Digitálna televízia je v súčasnosti rozšírená na väčšine územia krajiny. Novšie televízory prijímajú kvalitný digitálny signál samostatne, staršie televízory ho prijímajú pomocou špeciálneho set top boxu. Aký je rozdiel medzi starými analógovými a novými digitálnymi signálmi? Mnohým ľuďom to nie je jasné a treba to vysvetliť.
Obsah
Typy signálov
Signál je zmena fyzikálnej veličiny v čase a priestore. Sú to v podstate kódy pre komunikáciu v informačnom a riadiacom prostredí. Graficky možno akýkoľvek signál znázorniť ako funkciu. Na identifikáciu typu a vlastností signálu možno použiť čiaru na grafe. Analógová krivka bude vyzerať ako súvislá krivka, digitálna ako prerušovaná obdĺžniková čiara preskakujúca od nuly po jednotku. Všetko, čo vidíme očami a počujeme ušami, je analógový signál.
Analógový signál
Zrak, sluch, chuť, čuch a hmat k nám prichádzajú ako analógové signály. Mozog vydáva príkazy orgánom a prijíma od nich informácie v analógovej forme. V prírode sa všetky informácie prenášajú len týmto spôsobom.
V elektronike je analógový signál založený na prenose elektrickej energie. Určité napätia zodpovedajú frekvencii a amplitúde zvuku, farbe a jasu svetla obrazu atď. To znamená, že farba, zvuk alebo informácia sú analogické elektrickému napätiu.
Napríklad .Pripojme určité napätie na modrú farbu 2 V, červenú farbu 3 V a zelenú farbu 4 V. Zmeníme napätie a na obrazovke sa zobrazí obrázok v príslušnej farbe.
Nezáleží na tom, či sa signál vysiela po drôte alebo rádiom. Vysielač vysiela nepretržite a prijímač spracováva analógovú formu informácie. Prijímač premieňa napätie na zodpovedajúci zvuk alebo farbu prostredníctvom prijímania nepretržitého elektrického alebo rádiového signálu vzduchom. Obraz sa zobrazí na obrazovke alebo sa zvuk vysiela cez reproduktor.
Diskrétny signál
Podstata signálu spočíva v jeho názve. Diskrétne z latinčiny discretusčo znamená nespojitý (rozdelený). Dá sa povedať, že diskrétna krivka opakuje amplitúdu analógovej, ale z hladkej krivky sa stáva krivka stupňovitá. Mení sa buď v čase, pričom zostáva kontinuálny vo veľkosti, alebo v úrovni, pričom nie je časovo diskontinuálny.
Diskrétny signál má teda za určitý časový úsek (napríklad milisekundu alebo sekundu) určitú nastavenú hodnotu. Na konci tohto času sa prudko zmení nahor alebo nadol a zostane tak ešte milisekundu alebo sekundu. Zostane to tak po nepretržitú dobu. Diskrétny je teda prevedený analóg. To znamená, že je na polceste k digitálnej technológii.
Digitálny signál
Po diskrétnom je ďalším krokom pri konverzii analógového signálu digitálny signál. Hlavnou črtou je, že buď tam je, alebo nie je. Všetky informácie sa konvertujú na časovo a veľkostne obmedzené signály. Signály digitálnej dátovej technológie sú kódované nulou a jednotkou v rôznych variantoch. Základom je bit, ktorý nadobúda jednu z týchto hodnôt. Bit pochádza z anglického binary digit alebo binárnej číslice.
Jeden bit má však obmedzenú schopnosť prenášať informácie, preto sa spájajú do blokov. Čím viac bitov je v jednom bloku, tým viac informácií nesie. Digitálna technológia používa bity spojené do blokov násobkov 8. 8-bitový blok sa nazýva bajt. Jeden bajt je síce malá hodnota, ale už sa do nej dajú uložiť zašifrované informácie o všetkých písmenách abecedy. Pridaním len jedného bitu sa však počet kombinácií nuly a jednotky zdvojnásobí. Zatiaľ čo 8 bitov umožňuje 256 kódovaní, 16 bitov umožňuje 65536 kódovaní. A kilobajt alebo 1024 bajtov vôbec nie je malé číslo.
VAROVANIE! Nie je chybou, že 1 KB sa rovná 1024 bajtom. Toto je akceptovaný spôsob v binárnom počítačovom prostredí. Vo svete sa však bežne používa desiatková číselná sústava, kde kilo je 1000. Preto existuje aj desatinný KB, ktorý sa rovná 1000 bajtom.
Veľa informácií je uložených vo veľkom počte spojených bajtov, čím viac kombinácií 1 a 0, tým viac je zakódovaných. Takže v 5 - 10 MB (5000 - 10000 KB) máme kvalitné údaje o hudobných skladbách. Prejdite ďalej a v 1000 MB už máte zakódované filmové dáta.
Ale keďže všetky informácie okolo nás sú analógové, potrebujeme nejaké úsilie a nejaké zariadenie, aby sme ich mohli digitalizovať. Na tento účel bol vynájdený DSP (digitálny signálový procesor) alebo DSP (digitálny signálový procesor). Každý digitálny prístroj má takýto procesor. Prvé sa objavili už v 70. rokoch minulého storočia. Techniky a algoritmy sa menia a zdokonaľujú, ale princíp zostáva rovnaký - konverzia analógových údajov na digitálne.
Spracovanie a prenos digitálneho signálu závisí od vlastností procesora - bitovej rýchlosti a rýchlosti. Čím vyššia je prenosová rýchlosť, tým lepší je signál. Rýchlosť sa udáva v miliónoch inštrukcií za sekundu (MIPS) a dobrý procesor má niekoľko desiatok MIPS. Rýchlosť určuje, koľko jednotiek a núl dokáže zariadenie "vtesnať" do jednej sekundy a kvalitne prenášať súvislú krivku analógového signálu. Od toho závisí realistickosť televízneho obrazu televízia a zvuk z reproduktorov.
Rozdiel medzi diskrétnym signálom a digitálnym signálom
O Morseovej abecede už pravdepodobne počul každý. Vymyslel ho umelec Samuel Morse, ďalší inovátori ho vylepšili a všetci ho používali. Je to spôsob prenosu textu, pri ktorom sú písmená kódované bodkami a čiarkami. Zjednodušene sa toto kódovanie nazýva morzeovka. Dlho sa používal v telegrafe a na prenos informácií cez rádio. Môže sa signalizovať aj pomocou reflektora alebo baterky.
Kód morzeovky závisí len od samotného znaku. Nezávisí od dĺžky trvania alebo objemu (sily). Bez ohľadu na to, ako silno stlačíte tlačidlo (blikanie baterky), vnímajú sa len dva varianty - bodka a pomlčka. Je možné iba zvýšiť prenosovú rýchlosť. Nezohľadňuje sa objem ani trvanie. Hlavnou vecou je, že signál je prijímaný.
To isté platí aj pre digitálny signál. Dôležité je zakódovať údaje pomocou 0 a 1. Prijímateľ musí rozoznať iba kombináciu núl a jednotiek. Nezáleží na tom, aký hlasný alebo dlhý je každý signál. Dôležité je získať nuly a jednotky. To je podstata digitálnej technológie.
Diskrétny signál sa získa zakódovaním hlasitosti (jasu) a trvania každej bodky a čiarky alebo 0 a 1. V tomto prípade je viac možností kódovania, ale aj viac nejasností. Hlasitosť a trvanie nemusia byť rozoznateľné. To je rozdiel medzi digitálnymi a diskrétnymi signálmi. Digitálne sú generované a vnímané jednoznačne, diskrétne s odchýlkami.
Porovnanie digitálnych a analógových signálov
Signál televíznej alebo mobilnej stanice sa môže prenášať v digitálnej a analógovej forme. Napríklad zvuk a obraz sú analógové signály. Mikrofón a kamera snímajú okolitú realitu a premieňajú ju na elektromagnetické vlny. Frekvencia výstupných kmitov závisí od frekvencie zvuku a svetla a amplitúda prenosu závisí od hlasitosti a jasu.
Obraz a zvuk premenený na elektromagnetické kmitanie sa šíri do priestoru pomocou prenosovej antény. Prijímač tento proces mení a premieňa elektromagnetické vlny na zvuk a obraz.
Šíreniu elektromagnetických vibrácií vo vzduchu bránia mraky, búrky, terén, priemyselné elektrické rušenie, slnečný vietor a iné poruchy. Frekvencia a amplitúda sú často skreslené a signál z vysielača do prijímača sa mení.
Hlas a obraz analógového signálu sa reprodukuje so skreslením spôsobeným rušením a na pozadí sa reprodukujú sykavky, šumenie a skreslenie farieb. Čím horší je príjem, tým výraznejšie sú tieto vedľajšie účinky. Ak sa však signál prijme, je ho aspoň vidieť a počuť.
Pri digitálnom prenose sa obraz a zvuk pred vysielaním digitalizujú a do prijímača sa dostanú bez skreslenia. Vplyv vonkajších faktorov je minimálny. Zvuk a farba sú dobrej kvality alebo žiadne. Signál zaručene dosiahne prijímač na určitú vzdialenosť. Na prenos na veľké vzdialenosti je však potrebný určitý počet opakovačov. Preto sa na prenos mobilného signálu umiestňujú antény čo najbližšie k sebe.
