سیگنال آنالوگ و دیجیتال چیست و چه تفاوت هایی با هم دارند؟

موضوع این جلسه در مورد سوال اساسی بالاست و به طور ساده تفاوت های سیگنال آنالوگ و ديجيتال توضیح داده می شود.

حقيقت اين است كه ما در يك دنياي آنالوگ زندگي مي كنيم. تعداد نامحدود صداهايي كه مي شنويم تعداد نامحدود بوهايي كه مي بوييم همگي نشان از يك جهان آنالوگ است. صداي يك انسان هنگام صحبت كردن نمونه اي از يك سيگنال آنالوگ است. شكل زير به طور واضح تفاوت يك ساعت ديجيتال با آنالوگ را نشان مي دهد.

واژه آنالوگ از لغت يوناني ανάλογος كه analogos است برگرفته شده است و به معناي نسبي مي باشد. واژه ديجيتال هم از لغت Digit به معناي انگشت يا رقم گرفته شده است. چون از انگشت براي شمارش استفاده ميشده است.

ساعت دیجیتال و آنالوگ

در دنياي آنالوگ همه چيز نامحدود و بينهايت است ولي در دنياي ديجيتال همه چيز محدود است و يك عدد است مثلا 246 يا 5 يا… و چيزي بنام ∞(بينهايت) نداريم.

در هنگام كار در دنياي الكترونيك با ورودي و خروجي هاي آنالوگ و ديجيتال سرو كار داريد. اين دو همانند دو زبان متفاوت براي تجهيزات و دستگاه ها هستند بعضي از تجهيزات با هر دو زبان كار مي كنند و بعضي ديگر فقط يك زبان را متوجه مي شوند. كاست هاي قديمي كه صداي شما را به همان صورت آنالوگ ضبط مي كردند و به صورت آنالوگ هم پخش مي كردند ولي در سي دي اين صدا به صورت ديجيتال ذخيره ميشه و بصورت ديجيتال هم پخش ميشه. در هر ثانیه 44000 نمونه از آنها ضبط می‌شود. سيگنال هاي آنالوگ را به سيگنال هاي ديجيتال كه كدهاي 0 و 1(زبان كامپيوتر) است تبديل مي كنند تا قابليت ذخيره شدن به زبان كامپيوتر داشته باشند.

قبل از اينكه وارد جزييات بشيم بهتره بدونيم كه اصولا سيگنال چيست؟

سیگنال چیست؟

سيگنال يك كميت متغير با زمان است كه اطلاعات خاصي را منتقل مي كند. در مهندسي برق كميتي كه با زمان تغيير مي كند ولتاژ است(يا جريان است). بنابراين هر وقت از سيگنال صحبت مي كنيم آن را همانند ولتاژ تصور كنيد كه با زمان تغيير مي كند. سيگنال ها بين دستگاههاي مختلف اطلاعات را به صورت آنالوگ و ديجيتال منتقل مي كنند و اينكه اطلاعات از دستگاه Wifi به تبلت و گوشي شما مي رسد به واسطه همين سيگنال هاست.

نمودارهای سیگنال آنالوگ و دیجیتال

چون سيگنال در طي زمان تغيير مي كند پس نمودار آن را برحسب زمان رسم مي كنيم. خط افقي نمودار نمايانگر زمان و خط عمودي آن نمايانگر ولتاژ است. يك نمودار مربوط به سيگنال آنالوگ به صورت پيوسته و هموار مي باشد.

سيگنال هاي ديجيتال يك مقدار محدودي از مقادير ممكن را دارند. اين مقادير بين دو عدد محدود هستند. اين سيگنال ها يه صورت موج مربعي هستند.

سيگنال ديجيتال در حقيقت نمايش ناپيوسته اي از سيگنال آنالوگ است. در حقيقت شكل بالا حاصل تجزيه كردن شكل موج آنالوگ به قسمت هاي كوچكتر است. شكل زير يك موج آنالوگ است كه به قسمت هاي كوچك ديجيتال تقسيم شده است و پس از بزرگنمايي به شكل بالا تبديل شده است.

بزرگترين تفاوت سيگنال آنالوگ با ديجيتال در اين است كه در سيگنال آنالوگ موج ها پيوسته و هموار هستند و در سيگنال ديجيتال موج ها ناپيوسته، مربعي و پله اي است.

تبدیل آنالوگ به دیجیتال

بيشتر ارتباطات بين مدارات مجتمع به صورت ديجيتال است. واسطه هاي سريال همانند I2C، SPI و … به صورت موج هاي مربعي و كدگذاري شده است. در ميكروكنترلرها واحدي بنام ADC  كه مخفف Analog Digital Converter است كار تبديل سيگنال هاي آنالوگ به ديجيتال را انجام مي دهد.

خوب دوستان. این جلسه هم به پایان رسید. برای دریافت آخرین مطالب سایت  و همچنین مطالب منحصر به فرد دیگر که در سایت منتشر نمی شوند میتوانید در کانال تلگرام ما عضو شوید و یا در اینستاگرام ما را فالوو کنید: