Оглавление
- Самый лучший цап для музыки. Как выбрать и как понять?
- Как выбрать цифро-аналоговый преобразователь?
- ЦАП на резистивной матрицы R — 2R
- DSD и PCM
- Отличие дискретного сигнала от цифрового
- ВСТУПЛЕНИЕ
- Итак, что такое ЦАП?
- Что такое битность записи, динамический диапазон и на что они влияют
- Жизнь в цифре
- Как устроен ЦАП
- Представление
- В чём разница?
- Выводы сайт
Самый лучший цап для музыки. Как выбрать и как понять?
В большинстве случаев ЦАП встроен в устройство, которое вы используете для прослушивания музыки (телевизор, ноутбук, телефон или планшет), но эта версия не оптимизирована для наилучшего качества звука.
Вот почему, если вам нужен лучший ЦАП, вам необходимо приобрести отдельное устройство, специально разработанное для этой цели. Вы можете использовать его со своим ноутбуком, телевизором, системой домашнего кинотеатра, телефоном и так далее.
Даже если есть встроенная версия, это будет обойдено, и отдельный ЦАП вступит во владение, создавая лучший звук. Мы рассмотрели некоторые из лучших продуктов на рынке и поняли, как вам выбрать лучший ЦАП за деньги.
Как выбрать цифро-аналоговый преобразователь?
Какой ЦАП лучше купить? Довольно сложный, на первый взгляд, вопрос легко разрешается, если следовать приведенным ниже рекомендациям. Перед совершением покупки необходимо четко определиться с назначением нового устройства и ожиданиями от него. Стоит ли задумываться о приобретении профессионального преобразователя, не имея столь же качественной аудиосистемы? Имеет ли смысл покупать бюджетный конвертер и ожидать от него качественного звучания? Современный рынок предлагает большое разнообразие для подбора необходимой модели с различными характеристиками и стоимостью. Критерии выбора достаточно просты
На что нужно обратить внимание в первую очередь:
- Число и вид цифровых входов.
Данный параметр напрямую зависит от устройств, которые планируются к использованию в качестве источника звука. Современные преобразователи чаще всего подключаются к компьютеру с помощью USB-порта. Кроме этого используются оптические и электрические (коаксиальные) типы соединения. В профессиональных устройствах также применяют «продвинутый» вариант подключения AES/EBU с использованием балансных кабелей, не подвергающимся наводкам внешней среды. Последнее время все чаще появляются модели с возможностью подключения к внешним устройствам при помощи Bluetooth или Wi-Fi.
- Оптимальной разрядность и частота дискретизации
Эти характеристики определяют качество воспроизведения, т. к. отвечают за точность преобразования сигнала. Разрядность — показатель числа уровней сигнала на выходе преобразователя. Для аудиозаписей на CD-дисках разрядность составляет 16 бит, а у звука высокого разрешения (Hi-Res) – 24 бит и выше. Частота дискретизации – число отчетов в период времени при оцифровке. Для звуковой дорожки CD-диска этот показатель составляет 44,1 кГц, DVD – 48 кГц, Hi-Res – 96 кГц или 192 кГц и т.д.
- Вид аналоговых выходов
Тип выходов определяется входами акустической системы. Например для подключения к аудиосистеме с симметричными входами, необходимо наличие у ЦАП таких выходов. Большинство конвертеров оснащено одним или несколькими выходами для наушников (jack или mini-jack).
- Размеры
Габариты устройства, прежде всего, зависят от его предназначения. Последнее время набирают популярность модели с компактными размерами. Такие девайсы легко умещаются в кармане и чаще всего используются для преобразования звукового сигнала со смартфона или планшета. Для особо требовательных ценителей качественной музыки больше подойдут более объемные стационарные варианты с расширенным функционалом.
- Дополнительные функции
Среди дополнительных функций, которые могут быть весьма востребованными стоит выделить:
- наличие аналоговых входов и возможность регулировки исходящего сигнала (использование устройства в режиме предусилителя);
- наличие лампового выхода;
- наличие выхода для наушников;
- возможность подключения к устройству при помощи беспроводных сетей;
- управление с помощью пульта и т.д.
- Стоимость устройства
В данном случае предельная цена устройства определяется не только финансовыми возможностями покупателя, но и тем, какая звуковая аппаратура и источник цифрового сигнала будут использоваться. Нет смысла покупать дорогой ЦАП в случае использования слабенькой аудиосистемы. При этом не следует экономить, если в дальнейшем планируется ее замена или модернизация до более качественного уровня.
- Влияние бренда
Преобразователь какой фирмы лучше? По мнению покупателей, лучше ориентироваться на проверенные годами бренды. Среди признанных мировых лидеров в производстве цифро-аналоговых конвертеров — японская компания Teac, британская Cambridge Audio, австрийская Pro-Ject и многие другие. Это те производители, которые смогли завоевать популярность по всему миру и наверняка не позволят потенциальному покупателю разочароваться в своей продукции.
- Прослушивание
Крайне важно перед покупкой в живую услышать потенциальное приобретение. Если такая возможность отсутствует, то обязательно необходимо ознакомится с отзывами реальных владельцев подобных устройств или экспертов
Ниже представлен рейтинг популярных моделей цифро-аналоговых преобразователей с описанием их технических характеристик, а также достоинств и недостатков.
ЦАП на резистивной матрицы R — 2R
Рассмотрим ЦАП на основе резистивной матрицы R — 2R(матрицы постоянного сопротивления) (рис. 3.89).
В схеме использованы так называемые перекидные ключи S1…S4, каждый из которых в одном из состояний подключен к общей точке, поэтому напряжения на ключах невелики. Ключ S5 замкнут только тогда, когда все ключи S1…S4 подключены к общей точке. Во входной цепи использованы резисторы всего с двумя различными значениями сопротивлений.
Васильев Дмитрий Петрович
Профессор электротехники СПбГПУ
Задать вопрос
Из анализа схемы можно увидеть, что и для нее модуль выходного напряжения пропорционален числу, двоичный код которого определяется состоянием ключей S1…S4. Анализ легко выполнить, учитывая следующее.
Пусть каждый из ключей S1…S4 подключен к общей точке. Тогда, как легко заметить, напряжение относительно общей точки в каждой следующей из точек «a»…«d» в 2 раза больше, чем в предыдущей. К примеру, напряжение в точке «b» в 2 раза больше, чем в точке «а» (напряжения Uа, Ub, Uc и Ud в указанных точках определяются следующим образом:
Ua = U0
Uc = U0 / 2
Ub = U0 / 4
Ud = U0 / 8
Допустим, что состояние указанных ключей изменилось. Тогда напряжения в точках «a»…«d» не изменятся, так как напряжение между входами операционного усилителя практически нулевое.
Из вышеизложенного следует, что:
uвых= − ( U0Roc / 2R ) · S4 − ( (U0/2) Roc / 2R ) · S3 – ( (U0/4) Roc / 2R ) · S2 − ( (U0/8) Roc / 2R ) · S1 = − ( U0Roc/ 16R) · ( 8S4+ 4S3+ 2S2 + S1)
где Si , i = 1, 2, 3, 4 принимает значение 1, если соответствующий ключ замкнут, и 0, если ключ разомкнут.
DSD и PCM
DSD, или Direct Stream Digital – альтернатива PCM. Этот формат изначально был разработан для архивирования, а позднее применялся для записи Super Audio CD (SACD), продвигавшихся Sony и Philips в конце 90-х и начале 2000-х. Это намного более нишевый формат; в отличие от PCM, его разрядность составляет всего один бит, зато частота дискретизации намного выше – 2,8 МГц у DSD64 и 5,6 МГц у DSD128.
Споры о том, какая система кодирования лучше, продолжаются до сих пор. Мы лишь скажем, что убежденным сторонникам DSD следует внимательно проверять списки характеристик: не все ЦАП поддерживают этот формат.
Отличие дискретного сигнала от цифрового
Про Азбуку Морзе наверное слышали все. Придумал художник Самуэль Морзе, другие новаторы усовершенствовали, а использовали все. Это способ передачи текста, где точками и тире закодированы буквы. Упрощенно, кодировка называется морзянкой. Её долго использовали на телеграфе и для передачи информации по радио. Кроме того, сигналить можно с помощью прожектора или фонарика.
Код морзянки зависит только от самого знака. А не от его продолжительности или громкости (силы). Как ни ударь ключом (моргни фонариком), воспринимаются только два варианта– точка и тире. Можно только увеличить скорость передачи. Ни громкость, ни продолжительность в расчёт ни принимаются. Главное, что бы сигнал дошёл.
