Analog vs Digital: Hver er munurinn?

Það eru mismunandi leiðir til að flokka rafrásir. Ein mjög mikilvæg leið er að flokka hringrás eða kerfi sem annað hvort hliðstætt eða stafrænt en hvað þýðir það? Hvað er hliðstætt vs stafrænt?

Ef þú hefur verið rafeindatækniáhugamaður um skeið, hefur farið á námskeið í rafeindatækni eða lesið bækur um efnið hefur þú líklega að minnsta kosti innsæi tilfinningu fyrir mismun á hliðstæðum og stafrænni.

Ef þú ert nýr geturðu kannski ekki gert þér fulla grein fyrir því hvað hliðstæða vs stafrænt þýðir í raun.

Í þessari færslu skal ég fara yfir hvað hvert þýðir og lýsa mismuninum.

Ef þú ert nýr, muntu vonandi skilja muninn á stafrænum og hliðstæðum eftir að hafa lesið þetta. Ef þú þekkir nokkuð til merkingarinnar, þá mun þetta vonandi þjóna sem góðri yfirferð.

Byrjum á því að skilgreina par sem oft eru misskilin.

Samfellt tímamerki er það sem er tilgreint fyrir hvert óendanlega gildi tímans innan tiltekins tíma.

Autt tímamerki er aftur á móti aðeins tilgreint með stakum tímagildum eða skrefum eftir tímalínu.

Oft ruglum við hliðstæðum tíma og stafrænni við stakan tíma, en þeir eru ekki endilega eins.

Hliðstætt merki er það sem amplitude getur tekið á sig hvaða gildi sem er á stöðugu sviði.

A amplitude stafræns merkis getur aðeins tekið á sig endanlegan fjölda gilda.

Hvað er allt að þýða?

Myndin hér að neðan (úr þriðju útgáfu nútíma stafrænna og hliðstæða samskiptakerfa) getur hjálpað.

Mynd (a) á myndinni hér að ofan sýnir hliðstætt merki sem er einnig samfelldur tími. Mynd © sýnir einnig hliðstætt merki, veit bara að það er á stakum tíma. Merkið sjálft er mismunandi stöðugt á tímabilinu, en við sýnum aðeins það á stakum tímapunktum. Ef þú tengir punkta færðu stöðugt hliðstætt merki.

Hagnýtt dæmi um þetta væri að skrá hitastigið á 10 mínútna fresti.

Hitastigið sjálft er breytilegt með tímanum. Með öðrum orðum, hitastigið hoppar ekki frá 75 til 76 á núlltíma og það er ekki tími þar sem enginn hitastig er (ekki rugla þetta saman við núll gráður!).

Frekar tekur það gildi á milli á hverju óendanlega litlu tímabili. Í þessu tilfelli, okkar eini áhugi er að horfa á það á 10 mínútna fresti, þannig að ef við myndum setja hitastigið (hliðstætt gildi) gæti það litið út eins og hluti ©.

Í hluta (b) sjáum við stöðugt tíma stafrænt merki og hluti (d) sýnir stakan tíma stafrænt merki. Ef þú tengir punkta í hluta (d) með því að nota aðeins línur sem eru samsíða eða hornrétt á t-ásinn, þá birtist eitthvað eins og (b).

Hluti (b) líkist einhverju sem þú sérð í sveiflusjá þegar þú reynir á stafrænan hringrás.

Hvað með hluti (d)?

Ef við skráum gildi tiltekins hlutabréfs við lok viðskipta á hverjum degi gætum við verið með línurit sem lítur út eins og hluti (d).

Analog vs Digital: Analog

Við ætlum okkur að segja að í hliðstæðum kerfum mun annað hvort spenna eða straumur breytast stöðugt yfir nokkurt tímabil (jafnvel þó það þurfi tæknilega ekki, flestir hlutir sem þú mælir gera).

„Analog“ eitthvað er afrit af því. Settu annan hátt, það er hliðstætt. Það er þar sem hliðstæða kemur frá.

Taktu gamla gamaldags hljóðnemann til dæmis.

Hljóðbylgjur eru öldur loftþrýstings. Hljóðneminn breytir þrýstibylgjunum í sveiflukenndan spennu eða rafmagns „hliðstæða“ þrýstibylgjanna. Merkinu er síðan magnað og gefið til hátalara þar sem rafmagnsmerkinu er breytt aftur í þrýstibylgju eða hljóð.

