الفرق بين الإشارات التناظرية والرقمية

تعتبر الإشارات التناظرية والرقمية هي أشكال مختلفة من الإشارات ، يتم استخدام الإشارات لنقل المعلومات من جهاز إلى آخر ، حيث أن الإشارة التناظرية هي موجة مستمرة تستمر في التغيير خلال فترة زمنية ، أما الإشارة الرقمية فهي منفصلة في الطبيعة .

الفرق الأساسي بين الإشارة التناظرية والرقمية هو أن الإشارة التناظرية ممثلة بموجات الجيب ، في حين أن الإشارة الرقمية ممثلة بموجات مربعة ، وها نحن هنا نستطيع أن معرفة بعض الاختلافات بين الإشارة التناظرية والإشارة الرقمية .

مقارنة بين الإشارات الرقمية والإشارات التناظرية

إن الإشارة التناظرية هي موجة مستمرة تتغير خلال فترة زمنية ، أما الإشارة الرقمية هي موجة منفصلة تحمل المعلومات في شكل ثنائي ، ومن حيث التمثيل يتم تمثيل الإشارة التناظرية بواسطة موجة جيبية ، ويتم تمثيل الإشارة الرقمية بواسطة موجات مربعة .

أما عن الوصف الخاص بكل من الإشارات الرقمية و الإشارات التناظرية يتم وصف الإشارة التناظرية من حيث السعة الفترة أو التردد والمرحلة ، أما يتم وصف الإشارة الرقمية بمعدل وفواصل ، كما أن الإشارة التناظرية لا يوجد لها مدى ونطاق ثابت ، بينما تحتوي الإشارة الرقمية على أرقام محددة .

من حيث التشويه نجد أن الإشارة التناظرية أكثر عرضة للتشويه ، بينما الإشارة الرقمية أقل عرضة للتشويه ، ومن أهم الأمثلة على الإشارة التناظرية هي الصوت البشري وهو أفضل مثال لإشارة تناظرية ، أما الإشارات المستخدمة للإرسال في الكمبيوتر هي الإشارة الرقمية .[1]

تعريف الإشارة التناظرية

الإشارة التناظرية هي نوع من أشكال الموجة المستمرة التي تتغير بمرور الوقت ، ويتم تصنيف الإشارة التناظرية إلى إشارات بسيطة ومركبة ، والإشارة التناظرية البسيطة هي موجة جيبية لا يمكن تحللها أكثر ، ومن ناحية أخرى يمكن أن تتحلل إشارة تمثيلية تناظرية مركبة إلى موجات جيبية متعددة .

يتم وصف الإشارة التمثيلية التناظرية باستخدام السعة والفترة والتردد والمرحلة ، وعلامات السعة أقصى ارتفاع للإشارة ، ويمثل التردد المعدل الذي تتغير به الإشارة ، أما المرحلة تمثل موقع الموجة بالنسبة للوقت صفر .

إن الإشارات التناظرية تعتبر إشارة ليست في مأمن من الضوضاء وبالتالي فإنه يواجه تشويه ويقلل من جودة الإرسال ، حيث أن نطاق القيمة في الإشارة التناظرية التمثيلية غير ثابت .

تعريف الإشارة الرقمية

تحمل الإشارات الرقمية أيضًا معلومات مثل الإشارات التناظرية ولكنها تختلف إلى حد ما عن الإشارات التناظرية ، حيث أن الإشارة الرقمية غير مستمرة وهي إشارة زمنية منفصلة ، وتحمل الإشارة الرقمية معلومات أو بيانات في النموذج الثنائي أي إشارة رقمية تمثل معلومات في شكل بتات .

يمكن أن تتحلل الإشارة الرقمية إلى مزيد من الموجات الجيبية البسيطة التي تسمى التوافقيات ، وكل موجة بسيطة لها سعة مختلفة وتردد ومرحلة ، ويتم وصف الإشارة الرقمية مع معدل بت والفاصل الزمني بت ، حيث أن بت الفاصل الزمني يصف الوقت الذي يتطلبه إرسال بت واحد ، ومن ناحية أخرى يصف معدل البت تردد الفاصل الزمني للبت .

إن الإشارة الرقمية أكثر مناعة ضد الضوضاء ، وبالتالي فإنه بالكاد يواجه أي تشويه ، ومن السهل نقل الإشارات الرقمية وأكثر موثوقية عند مقارنتها بالإشارات التناظرية ، والإشارة الرقمية لديها مجموعة محدودة من القيم .[2]

الاختلافات الرئيسية بين الإشارات التناظرية والرقمية

تمثل الإشارة التناظرية موجة مستمرة تستمر في التغيير خلال فترة زمنية ، ومن ناحية أخرى تمثل الإشارة الرقمية موجة غير متواصلة تحمل المعلومات بتنسيق ثنائي ولها قيم منفصلة .

يتم تمثيل الإشارة التناظرية دائمًا بواسطة الموجة الجيبية المستمرة ، بينما يتم تمثيل الإشارة الرقمية بموجات مربعة .