Dobrým príkladom rozdielu medzi týmito dvoma typmi signálov je porovnanie starého káblového telefónu a modernej mobilnej siete.
Káblové telefonovanie nefunguje vždy dobre ani v rámci tej istej lokality. Volanie na druhý koniec krajiny je skúškou hlasiviek a sluchu. Musíte kričať a počúvať odpoveď. Šumy a rušivé vplyvy sú odfiltrované našimi ušami, chýbajúce a skreslené slová interpretujeme my. Zvuk, aj keď zlý, je tam.
Zvuk v mobilnej sieti môžete počuť aj z druhej pologule. Digitalizovaný signál sa vysiela a prijíma bez skreslenia. Ale ani to nie je bez chýb. V prípade porúch nie je počuť žiadny zvuk. Vypadávajú písmená, slová aj celé frázy. Našťastie je to zriedkavé.
V prípade analógovej a digitálnej televízie je to približne rovnaké. Analógové vysielanie využíva signál, ktorý je náchylný na rušenie, má obmedzenú kvalitu a jeho potenciál pre rozvoj sa už vyčerpal. Digitálne technológie sú bez skreslenia, poskytujú vynikajúcu kvalitu zvuku a obrazu a neustále sa zdokonaľujú.
Výhody a nevýhody rôznych typov signálov
Analógový prenos signálu sa od svojho vynájdenia výrazne zdokonalil. Už dlho sa používa na prenos informácií, zvuku a obrazu. Napriek mnohým vylepšeniam si zachováva všetky svoje nedostatky - šum a skreslenie pri prenose informácií. Hlavným argumentom pre prechod na iný systém výmeny údajov však bol strop kvality prenášaného signálu. Analógové zariadenia nedokážu pojať taký objem moderných údajov.
Vďaka zdokonaleným metódam nahrávania a ukladania, najmä v prípade videoobsahu, sa analógové technológie stali minulosťou. Jedinou výhodou analógového spracovania údajov je zatiaľ široká dostupnosť a nízka cena zariadení. Vo všetkých ostatných ohľadoch je analógové vysielanie horšie ako digitálne.
Príklady digitálneho a analógového prenosu signálu
Digitálna technológia postupne prekonáva analógovú technológiu a už sa bežne používa vo všetkých oblastiach života. Často si to ani nevšimneme a digitálne technológie sú všade.
Výpočtová technika
Prvé analógové počítače boli vytvorené v 30. rokoch 20. storočia. Boli to pomerne primitívne zariadenia na vysoko špecializované úlohy. Analógové počítače sa objavili v 40. rokoch 20. storočia a v 60. rokoch sa začali hojne používať.
Neustále sa zdokonaľovali, ale s rastúcim množstvom spracovávaných informácií postupne ustupovali digitálnym zariadeniam. Analógové počítače sú vhodné na automatické riadenie výrobných procesov, pretože okamžite reagujú na zmeny v prichádzajúcich údajoch. Prevádzková rýchlosť je však pomalá a množstvo údajov je obmedzené. Preto sa analógové signály používajú len v niektorých miestnych sieťach. Používajú sa najmä na monitorovanie a riadenie výrobných procesov. Vstupnými informáciami sú teplota, vlhkosť, tlak, rýchlosť vetra a podobné údaje.
V niektorých prípadoch sa analógové počítače používajú na riešenie problémov, pri ktorých presnosť výmeny výpočtových údajov nie je taká dôležitá ako pri digitálnych počítačoch.
Na začiatku 21. storočia analógový signál ustúpil digitálnej technológii. Vo výpočtovej technike sa zmiešané digitálne a analógové signály používajú na spracovanie údajov len v niektorých čipoch.
Nahrávanie zvuku a telefonovanie
Vinylové platne a magnetické pásky sú dvaja významní predstavitelia analógového signálu na reprodukciu zvuku. Obe sa stále vyrábajú a niektorí znalci ich vyhľadávajú. Mnohí hudobníci sa domnievajú, že bohatý a autentický zvuk sa dá dosiahnuť len nahrávaním albumu na magnetofónový pás. Milovníci hudby radi počúvajú disky s charakteristickým šumom a praskaním. Od roku 1972 sú k dispozícii páskové rekordéry, ktoré zaznamenávajú digitálne na magnetickú pásku, ale pre ich vysokú cenu a veľké rozmery sa nerozšírili. Používajú sa len v profesionálnych nahrávacích aplikáciách.
Ďalším príkladom analógových a digitálnych signálov pri nahrávaní zvuku sú mixéry a zvukové syntetizátory. Väčšinou sa používajú digitálne zariadenia a používanie analógových zariadení je spôsobené zvykom a predsudkami. Predpokladá sa, že digitálny záznam ešte stále nedosiahol tento komplexný efekt prenosu hudby. A to je vlastné len analógovému signálu.
Na druhej strane si mladší ľudia nevedia predstaviť hudbu bez súborov MP3 uložených v telefónoch, USB kľúčoch a počítačoch. A online služby poskytujú prístup do svojich úložísk s miliónmi digitálnych nahrávok.
Telefonovanie sa posunulo ešte ďalej. Digitálna mobilná telefónia takmer úplne nahradila drôtovú telefóniu. Tá je ponechaná na vládne agentúry, zdravotnícke inštitúcie a podobné organizácie. Väčšina z nich si už nevie predstaviť život bez mobilu a ako byť pripútaný k drôtu. Mobilná komunikácia, základ prenosu dát, v ktorej digitálny signál spoľahlivo spája účastníkov na celom svete.
Elektrické merania
Digitálne spracovanie a prenos údajov je pevne zakotvené v elektrických meraniach. Elektronické osciloskopy, voltmetre a ampérmetre, viacúčelové meracie zariadenia. Všetky prístroje, v ktorých sa informácie zobrazujú elektronicky, používajú na prenos merania digitálny signál. V domácnosti sa s nimi najčastejšie stretávame vo forme stabilizátorov a regulátorov napätia. Obe zariadenia merajú sieťové napätie, spracúvajú ho a prenášajú digitálny signál na displej.
Digitálna technológia sa čoraz častejšie používa aj na prenos údajov z elektrických meraní na veľké vzdialenosti. Digitálne zariadenia sú inštalované v rozvodniach a kontrolných miestnostiach na monitorovanie výkonu elektrických sietí. Analógové zariadenia sú obľúbené len v rozvádzačoch, priamo na meracích miestach.
Ďalšie rozšírené použitie digitálnych signálov je v oblasti merania elektrickej energie. Domácnosti často zabúdajú pozrieť sa na údaje z meračov a vložte ich do osobnej skrinky alebo ich doručte spoločnosti poskytujúcej služby. Digitálny merací systém vám môže ušetriť veľa starostí. Odčítané údaje sa prenášajú priamo do meracieho systému. Preto nie je potrebná neustála komunikácia medzi odberateľom a dodávateľom; niekedy môžete ísť do svojej osobnej kancelárie a skontrolovať údaje.
Analógová a digitálna televízia
Ľudstvo už dlhé roky žije s analógovou televíziou. Je jednoduchý a zrozumiteľný. Najprv v éteri, potom v káblovke s o niečo lepšou kvalitou. Jednoduchá anténaJednoduchá anténa, televízor a priemerný obraz. Technológia nahrávania a ukladania videa však výrazne predbehla analógový signál. A už vôbec nedokáže plnohodnotne prenášať moderný film alebo televízny program. Iba digitálna televízia môže poskytnúť kvalitu, stabilitu a dobrý signál.
Digitálna televízia má mnoho výhod. V prvom rade je to kompresia signálu. Vďaka tomu sa zvýšil počet kanálov, ktoré môžete sledovať. Zlepšila sa aj kvalita prenosu obrazu a zvuku, ktorá je nevyhnutná pre moderné televízne prijímače s veľkými obrazovkami. Spolu s tým je možné zobraziť informácie o vysielaní, pripravovaných programoch atď.
Spolu s výhodami prichádza aj malý problém. Na príjem digitálneho signálu potrebujete špeciálny tuner.
Špecifikácie pre pozemné televízne vysielanie
Na príjem digitálneho signálu cez internet potrebujete tuner T2, známy aj ako prijímač, dekodér alebo set top box DVB-T2. Väčšina moderných televízorov LED je pôvodne vybavená takýmito zariadeniami. Preto sa nemusíte ničoho obávať. Ak vypnete analógovú televíziu, stačí zmeniť konfiguráciu kanálov.
Majitelia starších televízorov bez zabudovaného tunera T2 nemajú problém. Tu je to jednoduché. Musíte si kúpiť samostatný set-top box DVB-T2, ktorý prijíma signál T2, spracováva ho a posiela hotový obraz na obrazovku. Set-top box môže ľahko Pripojenie set-top boxu k akémukoľvek televízoru.
Digitálny signál sa používa vo všetkých veľkých oblastiach života. Televízia nie je výnimkou. Nebojte sa nového. Väčšina televízorov je už vybavená tým, čo potrebujete, ale v prípade starších prijímačov si môžete zaobstarať lacný set-top box. O to viac, že sa dá ľahko nastaviť. Kvalita obrazu a zvuku je lepšia.
Súvisiace články:
