مفهوم دیجیتال و آنالوگ چیست ؟

فناوری آنالوگ

امواج و یا سیگنال به شکل اولیه ضبط و یا استفاده میشوند.برای مثال در یک دستگاه ضبط صوت آنالوگ سیگنال دریافت شده مستقما از میکروفون دریافت و به نوار کاست منتقل میشود.صوت شما که از میکروفن دریافت میشود به صورت طبیعی یا همان آنالوگ است و امواج ظبط شده بر روی نوار کاست نیزبه همین صورت ( آنالوگ ) خواهد بود.
سیگنال‌های آنالوگ به صورت پیوسته هستند و اطلاعات به طور نا منظم روی موج سوار شده و منتشر می‌شوند اگر اختلالی در حتی قسمت کوچکی از این انتقال رخ دهد به دلیل پیوستگی آن قسمت حذف شده و اطلاعات ناقص به دست فرد مقابل می‌رسد .

1EH3CQ

 

این امواج میتواند از روی نوار خوانده و یا تقویت شوند و برای تولید صدا به بلندگو‌ها فرستاده شوند.
واژه انالوگ از واژه یونانی ανάλογος که معنای “نسبی” می‌دهد گرفته شده است.


فناوری دیجیتال


در فناوری دیجیتال امواج نمونه ای از امواج آنالوگ در یک سری از فواصل میشوند. سپس تبدیل به یک سری اعداد(صفر و یک) میشوند که توانایی ذخیره شدن روی دستگاه‌های دیجیتالی را خواهند داشت.
در انتقال دیجیتال اطلاعات به صورت بسته‌هایی به نام بایت منتقل می‌شود بایت‌ها از کد‌هایی به صورت روشن و خاموش (صفر و یک) تشکیل شده اند در این نوع انتقال، یا اطلاعات به طرف مقابل نمی‌رسد و یا کامل به دستش می‌رسد و به این دلیل که از دو نوع کد تشکیل شده تشخیص آن بسیار راحت تر است .

3PKtMr

 

در یک سی دی میزان این نمونه سازی 44000 نمونه (سیگنال) در هر ثانیه است. به عبارت دیگر 44000 شماره در هر ثانیه از یک موسیقی توسط دستگاه خوانده میشود. برای شنیدن موسیقی اعداد به صورت امواج ولتاژ(مستقیم یا متناوب) در می‌آیند که به صوت اصلی بسیار نزدیک است.
واژه دیجیتال از لغت DIGIT (رقم) ویا DIGITUS (واژه یونانی به معنی انگشت) گرفته شده، بخاطر اینکه از انگشتان برای شمارش استفاده میشود.



چرا از مخابرات دیجیتال استفاده می‌شود؟




در هر نوع سیستم مخابره اطلاعاتی وجود برخی از عوامل غیر قابل کنترل باعث ایجاد نویز در محیط می‌شود. منابع نویز شامل نویز محیط و نویز گیرنده می‌باشند. در یک سیستم مخابراتی گسترده که از چندین تکرار کننده که هر کدام شامل فرستنده و گیرنده‌های زیادی می‌باشند در هر مرحله نویز محیط و گیرنده به سیگنال اصلی اضافه می‌شود . حتی در بهترین گیرنده و کانال مخابراتی نویز به سیگنال اصلی اضافه می‌شود.

در یک سیستم مخابراتی آنالوگ هر گز نمی‌توان نویز را از سیگنال اصلی جدا کرد و بهترین سیستم مخابراتی نه تنها نویز را از بین نمی‌برد بلکه نویز اضافه می‌کند و تنها میتوان از سیستم‌های low noise استفاده کرد. در حالی که این برتری برای سیستم‌های مخابرات دیجیتال نسبت به آنالو گ وجود دارد که می‌توان در شرایط مناسب نویز را به طور کامل از سیگنال اصلی جدا کرد و سیگنال اصلی را در گیرنده بازسازی کرد.
در مخابرات آنالوگ تنها به وسیله فیلتر‌های میان گذر می‌توان نویز‌هایی را که خارج از باند قرار دارد جدا کرد ولی نمی‌توان نویزی که در باند سیگنال اصلی وجود دارد جدا کرد اما در ارسال دیجیتال اگر به وسیله یک مقایسه کننده سیگنال دریافتی را با یک vref که برابر v/2 می‌باشد مقایسه کنیم سیگنال اولیه به دست می‌آید.

اگر دو سیستم ارسال آنالوگ و دیجیتال را مقایسه کنیم به سه مورد بایستی اشاره کرد:

1- یکی از برتری‌های عمده مخابرات دیجیتال نسبت به آنالوگ بازسازی سیگنال مخابرات دیجیتال است.
2- برای انتقال چندین کانا تلویزیونی از روش‌های مالتی پلکس استفاده می‌شود. در در مخابرات آنالوگ از روش‌های fdm و در مخابرات دیجیتال از رو ش‌های tdm استفاده می‌شود . مدارات مالتی پلکس FDM پر حجم و احتیاج به فیلتر‌های متعدد و دقیقی جهت جدا کردن کانال‌ها از هم می‌باشد و نمی‌توان مدارات مجتمع IC آنالوگ با تراکم زیاد ساخت. این مدارات احتیاج به خازن- سلف و فیلتر‌های مکانیکی بسیاری دارند که نمی‌توان آنها را به صورت IC در آورد.
ولی مدارات مجتمع مربوط به مخابرات دیجیتال را می‌توان با تراکم بسیار ساخت و از میکرو پرو سسور‌ها و کامپیوتذر می‌توان در مخابرات دیجیتال استفاده کرد که باعث افزایش سر عت ارسال و کاهش حجم می‌شود.
3- فرق دیگر مخابرات دیجیتال و آنالوگ در پهنای باند ی است که احتیاج دارند. در سیستم‌های آنالوگ برای ارسال یک کانال تلفنی فقط به 4 کیلو هرتز پهنای باند احتیاج است ولی در مخابرات دیجیتال پهنای باند زیادی اشغال میشود. . مثلا در مدلاسیون bpsk برای ارسال یک کانال تلفنی 6 کیلو هرتز پهنای باند است.

شاید این را به حساب ضعف مخابرات دیجیتال بتوان گذاشت ولی با استفاده از مدلاسیون‌های پیشرفته بعدا برای ارسال یک کانال تلفنی 64 QAM فقط احتیاج به 2 کیلو هرتز پهنای باند است. این کمتر از حالت آنالوگ است!!

 

تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال

 

نمونه‌برداری


با استفاده از تبدیل فوریه می‌توان نشان داد که اگر از یک سیگنال آنالوگ با بسامد بیش از ۲ برابر حداکثر بسامد موجود در آن نمونه‌برداری کنیم، می‌توان با استفاده از مقادیر به دست آمده، سیگنال اصلی را دقیقاً بازسازی کرد. به بسامد دو برابر مزبور بسامد نایکویست گفته می‌شود و در سیستم‌های عملی جهت ملاحظات خاصی ۲.۲ در نظر گرفته می‌شود. حاصل نمونه‌برداری از سیگنال آنالوگ را سیگنال گسسته گویند.

 

 

کوانتیزه‌سازی



سیگنال گسسته را جهت دیجیتال‌سازی باید به مقادیر خاصی محدود کرد، به این عملیات، کوانتیزه‌سازی گویند. یک دلیل کوانتیزه سازی آن است که دستگاه‌های کنونی قدرت تشخیص صد در صد یک سیگنال و ذخیره سازی آن را ندارند.

 

 

3 نظر در “مفهوم دیجیتال و آنالوگ چیست ؟”

پیام بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

twenty eight + = twenty nine