بينما نتحدث عن الإشارة التناظرية نصف سلوك الموجة فيما يتعلق بالسعة أو الفترة أو التردد ، ومرحلة الموجة ، ومن ناحية أخرى بينما نتحدث عن إشارات منفصلة ، نصف سلوك الموجة فيما يتعلق بمعدل البت وفاصل البت .

نطاق الإشارة التناظرية غير ثابت في حين أن نطاق الإشارة الرقمية محدود ويمكن تحديده .

تكون الإشارة التناظرية أكثر عرضة للتشويش استجابة للضوضاء ، لكن الإشارة الرقمية تتمتع بالحصانة استجابة للضوضاء وبالتالي نادراً ما تواجه أي تشويه .

تنقل الإشارة التناظرية البيانات في شكل موجة ، بينما تنقل الإشارة الرقمية البيانات في النموذج الثنائي أي في شكل بتات (بايت).

أفضل مثال للإشارة التناظرية هو صوت بشري ، وأفضل مثال على الإشارة الرقمية هو نقل البيانات في الكمبيوتر .

نحن نعيش في عالم تمثيلي ، وهناك كمية لا حصر لها من الألوان لطلاء أي شيء يحيط بنا ، وهناك عدد لا حصر له من النغمات التي يمكن أن نسمعها ، وهناك عدد لا حصر له من الروائح التي يمكننا شمها ، والموضوع المشترك بين كل هذه الإشارات التناظرية هو إمكانياتها اللانهائية .

تتعامل الإشارات والأشياء الرقمية في عالم المتقطعة أو المحدودة مما يعني أن هناك مجموعة محدودة من القيم يمكن أن تكون .[3]

الدوائر التناظرية والدوائر الرقمية

معظم المكونات الإلكترونية الأساسية مثل المقاومات المكثفات والثنائيات الترانزستورات ومكبرات الصوت التشغيلية كلها إشارات تناظرية تمثيلية بطبيعتها ، والدوائر التي بنيت مع مزيج من هذه المكونات فقط عادة ما تكون التناظرية .

الدوائر التناظرية

يمكن أن تكون الدوائر التناظرية تصميمات أنيقة للغاية مع العديد من المكونات ، أو يمكن أن تكون بسيطة للغاية مثل مقاومتين تجمعان لصنع مقسم جهد ، وبشكل عام على الرغم من صعوبة تصميم الدوائر التناظرية أكثر من تلك التي تنجز المهمة نفسها رقميًا ، ويتطلب الأمر نوعًا خاصًا من معالج الدوائر التناظرية لتصميم جهاز استقبال راديو تمثيلي أو شاحن بطارية تمثيلي .

تكون الدوائر التناظرية أكثر عرضة للضوضاء والتباينات الصغيرة غير المرغوبة ، وقد تحدث تغييرات صغيرة في مستوى الجهد لإشارة تمثيلية أخطاء كبيرة عند معالجتها .

الدوائر الرقمية

تعمل الدوائر الرقمية باستخدام إشارات رقمية منفصلة ، وعادة ما تكون هذه الدوائر مصنوعة من مزيج من الترانزستورات والبوابات المنطقية ، وفي المستويات العليا ، ميكروكنترولر أو رقائق الحوسبة الأخرى ، وتعمل معظم المعالجات سواء كانت معالجات كبيرة في جهاز الكمبيوتر الخاص بك أو صغيرة دقيقة في المجال الرقمي .

تستخدم الدوائر الرقمية مكونات مثل البوابات المنطقية ، أو الدوائر المتكاملة الرقمية الأكثر تعقيدًا ، وتستخدم الدوائر الرقمية عادةً مخططًا ثنائيًا للإشارات الرقمية ، وتعين هذه الأنظمة فولتين مختلفين كمستويين منطقيين مختلفين .

على الرغم من أن تصميم الدوائر الرقمية أسهل عمومًا إلا أنها تميل إلى أن تكون أغلى قليلاً من الدوائر التناظرية ذات المهام المماثلة .

ليس من النادر رؤية مزيج من المكونات الرقمية والتناظرية في الدائرة ، وعلى الرغم من أن المتحكمات الدقيقة عادة ما تكون رقمية ، إلا أنها غالبًا ما تحتوي على دوائر داخلية تمكنها من التفاعل مع الدوائر التناظرية .

الآن بعد أن عرفت الفرق بين الإشارات التناظرية والرقمية ، يجب معرفة إن العمل مع ميكروكنترولر أو أي إلكترونيات تعتمد على المنطق يعني العمل في المجال الرقمي معظم الوقت ، وإذا كنت ترغب في استشعار الضوء أو درجة الحرارة أو الاتصال بمراقب متحكم مع مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار التمثيلية الأخرى ، فستحتاج إلى معرفة كيفية تحويل الجهد التمثيلي الذي ينتجونه إلى قيمة رقمية .[4]