Так же и цифровой сигнал
Важно закодировать данные с помощью 0 и 1. Получатель должен только разобрать, комбинацию нолей и единиц
Неважно с какой громкостью и какой продолжительностью будет каждый сигнал. Важно получить нолики и единички. Это суть цифровой технологии.
Дискретный сигнал получится если закодировать ещё громкость (яркость) и продолжительность каждой точки и тире, или 0 и 1. В этом случае вариантов кодировки больше, но и путаницы тоже. Громкость и продолжительность можно не разобрать. В этом и разница между цифровым и дискретным сигналами. Цифровой генерируется и воспринимается однозначно, дискретный с вариациями.
ВСТУПЛЕНИЕ
Если с работой усилителя все понятно, ну или хотя бы это так на первый взгляд, то вот с тем, за счет какой магии работает ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь), еще предстоит разобраться. Ну посудите сами. В эту загадочную коробочку подается бесконечный поток единиц и нулей, а на выходе мы получаем последний альбом Tool. Каким образом бинарный код превращается в звук? Какие варианты преобразования есть? В чем отличия, преимущества и недостатки? Попытаемся разобраться.
Из прошлого текста мы помним, что “электрический звук” это и есть ток — комбинация напряжения и силы тока. Различные походы к усилению сигнала не меняют единого подхода к преобразованию его цифровой личины в ток. Это превращение нулей и единиц, единиц и нулей в то самое напряжение на выходе. Которое подается на усилитель для дальнейшего усиления в достаточной мере для раскачки колонок и наушников.
Как же ЦАП понимает сигнал и читает его? Попробуем разобраться.
Итак, что такое ЦАП?
ЦАП преобразует цифровой сигнал в аналоговый, чтобы ваши наушники могли создавать звук. Вот так просто! Большинство чипов ЦАП находятся в источниках того, к чему вы подключаете наушники, и обычно стоит для производителя от 3 до 30 долларов США. Это очень простой и постоянный компонент любого смартфона, хотя разъем для наушников и пытаются убить, в основном компания Apple.
Подобно усилителям для наушников, отдельные ЦАП стали появляться в продаже для того, чтобы хоть как-то компенсировать низкий уровень качества воспроизведения звука. Вы удивитесь, но в 80-е и даже в 90-е годы далеко не всё потребительское оборудование могло справится даже с простыми наушниками, не говоря уже о более серьезном оборудовании. Довольно часто, даже если ЦАП был встроен в готовый прибор, он был неправильно к нему подключен или плохо экранирован, поэтому во время прослушивания вы могли слышать помехи или наводки от работы самого оборудования. Добавим сюда далеко не лучшее качество музыкального материала с низкой частотой дискретизацией первых mp3 файлов и вы можете вообразить на что была похожа музыка 90-х. Согласитесь, никто не захочет слушать такое для собственного удовольствия.
Но с тех пор цифровая музыка прошла долгий путь. Значительно возросшая культура производства музыкального оборудования привела к тому, что даже дешевые чипы стали давать довольно хорошее качество звучания, да и музыкальный материал стал гораздо более качественным. Сегодня музыка в формате mp3 почти везде записана с битрейтом в 320 кб/сек, а многие перешли на прослушивание материала в формате FLAC или в новомодном формате MQA. И там, где раньше требовалось серьезное оборудование для достижение хорошего качества звука, сейчас в большинстве случаев достаточно возможностей обычного хорошего смартфона.
Что такое битность записи, динамический диапазон и на что они влияют
Если вы послушаете старые mp3 файлы или плохие MIDI записи вы заметите, что вам сложно различать музыкальные инструменты, если они играют одновременно, они просто сливаются в «звуковую кашу» и разобрать в ней ничего невозможно.
Это происходит от того, что у записи узкий динамический диапазон. Чем он больше, тем более глубоким слышится звук, более приятным и реалистичным. Узкий динамический диапазон просто не позволяет разным инструментам, которые звучат одновременно, иметь различную громкость и один инструмент глушит другой, от этого возникает мутный неприятный звук и слушать такую музыку совершенно не хочется.
Теоретически за динамический диапазон отвечает битность звука во время его кодирования в цифровой вид. Чем выше битность, тем больше значений может принимать звуковая волна за единицу времени и тем шире может быть динамический диапазон. Но это в теории, т.к. это кроме битности на громкость могут влиять много других факторов и битность начинает влиять на динамический диапазон тогда, когда все другие факторы исключены.
