الفرق بين الإشارة الرقمية والإشارة التناظرية

الإشارات التماثلية والرقمية هي أنواع الإشارات التي تحمل المعلومات، ويتمثل الاختلاف الرئيسي بين كلتا الإشارتين في أنّ الإشارات التماثلية لها إشارات كهربائية مستمرة، إلّا أنّ الإشارات الرقمية تحتوي على إشارات كهربائية غير مستمرة، حيث يمكن ملاحظة الاختلاف بين الإشارة التماثلية والرقمية من خلال الأمثلة المختلفة لأنواع مختلفة من الموجات.

ما هي إشارة Signal؟

الإشارة “Signal”: هي تيار كهرومغناطيسي أو كهربائي ينقل البيانات من نظام أو شبكة إلى أخرى وفي الإلكترونيات غالباً ما تكون الإشارة عبارة عن جهد متغير بمرور الوقت، وهو أيضاً موجة كهرومغناطيسية تحمل المعلومات على الرغم من أنّها يمكن أن تتخذ أشكالًا أخرى، مثل التيار.

هناك نوعان أساسيان من الإشارات المستعملة في الإلكترونيات وهي الإشارات التماثلية والرقمية، حيث في الإلكترونيات والاتصالات السلكيةواللاسلكية يُشار إلى أي جهد متغير بمرور الوقت عبارة عن موجة كهرومغناطيسية تحمل المعلومات، كما يمكن أيضاً تعريف الإشارة على أنّها تبديل يمكن الانتباه إليه هو الميزة مثل الكمية.

يعني العمل مع الإلكترونيات التعامل مع الإشارات والمدخلات والمخرجات التماثلية والرقمية، كما يجب أن تتفاعل مشروعات الإلكترونيات مع العالم الحقيقي التماثلي بطريقة ما، ولكن معظم المعالجات الدقيقة وأجهزة الكمبيوتر والوحدات المنطقية هي مكونات رقمية بحتة، وهذان الشكلان من الإشارات يشبهان لغات إلكترونية متنوعة، وبعض مكونات الإلكترونيات ثنائية اللغة والبعض الآخر لا يفهم إلّا واحداً من الاثنين ويعمل به.

ما هي الإشارة التماثلية Analog Signal؟

الإشارة التماثلية Analog Signal: هي إشارة مستمرة يتغير فيها القياس مع مرور الوقت، بحيث يمثل المتغير الزمني كمية أخرى. تعمل هذه الإشارات مع القيم الفيزيائية والظواهر الطبيعية مثل الزلازل، التردد، البراكين، سرعة الرياح، الوزن، والإضاءة، وغيرها.

1- خصائص الإشارة التماثلية

• هذا النوع من الإشارات الإلكترونية متغير بمرور الوقت.

• القيم الدنيا والقصوى سواء كانت موجبة أو سالبة.

• يمكن أن تكون دورية أو غير دورية.

• تعمل الإشارة التماثلية على البيانات المستمرة.

• دقة الإشارة التماثلية ليست عالية عند مقارنتها بالإشارة الرقمية.

• يساعدك على قياس القيم الطبيعية أو المادية.

• شكل ناتج الإشارة التماثلية يشبه المنحنى أو الخط أو الرسم البياني، لذلك قد لا يكون مفيداً للجميع.

2- مزايا الإشارات التماثلية

• أسهل في المعالجة.

• الأنسب لنقل الصوت والفيديو.

• لها تكلفة منخفضة ومحمولة.

• تتميز بكثافة أعلى بكثير بحيث يمكنها تقديم معلومات أكثر دقة.

• ليس من الضروري شراء لوحة رسومات جديدة.

• يستخدم نطاقاً ترددياً أقل من الأصوات الرقمية.

• تقديم تمثيل أكثر دقة للصوت.

• إنّه الشكل الطبيعي للصوت.

3- عيوب الإشارات التماثلية

• يميل التماثلية إلى الحصول على إشارة ذات جودة أقل من الإشارات الرقمية.

• الكابلات حساسة للتأثيرات الخارجية.

• تكلفة السلك التماثلي مرتفعة ولا يسهل حملها.

• قلة توافر النماذج ذات الواجهات الرقمية.

• يُعد تسجيل الصوت التماثلي على الشريط مكلفاً للغاية في حالة تلف الشريط.