Þú býrð í hliðstæðum heimi nema að þú sért hluti af Matrix. Flestir hlutir í náttúrunni sem hægt er að mæla megindlega birtast á hliðstæðum hætti.

Annað hliðstætt magn (fyrir utan þrýsting) er fjarlægð, tími og hitastig. Þegar þú hlustar á AM / FM útvarp ertu að hlusta á upplýsingar sem eru sendar á hliðstætt form.

Talandi um útvarp, eitt af vandamálunum með hliðstæðum kerfum er innleiðing hávaða. Við höfum öll stillt okkur á stöð áður og heyrt hávaða eða truflanir. FM útvarp er ónæmur fyrir hávaða en AM, en það gerist samt.

Ef þú ert nógu gamall gætirðu munað að afrita VHS spólur og tekið eftir því að gæði afritsins var ekki eins góð og frumritið. Þetta er vegna hávaða.

Mörg ykkar vita líklega hvernig hávaði lítur út. Ef þú ert ný eða þarft áminning, myndin hér að neðan sýnir það. Oft getur hávaði verið miklu verri en það sem þú sérð hér að neðan.

Rafstraumurinn á heimilinu er bæði stöðugur og hliðstæður; þó að toppar, sögur og skammvinn á línunni geti verið miklu verri en á myndinni hér að neðan.

Það eru meira að segja hliðstætt tölvur, en þetta eru sérstakari tilgangur og ekki eitthvað sem flestir tómstundagamendur vinna með. Tölvurnar sem þú þekkir líklega eru allar stafrænar, sem færir okkur að næsta efni okkar.

Analog vs Digital: The Digital Advantage

Fyrir flest okkar mun stafrænu merkin sem við munum vinna með líkjast hluta (b) myndarinnar hér að ofan.

Þegar við hugsum um stafrænt er eitt af fyrstu hlutunum sem koma upp í hugann tvöfaldar tölur. Sumir eru meðvitaðir um þetta en margir taka það á óvart að komast að því að stafræn merki geta tæknilega tekið á sig meira en tvö stak gildi.

Reyndar getur það tekið á sig hvaða endanlegan fjölda gildi sem er. Þessar tegundir stafrænna merkja eru nefndar M-ary merki þar sem M táknar hvaða heiltölu sem er. Tvöfaldur er algengasta og sérstaka tilfellið þar sem M = 2.

Í okkar tilgangi ætlum við að gera ráð fyrir að þú munt vinna með tvöfald merki.

Eitt fyrsta stafrænu rafeindakerfið tók gildi 1844. Uppgötvað af Samuel Morse var fyrsta símsendingin send það ár. Þetta tæki notaði stutta og langa púls af straumi sem kallast punktar og bandstrik.

Á hvaða augnabliki sem er er lykillinn að senda símanum annað hvort tveggja: annað hvort kveikt eða slökkt. Upplýsingarnar sem fjarsendingarskilaboð bera með fer aðeins eftir kveikt / slökkt á sendinum þegar tíminn líður. Tvö mismunandi stig bera kennsl á merki hvenær sem er. Þetta er það sem gerir það stafrænt.

Auðvitað notar enginn símskeyti á þessum degi en flest okkar notum tölvur, snjallsíma og mýmörg önnur stafræn eða að hluta stafræn tæki á hverjum degi.

Í tvöföldu stafrænu kerfi eru aðeins tveir möguleikar: kveikt eða slökkt, a. Hátt eða lágt.

Hátt er rökfræði 1 og lágt er rökfræði 0. Þess vegna samanstendur tvöfaldur tölur af tölum og núllum.

Í TTL (Transistor-Transistor Logic) kerfum teljum við háu vera 5 V og lága til að vera 0 V. Ekkert er fullkomið, svo það er skekkjumörk.

Fyrir TTL tæki sem fær merki er lágmarksspennustigið sem verður lesið sem hátt 2 V. Hámarkið sem verður lesið sem lágt er 0,8 V.

Allt þar á milli er ógilt og hunsað.

Vikmörkin fyrir TTL tæki sem senda merki eru aðeins mismunandi en þú færð hugmyndina.

Svo af hverju er stafrænt svona stórmál?

Hugleiddu geislaspilara. Flest okkar myndu vera sammála um að hljóð gæði á geisladiski sé betra en vinylplötur eða segulmagnaðir spólur, en af ​​hverju?

Þessi háu hljóðgæði eru möguleg vegna þess að tónlistin er ekki geymd sem raunverulegt afrit af hljóðbylgjunum (eins og upptöku) heldur sem kóðuð röð talna sem tákna amplitude stíga í hljóðbylgjum.

Í upptöku eða snældu er bjögun (hávaði) kynnt bæði með hliðstæðum upptökuferli og spilunarferli.

Geislaspilarinn okkar geymir ekki eintök af bylgjulögunum, heldur kóða sem segir spilaranum hvernig endurskapar hljóðið í hvert skipti sem það er spilað með mjög mikilli nákvæmni.

Til að búa til stafræn afrit af hliðstæðum merki (eins og hljóð) er hljóðbylgjunum sýni með nákvæmu millibili. Spenna bylgju er mæld með ákveðnu millibili og hver mæling umreiknuð í tölu.

Þetta gerir stafrænt kerfi, eins og geislaspilari, ónæmur fyrir hávaða. Þegar við gerum hliðstætt afrit af hljóði eða myndbandi er hávaði í eðli sínu kynntur í upptökunni.

Ég get afritað mp3 skrá þúsund sinnum (með því að afrita afritin) án þess að tapa einhverjum upprunalegum gæðum. En ef ég reyni að afrita snældu borði á þann hátt rýrnar hljóðgæðin vel áður en ég verð 1000.

Þetta færir okkur annan mikilvægan kost við stafræna en hliðstæða: stafrænar upplýsingar er auðvelt að geyma, flytja og afrita án þess að röskun felist í hliðstæðum ferlum. Hægt er að búa til eintök úr öðrum eintökum án þess að versna á milli afrita kynslóða.

Prófaðu það með VHS spólunum þínum! Analog vs digital - stafrænn vinnur hér.

Rúmmál er til um fjöldafjölda í tölvum og stafrænu kerfi, tvöfaldri tölfræði og rökfræði og sýnatökukenningum. Þessir hlutir eru utan gildissviðs þessarar færslu, en geta birst í framtíðarfærslum.

Munurinn á stafrænum og hliðstæðum

Helsti munurinn á hliðstæðum vs stafrænum ætti að vera ljós núna.

Hér eru nokkur raunveruleg dæmi um að keyra málið heim.

Ein leið til að bera saman muninn á stafrænu og hliðstæðum er að bera saman stöng ljósrofa heima hjá þér og dimmari rofa.

Með dimmunni get ég breytt birtustig ljóssins hvar sem er innan afmarkaðs gildissviðs. Dimmer rofinn er hliðstætt tæki vegna þessa. Ljósið getur verið að fullu á, að fullu slökkt eða tekið á sig nokkra birtustig á milli.

Með einum stöng rofi er ljósið annað hvort að fullu á eða að fullu slökkt. Það er ekkert þar á milli. Bara ríki af eða á. Ein stöng rofi er stafrænt tæki vegna þessa.

Hér er annað dæmi.

Segjum sem svo að þú og vinur standið fyrir framan byggingu nálægt innganginum. Útgengt er með tröppur og skábraut við hliðina á tröppum fyrir fatlaða.

Af einhverri furðulegu ástæðu byrjar þú og vinur þinn að kasta sveitum við rampinn og tröppurnar.

Á pallinum getur fjórðungur lent hvar sem er eftir lengd sinni.

Með þrepunum koma þó þyngdarlögin í veg fyrir að breytingin lendi á mjög brún (hún mun falla að næsta lægsta þrepi) eða á þeim hluta þrepsins sem liggur hornrétt á jörðina.

Þrepin tákna stafræna, stakan hóp gildi og rampinn hliðstæða, samfelldur hópur af gildum.

Munurinn á hliðstæðum og stafrænum: umbúðir

Vonandi hefur þú nú góðan skilning á muninum á hliðstæðum og stafrænum hringrásum.

Mig langaði til að komast í nokkur grunnatriði varðandi framsetning tvöfaldra talna og einkenni stafrænna púls, en eins og venjulega hefur þessi staða orðið svolítið löng.

Framtíðarfærsla (s) mun örugglega kafa aðeins dýpra í þessi efni.

Athugaðu á meðan og láttu mig vita: ertu aðallega hliðstæður einstaklingur, stafrænn einstaklingur eða kannski hluti af hvoru tveggja?

Upphaflega birt á circuitcrush.com 7. apríl 2017.