آنالوگ و دیجیتال — به زبان ساده

در این آموزش از مجله فرادرس، با مفاهیم اصطلاحات آنالوگ و دیجیتال آشنا می‌شویم. برای آشنایی با جزئیات سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال، می‌توانید به آموزش‌های «سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال — مبانی و مفاهیم» در این لینک و «تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال — مفاهیم و روش‌ها» در این لینک مراجعه کنید.

تعریف ساده آنالوگ و دیجیتال

به بیان ساده، می‌توان گفت که آنالوگ یعنی موجی فیزیکی با تغییرات پیوسته و دیجیتال یعنی تشکیل شده از اعداد. فرض کنید می‌خواهیم صدای گربه‌هایی را که کنسرت دارند، ضبط کنیم! صداهای ایجاد شده آنالوگ هستند.

فیلم آموزش مخابرات آنالوگ و دیجیتال در فرادرس

کلیک کنید

در واقع موج های فشار در هوا صدا را می سازند، پس فیزیکی بوده و به طور پیوسته در حال تغییر است. تغییر پیوسته یعنی اینکه به آرامی تغییر می کند و ناگهانی نیست.

میکروفون این فشارها را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. این سیگنال‌ها نیز هنوز آنالوگ هستند (الکتریسیته فیزیکی است، و به طور پیوسته در حال تغییر است).

اما هنگامی که این سیگنال‌ها وارد کامپیوتر یا گوشی موبایل شما می شوند، به اعداد تبدیل می گردند!

سیگنال آنالوگ در هر ثانیه هزاران بار توسط دستگاه های الکترونیکی اندازه گیری می شوند و سپس به شکل اعداد ذخیره می شوند. پس "صدا" اکنون به شکل زیر است:

"12, 25, 39, 52, 68, 71, 78, 82, 82, 79, 70, 59, ..."

در واقع به شکل اعداد دو دویی خواهند بود، پس چیزی مانند اعداد زیر خواهد بود:

"000011000001100100100111..."

سیگنال ما اکنون دیجیتال است! دقت کنید که داده های دیجیتال جهش های ناگهانی به بالا و پایین دارند و به شکل پیوسته و مداوم تغییر نمی کند. این نوع داده‌ها، گسسته هستند: به این معنی که فقط می توانند عدد صحیحی باشند (مانند 1, 2 ,3 و ...).

استفاده از داده های دیجیتال برای کامپیوتر ها و گوشی‌های موبایل بسیار آسان است. می توانند ذخیره شوند، به طور الکترونیکی به اشتراک گذاشته شوند، به سرعت به جهان ارسال شوند و ...

چگونه اعداد دو دویی را می شنویم؟

آسان است! این اعداد استفاده می شوند که اندازه یک سیگنال الکتریکی را کنترل کنند، که این سیگنال الکتریکی آنالوگ است. پس این سیگنال‌ها را می توان به یک بلندگو فرستاد تا دوباره امواج صوتی تشکیل دهیم! این بار دیجیتال به آنالوگ تبدیل می شود. باید بسیار شبیه صدای زنده اجرای گربه‌ها باشد (اما نه کاملا!)

تصاویر دیجیتال

همین اتفاق هنگامی که یک عکس می‌گیرید اتفاق می افتد. نور (که آنالوگ است) به شبکه ای از میلیون ها سنسور کوچک داخل یک دوربین تابیده می شود. دوربین نور را در هر نقطه اندازه گیری می کند و اعداد را تشکیل می دهد و عکس ما اکنون دیجیتال است!

پس "عکس" اکنون به شکل زیر است:

"A1DDF9, ADE3FF, B5E7FE, AFE4F8, ..."

که اعداد هگزادسیمال (اعداد در مبنای 16) هستند. این اعداد در دوربین به اعداد دو دویی تبدیل می شوند، پس چیزی مانند اعداد زیر می شود:

"101000011101110111111001..."

اگر به یک تصویر دیجیتال با دقت نگاه کنید، از میلیون ها مربع ساخته شده است که به آنها "پیکسل" گفته می شود. هر "پیکسل" با یک شماره رنگ هگزادسیمال تشکیل می شود.

تمامی رنگ های موجود در طبیعت را دسته بندی شده و به هر رنگ یک شماره اختصاص داده اند. برای مثال، رنگ سیاه در سیستم رنگی هگزادسیمال به شکل 000000# است. همچنین، رنگ سفید در سیستم رنگی هگزادسیمال به شکل FFFFFF# است.

دیجیتال همان اعداد هستند

پس عکس ها، آهنگ ها، ویدئوها و سایر رسانه های دیجیتال در کامپیوتر ها و یا گوشی های موبایل شما به شکل اعداد ذخیره می شوند. اعداد به هر چیزی چیره اند!

اگر علاقه‌مند به یادگیری مباحث مشابه مطلب بالا هستید، آموزش‌هایی که در ادامه آمده‌اند نیز به شما پیشنهاد می‌شوند.

• مجموعه آموزش‌‌های مهندسی الکترونیک
• آموزش مدارهای منطقی (طراحی دیجیتال)
• مجموعه آموزش‌های نرم‌افزارهای مهندسی برق و الکترونیک
• آموزش مدار منطقی (مرور – تست کنکور ارشد)
• منطق دیجیتال — از صفر تا صد
• آموزش سیستم‌های باینری — مجموعه مقالات جامع وبلاگ فرادرس