Sinyal analog, diskrit, dan digital

Kuantitas fisik apa pun berdasarkan sifat perubahan nilainya dapat konstan (jika hanya memiliki satu nilai tetap), diskrit (jika dapat memiliki dua atau lebih nilai tetap), atau analog (jika dapat memiliki jumlah nilai yang tak terbatas). Semua jumlah ini dapat didigitalkan.

Sinyal analog

Sinyal analog adalah sinyal yang dapat diwakili oleh garis kontinu dari sekumpulan nilai yang ditentukan pada setiap titik waktu relatif terhadap sumbu waktu. Nilai-nilai sinyal analog berubah-ubah setiap saat, sehingga umumnya dapat direpresentasikan sebagai semacam fungsi kontinu (tergantung pada waktu sebagai variabel) atau sebagai fungsi waktu kontinu sepotong-sepotong.

Sinyal analog dapat disebut, misalnya, sinyal audio yang dihasilkan oleh koil mikrofon elektromagnetik atau penguat akustik tabung, karena sinyal semacam itu kontinu dan nilainya (tegangan atau arus) sangat berbeda satu sama lain di setiap saat dalam waktu.

Gambar di bawah menunjukkan contoh jenis sinyal analog ini.

Nilai analog dapat memiliki variasi nilai yang tak terbatas dalam batas tertentu. Mereka berkelanjutan dan nilainya tidak dapat berubah dengan cepat.

Contoh sinyal analog: termokopel mentransmisikan nilai suhu analog ke pengontrol logika yang dapat diprogram, yang mengontrol suhu dalam oven listrik dengan relai keadaan padat.

Sinyal diskrit

Jika suatu sinyal mengasumsikan nilai acak hanya pada saat-saat tertentu, maka sinyal seperti itu disebut diskrit. Paling sering, dalam praktiknya, sinyal diskrit yang didistribusikan melalui kisi waktu yang seragam digunakan, langkahnya disebut interval pengambilan sampel.

Sinyal diskrit mengasumsikan nilai bukan nol tertentu hanya pada momen pengambilan sampel, yaitu tidak kontinu, tidak seperti sinyal analog. Jika bagian kecil dengan ukuran tertentu dipotong dari sinyal suara secara berkala, sinyal seperti itu dapat disebut diskrit.

Di bawah ini adalah contoh menghasilkan sinyal diskrit dengan interval pengambilan sampel T. Perhatikan bahwa hanya interval pengambilan sampel yang diukur, bukan nilai sinyal itu sendiri.

Sinyal diskrit memiliki dua atau lebih nilai tetap (jumlah nilainya selalu dinyatakan sebagai bilangan bulat).

Contoh sinyal diskrit sederhana untuk dua nilai: aktivasi sakelar batas (pengalihan kontak sakelar pada posisi mekanisme tertentu). Sinyal dari sakelar batas hanya dapat diterima dalam dua versi - kontak terbuka (tidak ada aksi, tidak ada voltase) dan kontak tertutup (ada aksi, ada voltase).

Sinyal digital

Ketika sinyal diskrit hanya mengambil beberapa nilai tetap (yang dapat ditempatkan pada kisi dengan nada tertentu) sehingga dapat direpresentasikan sebagai rangkaian kuantitas kuantum, sinyal diskrit semacam itu disebut digital. Artinya, sinyal digital adalah sinyal diskrit yang dikuantisasi tidak hanya dengan interval waktu, tetapi juga dengan level.

Dalam praktiknya, sinyal diskrit dan digital diidentifikasi dalam sejumlah masalah dan dapat dengan mudah ditentukan sebagai sampel menggunakan perangkat komputasi.

Gambar tersebut menunjukkan contoh pembentukan sinyal digital berdasarkan sinyal analog. Harap dicatat bahwa nilai sinyal digital tidak dapat mengambil nilai tengah, hanya spesifik — bilangan bulat langkah dalam kisi vertikal.

Sinyal digital dengan mudah direkam dan ditulis ulang dalam memori perangkat komputasi, itu hanya dibaca dan disalin tanpa kehilangan akurasi, sementara menulis ulang sinyal analog selalu dikaitkan dengan hilangnya beberapa informasi, meskipun tidak signifikan.

Pemrosesan sinyal digital memungkinkan untuk mendapatkan perangkat dengan kinerja sangat tinggi karena pelaksanaan operasi komputasi tanpa kehilangan kualitas sama sekali atau dengan kerugian yang dapat diabaikan.

Karena keunggulan ini, sinyal digitallah yang ada di mana-mana saat ini dalam sistem penyimpanan dan pemrosesan data. Semua memori modern adalah digital. Media penyimpanan analog (seperti kaset, dll) sudah lama hilang.

Alat ukur tegangan analog dan digital:

Tetapi bahkan sinyal digital pun memiliki kekurangan.Mereka tidak dapat ditransmisikan secara langsung sebagaimana adanya, karena transmisi biasanya dilakukan melalui gelombang elektromagnetik yang terus menerus. Oleh karena itu, saat mengirim dan menerima sinyal digital, perlu dilakukan untuk modulasi tambahan Dan konversi analog ke digital... Kisaran dinamis yang lebih kecil dari sinyal digital (rasio dari nilai terbesar ke nilai terkecil), karena kuantisasi nilai di sepanjang jaringan, adalah kelemahan lainnya.

Ada juga area di mana sinyal analog sangat diperlukan. Misalnya, suara analog tidak akan pernah bisa dibandingkan dengan digital, jadi amplifier tabung dan rekaman belum ketinggalan zaman, meskipun format rekaman audio digital berlimpah dengan kecepatan pengambilan sampel tertinggi.