Информатика

Параметры аналоговых сигналов

Аналоговые сигналы плавно и непрерывно изменяются во времени, поэтому их можно графически представить в виде плавной кривой (рис. 4.1).

В природе подавляющее большинство процессов принципиально аналоговые. На­пример, звук — это изменение давления воздуха, которое с помощью микрофона можно преобразовать в электрическое напряжение. Подавая это напряжение на вход осциллографа, можно увидеть график, аналогичный приведенному на рис. 4.1, т.е. можно проследить, как изменяется давление воздуха во времени.

Чтобы нагляднее представить себе аналоговую информацию, вспомните традиционный спидометр в автомобиле. Когда скорость автомобиля увеличивается, стрелка плавно прохо­дит по шкале от одного числа к другому. Еще один пример — настройка на станцию в ра­диоприемнике: при повороте ручки принимаемая частота плавно изменяется.

Большинство аналоговых сигналов имеют циклический, или периодический харак­тер, например радиоволны, представляющие собой колебания электромагнитного по­ля с высокой частотой. Такие циклические аналоговые сигналы принято характеризо­вать тремя параметрами.

• Амплитуда. Максимальное или минимальное значение сигнала, т.е. высота волны.
• Частота. Количество циклических изменений сигнала в секунду. Частота изме­ряется в герцах (Гц); 1 Гц — это один цикл в секунду.
• Фаза. Положение волны относительно другой волны или относительно некото­рого момента времени, служащего началом отсчета. Фазу принято измерять в градусах, причем считается, что полный цикл равен 360 градусам.

Что такое информационные процессы?

Информационные процессы, как уже отмечалось, возникают там, где происходит взаимодействие с информацией. В ходе их протекания происходит сбор, распознавание, передача, прием, кодировка, защита и другие действия с этим важным ресурсом. Владение правильной и адекватной информацией обеспечивает человеку принятие правильных жизненных и профессиональных решений.

Протекание и оценка результата зависит от того в какой информационной системе происходит процесс. Выделяют два типа систем: естественные и искусственные. К первому типу относятся биологические (все, что происходит в природе, в том числе, и с человеком) и социальные (взаимодействие между людьми). Ко второму – технические и социотехнические. В этих системах существенное влияние на протекание информационных процессов оказывают технические и технологические компоненты.

Простейший пример информационных процессов естественного характера: человек вышел из дома и с помощью своих органов чувств понял, какая погода стоит на улице. Если говорить о процессах в искусственной системе, то можно рассматривать работу любого технического средства как с участием человека, так и без него.

Аналоговая и цифровая электроника

Поскольку информация в аналоговой и цифровой электронике кодируется по-разному , то, следовательно, и способ обработки сигнала различается. Все операции, которые могут быть выполнены с аналоговым сигналом, такие как усиление , фильтрация , ограничение и другие, также могут быть дублированы в цифровой области. Каждая цифровая схема также является аналоговой схемой в том смысле, что поведение любой цифровой схемы можно объяснить, используя правила аналоговых схем.

Использование микроэлектроники сделало цифровые устройства дешевыми и широко доступными.

Шум

Влияние шума на аналоговую схему зависит от уровня шума. Чем выше уровень шума, тем сильнее искажается аналоговый сигнал, постепенно теряющийся в использовании. Из-за этого говорят, что аналоговые сигналы «плавно выходят из строя». Аналоговые сигналы могут по-прежнему содержать понятную информацию с очень высоким уровнем шума. Цифровые схемы, с другой стороны, вообще не подвержены влиянию шума до тех пор, пока не будет достигнут определенный порог, после чего они катастрофически откажутся. Для цифровых телекоммуникаций можно увеличить порог шума с помощью схем и алгоритмов кодирования с обнаружением и исправлением ошибок . Тем не менее, все еще есть момент, когда происходит катастрофический отказ канала.

В цифровой электронике, поскольку информация квантуется , пока сигнал остается внутри диапазона значений, он представляет ту же информацию. В цифровых схемах сигнал регенерируется на каждом логическом элементе , уменьшая или удаляя шум. В аналоговых схемах потеря сигнала может быть восстановлена ​​с помощью усилителей . Тем не менее, шум является кумулятивным по всей системе , и сам усилитель добавит к шуму в зависимости от его шума .

Точность

На точность сигнала влияет ряд факторов, в основном шум, присутствующий в исходном сигнале, и шум, добавленный при обработке (см. Отношение сигнал / шум ). Фундаментальные физические ограничения, такие как дробовой шум в компонентах, ограничивают разрешение аналоговых сигналов. В цифровой электронике дополнительная точность достигается за счет использования дополнительных цифр для представления сигнала. Практический предел количества цифр определяется производительностью аналого-цифрового преобразователя (АЦП), поскольку цифровые операции обычно могут выполняться без потери точности. АЦП принимает аналоговый сигнал и преобразует его в серию двоичных чисел . АЦП может использоваться в простых цифровых устройствах отображения, например, термометрах или люксметрах, но он также может использоваться в цифровой звукозаписи и при сборе данных. Однако цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) используется для преобразования цифрового сигнала в аналоговый. ЦАП принимает последовательность двоичных чисел и преобразует ее в аналоговый сигнал. Обычно в системе регулировки усиления операционного усилителя можно найти ЦАП, который, в свою очередь, может использоваться для управления цифровыми усилителями и фильтрами.

Сложность дизайна

Аналоговые схемы обычно сложнее проектировать, и для их концептуализации требуется больше навыков, чем для сопоставимых цифровых систем. Это одна из основных причин того, что цифровые системы стали более распространенными, чем аналоговые устройства. Аналоговая схема обычно разрабатывается вручную, и этот процесс гораздо менее автоматизирован, чем для цифровых систем. С начала 2000-х годов было разработано несколько платформ, которые позволяли определять аналоговый дизайн с помощью программного обеспечения, что позволяет быстрее создавать прототипы. Однако, если цифровое электронное устройство должно взаимодействовать с реальным миром, ему всегда потребуется аналоговый интерфейс. Например, каждый цифровой радиоприемник имеет аналоговый предусилитель в качестве первого каскада в цепи приема.

Аналоговый и цифровой сигналы — различия, преимущества и недостатки

Любой сигнал, аналоговый или цифровой — это электромагнитные колебания, которые распространяются с определенной частотой, в зависимости от того, какой сигнал передается, устройство, принимающее данный сигнал, переводит его в текстовую, графическую или звуковую информацию, удобную для восприятия пользователя или самого устройства. Для примера, телевизионный или радиосигнал, вышка или радиостанция может передавать и аналоговый и, на даный момент, цифровой сигнал. Приемное устройство, получая данный сигнал, преобразует его в изображение или звук, дополняя текстовой информацией (современные радиоприемники).

Звук передается в аналоговой форме и уже через приемное устройство преобразуется в электромагнитные колебания, а как уже говорилось, колебания распространяются с определенной частотой. Чем выше будет частота звука, тем выше будут колебания, а значит звук на выходе будет громче. Говоря общими словами, аналоговый сигнал распространяется непрерывно, цифровой сигнал — прерывисто (дискретно).

Так как аналоговый сигнал распространяется постоянно, то колебания суммируются и на выходе возникает несущая частота, которая в данном случае является основной и на нее осуществляется настройка приемника. В самом приемнике происходит отделение данной частоты от других колебаний, которые уже преобразуются в звук. К очевидным недостаткам передачи при помощи аналогового сигнала относятся — большое количество помех, невысокая безопасность передаваемого сигнала, а также большой объем передаваемой информации, часть из которой явлляется лишней.

Если говорить о цифровом сигнале, где данные передаются дискретно, стоит выделить его явные преимущества:

• высокий уровень защиты передаваемой информации за счет ее шифрования;
• легкость приема цифрового сигнала;
• отсутствие постороннего «шума»;
• цифровое вещание способно обеспечить огромное количество каналов;
• высокое качество передачи — цифровой сигнал обеспечивает фильтрацию принимаемых данных;

Для преобразования аналогового сигнала в цифровой и наоборот испльзуются специальные устройства — аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). АЦП устанавливается в передатчике, ЦАП установлен в приемнике и преобразует дискретный сигнал в аналоговый.

Что касается безопасности, почему цифровой сигнал является более защищенным, чем аналоговый. Цифровой сигнал передается в зашифрованном виде и устройство, которое принимает сигнал, должно иметь код для расшифровки сигнала. Также стоит отметить, что АЦП может передавать и цифровой адрес приемника, если сигнал будет перехвачен, то полностью расшифровать его будет невозможно, тка как отсутствует часть кода — такой подход широко используется в мобильной связи.

Подведем итог, основное различие между аналоговым и цифровым сигналом заключается в структуре передаваемого сигнала. Аналоговые сигналы представляют из себя непрерывный поток колебаний с изменяющимися амплитудой и частотой. Цифровой сигнал представляет из себя дискретные колебания, значения которых зависят от передающей среды.

6.4. Долговечность электронных документов. Концепция сохранности объекта и концепция сохранности информации

• информация является сущностью ЭД и должна сохраняться с высокой надежностью; цифровой способ обеспечивает многократ­ную перезапись с носителя на носитель без потери информации;
• носитель играет вторичную роль и рассматривается в качестве материала (временной среды существования) для записи информа­ции; это психологически принижает его роль в сохранении инфор­мации; фактически же носитель — высокоточное изделие с субмикронным уровнем записи сигналов, требующее квалифицированногообращения на всех этапах работы с ним; от свойств и надежности носителя прямо зависит сохранность информации;

• в настоящее время «продолжительность жизни» носителей ЭД по разным оценкам составляет от 2 до 30 лет (ленты) и от 5 до 50-100 лет (диски) ; надежная перезапись информации без ее по­тери возможна лишь до тех пор, пока носитель остается стабильным, а компьютерное оборудование и программное обеспечение продол­жает быть доступным; моральное устаревание оборудования проис­ходит за срок от 2 до 5 лет; с такой же частотой необходимо финан­сировать обновление компьютерной техники ;
• в настоящее время для хранения информации на физическом цифровом носителе (ленты, диски) нельзя однозначно выбрать ка­кую-то одну технологию записи; по возможности необходимо про­водить перевод ЭД с носителя на носитель каждые 10 лет; целесо­образно практиковать одновременное создание двух страховых ко­пий записи на разных носителях, защищаясь от резких изменений рынка .

  …                 13  

6.2. Аналоговая и цифровая запись информации

Дезинформация

Дезинформация — заведомо неверная, ложная информация, предоставляемая оппоненту или противнику для более эффективного ведения военных действий, получения каких либо конкурентных преимуществ, для проверки на утечку информации и выявления источника утечки, определения потенциально ненадежных клиентов или партнеров. Также дезинформацией называется сам процесс манипулирования информацией, как то: введение кого-либо в заблуждение путём предоставления неполной информации или полной, но уже не актуальной информации, искажения контекста, искажения какой либо части информации.

Дезинформация, как мы видим, — это результат деятельности человека, желание создать ложное впечатление и, соответственно подтолкнуть к требуемым действиям и/или бездействию.

Аналоговое или цифровое? Как определить какое телевидение вы смотрите

1. Маркировка аналоговых телеканалов

– B целях подготовки к переходу на цифру ФГУП «РТРС» совместно с федеральными телеканалами уже маркирует аналоговый телесигнал специальной литерой «А», добавленной к логотипам аналоговых версий телеканалов «Первый канал», «Россия 1», НТВ, 5 Канал, Рен-ТВ и СТС. В цифровой версии указанных каналов литера отсутствует.

– Наличие на экране литеры «А» означает, что зритель смотрит старый аналоговый телевизор, либо пользуется новым телевизором, не переключенным в режим приема цифрового сигнала.

– Маркировка хорошо читается как на устаревших телевизорах c электронно-лучевой трубкой, так и на современных LED-панелях.

– Маркировка литерой «А» внедряется в аналоговом эфире указанных каналов начиная с начала июня 2021 г. вплоть до завершения поэтапного сокращения аналогового вещания.

2. О переходе на цифровое телевещание

– С января 2021 г. Российская Федерация полностью перейдет на цифровое эфирное телевещание.

– В рамках реализации федеральной целевой программы «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009–2018 годы» в России силами ФГУП «РТРС» создается сеть цифрового эфирного (наземного) телевещания с охватом более 98 % населения, включающая два мультиплекса по 10 каналов, a также 3 радиоканала.

– С запуском сети цифрового вещания граждане России абсолютно бесплатно получают набор телеканалов высокого качества, сопоставимый с тем, что раньше предлагалось только в платных пакетах.

– Первый мультиплекс составляют общероссийские обязательные общедоступные телеканалы, перечень которых определен Указом Президента Российской Федерации от 24.06.2009 № 715.

– Второй мультиплекс составляют обязательные общедоступные телеканалы, выбранные на основании конкурса, проведенного Федеральной конкурсной комиссией по телерадиовещанию.

– Строительство сети первого и второго мультиплекса завершено практически во всех субъектах Российской Федерации. Установлены и работают более 9,5 тыс. передатчиков из 10 тыс. Полностью сеть будет введена в эксплуатацию после завершения строительства всех объектов в конце 2021 года.

– На сегодняшний День российский проект по переходу на цифровое вещание – самый масштабный в мире.

– Для 1,6% населения, проживающих вне зоны эфирного наземного вещания, будет обеспечена возможность приема программ с использованием системы непосредственного спутникового вещания.

3. Пользовательское оборудование для приема цифрового сигнала

– Для просмотра цифровых программ потребуется телевизор формата DVB-T2 или адаптация старого телевизора посредством цифровой приставки.

– Владельцы старых аналоговых телевизоров, которые не приобретут новое оборудована до января 2021 г., потеряют возможность смотреть большинство телепрограмм.

4. Если вы увидели на экране литеру «А»

– Проверьте в настройках вашего телевизора, доступен ли прием цифрового сигнала.

– Если ваш телевизор не принимает цифровой сигнал, до января 2019 г. рассмотрите возможность приобретения нового телевизора или цифровой телеприставки.

– По любым вопросам, касающимся пользовательского оборудования, обращайтесь в федеральную «горячую линию» ФГУП «РТРС» по телефону 8-800-220-20-02 или на информационный интернет-портал ФГУП «РТРС» по адресу: ртрс.рф.

Контактное лицо от филиала РТРС «Тульский ОРТПЦ»:

Тортев Виталий, начальник отдела, тел. (доб. 133 ); +.

Цифровое телевидение охватило уже практически территорию всей страны. Качественный цифровой сигнал новые телевизоры принимают самостоятельно, старые – с помощью специальной приставки. В чем разница между старым аналоговым и новым цифровым сигналом? Многим это непонятно и требует разъяснения.

Аналоговое и цифровое видео

Не будем забывать, что люди воспринимают окружающий мир в аналоговом формате. Поэтому в повседневной жизни вы фиксируете реальность в аналоговом формате. Но что мы подразумеваем под аналогом? В цифровом мире, когда данные передаются, они делают это как последовательность двоичных сигналов, двух значений, но когда данные аналоговые, тогда этот сигнал может иметь любое значение.

Если бы мы взяли аналоговый сигнал и оцифровали его в цифровой сигнал с очень небольшим объемом данных, то мы бы получили не синусоидальную волну, а прямоугольную волну. Например, звук под названием «8 бит» — это не что иное, как прямоугольное упрощение различных нот. Как тогда можно оцифровать цифровой сигнал? Что ж, добавление большего количества изменений значений с течением времени, чтобы максимально приблизить сигнал к аналоговой модели.

Итак, при оцифровке данных, если мы хотим добиться большей точности в цифровой системе и, следовательно, более близкого подхода к реальности, нам потребуется больший объем данных. Следовательно, использование видео начнет появляться с 32-битными процессорами, поскольку они могут работать с данными с достаточной точностью.

Аналоговая запись — Analog recording

Аналоговые записи

(греческая,ана является « в соответствии с» илоготипами «отношений», «слово») является методом , используемым для записи аналоговых сигналов , которые, среди многих возможностей, позволяютаналоговое аудио и аналоговое видео для последующего воспроизведения.

Аналоговый аудио запись началась с механическими системами , такими как фоноавтограф и фонограф . Позже, электронные методы , такие как провода запись и магнитофон были разработаны.

Аналоговые методы записи хранения сигналов в качестве непрерывного сигнала в

илина средствах массовой информации. Сигнал может быть сохранен в виде физической текстуры на граммофонной записи , или флуктуации в напряженности поля в виде магнитной записи . Это отличается от цифровой записи , где цифровые сигналы являются квантуется , и представлены в виде дискретных чисел .

фонограф

Эдисон и его фонограф машины

Фонограф был первый станок используется для захвата и воспроизведения аналогового звука, и был изобретен известным изобретателем Томасом Эдисоном в 1877 году Эдисон включены различные элементы в его Phonograph , которые станут главными продуктами , которые могут быть найдены в записывающих устройств и по сей день.

запись

Для звукового сигнала для записи на Phonograph , он должен пройти через три различных этапа. Во- первых, звук поступает компонент конусообразную устройства, называемого диафрагма микрофона.

Как передать цифровое видео на ПК?

Первый видеодигитайзер, который будет использоваться в компьютере, появился не для ПК, а для Commodore Amiga, который появился в 1990 году вместе с New Tek’s. Видео Тостер. Карта расширения, которая как раз отвечала за прием сигнала NTSC и его оцифровку для последующих манипуляций, благодаря чему появилась возможность редактирования аналогового видео в реальном времени.

После банкротства Commodore Business Machines в 1994 году и Apple Macintosh был нишей, а затем весь интерес к мультимедиа обратился к ПК, на котором была выпущена версия Video Toaster, а также некоторые карты для обработки видео от части различных брендов, все они основаны на использовании процессоров цифровых сигналов или DSP, которые были добавлены в первые ПК с мультимедийными возможностями, чтобы иметь возможность эффективно обрабатывать этот объем данных, помимо возможности кодировать и декодировать видео в реальном времени.

Со временем появление все более мощных процессоров и цифрового видео привело к исчезновению необходимости использовать этот тип карты для обработки цифрового видео, что привело к появлению непрофессиональных программ в стиле iMovie от Apple или Microsoft«s Windows Movie Make.

2.2 Цифровой сигнал

Цифровой сигнал —
сигнал данных, у которого каждый из
представляющих параметров описывается
функцией дискретного времени и конечным
множеством возможных значений.

Сигналы представляют
собой дискретные электрические или
световые импульсы. При таком способе
вся емкость коммуникационного канала
используется для передачи одного
сигнала. Цифровой сигнал использует
всю полосу пропускания кабеля.

Полоса
пропускания — это разница между
максимальной и минимальной частотой,
которая может быть передана по кабелю.
Каждое устройство в таких сетях посылает
данные в обоих направлениях, а некоторые
могут одновременно принимать и передавать.

Дискретный цифровой
сигнал сложнее передавать на большие
расстояния, чем аналоговый сигнал,
поэтому его предварительно модулируют
на стороне передатчика, и демодулируют
на стороне приёмника информации.
Использование в цифровых системах
алгоритмов проверки и восстановления
цифровой информации позволяет существенно
увеличить надёжность передачи информации.

Замечание. Следует
иметь в виду, что реальный цифровой
сигнал по своей физической природе
является аналоговым.

Из-за шумов и
изменения параметров линий передачи
он имеет флуктуации по амплитуде,
фазе/частоте (джиттер), поляризации. Но
этот аналоговый сигнал (импульсный и
дискретный) наделяется свойствами
числа.

Сигнал определяется как напряжение или ток, который может быть передан как сообщение или как информация. По своей природе все сигналы являются
аналоговыми, будь то сигнал постоянного илипеременного тока, цифровой или импульсный. Тем не менее, принято делать различие между аналоговыми и
цифровыми сигналами.

Цифровым сигналом называется сигнал, определённым образом обработанный и преобразованный в цифры. Обычно эти цифровые сигналы связаны с реальными
аналоговыми сигналами, но иногда между ними и нет связи. В качестве примера можно привести передачу данных в локальных вычислительных сетях (LAN) или
в других высокоскоростных сетях.

В случае цифровой обработки сигнала (ЦОС) аналоговый сигнал преобразуется в двоичную форму устройством, которое называется аналого-цифровым
преобразователем (АЦП).

После обработки содержащаяся в сигнале информация может быть преобразована обратно в аналоговую форму с использованием
цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

Другой ключевой концепцией в определении сигнала является тот факт, что сигнал всегда несет некоторую информацию. Это ведет нас к ключевой проблеме
обработки физических аналоговых сигналов — проблеме извлечения информации.

Цели обработки сигналов

Главная цель обработки сигналов заключается в необходимости получения содержащейся в них
информации. Эта информация обычно присутствует в амплитуде сигнала (абсолютной или относительной),
в частоте или в спектральном составе, в фазе или в относительных временных зависимостях
нескольких сигналов.

Как только желаемая информация будет извлечена из сигнала, она может быть использована
различными способами. В некоторых случаях желательно переформатировать информацию, содержащуюся
в сигнале.

Числовая информация

Числовая информация – это количественное отображение свойств объектов окружающего мира. Все характеристики объекта, которые можно представить в виде чисел: масса, высота, скорость передвижения – это числовая информация. Существуют различные системы цифр, с помощью которых выражаются количественные характеристики: арабские, римские, клинопись – система знаков в виде клиньев. В памяти компьютера данные также представляются в числовом формате – в виде двоичного кода, который представляет собой набор нулей и единиц. Большое значение числовая форма представления информации приобрела с возникновением товарно-денежных отношений.

Любой текст можно закодировать цифрами, используя специальные системы кодирования, когда каждой букве соответствует определенный набор чисел. Такой способ шифрования называется шифром простой подстановки. Здесь каждой букве ставится в соответствие ее порядковый номер в алфавите языка. Например, А – первая буква алфавита имеет номер 1, Б – 2.

Рис. 2. Двоичный код.

Преимущества и недостатки аналогового сигнала

Недостатком аналогового сигнала являются возможности по хранению, передаче и тиражированию сигнала. При записи на магнитную ленту или винил, качество сигнала будет зависеть от свойств ленты или винила. Со временем лента размагничивается и качество записанного сигнала ухудшается. Каждое считывание постепенно разрушает носитель, а перезапись вносит дополнительные искажения, где дополнительные отклонения добавляет следующий носитель (лента или винил), устройства считывания, записи и передачи сигнала.

По мере дальнейшего совершенствования цифровых радиостанций и цифрового вещания выгоды будут продолжать расти. Новые функции цифрового радио включают в себя возможность остановки программы и возврата и возврата к части трансляции. Поиски станций также станут проще по мере продвижения технологии. Слушателям больше не нужно искать идеальное размещение набора настройки для лучшего приема.

Как ЦАП строят волну

Продукты смешанного сигнала редко создаются полностью в аналоговом или цифровом домене в наши дни. Кроме того, многие традиционно аналоговые системы теперь имеют прошивку. Эти тенденции означают, что разработчикам аналоговых и прошивок необходимо понимать различия между их проектными дисциплинами для более эффективной совместной работы. Но принципиальные способы работы с аналогами и прошивкой дизайнеров очень разные, что потенциально приводит к недопониманию и конфликту. Понимание различий помогает преодолеть разрыв.

Делать копию аналогового сигнала, это все равно, что для копирования фотографии ее еще раз сфотографировать.

Похожие записи:

Отличия между технологиями скрытой и открытой электропроводки Выбор переносного аккумулятора для телефона Какие лампочки использовать в противотуманных фарах? Как организовать резервное освещение для дома от аккумулятора своими руками: идеи для аварийного освещения Кабель для обогрева водопроводной трубы: способы монтажа и грамотное подключение Цифровые микросхемы