Analogový a digitální přenos
Z MiS
Obsah |
Signál a kódování
Připomeňme, že:
Signál je fyzikální veličina, která je nositelem informace.
Kódování je proces, při kterém ukládáme (kódujeme) informaci do posloupnosti hodnot zvoleného signálu.
- Příklady signálů
- velikost elektrického napětí mezi dvěma vodiči
- frekvence změny elektrického napětí mezi dvěma vodiči
- vlnová délka (barva) světla, vyzařovaná zdrojem
- intenzita světla (svítí/nesvítí apod.)
- frekvence mechanického vlnění molekul vzduchu (zvuk)
Viz také: Základní pojmy teorie informace
Analogový × diskrétní × digitální signál
- Analogový signál
- Může nabývat libovolné hodnoty.
- Může se měnit kdykoli.
- Diskrétní signál
- Diskrétní v čase: změna hodnoty může nastat jen ve vybraných okamžicích.
- Diskrétní v amplitudě: může nabývat jen vybraných hodnot.
- Digitální (číslicový) signál
- Signál, který je diskrétní v čase i amplitudě.
Analogový přenos
- Český pojem je spojitý.
- Libovolná hodnota signálu je platná, s časem se hodnota mění postupně (spojitě).
- Výhody:
- jednoduchost
- efektivita — v jednom okamžiku můžeme přenášet teoreticky nekonečně mnoho informace (ve skutečnosti jsme omezeni přesností měření a mírou šumu — rušení)
- Problémy:
- nelze detekovat chybu (rušení signálu)
- nelze opravit vzniklé zkreslení
Digitální přenos
- Vyhradíme pouze několik hodnot signálu, které jsou povolené.
- Výskyt jiných hodnot indikuje chybu při přenosu (porušení přenášeného signálu).
- Můžeme chybu „opravit“:
- Zaokrouhlíme ji na nejbližší platnou hodnotu.
- Často tak získáme správnou (odvysílanou) hodnotu (ale ne vždy)!
- Speciálním příkladem je situace, kdy připouštíme pouze dvě povolené hodnoty signálu.
- Příklad — Semafor
- Stanovíme například, že semafor může svítit pouze zeleně, oranžově nebo červeně.
- Pokud dojde ke zkreslení vnímání barvy třeba vlivem vnějšího osvětlení, obvykle jsme schopni rozhodnout, které barvě je pozorovaná barva nejblíže.
- Příklad — Napětí mezi párem vodičů
- Povolíme velikost napětí pouze +5 V nebo -5 V.
- Pokud naměříme například 4,5 V, je velká pravděpodobnost, že se jedná o hodnotu 5 V, která byla zkreslena rušením o velikosti 0,5 V. (Mohlo se ale také jednat o hodnotu -5 V, zkreslenou o 9,5 V.)
Analogový vstupní signál × analogové zpracování
- A) Vstupní signál je digitální
- (například z počítače)
- Obvykle se vstupní signál zpracovává, přenáší a ukládá v digitální podobě.
- Díky tomu nedochází ke zkreslení při zpracování a přenosu.
- B) Vstupní signál je analogový
Zde máme dvě možnosti:
- zpracování, přenos a ukládání provést analogově (pak každá operace přináší další zkreslení),
- nebo provést digitalizaci a dále již pracovat s digitální podobou vstupu.
(Pak dochází při zkreslení pouze v průběhu digitalizace — toto zkreslení ale pro některé aplikace může být nepřijatelné.)
