دسته ها
پنج شنبه ۸ آبان ۱۳۹۹

تفاوت های سیگنال دیجیتال با آنالوگ در چه پارامترهایی است؟

  • ساناز براتی
  • ۵ مهر ۱۳۹۹
  • ۰

سیگنال آنالوگ شکل موج پیوسته ای می باشد که نسبت به زمان تغییر می کند اما سیگنال دیجیتال شکل موج ناپیوسته ای می باشد که با فرمت صفر و یک داده ها را انتقال می دهد، برای آشنایی بیشتر با تفاوت های سیگنال دیجیتال با آنالوگ در این مطلب ما را همراهی نمایید.

سیگنال ها در واقع جریان هایی هستند که باعث حمل داده ها از نقطه ای به نقطه ای دیگر می شوند، در حالت کلی دو نوع سیگنال دیجیتال و آنالوگ وجود دارد، سیگنال آنالوگ از همان ابتدا وجود داشته است اما سیگنال دیجیتال را انسان ها ساخته اند، برای بررسی بیشتر این دو سیگنال و بررسی تفاوت های بین سیگنال دیجیتال با آنالوگ در این مطلب همراه ما باشید.

تفاوت های سیگنال دیجیتال با آنالوگ

در حالت کلی باید گفت که ما در دنیای دیجیتال زندگی می نماییم و صداهایی که از اطراف به گوشمان می رسند همگی آنالوگ هستند. سیگنال آنالوگ از همان ابتدا وجود داشته است اما سیگنال دیجیتال توسط انسان طراحی شده است، این دو نوع سیگنال هر یک مزایا و معایبی دارند و هر کدام بر دیگری دارای برتری هایی می باشند. در این مطلب می خواهیم با تفاوت های بین سیگنال دیجیتال با آنالوگ آشنا شویم، قبل از هر چیزی برای رسیدن به این مقصود با تعریف سیگنال و همچنین سیگنال های دیجیتال و آنالوگ آشنا خواهیم شد.

تفاوت های سیگنال دیجیتال با سیگنال آنالوگ

تعریف سیگنال

سیگنال جریانی الکتریکی و یا میدانی الکترومغناطیسی می باشد که داده ها را از نقطه ای به نقطه ی دیگر حمل می نماید. سیگنال در دو نوع آنالوگ و دیجیتال می باشد یعنی سیگنال ها یا آنالوگ هستند یا دیجیتال، سیگنال های آنالوگ و دیجیتال در وهله اول از نوع شکل موج تفاوت دارند و دارای شکل موج هایی متفاوت می باشند. شکل موج در سیگنال های آنالوگ پیوسته بوده و در اصطلاح سینوسی می باشد و نسبت به زمان تغییر می نماید، ولی در سیگنال های دیجیتال شکل موج مربعی است و اصطلاحت ناپیوسته، هر نقطه از سیگنال دیجیتال در هر لحظه فقط یکی از دو مقدار صفر یا یک را نشان می دهند.

فرق سیگنال دیجیتال با آنالوگ

سیگنال آنالوگ

همانطور که اشاره شد سیگنال آنالوگ شکل موج پیوسته ای می باشد که نسبت به زمان تغییر می یابد، به منظور درک بهتر این موضوع صداهای طبیعی اطراف تان را در نظر بگیرید، این صداها به شکل موج هایی پیوسته در هوا انتشار می یابند. چیزی که ما صدا می نامیم در حقیقت حرکت های نوسانی در هوا می باشند که نوع آنها با توجه به حجم یا دامنه صدا و نیز زیر و بم آن تغییر می یابد. سیگنال های آنالوگ به دو دسته ساده و مرکب تقسیم بندی می شوند. سیگنال آنالوگ ساده موجی سینوسی و غیر قابل تجزیه می باشد ولی سیگنال آنالوگ مرکب از چند موج سینوسی ساده تشکیل شده است مه هر کدام دامنه ، دوره تناوب، بسامد و فاز متفاوتی دارند. دامنه، دوره تناوب و بسامد و فاز در حقیقت شاخص هایی می باشند که هویت سیگنال آنالوگ را تعریف می نمایند.

فرق های سیگنال دیجیتال با سیگنال آنالوگ

  • دامنه سیگنال آنالوگ:

زمانی که نمودار شکل موج سیگنال آنالوگ ترسیم می شود. منظور از دامنه سیگنال، فاصله بالاترین نقطه موج تا نقطه تعادل موج یعنی نقطه صفر روی محور می باشد. واحد دامنه به نوع سیگنال وابسته می باشد و در سیگنال های الکتریکی این واحد بیشتر ولت، آمپر یا وات می باشد.

  • دوره تناوب و بسامد سیگنال آنالوگ:

دوره تناوب به مدت زمانی گفته می شود که در طی آن یک چرخه یا سیکل سیگنال آنالوگ کامل می گردد. چرخه یا همان سیکل موج الگویی مشخص می باشد که با تداوم یافتن موج تکرار می گردد. دوره تناوب آنالوگ بر حسب ثانیه محاسبه می گردد.

بسامد یا فرکانس نیز به تعداد چرخه هایا همان دوره های تناوب موج در هر ثانیه گفته می شود. در علم ریاضی بسامد و دوره تناوب با هم نسبت عکس دارند. هر چه تعداد سیکل های موج در واحد زمان بیشتر شود یعنی فرکانس موج بالاتر می باشد و برعکس هر چه تعداد سیکل ها در واحد زمان کمتر شود، فرکانس موج پایین تر خواهد بود.

واحد محاسبه فرکانس، هرتز است و دلیل این انتخاب رودلف هرتز، فیزیکدان آلمانی می باشد. همچنین بسامد یا فرکانس سیگنال را بر حسب هرتز، کیلوهرتز، مگاهرتز و تراهرتز می سنجند.

تفاوت های سیگنال دیجیتال با آنالوگ

  • فاز سیگنال آنالوگ:

فاز موج به آن میزان از چرخه یا سیکل موج که نسبت به مبدا زمان سپری شده باشد گفته می شود. یعنی اگر موج را مثل یک شی فیزیکی تصور کنیم که در راستای محور زمان به جلو یا عقب می رود، فاز میزان جابه جایی اولین سیکل آن فاز می باشد. فاز بر حسب درجه یا رادیان سنجیده می شود.

با توجه به موارد گفته شده در بالا سیگنال های آنالوگ نویز پذیر بوده و امکان دارد دچار اعواج گردند و یا کیفیت آنها در حین انتقال از مبدا به مقصد کم شود.

اختلاف برای سیگنال دیجیتال با آنالوگ

سیگنال های دیجیتال

سیگنال دیجیتال دقیقا برعکس سیگنال آنالوگ دارای شکل موج ناپیوسته ای می باشد. سیگنال های دیجیتال اطلاعات را با فرمت باینری و دو دویی یعنی به شکل صفر و یک حمل و انتقال می دهند. به منظور نشان دادن سیگنال های دیجیتال از قالب بیت استفاده می گردد. بیت در واقع کوچکترین واحد یا سلول سیستم های دیجیتال قلمداد می شود، هر بیت در هر لحظه فقط می تواند صفر و یا یک باشد. سیگنال های دیجیتال با نرخ بیت ها و مدت زمان ارسال بیت تعریف می گردد.

  • مدت زمان ارسال بیت:

مدت زمان ارسال بیت در واقع زمان مورد نیاز برای ارسال هر بیت می باشد.

  • نرخ بیت سیگنال دیجیتال:

نرخ بیت به تعداد بیت هایی گفته می شود که در واحد زمان (مثلا در هر ثانیه) ارسال می گردند.

مفهوم مقدارهای صفر و یک در سامانه های دیجیتالی با توجه به خود آن سامانه تعریف می گردند. به عنوان مثال امکان دارد در یک سیستم دیجیتال، فقدان ولتاژ را با مقدار عددی صفر و وجود ولتاژ را با مقدار عددی یک نشان می دهند و در یک سیستم دیگر ممکن است ولتاژ منفی با صفر و ولتاژ مثبت با یک نشان داده شود.

اختلاف و فرق های سیگنال دیجیتال با آنالوگ

مزایا و معایب سیگنال های دیجیتال و آنالوگ

بعد از معرفی سیگنال های آنالوگ و دیجیتال به منظور آشنا شدن با برخی از تفاوت های بین آنها در ادامه با مزایا و معایب این سیگنال ها آشنا می شویم:

  • سیگنال های آنالوگ به داده های اصلی وفادارتر بوده و مقدار عددی بیشماری را قبول می کنند. همچنین پردازش سیگنال های آنالوگ ساده تر می باشد. در مقابل سیگنال های آنالوگ مستعد نویز می باشند و امکان دارد دچار اعواج شوند یا کیفیتشان در حین انتقال از مبدا به مقصد کم شود.
  • سیگنال های دیجیتال نسبت به سیگنال های آنالوگ کمتر دچار نویز می شوند و در نتیجه اعواج می گردند. انتقال سیگنال های دیجیتال راحت تر بوده و اصلاح آنها در صورتی که خراب و مخدوش باشند تا حد بالایی امکان پذیر می باشد. در ضمن به دلیل اینکه می توان سیگنال های دیجیتال را رمز نگاری نمود از امنیت بالاتری برخوردار هستند اما شبکه های ارتباطی دیجیتال به پهنای باند زیادی نیاز دارند، در کنار آن سامانه های دیجیتالی پیچیده تر بوده و پر هزینه تر می باشند و برق زیادی مصرف می کنند.

تفاوت سیگنال دیجیتال با سیگنال آنالوگ

اختلافات کلی بین سیگنال دیجیتال و آنالوگ

با معرفی سیگنال های آنالوگ و دیجیتال و همچنین ارائه مطالب بالا تا حدودی با تفاوت های بین دو سیگنال آنالوگ و دیجیتال آشنا شده ایم، برای کامل تر شدن موضوع در ادامه به تفاوت بین دیجیتال و آنالوگ نگاه کلی می اندازیم:

  • سیگنال های آنالوگ امواج پیوسته ای هستند که با گذر زمان تغییر می کنند، اما سیگنال های دیجیتال امواج ناپیوسته ای هستند که اطلاعات را با فرمت های صفر و یک حمل می نمایند.
  • سیگنال های آنالوگ به شکل موج سینوسی نشان داده می گردند اما سیگنال های دیجیتال با موج مربعی نشان داده می گردند.

اختلاف سیگنال دیجیتال با آنالوگ

  • سیگنال های آنالوگ با استفاده از دامنه، دوره تناوب، بسامد و فاز تعریف می شوند ما در سیگنال های دیجیتال نرخ بیت و مدت زمان ارسال بیت تعریف می گردد.
  • سیگنال آنالوگ دارای دامنه ثابتی نمی باشد و از لحاظ نظری مقدارهای عددی نامحدودی می تواند به خود گیرد، در حالی که سیگنال آنالوگ دامنه محدودی داشته و در یک سیستم دو دویی باینری با دو مقدار عددی صفر و یک نشان داده می شود.

اختلاف و فرق سیگنال دیجیتال با آنالوگ

  • در سیگنال آنالوک امکان ایجاد نویز و اعواج وجود دارد اما در سیگنال های دیجیتال این امکان خیلی کمتر می باشد.
  • در سیگنال آنالوگ داده ها به شکل موج منتقل می شوند ولی در سیگنال های دیجیتال داده ها با فرمت باینری یعنی به شکل صفر و یک انتقال می یابند.
  • صدای انسان ها نمونه ای از سیگنال آنالوگ می باشد و کامپیوترهای امروزی داده ها را به شکل سیگنال دیجیتال انتقال می دهند.

منبع : آرگا

مطالب مرتبط
مطالب داغ
مطالب پیشنهادی
مشاهده دیدگاه های این مطلب
دیدگاه های مطلب
۰ دیدگاه برای این نوشته

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.