الفرق بين الإشارات التناظرية والرقمية

جدول المحتويات:

الفرق الرئيسي - الإشارات التناظرية مقابل الإشارات الرقمية
ما هي الإشارات التناظرية
ما هي الإشارات الرقمية
الفرق بين الإشارات التناظرية والرقمية

الفرق الرئيسي - الإشارات التناظرية مقابل الإشارات الرقمية

التناظرية و رقمي نوعان من الأشكال التي تستخدم لنقل الإشارات. ال الفرق الرئيسي بين الإشارات التناظرية والرقمية هو ذلك ، في الإشارات التناظرية ، يمكن أن تأخذ الإشارة أي قيمة ضمن نطاق معين بينما، في الإشارات الرقمية ، يمكن للإشارة أن تمثل واحدة فقط من مجموعة منفصلة من القيم.

ما هي الإشارات التناظرية

الإشارات التناظرية هي إشارات يمكن أن تأخذ أي قيمة على نطاق مستمر. قد يكون هناك نطاق للقيم التي يمكن أن تأخذها الإشارة ، ولكن ضمن هذا النطاق ، يمكن أن تمثل الإشارة أي قيمة. تختلف الإشارة التناظرية بشكل مستمر وسلس مع مرور الوقت ، حيث تتغير القيمة التي تسجلها من قيمتها.

كمثال للإشارة التناظرية ، فكر في سجل الفينيل. عندما يتم تشغيل الموسيقى في الاستوديو ، تلتقط الميكروفونات الاختلافات في ضغط الهواء بسبب الصوت وتحول هذه التغييرات في ضغط الهواء إلى تغيير في الجهد في دائرة كهربائية. يتغير الجهد أيضًا بشكل مستمر كلما تغير الصوت. الدائرة الكهربائية متصلة بإبرة تتحرك حسب الجهد. عندما تتحرك الإبرة ، فإنها تخلق أخاديدًا في ورنيش. في وقت لاحق ، يتم نقل هذه الأخاديد إلى قرص من الفينيل. الاختلاف في الأخاديد مستمر ، وهذه الاختلافات تتوافق مع التغيرات المستمرة للصوت الأصلي. عند تشغيل الموسيقى على قرص فينيل ، تتحرك إبرة في المشغل على طول الأخاديد وتحول حركاتها إلى إشارة كهربائية مستمرة. يمكن نقل الإشارة إلى مكبر الصوت ، ويمكن للسماعة أن تجعل غشاءها يتحرك للأمام والخلف وفقًا للإشارة التي يتلقاها.

تضخيم سجل فينيل يظهر أخاديد متغيرة باستمرار ، قادرة على إنتاج إشارة مستمرة.

نظرًا لأن الإشارات التناظرية تختلف باستمرار مع مرور الوقت ، يُقال إنها تحتوي على دقة لا نهائية. بمعنى ، يمكن للإشارة التناظرية أن تنقل تغييراً يحدث في فترة زمنية متناهية الصغر. ومع ذلك ، لا يزال من الممكن إدخال ضوضاء ، مما يؤدي إلى تدهور جودة الإشارة بمرور الوقت.

ما هي الإشارات الرقمية

في إشارة رقمية ، يمكن للإشارة أن تأخذ فقط مجموعة من القيم المنفصلة. الإشارة نفسها متقطعة أيضًا ، وتغير قيمتها على فترات زمنية. تعد أجهزة الكمبيوتر الشخصية أمثلة جيدة على الأجهزة التي تستخدم الإشارات الرقمية. نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر تتواصل باستخدام "بت" من 1 و 0 ، ونظرًا لوجود عدد محدود من البتات التي يمكن معالجتها في وقت معين ، لا يمكن لجهاز الكمبيوتر التعامل مع إشارة مستمرة. بدلاً من ذلك ، يجب "تقسيم" الإشارة إلى شكل رقمي. هذا يتضمن أولا أخذ العينات الإشارة التناظرية في نقاط زمنية مختلفة. بعد ذلك ، تكون الإشارة محددة: على سبيل المثال ، لكل فترة زمنية ، يتم إعطاء الإشارة قيمة تقريبية منفصلة لتمثيل الإشارة الأصلية. غالبًا ما تكون الفترات الزمنية المتضمنة صغيرة جدًا بحيث لا يمكننا ملاحظة الفرق (يبدو أن أغنية أو مقطع فيديو يتم سماعه على جهاز كمبيوتر مستمر!)

كلما زادت مجموعة القيم المنفصلة التي يمكن أن تأخذها الإشارة الرقمية ، كلما اقتربت الإشارة من الشكل الأصلي التناظري. المصطلح الدقة يشير إلى عدد القيم التي يمكن تقسيم الإشارة إليها. على سبيل المثال ، يمكن أن يأخذ التحويل 1 بت قيمتين فقط: إما 0 أو 1. مع التحويل 2 بت ، يمكن أن تأخذ الإشارة 4 قيم مختلفة (00 ، 01 ، 10 ، 11). يختلف عدد القيم التي يمكن أن تأخذها الإشارة الرقمية حيث يتم رفع القيمتين إلى عدد البتات المستخدمة. كلما زاد عدد البتات المستخدمة ، كانت الدقة أفضل.

تحويل الإشارة التناظرية المستمرة (الحمراء) إلى إشارة رقمية منفصلة (زرقاء). على اليسار ، تم إجراء التحويل باستخدام 2 بت ، وبالتالي إنشاء 4 مستويات مختلفة يمكن أن تأخذها الإشارة الرقمية. على اليمين ، يتم استخدام 3 بتات. لذلك ، يمكن تمثيل الإشارة بثمانية مستويات مختلفة. تتميز هذه الإشارة بدقة أعلى وهي "أقرب" إلى الإشارة التناظرية الأصلية.

تُظهر الصورة أدناه صورة مكبرة لسطح قرص مضغوط (CD). على قرص مضغوط ، يتم تسجيل البيانات كسلسلة من الحفر والنتوءات. تتوافق كل حفرة أو نتوء مع 0 أو 1 ، وبالتالي فإن الإشارة التي يتم إنتاجها أثناء قراءة قرص مضغوط هي إشارة رقمية. قارن هذه الاختلافات الموجودة على القرص المضغوط مع الاختلافات الأكثر استمرارًا الموجودة على قرص الفينيل (أعلاه).