Аналоговый сигнал это в информатике пример
Перейти к содержимому

Аналоговый сигнал это в информатике пример

  • автор:

Аналоговые, дискретные и цифровые сигналы

Аналоговые, дискретные и цифровые сигналы — это три разных вида сигналов, которые используются для передачи и обработки информации. Они отличаются по способу представления данных, физическим свойствам и применению в различных областях.

Любая физическая величина по характеру изменения ее значения может быть постоянной (если она имеет только одно фиксированное значение), дискретной (если она может иметь два или более фиксированных значений), или аналоговой (если она может иметь бесчисленное множество значений). Все эти величины могут быть преобразованы в цифровую форму.

Автоматизированная котельная

Аналоговые сигналы

Аналоговым (т. е. непрерывно меняющимся во времени) называется такой сигнал, который может быть представлен непрерывной линией из множества значений, определенных в каждый момент времени относительно временной оси.

Значения аналогового сигнала произвольны в каждый момент времени, поэтому он может быть в принципе представлен как некая непрерывная функция (зависящая от времени как от переменной) либо как кусочно-непрерывная функция времени.

Непрерывные сигналы генерируются непрерывными процессами и системами. Это, например, ЭЭГ – возникает из-за электрической активности головного мозга, ЭКГ – вырабатывается электрической активностью сердца, выход датчика, например такого как датчик частоты вращения — тахогенератор и т.п.

Аналоговым сигналом можно назвать, например, звуковой сигнал, генерируемый обмоткой электромагнитного микрофона или ламповым акустическим усилителем, поскольку такой сигнал непрерывен и его значения (напряжение или ток) сильно отличаются друг от друга в каждый момент времени.

На приведенном ниже рисунке изображен пример подобного рода аналогового сигнала.

Аналоговый сигнал

Аналоговые величины могу иметь бесконечное множество значений в определенных пределах. Они непрерывны и их значения не могут изменяться скачками.

Пример аналогового сигнала: термопара передает в аналоговом виде значение температуры в программируемый логический контроллер, который управляет с помощью твердотельного реле температурой в электрической печи.

Пример аналогового сигнала

Любой аналоговый сигнал может быть представлен в виде соответствующего ему цифрового эквивалента, при этом точность представления зависит от количества разрядов эквивалентного числа.

Для обработки аналоговых сигналов применяются логические элементы.

По физическому признаку различают потенциальный и импульсный способ представления переменных в логических элементах. В потенциальных элементах высокий потенциал соответствует логической единице (1), низкий потенциал — нулю (0). Потенциалы могут быть как положительными так и отрицательными. При импульсном способе представлении чисел наличие импульса — состояние 1, отсутствие его — 0.

Для взаимодействия электронных устройств, обрабатывающих аналоговые сигналы с устройствами, оперирующими двоичными (цифровыми) сигналами, применяют цифро-аналоговые (ЦАП) и аналого-цифровые (АЦП) преобразователи.

Дискретные сигналы

Если некий сигнал принимает произвольные значения лишь в отдельные моменты времени, то такой сигнал называют дискретным. Чаще всего на практике применяются дискретные сигналы, распределенные по равномерной временной решетке, шаг которой называется интервалом дискретизации.

Дискретный сигнал принимает определенные не нулевые значения лишь в моменты дискретизации, то есть он является не непрерывным в отличие от аналогового сигнала. Если из звукового сигнала вырезать небольшие кусочки определенного размера через равные интервалы, такой сигнал можно будет назвать дискретным.

Дискретный сигнал состоит из последовательности выборок, которая в общем случае может принимать любое значение. Этот сигнал обычно создается путем дискретизации аналогового сигнала.

Ниже приведен пример формирования подобного дискретного сигнала с интервалом дискретизации Т. Обратите внимание, что квантуется лишь интервал дискретизации, но не сами значения сигнала.

Дискретный сигнал

Дискретные сигналы имеют два и более фиксированных значений (количество их значений всегда выражается целыми числами).

Пример простого дискретного сигнала на два значения: срабатывание путевого выключателя (переключение контактов выключателя в определенном положении механизма). Сигнал с путевого выключателя может быть получен только в двух вариантах — контакт разомкнут (нет действия, нет напряжения) и контакт замкнут (есть действие, есть напряжение).

Пример дискретного сигнала

В отечественной литературе переключательные устройства называются также «дискретными», «логическими», «устройствами релейного действия» или «релейными устройствами».

Преимущества дискретных устройств обусловлены во многом тем, что их элементы достаточно просты и надежны. В большинстве случаев они имеют всего два различных состояния: включено — выключено (реле), открыт — заперт (транзистор) и т. д.

Такие элементы могут формировать или перерабатывать сигналы, обладающие только двумя значениями: одно значение сигнала связано с одним состоянием элемента, второе — со вторым. Поэтому часто под названием «дискретный сигнал» подразумевают сигнал с двумя значениями. Физически это означает, что сигнал имеет импульсный характер: высший уровень — одно значение, низший — другое. Обычно эти уровни обозначаются 1 и 0.

Цифровые сигналы

Когда дискретный сигнал принимает только какие-то фиксированные значения (которые могут быть расположены по сетке с определенным шагом), такие что они могут быть представлены как количество квантовых величин, такой дискретный сигнал называется цифровым.

То есть цифровой сигнал — это такой дискретный сигнал, который квантован не только по промежуткам времени, но и по уровню.

Последовательности импульсов представляют последовательности цифр и могут рассматриваться как двоичные числа. Поэтому их называют цифровыми, а связанные с ними методы обработки таких сигналов и соответствующие устройства и системы также называются цифровыми.

Цифровой сигнал — это сигнал, который дискретизируется и впоследствии квантуется. Он состоит из последовательности выборок, которые могут принимать только ограниченное число значений, поэтому его можно представить последовательностью целых чисел.

Информация всегда теряется при преобразовании аналогового сигнала в цифровой (как при дискретизации, так и при квантовании). Однако, увеличивая частоту дискретизации и количество уровней квантования, можно приблизиться к исходному сигналу со сколь угодно малым отклонением.

Например, каждый из двух стереоканалов записи аудио компакт-диска может быть представлен как последовательность из 44 100 шестнадцатибитных чисел в секунду, а цифровой телефонный сигнал в ISDN в виде последовательности 8000 восьмибитных чисел в секунду.

Практически дискретные и цифровые сигналы в ряде задач отождествляются, и могут быть легко заданы в форме отсчетов с помощью вычислительного устройства.

В отечественной литературе по отношению к описанным сигналам, устройствам и системам используется чаще термин «дискретные». Термин «цифровые» используется реже. Это оправдано тем, что по смыслу последний термин лучше относить к конкретным приборам с цифровым отсчетом (цифровым вольтметрам, амперметрам и т. п.).

Аналоговые сигналы должны быть преобразованы в цифровой формат, прежде чем они могут быть интерпрети рованы микропроцессором.

На рисунке приведен пример формирования цифрового сигнала на базе аналогового. Обратите внимание, что значения цифрового сигнала не могут принимать промежуточных значений, а только определенные — целое количество вертикальных шагов сетки.

Цифровой сигнал

Цифровой сигнал легко записывается и перезаписывается в память вычислительных устройств, просто считывается и копируется без потери точности, тогда как перезапись аналогового сигнала всегда сопряжена с утратой некоторой, пусть и незначительной, части информации.

Обработка цифровых сигналов позволяет получать устройства с очень высокими характеристиками благодаря выполнению вычислительных операций совершенно без потерь качества, либо с пренебрежимо малыми потерями.

В силу этих достоинств, именно цифровые сигналы повсеместно распространены сегодня в системах хранения и обработки данных. Вся современная память — цифровая. Аналоговые носители информации (такие, как пленочные кассеты и т.д.) давно ушли в прошлое.

Аналоговый и цифровой приборы для измерения напряжения:

Аналоговый и цифровой прибор для измерения напряжения

Но даже у цифровых сигналов есть свои недостатки. Их невозможно передать напрямую как есть, ибо передача обычно реализуется посредством непрерывных электромагнитных волн. Поэтому при передаче и приеме цифровых сигналов необходимо прибегать к дополнительной модуляции и аналого-цифровому преобразованию.

Меньший динамический диапазон цифровых сигналов (отношение наибольшего значения к наименьшему), обусловленный квантованностью значений по сетке, является еще одним их недостатком.

Существуют и такие области, где аналоговые сигналы незаменимы. Например, аналоговый звук никогда не сравнится с цифровым, поэтому ламповые усилители и пластинки до сих пор не выходят из моды, несмотря на обилие цифровых форматов записи звука с самой высокой частотой дискретизации.

Присоединяйтесь к нашему каналу в Telegram «Автоматика и робототехника»! Узнавайте первыми о захватывающих новостях и увлекательных фактах из мира автоматизации: Автоматика и робототехника в Telegram

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Информатика 7 класс дискретный и аналоговый сигнал

Укажите примеры информации, представленной дискретным сигналом, а какие аналоговым: Числовая информация, Фотография в смартфоне Музыка симфонического оркестра Вкус торта Текст Речь человека Картина художника Двоичный код Нотная запись музыкального произведения Запах цветка

Лучший ответ

Аналоговый сигнал — непрерывный сигнал, меняющийся со временем.
Дискретный — два или более фиксированных значения сигнала.

Примеры информации, представленных аналоговым сигналом:
— Музыка симфонического оркестра
— Вкус торта
— Речь человека
— Запах цветка

Примеры информации, представленных дискретным сигналом:
— Числовая информация
— Фотография в смартфоне
— Текст
— Картина художника
— Двоичный код
— Нотная запись музыкального произведения

Аналоговый и цифровой сигналы

Аналоговые и цифровые сигналы передают информацию. По сути, это функция электрического тока, которая сообщает: в точке А произошло некое событие и данные о нем необходимо доставить в точку Б. При схожем назначении аналоговый и цифровой сигнал различаются своими особенностями.

Что такое аналоговый сигнал

У «цифры» амплитуда принимает только ограниченные, дискретные значения. Цифровой сигнал – это последовательность цифровых значений или байтов информации – 0 и 1. За определенный период времени информация представляется только в определенном значении. Графически цифровой сигнал можно выразить в виде прямоугольников на шкале времени.

цифровые сигналы

Сегодня цифровые сигналы – основа современных технологий. «Цифру» проще генерировать и управлять ею. Можно сказать, что цифровой сигнал более продуктивен и предсказуем. Кроме того, на него почти не влияют помехи из окружающей среды. Вот почему у этого сигнала по умолчанию значительно шире диапазон применения, чем у «аналога». В этом и заключается ключевая разница между аналоговым и цифровым сигналом.

Где применяют «цифру»:

  • Цифровые передатчики.
  • IP-телефония.
  • Цифровые часы.
  • Цифровые видеосигналы.
  • CD и DVD.

Что такое цифровой сигнал

У «цифры» амплитуда принимает только ограниченные, дискретные значения. Цифровой сигнал – это последовательность цифровых значений или байтов информации – 0 и 1. За определенный период времени информация представляется только в определенном значении. Графически цифровой сигнал можно выразить в виде прямоугольников на шкале времени.

цифровые сигналы

Сегодня цифровые сигналы – основа современных технологий. «Цифру» проще генерировать и управлять ею. Можно сказать, что цифровой сигнал более продуктивен и предсказуем. Кроме того, на него почти не влияют помехи из окружающей среды. Вот почему у этого сигнала по умолчанию значительно шире диапазон применения, чем у «аналога». В этом и заключается ключевая разница между аналоговым и цифровым сигналом.

Где применяют «цифру»:

  • Цифровые передатчики.
  • IP-телефония.
  • Цифровые часы.
  • Цифровые видеосигналы.
  • CD и DVD.

Спасибо!
Ваша заявка отправлена!

Чем отличается аналоговый сигнал от цифрового

Аналоговый сигнал представляет собой непрерывную волну, которая меняется с течением времени. С другой стороны, цифровой сигнал представляет собой прерывистую волну, несущую информацию в двоичном формате и имеющую дискретные значения.

Аналоговый сигнал описывает поведение волны в отношении амплитуды, периода или частоты и фазы. Цифровой сигнал определяет поведение волны в отношении скорости передачи и битового интервала.

Диапазон аналогового сигнала не фиксирован, тогда как диапазон цифрового сигнала конечен и может принимать значения 0 или 1. Аналоговый сигнал более склонен к искажениям в ответ на шум, но цифровой сигнал невосприимчив к шуму, поэтому он редко сталкивается с какими-либо искажениями.

Лучшим примером аналогового сигнала является человеческий голос, а лучшим примером цифрового сигнала является передача данных в компьютере.

Для большей наглядности мы распределили отличия между аналоговым и цифровым сигналом в таблице:

Характеристика

Аналоговый сигнал

Цифровой сигнал

Постоянство

Непрерывен и изменяется во времени

Имеет два или более состояний и двоичную форму

Неполадки

Графическое представление

Обычно имеет форму синусоиды

Имеет форму прямоугольной волны

Как влияют помехи

Стабилен и менее подвержен шуму

Как влияют шумы

Могут повлиять на точность

Точность не зависит от шума

Энергопотребление

Потребляет больше энергии

Потребляет меньше энергии

Примеры применения

Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды

Транзисторы, логические элементы и микроконтроллеры

Плюсы аналогового сигнала

Преимущества аналоговых сигналов в следующем:

  • Легко обрабатывать и интерпретировать.
  • Низкие расходы на внедрение.
  • Высокая плотность сигнала позволяет точнее представлять информацию.

Преимущества цифрового сигнала

Поставить текущее содержимое блока

Преимущества цифрового сигнала перед аналоговым заключаются в шести аспектах:

  • Легко сжать, преобразовать, распаковать.
  • Широкие возможности шифрования.
  • Цифровое оборудование проще и дешевле спроектировать и создать.
  • Сигнал легко редактировать.
  • Доступно множество инструментов редактирования.
  • Высокая скорость передачи по сети.

Заключение

Как аналоговые, так и цифровые сигналы широко используются в вычислительных и коммуникационных системах для хранения и передачи информации. Однако оба типа сигналов имеют много различий, которые необходимо учитывать при выборе решения для связи. Если вам необходима стабильная телефония, не подверженная недостаткам аналоговых сигналов, ваш выбор — цифровое решение ВАТС от New-Tel.

img

Сделайте свой бизнес эффективнее, переходите на сторону IP-телефонии от New-Tel. Стабильная и надежная связь по выгодным тарифам, возможность подключить любое количество городских номеров и номеров 8800, интеграция с популярными CRM-сервисами, сквозная аналитика, возможность хранить запись телефонных разговоров и многое другое.

Примеры аналогового сигнала: понимание мира аналоговой электроники

Примеры аналогового сигнала: понимание мира аналоговой электроники

В увлекательном мире аналоговой электроники сигналы играют фундаментальную роль. Эти сигналы, которые постоянно меняются, окружают нас в повседневной жизни и являются основой многих электронных систем. В этой статье мы рассмотрим некоторые примеры аналоговых сигналов и узнаем, как они используются в различных устройствах и приложениях. От радиоволн до датчиков температуры — погрузитесь вместе с нами в захватывающий мир аналоговой электроники и узнайте, почему эти сигналы являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Не пропусти это!

      • Что такое аналоговый сигнал и примеры
      • Какие типы аналоговых сигналов существуют
        • Где используется аналоговый сигнал?

        Что такое аналоговый сигнал и примеры

        Примеры аналогового сигнала: понимание мира аналоговой электроники

        В области электроники существует два основных типа сигналов: аналоговые и цифровые. В этой статье мы сосредоточимся на аналоговых сигналах, их определении и некоторых типичных примерах.

        Аналоговый сигнал — это непрерывное представление информации. В отличие от цифровых сигналов, которые состоят из ряда дискретных значений, аналоговые сигналы состоят из бесконечного диапазона возможных значений. Эти сигналы могут различаться по амплитуде, частоте и фазе.

        Типичным примером аналогового сигнала является аудиосигнал. Когда мы слушаем музыку через динамик, аудиосигнал передается в виде непрерывной волны. Амплитуда сигнала определяет громкость звука, а частота определяет музыкальную ноту, которую мы слышим. Другим примером аналогового сигнала является видеосигнал, который используется в телевизорах и мониторах для отображения движущихся изображений.

        Помимо аудио- и видеосигналов, в мире электроники существует множество других примеров аналоговых сигналов. Например, в системах связи аналоговые сигналы используются для передачи информации посредством радиоволн. Эти сигналы можно модулировать для передачи голоса, данных или видео.

        В медицинской сфере аналоговые сигналы используются в электрокардиограммах (ЭКГ) и электроэнцефалограммах (ЭЭГ) для измерения электрической активности сердца и мозга соответственно. Эти сигналы предоставляют важную информацию для диагностики и лечения заболеваний.

        Аналоговые сигналы также используются в измерительных приборах, таких как вольтметры и осциллографы. Эти устройства позволяют измерять и отображать аналоговые сигналы, что важно для анализа и решения проблем в электронных схемах.

        Какие типы аналоговых сигналов существуют

        Примеры аналогового сигнала: понимание мира аналоговой электроники

        Аналоговая электроника — раздел электроники, отвечающий за работу с аналоговыми сигналами. Эти сигналы непрерывны во времени и могут принимать любое значение в определенном диапазоне. Напротив, цифровые сигналы дискретны и могут принимать только определенные значения.

        В электронике используются различные типы аналоговых сигналов. Ниже приведены примеры таких сигналов:

        1. Звуковые сигналы: Аудиосигналы являются распространенными примерами аналоговых сигналов. Эти сигналы представляют звук и используются в таких приложениях, как воспроизведение музыки, запись голоса и передача звука в системах связи.

        2. Видеосигналы: Видеосигналы также являются еще одним примером аналоговых сигналов. Эти сигналы представляют собой движущиеся изображения и используются в таких приложениях, как телевидение, кино и видеонаблюдение.

        3. Сигналы напряжения: Сигналы напряжения используются для представления различных электрических величин, таких как электрический ток и разность потенциалов. Эти сигналы используются в таких приложениях, как электронные приборы и управление двигателями.

        Вы заинтересованы в: Все, что нужно знать о термисторах: определение и методы измерения.

        4. Температурные признаки: Сигналы температуры используются для измерения температуры различных устройств и сред. Эти сигналы используются в таких приложениях, как мониторинг температуры в системах HVAC и измерение температуры в промышленных процессах.

        5. Признаки давления: Сигналы давления используются для измерения давления различных жидкостей и газов. Эти сигналы используются в таких приложениях, как контроль давления в трубопроводных системах и измерение давления в промышленных процессах.

        Это всего лишь несколько примеров аналоговых сигналов, используемых в электронике. Важно помнить, что эти сигналы можно обрабатывать, усиливать и фильтровать с использованием различных схем и электронных компонентов. Понимание аналоговых сигналов необходимо для проектирования и внедрения эффективных и точных электронных систем.

        Где используется аналоговый сигнал?

        Примеры аналогового сигнала: понимание мира аналоговой электроники

        Аналоговый сигнал — это тип сигнала, который представляет непрерывную информацию. В отличие от цифрового сигнала, который дискретен и представлен двоичными значениями, аналоговый сигнал может иметь любое значение в определенном диапазоне.

        В мире электроники аналоговый сигнал используется в самых разных приложениях. Далее мы увидим несколько примеров использования аналогового сигнала:

        1. Коммуникации: Аудио- и видеосигналы, передаваемые через радио, телевизоры и телефоны, являются примерами аналоговых сигналов. Эти сигналы генерируются непрерывно меняющимися электромагнитными волнами и преобразуются в электрические сигналы, представляющие звук или изображение.

        2. Инструментарий: В электронных приборах аналоговый сигнал используется для измерения и управления различными физическими переменными, такими как температура, давление или скорость. Датчики и преобразователи преобразуют эти переменные в аналоговые электрические сигналы, которые можно обрабатывать и отображать.

        3. аудио: Музыка, которую мы слушаем через музыкальные проигрыватели, усилители и динамики, основана на аналоговых сигналах. Эти сигналы непрерывно представляют собой звуковые вибрации и усиливаются, создавая звук, который мы воспринимаем.

        4. Телевидение: Хотя многие телевизионные сигналы сейчас передаются в цифровом формате, видеосигнал изначально был аналоговым. Аналоговый видеосигнал разделен на горизонтальные линии и представляет собой изменение интенсивности и цвета непрерывной волны.

        5. Управление процессом: В промышленной автоматизации и управлении процессами аналоговый сигнал используется для мониторинга и управления такими переменными, как температура, давление и расход. Эти сигналы преобразуются в напряжения или токи, пропорциональные физической переменной, и используются для регулирования и настройки систем.

        6. Датчики: Датчики используют аналоговые сигналы для измерения различных физических величин, таких как освещенность, температура, влажность или давление. Эти аналоговые сигналы могут быть обработаны и преобразованы в цифровую информацию для дальнейшей обработки.

        Итак, теперь вы эксперт по аналоговым сигналам! Теперь вы можете похвастаться своими познаниями в электронике и лишить всех дара речи. Теперь, если кто-то спросит вас, что такое аналоговый сигнал, вы можете с уверенностью ответить и сказать, что это подобие красивой мелодии, плавно струящейся по вселенной электроники. Никаких двоичных чисел или сложных кодов! А теперь идите и поделитесь своей аналоговой мудростью со всем миром. Дерзай, друг!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *