signal dans un dispositif informatique, ses échantillons sont représentés sous forme de nombres binaires ayant nombre limité décharges. En conséquence, les échantillons ne peuvent prendre qu'un ensemble fini de valeurs et, par conséquent, lorsque le signal est présenté, son arrondi se produit inévitablement. Le processus de conversion des échantillons de signaux en nombres est appelé quantification... Les erreurs d'arrondi qui en résultent sont appelées erreurs d'arrondi ou bruit de quantification... Ainsi, la quantification est la réduction des niveaux du signal échantillonné à une certaine grille (Fig. 1.1 c), le plus souvent par l'arrondi habituel vers une plus grande. Le signal discret dans le temps et quantifié en niveau sera numérique.

Les conditions dans lesquelles il est possible de restituer complètement un signal analogique à partir de son équivalent numérique tout en préservant toutes les informations contenues à l'origine dans le signal sont exprimées par les théorèmes de Nyquist, Kotelnikov, Shannon, dont l'essence est pratiquement la même. Pour échantillonner un signal analogique avec une préservation complète des informations dans son équivalent numérique, les fréquences maximales du signal analogique doivent être au moins égales à la moitié de la fréquence d'échantillonnage, c'est-à-dire f max £ (1/2) f d, c'est-à-dire sur une période fréquence maximale il doit y avoir au moins deux lectures. Si cette condition n'est pas respectée, l'effet de masquage (substitution) des fréquences réelles par des fréquences plus basses se produit dans le signal numérique. Dans ce cas, la fréquence "apparente" est enregistrée dans le signal numérique au lieu de la fréquence réelle et, par conséquent, la restauration de la fréquence réelle dans le signal analogique devient impossible. Le signal reconstruit ressemblera à des fréquences supérieures à la moitié de la fréquence d'échantillonnage réfléchies de la fréquence (1/2) f d dans la partie inférieure du spectre et superposées aux fréquences déjà présentes dans cette partie du spectre. Cet effet est appelé alias ou alors alias(crénelage). Un exemple illustratif d'aliasing est une illusion assez courante au cinéma - la roue d'une voiture commence à tourner contre son mouvement si la roue fait plus d'un demi-tour entre les images successives (analogue à la fréquence d'échantillonnage).

Conversion signal-numérique effectué par des convertisseurs analogique-numérique (ADC). En général, ils utilisent système binaireà l'estime avec un certain nombre de chiffres dans une échelle uniforme. L'augmentation du nombre de chiffres améliore la précision de la mesure et s'étend plage dynamique signaux mesurés. Les informations perdues en raison du manque de bits ADC sont irrécupérables, et il n'y a que des estimations de l'erreur résultante de "l'arrondi" des échantillons, par exemple, à travers la puissance de bruit générée par l'erreur dans le dernier bit ADC. Pour cela, le concept de rapport signal sur bruit est utilisé - le rapport de la puissance du signal sur la puissance du bruit (en décibels). Les plus couramment utilisés sont les CAN 8, 10, 12, 16, 20 et 24 bits. Chaque chiffre supplémentaire améliore le rapport signal/bruit de 6 décibels. Cependant, l'augmentation du nombre de bits diminue le taux d'échantillonnage et augmente le coût du matériel. Un aspect important est également la plage dynamique, qui est déterminée par les valeurs de signal maximum et minimum.

Traitement des signaux numériques est exécuté soit processeurs spéciaux, ou sur les mainframes et les ordinateurs sur programmes spéciaux... Le plus facile à considérer linéaire systèmes. Linéaire sont appelés systèmes pour lesquels le principe de superposition a lieu (la réponse à la somme des signaux d'entrée est égale à la somme des réponses à chaque signal séparément) et d'homogénéité (un changement de l'amplitude du signal d'entrée provoque un changement proportionnel de la signal de sortie).

Si le signal d'entrée x (t-t 0) génère un signal de sortie non ambigu y (t-t 0) pour tout décalage t 0, alors le système est appelé invariant dans le temps... Ses propriétés peuvent être étudiées à tout moment arbitraire. Pour décrire le système linéaire, un signal d'entrée spécial est introduit - impulsion unique(fonction impulsionnelle).

Impulsion unique(compte unique) tu 0(m) (Fig. 1.2) :

Riz. 1.2. Impulsion unique

En raison de la propriété de superposition et d'homogénéité, tout signal d'entrée peut être représenté comme une somme de telles impulsions appliquées à différents moments et multipliées par les coefficients correspondants. Le signal de sortie du système dans ce cas est la somme des réponses à ces impulsions. La réponse à une seule impulsion (une impulsion avec une unité d'amplitude) est appelée système de réponse impulsionnelleh (n). Connaître la réponse impulsionnelle vous permet d'analyser le passage de n'importe quel signal à travers un système discret. En effet, un signal arbitraire (x (n)) peut être représenté comme une combinaison linéaire d'échantillons unitaires.