Например, почти вся современная музыка выпускается со значительной компрессией, чтобы увеличить базовую громкость всего материала, от этого сильно страдает динамический диапазон, т.к. все тихие места композиции подтягиваются и становятся более громкими, а очень громкие пики инструментов срезаются до среднего значения
Таким образом, после процедуры компрессии уже почти не важно какой была битность записи. Но в том случае если вы слушаете качественный материал, который не испортили на студии, битность действительно начинает играть значительную роль в динамическом диапазоне
Самое распространённое значение сегодня это 16 битная запись, но уже набирает популярность 24 битная музыка, а в скором времени в общее пользование начнут попадать 32 битные записи музыкальных произведений. При качественной обработки музыкального материала на студии и без ужасающей компрессии 16 битная точность записи, в общем, достаточна для того, чтобы не испытывать проблем с динамическим диапазоном.
Но в определении качества звука мы снова сталкиваемся с особенностями человеческого восприятия звука. Что такое 16 битная запись звука? Это значит, что одно измерение изменения амплитуды звуковой волны может принимать 65536 значений, что даёт нам динамический диапазон до 96,33 Дб. В свою очередь это означает, что звук с громкостью до 96,33 Дб должен быть записан без искажений по уровню громкости.
Если вы похожи на меня, то в большинстве случаев вы слушаете музыку в наушниках, а в наушниках довольно опасно долго слушать громкую музыку и, поверьте, 96,33 Дб это очень громко. Я стараюсь не превышать 60-65 Дб при прослушивании, этого вполне достаточно чтобы в полной мере насладиться звуком, но недостаточно чтобы повредить слух. И, как видите, у меня остается значительный запас по громкости до заветных 96,33 дб. По этой причине записи с 24 битной точностью для меня не дадут никакого преимущества, я просто не буду слышать разницы из-за того, что не слушаю музыку достаточно громко. Если кто-то из ваших знакомых, слушающий музыку в наушниках, говорит вам, что есть разница между 16 битной записью и 24 битной — не верьте ему. Он стал жертвой маркетинга и просто верит, что разница есть, хоть он её и не слышит. Добавим к этому тот факт, что наш слух имеет разную чувствительность по громкости к разным частотам звука, поэтому 16 битных записей для прослушивания в наушниках хватит для любых ситуаций.
Так почему многие люди верят, что 24 битная запись музыки значительно превосходит 16 битную? Для некоторых ситуаций это действительно так. Например, если вы слушаете живую запись симфонического оркестра, вам действительно нужна 24 битная запись, т.к. вам придется значительно повышать громкость, чтобы услышать все нюансы. Вы повышаете громкость технически, на вашем устройстве, но та громкость, которую вы услышите будет нормальной, потому что записи симфонической музыки делаются довольно тихими как раз для того, чтобы можно было расслышать все нюансы звука. Но это правило не работает для современных записей поп музыки, т.к. уже на студии записи делают предельно громкими и если вы будете слушать её на той же громкости, что и качественную запись оркестра, вы просто рискуете повредить свой слух.
Также 24 битная запись подходит для записи звука. Гораздо эффективнее сделать запись в более высокой битности и потом, при финальной обработке снизить её до 16, чем наоборот. Если вы сделаете запись в 16 битах и потом искусственно увеличите её до 24, то качество будет даже ниже, чем при исходных 16 битах, а возможно и такое, что в звуке появится посторонний фоновый шум.
Жизнь в цифре
Значение амплитуды представлено двоичным числом (1 или 0), а длина этого числа называется разрядностью, выраженной в битах. Величина, обратная временному интервалу измерений, является частотой дискретизации.
Например, при записи стандартного CD выборка делается 44 100 раз в секунду. Каждый из «срезов» измеряется с точностью до 16 бит, и результаты измерения сохраняются в 16-разрядном цифровом формате. С другой стороны, при записи трека в Hi-Res-аудио длина «среза» увеличивается до 24 бит, а выборка делается аж 192 000 раз в секунду.
У цифровых аудиоданных могут быть самые разные частота дискретизации, разрядность, форматы кодирования и сжатия – однако независимо от конкретных параметров именно ЦАП должен придать этим данным смысл, максимально точно переведя их из двоичного формата в исходную аналоговую форму.
Как устроен ЦАП
ЦАП подразделяются на электрические и механические. В электрических ЦАП выходными сигналами являются ток, напряжение, временной интервал, а в механических — линейное и угловое перемещения, скорость и т.д. Широкое применение ЦАП нашли:
- в системах цифровой связи, системах телеизмерений (модемы, кодеки, активные и цифровые фильтры), системах распределения аналоговых сигналов;
- в системах управления технологическими процессами (станки с числовым программным управлением, прецизионная электротермообработка, электронно-лучевая фотолитография и др.);
- в испытательной и измерительной технике (программируемые источники питания, цифровые измерительные приборы и др.).
Цифровая информация представляется соответствующим кодом. Наиболее распространен двоичный цифровой код. Значения разрядов в таком коде определяются присутствием или отсутствием электрического напряжения или напряжениями высокого или низкого уровня. Цифровой код может быть последовательным, когда уровни напряжения, соответствующие отдельным разрядам кода, поступают в различные моменты времени и могут быть переданы по одной линии.
При параллельном кодировании все уровни напряжения, соответствующие разрядам кода, поступают одновременно и передаются по отдельным линиям. Цифровой код представляется в виде последовательности единиц и нулей, например: 1101. В данном коде записано 4 цифры, которые называют разрядами. Крайний левый разряд называют старшим разрядом (СР), крайний правый — младшим разрядом (МР). Числовой эквивалент может быть определен, если известна система кодирования или тип кода. В ЦАП наибольшее распространение получили двоичные и двоично-десятичные коды с весами разрядов 8-4-2-1 или 2-4-2-1.
Что такое фоторезистор.
Читать далее
Маркировка SMD транзисторов.
Читать далее
Как сделать датчик движения своими руками.
Читать далее
Коды бывают прямыми и обратными. Обратные коды получаются инвертированием всех разрядов прямого кода. Максимальное число разрядов, которые могут быть поданы на вход ЦАП и преобразованы в выходную величину, определяется конкретной интегральной схемой. Число разрядов — это двоичный логарифм максимального числа кодовых комбинаций на входе ЦАП. Число разрядов является наиболее общей характеристикой, определяющей номинальные функциональные возможности ИМС.
Современный цифро-аналоговый преобразователь.
По способу формирования выходного напряжения в зависимости от цифрового входного кода все ЦАП можно разделить на три группы: с суммированием токов, с суммированием напряжений, с делением напряжений. При реализации ЦАП в виде БИС наибольшее распространение получила схема с суммированием токов. ЦАП с суммированием и делением напряжений менее технологичны, но до сих пор реализуются в аппаратуре на цифровых и аналоговых микросхемах.
ЦАП, использующие для формирования выходного напряжения суммирование токов, делятся на два типа: с использованием взвешенных резисторов и с использованием многозвенной цепочки резисторов R-2R. Принцип действия ЦАП основывается на том, что любое двоичное число Xn_iXn_2.. .Х2ХгХ можно представить в виде суммы степеней числа 2. Поэтому для преобразования двоичных чисел в аналоговую величину (напряжение, ток и т.д.) необходимо каждой единице числа поставить в соответствие аналоговую величину со своим весом, соответствующим разряду данной цифры, а затем произвести суммирование этих величин.
Схема ЦАП
Схема четырехразрядного ЦАП на основе двоично-взвешенных резисторов состоит из матрицы двоично-взвешенных резисторов, переключателей на каждый разряд, которые управляются цифровыми сигналами, входного (опорного) напряжения и суммирующего усилителя, собранного на базе ОУ в инверсном включении. Сопротивления резисторов, соответствующих разрядам входного слова, отличаются в два раза при переходе к соседнему биту. На цифровые входы ЦАП подается двоичный ЛГ-разрядный сигнал.
Каждый i-й цифровой сигнал управляет г-м переключателем, обеспечивая подключение любого резистора с сопротивлением R ? 21 либо к общей шине, либо к источнику входного напряжения. Для простоты рассмотрения принимается, что сопротивление переключателей и внутреннее сопротивление источника входного сигнала равно нулю.
Четырехразрядного цифро-аналоговый преобразователь.
Представление
Наиболее важные характеристики ЦАП:
- разрешение
- Число возможных выходных уровней, которые ЦАП предназначен для воспроизведения. Обычно это указывается как количество используемых битов , которое является двоичным логарифмом количества уровней. Например , 1-битный ЦАП предназначен для воспроизведения 2 (2 1 уровня) в то время как 8-битовый ЦАП рассчитан на 256 (2 8 ) уровней. Разрешение связано с эффективным количеством битов, которое является мерой фактического разрешения, достигаемого ЦАП. Разрешение определяет глубину цвета в видео приложениях и битовую глубину звука в аудио приложениях.
- Максимальная частота дискретизации
- Максимальная скорость, на которой схема ЦАП может работать и при этом обеспечивать правильный выходной сигнал. Теорема Котельникова определяет связь между этим и полосой пропускания дискретизированного сигнала.
- Монотонность
- Способность аналогового выхода ЦАП перемещаться только в том направлении, в котором движется цифровой вход (т. Е. Если вход увеличивается, выход не падает до подтверждения правильного выхода). Эта характеристика очень важна для ЦАП, используемых в качестве низкого уровня. -частотный источник сигнала или как программируемый подстроечный элемент.
- Общие гармонические искажения и шум (THD + N)
- Измерение искажений и шума, вносимых ЦАП в сигнал. Он выражается в процентах от общей мощности нежелательных гармонических искажений и шума, сопровождающих полезный сигнал.
- Динамический диапазон
- Измерение разницы между наибольшим и наименьшим сигналами, которые ЦАП может воспроизвести, выраженное в децибелах . Обычно это связано с разрешением и минимальным уровнем шума .
Другие измерения, такие как фазовые искажения и джиттер , также могут быть очень важны для некоторых приложений, некоторые из которых (например, беспроводная передача данных, композитное видео) могут даже полагаться на точное формирование сигналов с регулируемой фазой.
Нелинейное кодирование PCM (A-закон / μ-закон, ADPCM, NICAM) пытается улучшить свои эффективные динамические диапазоны за счет использования размеров логарифмического шага между уровнями выходного сигнала, представленными каждым битом данных. Это способствует большему искажению квантования громких сигналов для лучшего качества тихих сигналов.
В чём разница?
Основное различие между Аналоговым сигналом и Цифровым сигналом состоит в том, что Аналоговый сигнал является непрерывным сигналом во времени, в то время как Цифровой сигнал является дискретным (прерывистым) сигналом во времени.
Сигнал передает информацию от одного устройства к другому. В электротехнике сигнал — это фундаментальная величина, представляющая информацию. В контексте математики сигнал это функция, которая передает информацию. Аналоговый сигнал и Цифровой сигнал — это два вида сигналов.
Что такое Аналоговый сигнал?
Аналоговый сигнал — это непрерывный сигнал, и он меняется со временем. Синусоидальная волна представляет этот сигнал, где амплитуда , период и частота являются некоторыми факторами, описывающими его поведение. Амплитуда — это максимальная высота сигнала. Частота (f) — это количество циклов в единицу времени. Период (T) — это время завершения одного цикла (T = 1 / f).
Пример графика Аналогового сигнала
Аналоговый сигнал сложно анализировать, поскольку он содержит огромное количество значений. Он может содержать как отрицательные так и положительные значения.
Кроме того, потребляемая мощность аналоговых приборов, как правило высокая. Обычно, аналоговые сигналы имеют свойство снижать качество передачи из-за искажения и помех. Типичным примером аналогового сигнала в нашей повседневной жизни является звук.
Что такое Цифровой сигнал?
Цифровой сигнал — это прерывистый (дискретный) сигнал во времени. На графике, он имеет форму прямоугольной волны и представляет информацию в двоичной форме, которая содержит единицы (1) и нули (0). На графике цифрового сигнала единицами являются вершины графика, тогда как нули это впадины графика. Цифровые сигналы не имеют отрицательных значений, как в аналоговых сигналах.
В наше время всё больше используется цифровой сигнал и зачастую использование аналоговых сигналов в связи вместо цифровых вызывает сложности. Например, трудно осуществлять связь на большие расстояния из-за искажения сигнала и помех. Цифровые сигналы являются отличным решением этой проблемы. Они менее подвержены искажениям. Поэтому аналоговые сигналы преобразуются в цифровые сигналы для четкой и точной связи. Цифровые телефоны, компьютеры, современные телевизоры и другие электронные устройства используют цифровые сигналы.
В чем разница между Аналоговым сигналом и Цифровым сигналом?
Аналоговый сигнал против Цифрового сигнала | |
Аналоговый сигнал — это непрерывный сигнал, который изменяется в течение определенного периода времени | Цифровой сигнал — это дискретный сигнал, который несет информацию в двоичной форме |
Анализ | |
Сложно анализировать | Проще анализировать |
Вид | |
Имеет вид синусоидальной волны | Имеет вид прямоугольной волны |
Диапазон значений | |
Содержит огромное количество значений, которые могут быть как положительными, так и отрицательными | Остается в конечном диапазоне. Может иметь 0 или 1 |
Искажение | |
Имеет большую склонность к искажению | Имеет меньшую склонность к искажению |
Хранение данных | |
Данные хранятся в виде волнового сигнала. Для хранения этих данных требуется большой объём памяти | Данные хранятся в виде двоичных файлов |
Примеры | |
Звук, мгновенное напряжение и ток — примерыаналоговых сигналов | Примерами цифровых сигналов являются сигналы в компьютерах, оптических дисках и цифровых телефонах |
Выводы сайт
- Аналоговый сигнал непрерывен, цифровой — дискретен.
- При передаче аналогового сигнала выше риск забивания канала помехами.
- Аналоговый сигнал избыточен.
- Цифровой сигнал фильтрует помехи и восстанавливает исходные данные.
- Цифровой сигнал передается в зашифрованном виде.
- Несколько цифровых сигналов можно послать вместо одного аналогового.
Очень часто мы слышим такие определения, как «цифровой» или «дискретный» сигнал, в чем его отличие от «аналогового»?
Суть различия в том, что аналоговый сигнал непрерывный во времени (голубая линия), в то время как цифровой сигнал состоит из ограниченного набора координат (красные точки). Если все сводить к координатам, то любой отрезок аналогового сигнала состоит из бесконечного количества координат.
Цифровая модуляция — это новая форма радиосигнала. Аналоговое вещание представляет собой непрерывный поток электрических сигналов, которые со временем меняются по интенсивности. Из-за электрического заряда сигнала аналоговые передачи легко мешают штормы и другие естественные нарушения в атмосфере. Тем не менее, аналоговый сигнал обычно обеспечивает какой-то сигнал, передающий по меньшей мере часть отправляемой информации, даже с помехами.
Цифровое оборудование не посылает непрерывный сигнал. Цифровой сигнал, состоящий из математического кода, отправляется в сегменты блока. Когда цифровой сигнал встречает помехи, весь сигнал теряется из-за разделенных блоков цифрового сигнала. Однако, когда сигнал присутствует, его легче настраивать, чем аналоговый сигнал из-за математической точности трансляции.
У цифрового сигнала координаты по горизонтальной оси расположены через равные промежутки времени, в соответствии с частотой дискретизации. В распространенном формате Audio-CD это 44100 точек в секунду. По вертикали точность высоты координаты соответствует разрядности цифрового сигнала, для 8 бит это 256 уровней, для 16 бит = 65536 и для 24 бит = 16777216 уровней. Чем выше разрядность (количество уровней), тем ближе координаты по вертикали к исходной волне.
Радиостанции работают над преобразованием в цифровой сигнал. Когда сигнал сильный, звук становится четким и четким. Однако, если сигнал слабый, он, вероятно, полностью потеряется. Цифровые карманные радиосистемы борются за ретрансляцию качественного звука, потому что цифровая система не может отличить фоновый шум от звука голоса, что является проблемой для персонала неотложной помощи. В контролируемой среде, такой как радиостанция, звуковые звуковые звуковые сигналы обеспечивают превосходное качество звука.
Однако технология может быть не готова для всех приложений. Хотя большинство людей считают аналоговые радиосигналы «старыми», они по-прежнему обладают большими преимуществами по сравнению с цифровыми. Аналоговые радиостанции могут расширить диапазон сигналов, просто включив питание, если это необходимо. Аналоговый радиосигнал также может выдавать истинный голос, поэтому громкоговоритель с громким фоновым шумом может быть услышан и понят.
Аналоговыми источниками являются: винил и аудиокассеты. Цифровыми источниками являются: CD-Audio, DVD-Audio, SA-CD (DSD) и файлы в WAVE и DSD форматах (включая производные APE, Flac, Mp3, Ogg и т.п.).