IX класс. Офисная мебель

Аналоговые и цифровые сигналы. Многие средства используют либо аналоговые, либо цифровые сигналы (рис. 8). Рассмотрим их отличия, прежде чем изучать дальнейший материал.

Работа цифровых вычислительных средств, таких как компьютер, цифровые каналы телевидения, цифровые системы сотовой и спутниковой связи и т. д., основана на использовании двоичного кода (0 и 1), работа аналоговых средств – на измерении какой-нибудь непрерывной или аналоговой физической величины, которая может изменяться плавно (например, напряжение или сила электрического тока). Это название можно объяснить тем, что для измерения и записи таких сигналов используются аналоги, величина которых измеряется пропорционально.

Рис. 8. Аналоговые и цифровые сигналы

Важным преимуществом цифровых сигналов по сравнению с аналоговыми является большая защищенность цифровых сигналов от помех. Она определяется предельной простотой цифрового сигнала: есть электрический импульс – единица, нет импульса – ноль. При этом величина импульса не так важна, как величина аналогового сигнала. Помехи, вызывающие значительное изменение аналогового сигнала, могут не влиять на цифровые. Но ошибка чтения или записи хоть одного импульса (например, вместо нуля единица), может привести к самым непредсказуемым последствиям.

Для пояснения этого преимущества рассмотрим следующий пример. Неисправности телевизора (работающего с аналоговыми сигналами), вызванные помехами, могут быть самыми разнообразными: он хрипит, двоит изображение, теряет настройку, реагирует на включение рядом стоящих электроприборов и т.д. – и только в самом крайнем случае отказывается работать вообще. Другое дело – компьютер. Он либо работает, либо не работает. Принципиальная разница между ними заключается в том, как эти устройства работают с информацией. Одна и та же информация по-разному может быть представлена: в телевизоре – это аналоговый сигнал, а в компьютере – цифровой. Аналоговый сигнал может быть с помехами и без, а цифровой сигнал – либо есть, либо его нет.

Для так называемой «оцифровки» аналоговых сигналов (в модеме, сканере, цифровой фотокамере и др.) используют аналого-цифровые преобразователи (АЦП). В АЦП сигналы преобразуется в цифровой код (состоящий из 1 и 0). Для этого АЦП с очень маленькими промежутками времени измеряет уровень этого аналогового сигнала и каждый раз кодирует его числом в двоичном коде, то есть выражает его двоичным числом. Таким образом, вместо непрерывного аналогового сигнала образуется последовательность двоичных чисел. Данная операция называется квантованием.

Точность оценки аналогового сигнала с помощью двоичного кода зависит от двух факторов: частоты отсчетов (величины тактовых интервалов) и числа разрядов квантования – глубины оцифровки сигнала (бит).

Поиск по сайту: