امواج دیجیتال


همه ما تا به حال واژه دیجیتال (Digital) بارها به گوشمان خورده است. مثلا در هنگام خرید وسیله الکتریکی به ما گفته شده است که این وسیله دیجیتال و جدید است. ولی آیا به درستی می دانید که این واژه دارای چه مفهومی است و منظور از امواج دیجیتال چیست؟ امواج دیجیتال سیگنال هایی (Signal) هستند که به صورت صفر و یک در دستگاه ها ذخیره می شوند. برای آشنایی بیشتر با سیگنال دیجیتال با ما همراه باشید.  

 

امواج دیجیتال


کاربرد امواج دیجیتال 


امواج دیجیتال یا سامانه رقمی، سامانه ای است که مقدار داده ها در آن با مقدار گسسته مشخص می شود. که این مقدار گسسته معمولا صفر و یک است. سطح یک CD پوشیده شده از بیت است. بیت همان اطلاعات در سیستم دیجیتال است. امروزه بیشتر وسایل مانند تلویزیون، دستگاه پخش و ضبط صدا و یا رسیور ماهواره همگی به صورت دیجیتال هستند. روش دیجیتال، پایه و اساس سیستم های کامپیوتری است. 
یکی از مهمترین تحولات سال های اخیر در سیستم های رادیو و تلویزیون، تبدیل امواج آنالوگ به امواج دیجیتال سیستم دیجیتال است. پیشرفت های سریع در فناوری جدید انتقال و پخش برنامه های رادیو و تلویزیون مزیت های بسیاری داشته است. این فناوری سریع یعنی دیجیتالی شدن این سیستم ها علاوه بر مزایای فنی، افزایش کیفیت صوتی و تصویری در سیستم های شنیداری و دیداری دیجیتالی داشته است.

 

امواج دیجیتال
 
امکان ارائه خدمات جدید همانند قابلیت دسترسی به اطلاعات مربوط به شناسنامه برنامه ها و همچنین استفاده از پهنای باند فرکانسی، از کاربرد امواج دیجیتال است. برای مثال قابلیت پخش 6 شبکه بر روی یک باند فرکانسی را فراهم می آورد. به طوری که در گذشته قابلیت پخش یک شبکه بر روی یک باند فرکانسی وجود داشته است. 
البته باید متذکر شویم که تعویض گیرنده های تلویزیونی و رادیویی ممکن است در حال حاضر مقرون به صرفه نباشد. از دلایل مقرون به صرفه نبودن هزینه های تبدیل سیستم آنالوگ به دیجیتال، فقدان فرهنگ استفاده و سرمایه گذاری های زیاد بر روی سیستم آنالوگ است. 


خصوصیات سیگنال دیجیتال و مثالی برای آن


سیگنال دیجیتال سیگنالی است که باید در بازه متناهی قرار داشته باشد. معمولا تعداد سیگنال ها در دیجیتال دو عدد است. تعداد مقدارهای موجود در این سیگنال باید مقداری بین دو عدد و یا هر تعداد اعدادی که نامحدود نیست، باشد. اطلاعات را با فرمت باینری (Binary) یا همان دودویی انتقال می دهد. نشان دادن سیگنال دیجیتال از قالب بیت (Bit) استفاده می شود. بیت که کوچکترین واحد سیستم دیجیتال است، می تواند در هر لحظه صفر یا یک باشد. 
 
سیگنال دیجیتال در برخی مواقع ممکن است موجی شکل به نظر برسند (مانند امواج آنالوگ) ولی در اکثر مواقع موج های مربعی شکل را از خود به نمایش می گذارند. 
اغلب سیگنال های ویدئویی و صوتی آنالوگ هستند ولی همیشه این گونه نیست. سیگنال استانداردی مانند HDMI در انتقال ویدئو و صوت ،MIDI و AC97 در انتقال صوت نیز به صورت دیجیتال منتقل می شوند. 
اغلب ارتباطات در مدارهای یکپارچه دیجیتالی هستند و رابط هایی مانندSerial, SP  دارند و اطلاعات خود را در سکانس های کدگذاری مربعی شکل می فرستند. برای ارسال اطلاعات بین دستگاه ها، رابط های سریال از تعداد زیادی سیگنال دیجیتال استفاده می کنند.

امواج دیجیتال


مدارهای دیجیتال چگونه کار می کنند؟


مدار دیجیتال به وسیله سیگنال های دیجیتال و گسسته کار می کنند. اغلب این مدارها متشکل از ترانزیستورها و گیت های منطقی هستند. بیشتر پردازنده ها اعم از پردازنده های بزرگ کامپیوتری یا میکروکنترلرهای کوچک، همگی به صورت دیجیتال کار می کنند.

امواج دیجیتال
 
در اغلب مدارهای دیجیتال، از روش دودویی استفاده می کنند. با اینکه معمولا مدارهای دیجیتال ساده تر از نوع آنالوگ هستند، ولی طراحی آن ها نسبتا گران تر تمام می شود. استفاده از داده های دیجیتال برای موبایل ها و رایانه ها بسیار آسان است. این امواج می توانند ذخیره شوند و به طور الکتریکی به اشتراک گذاشته شده و به همه دنیا ارسال شوند.
در دوربین های دیجیتال نور را به فرمت دودویی یعنی به صفر یک ترجمه و بر روی بیت های حافظه دوربین ذخیره می کنند. در ادامه این مبحث به فواید یا مزایای دیجیتالی شدن سیستم ها می پردازیم و شما را با آن ها آشنا می کنیم.


مزایا و معایب سیگنال دیجیتال


تا به حال درباره مدارها وکاربردهای سیگنال دیجیتال و به طورکلی امواج دیجیتال صحبت کردیم. حال می خواهیم در مورد مزایا و معایب این فناوری مدرن و پیشرفته بگوییم.
علیرغم نامحدود بودن پهنای باند سیگنال های آنالوگ، سیگنال های دیجیتال کمتر از نوع آنالوگ دچار نویز و در نتیجه خرابی می شوند. انتقال نوع دیجیتال این سیگنال ها آسان تر است و همینطور اصلاح آنان در صورتی که به سبب عواملی مخدوش شده باشند، امکان پذیر است. سیگنال های دیجیتالی علاوه بر مزیت های گفته شده امن تر هستند. بنابراین می توان سیگنال دیجیتال را رمز گذاری کرد. 

 

امواج دیجیتال

 

 
نتیجه گیری


همانطور که در اول این مقاله گفتیم یکی از معایبی که می توان برای سیگنال دیجیتال در نظر گرفت این است که نسبت به نوع آنالوگ، به پهنای باند بیشتری نیاز دارد. علاوه بر این سامانه های دیجیتال پیچیده تر و همینطور گران تر هستند. معمولا مصرف برق سامانه های دیجیتال نیز بیشتر است. پس به طور کلی از جمله مزایای سیگنال دیجیتال می توان به نویز کمتر، انتقال راحت تر، امنیت بیشتر، اصلاح پذیری بیشتر اشاره کرد. در مقابل مزایایی که استفاده از امواج دیجیتال برای ما به ارمغان می آورند، این امواج معایبی دارند. از جمله مهمترین معایب آن ها می توان به پهنای باند زیاد، پیچیدگی، هزینه زیاد و مصرف برق بیش از اندازه اشاره کرد.
 

26 رتبه بندی این مطلب:
5.0

انتخابگر پوسته