Senyal digital

De Viquipèdia

Una senyal digital és aquella que presenta una variació discontinua en el temps, i que nomès pot adquirir valors discrets. La seva forma característica és ampliament reconeguda: la senyal bàsica és una ona quadrada (pulsos) i la representació es realitza en el domini en el temps.

Taula de continguts 1 Els seus paràmetres són 2 Avantatges del senyal digital respecte de l'analògic 3 Inconvenients del senyal digital 4 Exemples de senyals analògics que ara s'han tornat digitals

[edita] Els seus paràmetres són

• Altura dels pulsos (nivell elèctric)
• Duració (amplitud dels pulsos)
• Freqüència de repetició (velocitat de pulsos per segon)

Les senyals digitals no es produeixen en la naturalesa, sino que són creades per l'home i tenen una tècnica particular de tractament, i com em dit anteriorment, la senyal bàsica és una ona quadrada, on la seva representació es realitza necessariament en el domini del temps. És un tipus de senyal generada per algun tipus de fenòmen electromagnètic i on les seves magnituds (temps i amplitud) es representen mitjançant valors discrets en lloc de variables contínues. Per exemple, un interruptor, només pot prendre dos valors o estats: obert o tancat, (vegeu circuit de commutació). Una senyal discreta és una serie temporal que consisteix en una seqüència de quantitats. És a dir, és una serie de temps que és una funció sobre el domini dels números enters discrets. Cada valor en la seqüència es diu mostra. A diferència de una senyal continua en el temps, una senyal discreta de temps no és una funció d'argument continu, però poden haber sigut obtingudes mitjançant un mostreig de una senyal continua en el temps.

Senyal digital: 1) Nivell baix, 2) Nivell alt, 3) Flanc de pujada i 4) Flanc de baixada

Senyal amb soroll]]

Els sistemes digitals, com per exemple l'ordinador, usen lògica de dos estats representats per dos nivells de tensió elèctrica, un alt, H i altre baix, L (de High i Low, respectivament, en anglès). Per abstracció, aquests estats se substituïxen per zeros i uns, el que facilita l'aplicació de la lògica i l'aritmètica binària. Si el nivell alt es representa per 1 i el baix per 0, es parla de lògica positiva i en cas contrari de lògica negativa.

Cal mencionar que ,a més dels nivells , en una senyal digital hi ha les transicions d'alt a baix i de baix a alt nivell, denominades flanc de pujada i de baixada respectivament.

El procés de digitalització d'un senyal analògic consisteix precisament en agafar mostres del senyal a una determinada freqüència (freqüència de mostreig), de manera que tenim mostres d'aquest senyal cada cert temps. A més, aquests valors d'amplitud també es quantifiquen i només poden agafar una sèrie de valors discrets.

Per tal que la informació digitalitzada es pugui recuperar correctament, cal complir el criteri de Nyquist, que diu que la freqüència de mostreig ha de ser major al doble de la freqüència de la senyal analògica inicial.

Els nivells d'amplitud que pot agafar el senyal mostrejat ve determinat pel nombre de bits amb que es quantifica el senyal. Per exemple, en el cas del CD, es quantifica cada mostra amb 8 bits, de manera que cada mostra pot tenir 2^8-1 = 254 nivells possibles. El fet que només pugui tenir valors discrets d'amplitud, implica un error de quantificació que, com a màxim, serà la meitat del pas de quantificació (marge dinàmic / nombre de nivells).

Actualment, s'està mirant de transformar la majoria de les tecnologies analògiques a digitals ja que s'ha vist que és més fàcil de tractar i transportar la informació. L'exemple més modern és el de la TDT (Televisió Digital Terrestre).

[edita] Avantatges del senyal digital respecte de l'analògic

• Major velocitat a l'hora de transmetre la informació.
• Cost menor (en general).
• Menys afectada per les interferències, ja que se'n pot eliminar el soroll.
• Més facilitat de tractament.
• Major facilitat d'emmagatzematge.

[edita] Inconvenients del senyal digital

• Cal una conversió analògica-digital prèvia i una decodificació posterior.
• Per a la transmissió cal una sincronització precisa entre els temps de rellotge del transmissor i els del receptor. Un simple desfasament canvia el senyal que s'ha rebut respecte del que s'havia transmès.

[edita] Exemples de senyals analògics que ara s'han tornat digitals

• Gravacions de vídeo i àudio.
• Fotografies.
• Carburadors dels automòbils.
• Semàfors.
• El sistema telefònic.