• يوفر قيوداً في التحرير.

• أصبح من الصعب العثور على الشريط.

• من الصعب جداً مزامنة الصوت التماثلي.

• الجودة تضيع بسهولة.

• يمكن أن تتلف البيانات.

• الكثير من أجهزة التسجيل والتنسيقات التي يمكن أن تصبح مربكة لتخزين إشارة رقمية.

• يمكن للأصوات الرقمية أن تقطع الموجة الصوتية التماثلية ممّا يعني أنّه لا يمكنك الحصول على إعادة إنتاج مثالية للصوت.

• يقدم واجهات رديئة متعددة المستخدمين.

ما هي الإشارة الرقمية Digital Signal؟

الإشارة الرقمية “Digital Signal”: هي إشارة تُستخدم لتمثيل البيانات كسلسلة من القيم المنفصلة في أي وقت، كما يمكن أن يأخذ فقط واحدة من عدد ثابت من القيم، حيث يمثل هذا النوع من الإشارات عدداً حقيقياً ضمن نطاق ثابت من القيم.

1- خصائص الإشارات الرقمية

• الإشارة الرقمية هي إشارات مستمرة.

• يمكن معالجة هذا النوع من الإشارات الإلكترونية وإرسالها بشكل أفضل مقارنة بالإشارة التماثلية.

• الإشارات الرقمية متعددة الاستخدامات، لذا فهي مستخدمة على نطاق واسع.

• دقة الإشارة الرقمية أفضل من دقة الإشارة التماثلية.

2- مزايا الإشارات الرقمية

• يمكن ضغط البيانات الرقمية بسهولة.

• يمكن تشفير أي معلومات في النموذج الرقمي.

• تُعد المعدات التي تستخدم الإشارات الرقمية أكثر شيوعاً وأقل تكلفة.

• تجعل الإشارة الرقمية أدوات التشغيل خالية من أخطاء الملاحظة مثل أخطاء المنظر والتقريب.

• يتوفر الكثير من أدوات التحرير.

• يمكنك تحرير الصوت دون تغيير النسخة الأصلية.

• سهولة نقل البيانات عبر الشبكات.

3- عيوب الإشارات الرقمية

• قد يؤدي أخذ العينات إلى فقدان المعلومات.

• تتطلب “A / D” و”D / A” أجهزة إشارة مختلطة.

• سرعة المعالج محدودة.

• تطوير أخطاء التكميم والتقريب.

• يتطلب عرض نطاق أكبر.

• الأنظمة والمعالجة أكثر تعقيداً.

ملاحظة:“A / D” هي اختصار لـ “Analog to Digital Converter”.

ملاحظة:“D / A” هي اختصار لـ “Digital to Analog Converter”.

الاختلافات الرئيسية بين الإشارات التماثلية والإشارات الرقمية

• الإشارة التماثلية هي إشارة مستمرة بينما الإشارات الرقمية هي إشارات منفصلة عن الوقت.

• يتم الدلالة على الإشارة التماثلية من خلال موجات جيبية، بينما في الإشارة الرقمية من خلال موجات مربعة “∏_∏”.

• تستخدم الإشارة التماثلية نطاقاً مستمراً من القيم التي تساعدك على تمثيل المعلومات من ناحية أخرى، كما تستخدم الإشارة الرقمية “0” و”1″ المنفصلين لتمثيل المعلومات.

• عرض النطاق الترددي للإشارة التماثلية منخفض بينما عرض النطاق الترددي للإشارة الرقمية مرتفع.

• تعطي الأدوات التماثلية أخطاء ملحوظة كبيرة في حين أنّ الأدوات الرقمية لا تسبب أي نوع من أخطاء المراقبة.

• لا تقدم الأجهزة التماثلية أبداً تنفيذاً مرناً، ولكن الأجهزة الرقمية توفر المرونة في التنفيذ.

• الإشارات التماثلية ملائمة لنقل الصوت والفيديو، بينما الإشارات الرقمية ملائمة للحوسبة والإلكترونيات الرقمية.

الفرق بين الإشارة التماثلية والرقمية

ملاحظة:“FM” هي اختصار لـ “Frequency Modulation”.

ملاحظة:“DVD” هي اختصار لـ “Digital Video Disc”.