امواج دیجیتال چه تفاوتی با امواج آنالوگ دارند؟

امروزه در خیلی از موارد و درباره بسیاری از وسایل به واژه دیجیتال (Digital) و امواج دیجیتال برخورد کرده ایم. ولی آیا به درستی می دانید که امواج دیجیتال چیست و چه معنایی دارد؟ سامانه دیجیتال یا رقمی به سامانه ای گفته می شود که در آن داده ها با صفر و یک مشخص می شوند همچنین روش دیجیتالی، اساس سیستم های کامپیوتری است. بسیاری از سیستم های گذشته مانند آنالوگ، امروزه به صورت دیجیتال درآمده اند. ما در این مطلب می خواهیم شما را با فناوری دیجیتال و تفاوت آن با امواج آنالوگ آشنا کنیم.

 

امواج دیجیتال

امواج دیجیتال و تفاوت آن با امواج آنالوگ

 

دنیای ما یک دنیای آنالوگ بی نهایت است. بی نهایت رنگ، بو، صدا و .... در جهان وجود دارد. امواج آنالوگ به صورت بازه پیوسته ای از اعداد حقیقی هستند ولی امواج دیجیتال به استفاده از اعداد صحیح مشخص شده است. به عبارتی دیجیتال توسط بشر به وجود آمده است ولی آنالوگ از ابتدای خلقت وجود داشته است. اشیای دیجیتالی و سیگنال های آن، در محدوده متناهی و تهی قرار دارد ولی سیگنال آنالوگ نامتناهی است. 
 برای درک بهتر باید بگوییم که سیگنال دیجیتال و آنالوگ مانند دو زبان هستند که برخی از اجزای الکترونیکی به هردو زبان مسلط هستند و بعضی دیگر صرفا به یک زبان صحبت می کنند. در ادامه به توضیح سیگنال می پردازیم تا تفاوت آنالوگ با دیجیتال را بهتر متوجه شوید. 

 

دوربین مدار بسته

سیگنال الکترونیک چیست؟ 

 

منظور از کلمه سیگنال جریان الکترونیک است. سیگنال الکترونیک به مقادیری گفته می شود که در طول زمان ثابت نیستند و نوعی از اطلاعات را منتقل می کنند. سیگنال ها برای انتقال اطلاعات دائما درحال حرکت هستند و معمولا از طریق کابل ها و امواج رادیویی منتقل می شوند. برای مثال سیگنال صوتی امکان دارد که بین کارت صدای کامپیوتر و بلندگوها جا به جا شود ولی سیگنال اینترنت در هوا بین تبلت و روتر Wi-Fi رد و بدل می شود. 
اکنون که با تفاوت سیگنال دیجیتال و سیگنال آنالوگ آشنا شدید، ممکن است از خود پرسیده باشید که آیا دستگاهی وجود دارد تا آنالوگ را به دیجیتال تبدیل کند؟ جواب شما را در قسمت بعدی خواهیم داد. 

 

دستگاه تبدیل آنالوگ به دیجیتال

 

طریقه کار کردن این مبدل ها پیچیده است. چندین تکنیک برای این منظور وجود دارد ولی پرکاربردترین روش این گونه است که از ولتاژ آنالوگ برای شارژ کردن یک خازن داخلی استفاده می کنند. سپس، مدتی را که طول می کشد ولتاژ بین مقاومت ها تخلیه شود را اندازه می گیرند. در این بخش میکروکنترلر تعداد دوره ساعتی که عمل تخلیه شارژ طول می کشد را اندازه گیری می کند. در نهایت عددی که بعد از تکمیل تبدیل آنالوگ به دیجیتال به مدار بر می گردد، تعداد سیکل ساعت است.
به طور کلی دو مرحله نمونه برداری و کوانتیزه سازی برای تبدیل سیستم آنالوگ به دیجیتال وجود دارد. نمونه برداری از سیگنال آنالوگ را که به آن سیگنال گسسته می گویند را جهت دیجیتال سازی به مقادیر خاصی محدود می کنند که آن مرحله کوانتیزه سازی نام دارد. 

 

دوربن مدار بسته

مزایای مخابرات دیجیتال

 

در سیستم های مخابراتی اعم از سیستم آنالوگ و دیجیتال، برخی از عوامل باعث ایجاد نویز در محیط می شوند. نویز ممکن است از طرف گیرنده یا فرستنده باشد. در یک سیستم مخابراتی آنالوگ، سیگنال اصلی، هرگز نمی تواند از نویز جدا شود. به عبارتی بهترین سیستم های مخابراتی هم نمی تواند نویز را از بین ببرند. مزیت سیستم دیجیتال در مقایسه با آنالوگ در این است که می توان در شرایط مناسب نویز را کاملا از سیگنال جدا کرده و سیگنال اصلی را درگیرنده مجددا بازسازی کرد.
 
عملکرد سیگنال آنالوگ با دیجیتال متفاوت بوده و نمی توان تغییراتی که در دیجیتال اعمال می شود مانند جداسازی نویز در آنالوگ هم انجام داد. برای جدا کردن نویز از سیگنال دیجیتال لازم است از فیلترهای میان گذر استفاده کرد که خارج از باند قرار دارند. همانطور که متوجه شدید جداکردن نویزهایی را که در باند اصلی قرار دارند، امکان پذیر نخواهد بود. 

 

دوربن مدار بسته

جمع بندی

 

بازسازی سیگنال مخابراتی دیجیتال نسبت به آنالوگ متفاوت است. در سیستم مخابراتی آنالوگ از روش fdm و در سیستم مخابراتی دیجیتال از روش tdm استفاده می شود.
دیجیتال و آنالوگ تفاوت هایی در پهنای باند دارند. در سیستم مخابراتی آنالوگ صرفا به 4 هزار کیلوهرتز پهنای باند نیاز است ولی در سیستم مخابراتی دیجیتال، پهنای باند زیادی اشغال می شود. البته باید خاطر نشان کرد که این مورد را نمی توان به عنوان برتری سیستم آنالوگ و ضعف سیستم دیجیتال دانست. برای مثال در مدلاسیون پیشرفته در آینده، ارسال یک کانال تلفنی QAM64، تنها نیاز به 2 کیلوهرتز پهنای باند وجود دارد که این کمتر از حالت سیستم آنالوگ است.
برای نتیجه گیری باید بگوییم که تفاوت‌ میان آنالوگ و دیجیتال موجب برتری هیچ یک نسبت به دیگری نشده است. در واقع هر کدام در جایگاه خود بسیار کاربردی هستند و دیگری نمی ‌تواند جای آن را پر کند.

 


 

1 رتبه بندی این مطلب:
بدون رتبه

انتخابگر پوسته