Що таке аналоговий сигнал

Кожен з нас щодня стикається з електронними приладами - це вже став звичним мобільний телефон, комп`ютер для роботи і відпочинку, телевізор, радіоприймач та ін. Років десять тому ніхто особливо не замислювався, цифровий або аналоговий сигнал використовується в тому чи іншому приладі. Однак минуло небагато часу і термін «цифровий» завдяки продуманій рекламній кампанії став у багатьох асоціюватися зі словами «хороший, якісний, надійний». Варто визнати, що певна частка істини в цьому є. Аналоговий сигнал почав використовуватися для передачі інформації раніше, ніж цифровий. Це обумовлено більш простий його обробкою, неготовністю інфраструктури та деякими іншими причинами.

Щоб розібратися, що таке аналоговий сигнал, необхідно згадати основи електротехніки, зокрема, природу електричного струму. Адже сигнал, про який йде мова, по суті, безпосередньо з ним пов`язаний - це може бути як пряма передача струму, так і за допомогою електромагнітних полів. Напевно, про «знаменитої» синусоїді чули всі.

Подумки проведемо горизонтальну лінію - це вісь часу. На неї немов нанизана безперервна хвилеподібна лінія, причому висота хвиль, що знаходяться нижче і вище осі, дорівнює. Далі уявімо, що ми цю хвилеподібну лінію розтягуємо уздовж осі часу. В результаті зменшиться кількість хвиль, що припадають на який-небудь проміжок часу. А тепер «стиснемо» синусоїду - хвилі стали йти частіше. Іншими словами, цими діями ми змінюємо частоту. Якщо ж продовжити уявний експеримент і «стиснути / розтягнути» хвилі вгору і вниз відносно осі часу, то тим самим вдасться змінити амплітуду. Саме так і формується аналоговий сигнал.

У радіоприймачах використовуються ці два способи - FM (Frequency Modulation) і AM (Amplitude Modulation). Зрозуміло, наведений приклад спрощений для розуміння. Крім зміни частоти і (або) амплітуди хвилі піддаються й іншим, більш специфічним, змінам. Більш докладно про це можна прочитати на спеціалізованих сайтах або в літературі.

Виходячи з вищесказаного, можна сформулювати визначення: аналоговий сигнал це безперервний у часі модульований спосіб передачі інформації. Одним з його недоліків є схильність «шумового забруднення». Зараз мобільні телефони є у всіх. І кожен, хоча б один раз, залишав телефон біля працюючого телевізора або колонок комп`ютера. Ті дивні впорядковані клацання, що лунають в динаміках перед отриманням СМС або прийомом дзвінка, відомі всім. Вони являють собою електромагнітну наводку, вклинюється в відтворений телевізором або комп`ютером звук. Очевидно, що це небажане явище.

Наводка виникає в провідниках колонок. Фактично, яка передається модульована хвиля (аналоговий сигнал) піддається зовнішньому впливу, до неї вносяться спотворення. Звичайно, в даному випадку людина легко виділяє корисні дані (звук) від шуму, але от якщо сигнал приймають логічні схеми, то виникає ряд складнощів. Наприклад, неможливо достовірно визначити, де корисні дані, а де шум.

Тому аналоговий спосіб передачі був замінений цифровим. Аналоговий і цифровий сигнал принципово різні. Другий створюється наступним чином: синусоїда умовно дробиться на безліч точок, положення кожної з яких кодується певною послідовністю імпульсів і проміжків (відсутністю струму). Зазвичай імпульс відповідає логічній одиниці, а проміжок - нулю (хоча може бути і протилежний спосіб). Приймальний пристрій декодує отримані імпульси і відновлює вихідну синусоїду. Очевидно, що такий сигнал менше схильний шуму, так як декодуючий блок чітко розрізняє імпульси. Однак при надмірному рівні зашумленности цифровий сигнал просто втрачається.