同様の信号。デジタル信号とアナログ信号：類似点と相違点、長所と短所は何ですか？デジタルおよびディスクリート信号

デジタル回路は、電子工学の専門家を養成するすべての高等教育機関で研究されている最も重要な分野です。本物のアマチュア無線もこの問題に精通している必要があります。しかし、ほとんどの本と教材理解するのが非常に難しい言語で書かれていて、初心者の電子技術者（おそらく学童）が習得するのは難しいでしょう新情報..。マスターキットの一連の新しいトレーニング資料は、このギャップを埋めるために設計されています。私たちの記事では、複雑な概念が最も簡単な言葉で説明されています。

8.1。アナログおよびデジタル信号

まず、アナログ回路が一般的にデジタルとどのように異なるかを理解する必要があります。そして主な違いは、これらの回路が動作する信号にあります。
すべての信号は、アナログとデジタルの2つの主要なタイプに分けることができます。

アナログ信号

アナログ信号は私たちに最もよく知られています。私たちの周りの自然界全体がアナログであると言えます。私たちの視覚と聴覚、および他のすべての感覚器官は、入ってくる情報をアナログ形式で、つまり継続的に時間内に知覚します。音情報の伝達-人間の発話、楽器の音、動物の轟音、自然の音など。 -アナログ形式でも実行されます。
この質問をさらによく理解するために、描きましょうアナログ信号（図1）：

図1。アナログ信号

アナログ信号の時間と振幅が連続していることがわかります。いつでも、アナログ信号の振幅の正確な値を決定できます。

デジタル信号

一定の間隔で、信号の振幅を一定ではなく離散的に分析してみましょう。たとえば、1秒に1回、またはより頻繁に：1秒に10回。これを行う頻度は、サンプリングレートと呼ばれます。1秒に1回-1 Hz、1秒に1000回-1000Hzまたは1kHzです。

わかりやすくするために、アナログ（上）信号とデジタル（下）信号のグラフを描きましょう（図2）。

図2。アナログ信号（上）とデジタルコピー（下）

すべての瞬間的な期間で、信号振幅の瞬間的なデジタル値を見つけることが可能であることがわかります。「チェック」の間隔の間に信号に何が起こるか（信号がどの法則に従って、その振幅は何であるか）、私たちは知りません、この情報は私たちに失われます。信号レベルをチェックする頻度が少ないほど（サンプリングレートが低いほど）、信号に関する情報が少なくなります。もちろん、その逆も当てはまります。サンプリングレートが高いほど、信号表現の品質が向上します。限界では、サンプリングレートを無限大に上げると、実質的に同じアナログ信号が得られます。
とにかく、これはアナログ信号がデジタル信号よりも優れていることを意味しますか？理論的には、おそらくそうです。しかし実際には、最新のアナログ-デジタルコンバーター（ADC）は、非常に高いサンプリングレート（最大数百万サンプル/秒）で動作するため、人間が感じるほど定性的にアナログ信号をデジタル形式で記述します（目、耳）。）元の信号とそのデジタルモデルの違いを感じることができなくなりました。デジタル信号には非常に大きな利点があります。ワイヤーや電波を介して送信する方が簡単で、干渉がそのような信号に大きな影響を与えることはありません。したがって、すべての現代モバイル接続、テレビおよびラジオ放送-デジタル。

図の下のグラフ。 2は、別の形式で簡単に表すことができます。これは、時間/振幅という数値のペアの長いシーケンスとして表されます。そして、数字はまさにデジタル回路に必要なものです。 NS、デジタル回路特別な方法で数字を扱うことを好みますが、それについては次のレッスンで説明します。

これで、重要な結論を導き出すことができます。

デジタル信号は離散的であり、特定の時点でのみ決定できます。
-サンプリングレートが高いほど、デジタル信号表現の精度が高くなります。

アナログ信号は、代表的なパラメータのそれぞれが時間の関数と可能な値の連続セットによって記述されるデータ信号です。

2つの信号空間があります-空間L（連続信号）と空間l（Lは小さい）-シーケンスの空間。空間l（Lは小さい）はフーリエ係数の空間（定義域の有限区間で連続関数を定義する可算数の集合）であり、空間Lは上の連続（アナログ）信号の空間です。定義域。特定の条件下で、空間Lは空間lに一意にマッピングされます（たとえば、最初の2つのコテルニコフ離散化定理）。

アナログ信号は時間の連続関数として記述されるため、アナログ信号は連続信号と呼ばれることもあります。アナログ信号は、離散（量子化、デジタル）とは対照的です。連続空間と対応する物理量の例：

直接：電圧

円周：ローター、ホイール、歯車、アナログ時計の針の位置、またはキャリア信号の位相

セグメント：ピストン、コントロールレバー、液体温度計、または電気信号の位置。振幅が制限されたさまざまな多次元空間：色、直交変調信号。

アナログ信号の特性は、量子化信号またはデジタル信号の特性とほぼ逆です。

互いに明確に区別できる離散信号レベルがないため、情報の概念を使用して、デジタル技術で理解されている形式で情報を記述することができなくなります。 1つのサンプルに含まれる「情報量」は、測定器のダイナミックレンジによってのみ制限されます。

冗長性はありません。値空間の連続性から、信号に導入された干渉は信号自体と区別がつかないため、元の振幅を復元することはできません。実際、この信号の特性（特に周波数帯域）に関する追加情報がわかっている場合は、たとえば周波数法によってフィルタリングが可能です。

応用：

アナログ信号は、絶えず変化する物理量を表すためによく使用されます。たとえば、熱電対から取得したアナログ電気信号は、温度変化に関する情報、マイクからの信号（音波の急激な圧力変化など）を伝達します。

2.2デジタル信号

デジタル信号は、各表現パラメータが離散時間関数と有限の可能な値のセットによって記述されるデータ信号です。

信号は、個別の電気パルスまたは光パルスです。この方法では、通信チャネルの全容量を使用して1つの信号を送信します。デジタル信号は、ケーブルの全帯域幅を使用します。帯域幅は、ケーブルを介して送信できる最大周波数と最小周波数の差です。このようなネットワーク上の各デバイスは両方向にデータを送信し、一部のデバイスは同時に受信および送信できます。ベースバンドシステムは、単一周波数のデジタル信号としてデータを送信します。

ディスクリートデジタル信号は、アナログ信号よりも長距離で送信するのが難しいため、送信機側で事前変調され、情報受信機側で復調されます。デジタルシステムでデジタル情報をチェックおよび復元するためのアルゴリズムを使用すると、情報送信の信頼性を大幅に向上させることができます。

コメント。実際のデジタル信号は、その物理的性質によりアナログであることに留意する必要があります。ノイズと伝送線路のパラメータの変化により、振幅、位相/周波数（ジッター）、偏波に変動があります。しかし、このアナログ信号（パルスおよび離散）には、数値の特性が備わっています。その結果、その処理（コンピュータ処理）に数値的方法を使用することが可能になります。

現在、デジタル電子機器は従来のアナログをますます混雑させています。多種多様な電子機器を製造する大手企業は、デジタル技術への完全な移行をますます宣言しています。

電子マイクロ回路の製造技術の進歩により、デジタル技術とデバイスの急速な発展が保証されました。信号処理と送信のデジタル方式を使用すると、通信回線の品質を大幅に向上させることができます。テレフォニーで信号を処理およびスイッチングするデジタル方式では、スイッチングデバイスの重量とサイズの特性を数回削減し、通信の信頼性を高め、追加機能を導入できます。

高速マイクロプロセッサ、マイクロ回路の出現ランダム・アクセス・メモリ大量のハードメディアに情報を保存するための大容量、小型のデバイスは、日常生活や生産で非常に幅広い用途が見出されているかなり安価なユニバーサルパーソナル電子コンピュータ（コンピュータ）を作成することを可能にしました。

デジタル技術は、自動生産、宇宙船、ガスポンプ場などの遠隔物体の制御に使用される遠隔信号および遠隔制御システムに不可欠です。デジタル技術は、電気無線測定システムでも強力な位置を占めています。信号を記録および再生するための最新のデバイスも、デジタルデバイスを使用しないと考えられません。デジタル機器は、家電製品の制御に広く使用されています。

将来的には、デジタルデバイスがエレクトロニクス市場を支配する可能性が非常に高いです。

まず、いくつかの基本的な定義を示しましょう。.

信号時間の経過とともに変化する物理量（たとえば、温度、気圧、光の強さ、電流の強さなど）です。この時間の変化のおかげで、信号はある種の情報を運ぶことができます。

電気信号時間の経過とともに変化する電気量（たとえば、電圧、電流、電力）です。すべての電子機器は主に電気信号で動作しますが、最近では、時間の経過とともに変化する光の強度を表す光信号がますます使用されています。

アナログ信号特定の制限内で任意の値を取ることができる信号です（たとえば、電圧は0から10ボルトまでスムーズに変化する可能性があります）。アナログ信号のみを受け入れるデバイスは、アナログデバイスと呼ばれます。

デジタル信号 2つの値（場合によっては3つの値）しかとることができない信号です。さらに、これらの値からのいくつかの逸脱は許容されます（図1.1）。たとえば、電圧は0〜0.5 V（ゼロレベル）または2.5〜5 V（1レベル）の2つの値を取ることができます。デジタル信号のみで動作するデバイスは、デジタルデバイスと呼ばれます。

自然界では、ほとんどすべての信号はアナログです。つまり、特定の制限内で連続的に変化します。そのため、最初の電子機器はアナログでした。彼らは物理量をそれらに比例する電圧または電流に変換し、それらに対していくつかの操作を実行し、次に物理量への逆変換を実行しました。たとえば、人間の声（空気の振動）はマイクを使用して電気の振動に変換され、次にこれらの電気信号は電子増幅器によって増幅され、スピーカーシステムの助けを借りて再び空気の振動に変換されてより大きな音になります。

米。 1.1。電気信号：アナログ（左）とデジタル（右）。

電子機器が信号に対して実行するすべての操作は、条件付きで3つの大きなグループに分けることができます。

処理（または変換）;

ブロードキャスト;

ストレージ。

これらすべての場合において、有用な信号は寄生信号（ノイズ、干渉、干渉）によって歪められます。さらに、信号を処理するとき（たとえば、増幅、フィルタリングのとき）、電子デバイスの不完全さ、不完全さのために、信号の形状も歪められます。また、長距離および保管中に送信されると、信号も弱くなります。

米。 1.2。ノイズによる歪みとアナログ信号（左）とデジタル信号（右）の干渉。

アナログ信号の場合、すべての値が許可されているため、これはすべて有用な信号を大幅に劣化させます（図1.2）。したがって、各変換、各中間ストレージ、ケーブルまたは空気を介した各伝送は、アナログ信号を劣化させ、場合によっては完全に破壊します。また、すべてのノイズ、干渉、ピックアップを基本的に正確に計算することはできないため、アナログデバイスの動作を正確に説明することは絶対に不可能であることも考慮に入れる必要があります。さらに、時間の経過とともに、すべてのアナログデバイスのパラメータは要素の経年劣化により変化するため、これらのデバイスの特性は一定に保たれません。

アナログ信号とは異なり、許容値が2つしかないデジタル信号は、ノイズ、干渉、干渉からはるかに保護されます。許容値からのわずかな逸脱は、いかなる方法でも歪めませんデジタル信号、許容偏差のゾーンが常に存在するためです（図1.2）。そのため、デジタル信号は、アナログ信号よりもはるかに複雑で多段階の処理、はるかに長いロスレスストレージ、およびはるかに優れた伝送を可能にします。さらに、デジタルデバイスの動作は常に正確に計算および予測できます。デジタルデバイスは、パラメータのわずかな変更が機能にまったく影響を与えないため、経年劣化の影響をはるかに受けにくくなっています。さらに、デジタルデバイスは設計とデバッグが簡単です。これらすべての利点がデジタルエレクトロニクスの急速な発展をもたらすことは明らかです。

ただし、デジタル信号にも大きな欠点があります。事実、デジタル信号は、少なくとも一定の最小時間間隔の間、許可された各レベルに留まらなければなりません。そうでないと、デジタル信号を認識できなくなります。そして、アナログ信号は、無限に短い時間でその値のいずれかを取ることができます。別の言い方をすれば、アナログ信号は連続時間（つまり、任意の瞬間）で定義され、デジタル信号は離散時間（つまり、選択された瞬間のみ）で定義されます。したがって、アナログデバイスの達成可能な最大速度は、常にデジタルデバイスよりも基本的に高速です。アナログデバイスは、デジタル信号よりも速く変化する信号を処理できます。アナログデバイスによる情報処理と送信の速度は、デジタルデバイスによるその処理と送信の速度よりも常に速くすることができます。

さらに、デジタル信号は2つのレベルでのみ情報を送信し、レベルの1つを別のレベルに変更することによって情報を送信します。また、アナログ信号もそのレベルの現在の値ごとに情報を送信します。つまり、情報転送の点でより容量が大きくなります。したがって、1つのアナログ信号に含まれる有用な情報の量を転送するには、ほとんどの場合、複数のデジタル信号（通常は4〜16）を使用する必要があります。

さらに、すでに述べたように、本質的にすべての信号はアナログアナログです。つまり、それらをデジタル信号に変換し、逆変換するために、特別な機器（アナログ-デジタルおよびデジタル-アナログコンバーター）を使用します。必要。そのため、無料で提供されるものはなく、デジタルデバイスのメリットに対する料金が許容できないほど高くなる場合があります。

私はデジタル信号について話しました。なぜこれらのデジタル信号はとても良いのですか？奇妙に聞こえるかもしれませんが、デジタル信号は電圧または電流の値を変更することによって送信されるため、本質的にアナログですが、以前に指定されたレベルで信号を送信します。彼らの核心にあるのは離散信号。「ディスクリート」という言葉はどういう意味ですか？離散とは、別々の、別々の、不連続な部分で構成されることを意味します。デジタル信号は2つの状態しかないため、単なる離散信号です。 「アクティブ」および「非アクティブ」-「電圧/電流オン」および「電圧/電流なし」。

デジタル信号の主な利点は、送信と処理が簡単なことです。送電には、電圧が最もよく使用されます。したがって、2つの状態が受け入れられます。電圧がゼロに近い（電圧値の10％未満）と、電圧が供給電圧に近い（値の65％を超える）ことです。たとえば、回路の供給電圧が5ボルトの場合、電圧が0.5ボルト（「ゼロ」）の信号を取得しますが、4.1ボルトの場合は「1」です。

情報を転送するシーケンシャルな方法

電気信号源と電気信号受信機の2本のワイヤーがあり、これらのワイヤーにくっついています。

これは物理的なレベルです。

すでに述べたように、これらの2本のワイヤーを介して送信できるのは2つの信号だけです。 電圧/電流および電圧/電流なし。どのような情報転送方法を実装できますか？

最も簡単な方法-信号がある（ライトがオンになっている）-これは1であり、信号がない（ライトがオフになっている）-これはゼロです

あなたがあなたの頭脳を使うならば、あなたはさらにいくつかの異なる組み合わせを思い付くことができます。たとえば、広いインパルスを1つ、狭いインパルスをゼロとします。

または、インパルスのリーディングエッジとカットオフを1とゼロとして使用することもできます。下の写真は、パルスの前と端が何であるかを忘れた場合です。

そして、これが実際の実装です。

はい、少なくともさまざまな組み合わせを考えることができます、 「受信者」と「送信者」が受信と送信について合意した場合..。ここでは、最も一般的なデジタル信号の送信方法について説明しました。つまり、これらのメソッドはすべてプロトコルです。そして、私が言ったように、あなたはそれらの多くを考えることができます。

データ交換レート

写真を想像してみてください...生徒たち、講義があります...先生が講義を口述し、生徒たちがそれを書き留めます

しかし、教師が講義を非常に迅速に指示し、さらにこの講義が物理学または数学的分析である場合、結果として次のようになります。

なぜこれが起こったのですか？

デジタルデータ伝送の観点から、「送信者」と「受信者」の間のデータ交換の速度は異なると言えます。そのため、データ転送速度の不一致により、「受信者」（学生）が「送信者」（教師）からデータを受信できない場合があります。伝送速度は、受信者（学生）が構成されているもの..。

この問題シリアルデータ送信のさまざまな標準では、さまざまな方法で解決されます。

データ転送の速度に関する予備的合意（講義をよりゆっくりまたはわずかに速く指示するように教師と合意する）;
情報を転送する前に、「送信者」はサービス情報を送信し、それを使用して「受信者」は「送信者」に調整します（教師：「この講義を完全に記録しないと、クレジットを受け取りません」）

ほとんどの場合、最初の方法が使用されます。必要なデータ交換レートは、通信デバイスで事前に設定されています。このために、デバイスのすべてのノードを同期するため、およびデバイス間の通信プロセスを同期するためにパルスを生成するクロックジェネレータが使用されます。

フロー制御

また、忙しさや故障などの理由で、「受信者」（学生）が「送信者」（教師）から送信されたデータを受信する準備ができていない可能性もあります。

この問題は、さまざまな方法で解決されます。

1）プロトコルレベルで..。たとえば、交換プロトコルで規定されています。「送信者」がサービス信号「データ送信の開始」を一定時間送信した後、「受信者」は特別なサービス信号を送信してこの信号の受け入れを確認する必要があります。「受け取る準備ができました」。この方法「ソフトウェアフロー制御」と呼ばれる-「ソフト」

2）物理レベルで-追加の通信チャネルが使用され、情報を転送する前の「送信者」が「受信者」に受信の準備について尋ねます）。この方法は「ハードウェアフロー制御」-「ハード」と呼ばれます。

どちらの方法も非常に一般的です。物理レベルと交換プロトコルのレベルの両方で同時に使用されることもあります。

情報を発信するとき、それは重要です 送信機と受信機の動作を同期させる..。デバイス間の通信モードを設定する方法を「同期」と呼びます。この場合のみ、「受信者」は「送信者」から送信されたメッセージを正しく（確実に）受信できます。

通信モード

シンプレックス通信。

この場合、受信者は送信者からの信号のみを受信でき、送信者に影響を与えることはできません。これは主にテレビやラジオです。私たちはそれらを見たり聞いたりすることしかできません。

半二重通信。

このモードでは、チャネルが空いている場合、送信者と受信者の両方が交互に信号を相互に送信できます。半二重通信の良い例はトランシーバーです。両方の加入者がそれぞれをトランシーバーに同時に鳴らすと、誰も誰の声も聞こえなくなります。

-まず、まず。私は2番目です。どうやって聞こえますか？

-大丈夫だと聞きました、電話を切ってください！

信号は送信者のみが送信できます。この場合、受信者が受信します。または、信号を受信者が送信することもできます。その場合、送信者は信号を受信します。つまり、送信者と受信者の両方がチャネル（通信回線）にアクセスするための同等の権利を持っています。両方が同時に信号を回線に送信すると、私が言ったように、何も起こりません。

二重通信。

このモードでは、信号の受信と送信の両方を一度に2つの方向で実行できます。 同時に..。この鮮やかな例は、モバイルでの会話または自宅の電話、またはSkypeの会話。

アナログ信号は、連続引数（時間）の関数です。たとえば、一連のパルスで発生するように、グラフが定期的に中断される場合、それらはすでにバーストの特定の離散性について話します。

用語の出現の歴史

コンピューターエンジニア

注意深く読むと、定義がどこから来たのか、どこにも書かれていません-アナログ。西洋では、この用語は40年代からコンピューターの専門家によって使用されてきました。デジタルと呼ばれる最初のコンピュータシステムが登場したのは第二次世界大戦中のことでした。そして区別するために、私は新しい形容詞を考え出さなければなりませんでした。

世界へ家庭用器具アナログの概念は、最初の80年代初頭にのみ登場しました。 Intelプロセッサ、そして世界はZX-Spectrumでおもちゃで遊んでいました。今日のデバイス用のエミュレーターは、インターネットで入手できます。ゲームプレイには、並外れた忍耐力、スキル、優れた反応が必要でした。子供たちと一緒に、彼らは箱を集めて、敵のエイリアンと大人を打ち負かしました。現代のゲームは、しばらくの間プレイヤーの心を捉えた最初の鳥よりもはるかに劣っています。

録音と電話

80年代初頭までに、電子処理のポップミュージックが登場し始めました。ミュージカル電信は1876年に一般に公開されましたが、認知されませんでした。ポピュラー音楽は、最も広い意味で聴衆に好まれています。電信は単一の音を発し、それを遠くに送信することができ、そこでそれは特別なデザインのスピーカーによって再現されました。ビートルズはサージェントペッパーの作成に電子オルガンを使用していましたが、シンセサイザーは70年代後半に使用されるようになりました。本当に人気のあるデジタル楽器はすでに80年代半ばになりました。モダントーキングを思い出してください。 1939年のノバコード以降、以前はアナログ回路で使用されていたシンセサイザー。

したがって、一般市民は、アナログ技術とデジタル技術がしっかりと使用されるようになるまで、後者を区別する必要はありませんでした。アナログという言葉は、1980年代初頭からパブリックドメインになっています。用語の由来については、インデックスは電話から借用され、後に録音に移行されたと伝統的に考えられています。アナログ振動がスピーカーに直接送られ、すぐに声が聞こえます。信号は人間の発話に似ており、電気的なアナログになります。

スピーカーにデジタル信号を当てると、さまざまなキーの音の言葉では言い表せない不協和音が聞こえます。この「スピーチ」は、プログラムやゲームを磁気テープからコンピュータのメモリにロードしたことのある人なら誰でも知っています。デジタルなので、人間のようには聞こえません。離散信号に関しては、最も単純なシステムでは、積分器として機能するスピーカーに直接供給されます。企業の成功または失敗は、適切なパラメータに完全に依存します。

同時に、音楽と音声がマイクからテープに直接送られる録音でこの用語が使用されました。磁気記録は、実際のアーティストのアナログになっています。ビニールレコードはミュージシャンのようなものであり、今でもあらゆる作曲に最適なメディアと見なされています。彼らは限られた寿命を示していますが。最近のCDには、デコーダーでデコードできるデジタルオーディオが含まれていることがよくあります。ウィキペディアによると、新しい時代は1975年に始まりました（en.wikipedia.org/wiki/History_of_sound_recording）。

電気的測定

アナログ信号では、電圧または電流と再生デバイスの応答との間に比例関係があります。この用語は、ギリシャ語の類推に由来すると見なされます。比例とはどういう意味ですか。ただし、比較は上記と同様です。信号はスピーカーによって再生される音声に似ています。

さらに、技術では、アナログ信号を表すために別の用語が使用されます-連続。これは上記の定義に対応します。

一般情報

シグナルエネルギー

定義から次のように、アナログ信号は時間に制限のない無限のエネルギーを持っています。したがって、そのパラメータは平均化されます。たとえば、コンセントに存在する220ボルトは、この理由からrmsと呼ばれます。したがって、有効な（特定の間隔で平均化された）値が使用されます。ソケットに50Hzのアナログ信号があることはすでに明らかです。

離散性に関しては、有限値が使用されます。たとえば、スタンガンを購入するときは、衝撃エネルギーがジュールで測定された特定の値を超えないようにする必要があります。使用時や点検時にトラブルが発生します。なぜなら、特定のエネルギー値から始めて、スタンガンは特殊部隊によってのみ使用され、上限が設定されているからです。その他は原則として違法であり、使用すると致命的となる可能性があります。

パルスエネルギーは、電流と電圧に持続時間を掛けることによって求められます。そして、これは離散信号のパラメータの有限性を示しています。テクノロジーには、デジタルシーケンスもあります。これは、厳密に設定されたパラメータによってディスクリートデジタル信号とは異なります。

間隔。
振幅。
0と1の2つの指定された状態の存在。
マシンビット0と1は、事前に合意され、参加者の言葉（アセンブリ言語）が理解できるように追加されます。

相互信号変換

アナログ信号の追加の定義は、その見かけのランダム性、目に見えるルールの欠如、またはいくつかの自然なプロセスとの類似性です。たとえば、正弦波は太陽の周りの地球の自転を表すことができます。これはアナログ信号です。回路および信号理論では、正弦波は回転する振幅ベクトルで表されます。また、電流と電圧の位相は異なります。これらは2つの異なるベクトルであり、反応プロセスを引き起こします。インダクタとコンデンサで観察されること。

定義から、アナログ信号は簡単に離散信号に変換されることがわかります。スイッチング電源は、コンセントからの入力電圧を束にカットします。したがって、周波数50Hzのアナログ信号を個別の超音波バーストに変換します。切断パラメータを変更することにより、電源は電気負荷の要件に合わせて出力値を調整します。

逆のプロセスは、振幅検出器を備えた電波受信機の内部で行われます。信号を整流した後、異なる振幅のパルスがダイオード上に形成されます。情報は、そのような信号のエンベロープ、つまりメッセージの上部を結ぶ線に埋め込まれます。フィルタは、離散パルスをアナログ値に変換する役割を果たします。原理はエネルギーの積分に基づいています。電圧が存在する期間中、コンデンサの電荷が増加し、ピーク間の間隔で、以前に蓄積された電子のストックによって電流が生成されます。結果として生じる波は増幅器に供給されます低周波、後でスピーカーに、結果は他の人に聞かれます。

デジタル信号のエンコード方法は異なります。そこでは、パルスの振幅がマシンワードに埋め込まれています。 1と0で構成され、デコードが必要です。操作は電子機器によって処理されます：グラフィックアダプタ、ソフトウェア製品..。誰もがインターネットからK-Liteコーデックをダウンロードしました。これが事実です。ドライバーは、デジタル信号をデコードし、スピーカーとディスプレイに出力するために変換します。

アダプターが3Dアクセラレーターと呼ばれる場合、またはその逆の場合、混乱する必要はありません。 1つ目は、提供された信号のみを変換します。たとえば、DVIデジタル入力の背後には常にアダプタがあります。彼は、画面マトリックスに表示するために、数値を1と0から変換することにのみ従事しています。明るさとRGBピクセル値に関する情報を取得します。 3Dアクセラレーターの場合、コンポジション内のデバイスにはアダプターを含める権利があります（必須ではありません）が、主なタスクは3次元画像を構築するための複雑な計算です。この手法により、中央処理装置をアンロードして、パーソナルコンピューターの作業を高速化できます。

アナログからデジタルへ、信号はADCに変換されます。これは、ソフトウェアまたはマイクロサーキット内で発生します。別々のシステムが両方の方法を組み合わせています。手順は、指定された領域に収まるサンプルを採取することから始まります。それぞれが変換されて、計算された数字を含むマシンワードになります。その後、サンプルは小包で梱包され、複雑なシステムの他のサブスクライバーに送信することが可能になります。

サンプリング規則は、最大サンプリング頻度を示すコテルニコフ定理によって正規化されます。情報が失われるため、カウントダウンを頻繁に行うことは禁じられています。簡単に言えば、信号スペクトルの上限を超えるサンプリング周波数の6倍の超過で十分であると見なされます。より多くのヘッドルームは、確実にするための追加の利点と見なされます良品質..。誰もがオーディオ録音のサンプリングレートの表示を見たことがあります。通常、パラメータは44kHzより高くなります。その理由は、人間の聴覚の特性です。スペクトルの上限は10kHzです。したがって、平凡なサウンド再生には44kHzのサンプリングレートで十分です。

ディスクリート信号とデジタル信号の違い

最後に、外界の人は通常、アナログ情報を認識します。目が点滅する光を見ると、周辺視野が周囲の風景を捉えます。したがって、最終的な効果は離散的ではないように見えます。もちろん、別の知覚を作成しようとすることは可能ですが、これは困難であり、完全に人工的なものであることが判明します。これは、ノイズの背景と簡単に区別できるドットとダッシュで構成されるモールス信号を使用するための基礎です。電信キーの個別のストロークは、強いノイズが存在する場合でも、自然な信号と混同することは困難です。

同様に、干渉を排除するためにデジタル回線が当技術分野に導入されてきた。ビデオ愛好家なら誰でも、最高の解像度でエンコードされた映画のコピーを手に入れようとします。デジタル情報は、わずかな歪みもなく長距離を伝送できます。事前に合意された単語の形成について両側で知られている規則が助手になります。冗長な情報がデジタル信号に埋め込まれている場合があり、エラーを修正したり気づいたりすることができます。これにより、誤った認識が排除されます。

パルス信号

より正確には、離散信号は特定の時点でのカウントによって設定されます。フロントとフォールの長さが有限であるため、このようなシーケンスが実際には形成されていないことは明らかです。インパルスは即座には送信されません。したがって、シーケンスのスペクトルは離散的とは見なされません。これは、信号をそれと呼ぶことができないことを意味します。実際には、2つのクラスが区別されます。

アナログインパルス信号-そのスペクトルはフーリエ変換によって検出されるため、少なくとも一部の領域では連続的です。回路に対する電圧または電流の作用の結果は、畳み込み演算で検出されます。
離散パルス信号も離散スペクトルを示し、それらを使用した操作は離散フーリエ変換を介して実行されます。したがって、離散たたみ込みも適用されます。

これらの説明は、パルス信号がアナログであることを読んだ文字主義者にとって重要です。離散的なものは、スペクトルの特徴にちなんで名付けられました。アナログという用語は、区別するために使用されます。すでに上で述べたように、そしてスペクトルの特殊性に関連して、連続的な形容詞が適用可能です。

明確化：パルスの無限シーケンスのスペクトルのみが厳密に離散的であると見なされます。パックの場合、高調波成分は常にあいまいです。このようなスペクトルは、振幅変調されたパルスのシーケンスに似ています。

同様の信号。 デジタル信号とアナログ信号：類似点と相違点、長所と短所は何ですか？ デジタルおよびディスクリート信号

8.1。 アナログおよびデジタル信号