Cyfrowy i analogowy. Sygnały analogowe i cyfrowe. Różnice. Zalety i wady

Bez przemyślanego badania złącz i ich specyfikacji, właściciel nowoczesnej telewizji cyfrowej może tylko powiesić się na tych wszystkich licznych kablach. Jak dotąd nie wszyscy rozumieją, co jest lepsze - połączenie analogowe lub cyfrowe?

Jak wiadomo, europejskie standardy określają wyraźnie, jakie właściwości powinien mieć telewizor odpowiednio oznaczony HDTV. Wśród tych cech charakterystycznych - obowiązkowa obecność złączy do połączenia cyfrowego - DVI lub HDMI i komponent analogowy (komponent). Odpowiedź na pytanie "który z nich jest lepszy?" całkowicie niewidoczny.

Po pierwsze, warto wyjaśnić kwestię, która może wprowadzić zamieszanie i doprowadzić niestabilnego nabywcę do rozpaczy - w rzeczywistości interfejsy DVI i HDMI są niemal identyczne. Główną różnicą jest to, że poprzez DVI możliwe jest przesyłanie tylko sygnału wideo, a poprzez HDMI również wielokanałowy dźwięk cyfrowy. Interfejsy wykorzystują złącza różnych typów, ale identyczny system kodowania. Dlatego odtwarzacz z wyjściem DVI można podłączyć do wyświetlacza HDMI w obecności prostego adaptera, bez użycia specjalnych konwerterów.

Przyjmuje się domyślnie, że cyfrowe wideo jest czymś doskonałym, bez zakłóceń i problemów ogólnych, podczas gdy analogowe wideo jest wiecznie pockmarkowanym ekranem i zakrzywia się od przeszkód bohaterów ulubionego filmu. W rzeczywistości często zależy to nie od rodzaju połączenia, ale od możliwości samej technologii, na przykład odtwarzacza i wyświetlacza.

Właściwości połączenia

Dzięki cyfrowym interfejsom DVI / HDMI informacje są odbierane w formacie TMDS - oddzielnie dla każdego komponentu wideo - czerwonego, zielonego i niebieskiego, a oprócz "niebieskiego" kanału dodawane są informacje o synchronizacji pionowej i poziomej.

Analogowe komponentowe wideo działa w podobny sposób, jednak dla każdego kanału istnieje osobne połączenie fizyczne - na panelu są aż trzy złącza "komponentowe". Dane dotyczące ogólnej jasności synchronizacji i transmitowany w kanale „zielonej” (oznaczonego Y lub zielony), ma też „czerwoną” minus luminancji (PR lub czerwony) i „niebieski” minus luminancji (Pb, lub niebieski).

Oba typy sygnałów, zarówno cyfrowe, jak i komponenty, są zasadniczo podobne, z tym wyjątkiem, że informacje są podawane w różnych formach. W jaki sposób jakość obrazu różni się w zależności od różnych połączeń, będzie zależeć od wielu czynników.

Cyfrowy - nie zawsze lepszy

Zwykle wideo cyfrowe jest lepsze niż wideo analogowe. Jednak nie rób pochopnych wniosków i oderwij kabel analogowy od telewizora.

Po pierwsze, przy korzystaniu z przyzwoitego sprzętu i połączeń nie ma powodu, aby zniekształcać wideo, nawet na znacznych odległościach. Po drugie, błędem jest założenie, że sygnał w kablu cyfrowym jest wolny od błędów. Co gorsza, informacje przychodzące przez interfejs DVI lub HDMI nie podlegają korekcie, a jeśli są zniekształcone, zostają całkowicie utracone. Oczywiście nie stanie się to w przypadku kabla wysokiej jakości w niewielkiej odległości, ale z dużych odległości - jest to możliwe.

Co wpływa na jakość?

Wiele formatów cyfrowych, po przekonwertowaniu na siebie, daje niezadowalające rezultaty. Dlatego też "digital-to-digital" może czasami nie być lepsze niż konwersja "cyfrowo-analogowa". Nawet w najdroższych modelach odtwarzaczy i telewizorów cyfrowych algorytmy jakości i konwersji są różne, czasem znacznie. Zawsze jest lepiej, jeśli rozdzielczość na wyjściu odtwarzacza / odbiornika będzie pasować do "natywnej" rozdzielczości telewizora.

Ponadto często ustawienia wyświetlania dla interfejsów cyfrowych i analogowych są początkowo ujawniane na różne sposoby. Na przykład czarne poziomy wyświetlania często różnią się dla sygnałów cyfrowych i analogowych. Jeśli menu w urządzeniach jest zbyt skomplikowane, ponowna kalibracja może Cię zmęczyć.

Jakość kabla

Zazwyczaj jakość połączenia elementów analogowych jest bardzo wysoka, nawet duże odległości nie wpływają negatywnie na jakość obrazu. Jednak wraz ze wzrostem długości kabla czasami pojawiają się zakłócenia, cienie itp.

Niestety, DVI i HDMI w tym względzie są jeszcze słabsze. Do połączenia wykorzystuje się skręconą parę kabla koncentrycznego, która wraz ze wzrostem długości znacząco traci jakość transmisji danych. Pakiety bitowe mogą się "zapętlić", zachodząc na siebie w nieskończoność, aż obraz zniknie całkowicie.

Przesyłanie danych przez zbyt długi kabel cyfrowy prowadzi do pojawienia się zakłóceń o takim poziomie, że piksele będą regularnie "wypadały" po całym ekranie. Jeśli rozszerzysz ten kabel jeszcze bardziej, obraz może całkowicie zniknąć. Chociaż poszczególne kable cyfrowe mogą działać poprawnie nawet na długości 15 metrów, bardzo wiele zależy od skutecznej kombinacji źródła / odbiornika sygnału.

Co jest lepsze?

Wydaje się, że niemożliwe jest znalezienie dokładnej odpowiedzi na pytanie "co jest lepsze?". DVI lub komponent? HDMI lub komponent? Jakość obrazu decyduje o jakości sygnału i wyświetlacza, jakości kabla itp. Może się zdarzyć, że płyta DVD będzie lepiej odtwarzana przez HDMI, a sygnał telewizji satelitarnej lub kablowej będzie przechodzić przez interfejs komponentu.

Ponieważ standard dla HDTV zapewnia obecność wejść cyfrowych i analogowych, lepiej jest przetestować wszystkie kombinacje samodzielnie.

Każdy sygnał, czy to analogowy, czy cyfrowy, reprezentuje oscylacje elektromagnetyczne propagujące się z pewną częstotliwością. W zależności od sygnału odbieranego przez urządzenie, sygnał odbiorczy określa odpowiednio obraz, który ma być wyświetlany wraz ze ścieżką dźwiękową.

Na przykład wieża telewizyjna lub stacja radiowa może przesyłać zarówno sygnały analogowe, jak i cyfrowe. Dźwięk przekazywany jest w formie analogowej, a już za pośrednictwem urządzenia odbiorczego przekształca się w oscylacje elektromagnetyczne. Jak już wspomniano, oscylacje rozchodzą się z pewną częstotliwością. Im wyższa częstotliwość dźwięku, tym wyższa oscylacja, w wyniku czego uzyskujemy głośniejszy dźwięk na wyjściu.

Ogólnie sygnał analogowy rozchodzi się w sposób ciągły, a sygnał cyfrowy jest dyskretny (z przerwami), tj. Amplituda oscylacji przyjmuje określone wartości na jednostkę czasu.

Kontynuując przykład dźwięku analogowego otrzymujemy proces, w którym fale elektromagnetyczne są propagowane przez nadajnik (antenę). Ponieważ propagacja sygnału analogowego zachodzi w sposób ciągły, a następnie oscylacje są sumowane, a częstotliwość nośna pojawia się na wyjściu, co jest częstotliwością podstawową, tj. dostrajanie odbiornika.

W odbiorniku ta częstotliwość jest oddzielona od innych oscylacji, które zamieniają się w dźwięk.

Wady przesyłania informacji za pomocą sygnału analogowego są oczywiste:

• Jest dużo hałasu;
• Więcej niepotrzebnych informacji jest wysyłanych;
• Bezpieczeństwo transmisji sygnału

Jeżeli nadawanie informacji za pomocą sygnału analogowego jest mniej zauważalne, to w telewizji kwestia przejścia na transmisję cyfrową jest niezwykle ważna.

Główne zalety sygnału cyfrowego nad analogiem to:

• Wyższy poziom ochrony. Bezpieczeństwo cyfrowej transmisji sygnału opiera się na fakcie, że "cyfra" jest transmitowana w postaci zaszyfrowanej;
• Łatwość odbioru sygnału. Sygnał cyfrowy może być odbierany w dowolnej odległości od miejsca zamieszkania;
• Transmisje cyfrowe mogą zapewnić ogromną liczbę kanałów. To właśnie ta możliwość zapewnia fanom telewizji cyfrowej dużą liczbę kanałów telewizyjnych do oglądania filmów i programów;
• Jakość transmisji jest o kilka rzędów wielkości wyższa niż w przypadku transmisji analogowych. Sygnał cyfrowy zapewnia filtrowanie otrzymanych danych, a także istnieje możliwość przywrócenia początkowych informacji.

W związku z tym, aby przekształcić sygnał analogowy na cyfrowy i odwrotnie, stosowane są specjalne urządzenia.

• Urządzenie, które konwertuje sygnał analogowy na sygnał cyfrowy, nazywa się przetwornikiem analogowo-cyfrowym (ADC);
• Urządzenie, które konwertuje sygnał cyfrowy na sygnał analogowy, nazywa się przetwornikiem cyfrowo-analogowym (DAC).

Odpowiednio, ADC jest zainstalowany w nadajniku, a przetwornik cyfrowo-analogowy jest zainstalowany w odbiorniku i przekształca dyskretny sygnał na analogowy odpowiadający głosowi.

Dlaczego sygnał cyfrowy jest bardziej bezpieczny?

Sygnał cyfrowy jest przesyłany w postaci zaszyfrowanej, a urządzenie cyfrowo-analogowe musi posiadać kod do odszyfrowania. ADC może również przesyłać cyfrowy adres odbiornika. Nawet jeśli sygnał zostanie przechwycony, nie będzie możliwe jego całkowite odszyfrowanie z powodu braku części kodu. Ta własność cyfrowej transmisji jest szeroko stosowana w komunikacji mobilnej.

Tak więc główna różnica między sygnałem analogowym i cyfrowym polega na różnej strukturze przesyłanego sygnału. Sygnały analogowe są ciągłym przepływem oscylacji o zmiennej amplitudzie i częstotliwości.

Sygnał cyfrowy - dyskretne (przerywane) oscylacje, których wartości zależą od medium nadawczego.

Czasami konsumenci mają pytanie, w jaki sposób sygnał jest transmitowany w telewizji.

W telewizji, zanim sygnał zostanie przesłany cyfrowo, sygnał analogowy musi zostać zdigitalizowany. Następnie należy wybrać, w jakim środowisku będzie miała miejsce transmisja: kabel miedziany, eter, kabel światłowodowy.

Na przykład wielu użytkowników jest przekonanych, że telewizja kablowa to tylko cyfrowa transmisja danych. To nie tak. Telewizja kablowa jest zarówno analogową, jak i cyfrową transmisją sygnału.

Różnica między telewizją cyfrową i analogową najlepiej widać na przykładzie różnic w cyfrowym i analogowym dźwięku lub fotografii. Jeśli w obrazie telewizji analogowej i ścieżce dźwiękowej są zakodowane za pomocą analogowego sygnału elektrycznego, to stosuje się odpowiednio cyfrowe kodowanie cyfrowe.

Pod koniec lat 90. w naszym kraju była tylko analogowa kolorowa telewizja. Francuski system kodowania SECAM został wykorzystany na antenie. Starsi czytelnicy na pewno pamiętają, że na kasetach wideo można było spotkać filmy zakodowane w alternatywnych systemach - PAL lub NTSC, dla wygodnego oglądania, które wymagały obsługi nagrywarki wideo.

Aby oglądać telewizję cyfrową na komputerze wystarczy mały moduł USB i anteny DMW

Głównymi wadami tego analogu są słaba ochrona przed zakłóceniami, a także dość szeroki zakres częstotliwości radiowej, niezbędny do transmisji jednego kanału.

Dlatego w powietrzu ograniczono nas do maksymalnie dwóch tuzinów kanałów kolorów, aw sieciach kablowych średnio 70 (z nielicznymi wyjątkami).

Dzięki sygnałowi analogowemu trudno jest stworzyć przyjazną dla użytkownika i przyjazny dla operatora serwis (z możliwością szybkiego łączenia / rozłączania pakietów kanałów itp.). Ponadto analogi potrzebują nadajników dużej mocy z dużym zasięgiem. odbiorniki potrzebują wysokiego poziomu sygnału, aby uzyskać dobry obraz, co oznacza, że ​​widmo częstotliwości w radiu jest używane bardzo irracjonalnie: w sąsiednich obszarach niemożliwe jest przesyłanie na jednym kanale, wymagane jest właściwe planowanie częstotliwości.

Sygnał cyfrowy pozbawiony jest tych wad. Główną zaletą tej cyfry jest to, że zakodowany kanał może być skompresowany przy użyciu nowoczesnych algorytmów (ten sam MPEG). Sposób kodowania sygnału i sposób jego kompresji jest określony przez standard. Dziś w Europie i Rosji główną rodziną standardów jest DVB - "pomysł" międzynarodowego konsorcjum projektu DVB.

Rodzina obejmuje standardy dla telewizji satelitarnej, naziemnej, kablowej i mobilnej, charakteryzujące się stopniem kompresji, odpornością na zakłócenia i innymi parametrami (ważne, w zależności od zastosowanego medium transmisyjnego). Jednak w prasie standard "eteryczny" (w przypadku Rosji, DVB-T2) jest najczęściej nazywany "cyfrą". Zaczniemy od tego.

Od analogowego do cyfrowego w powietrzu: rosyjska wersja

Biorąc pod uwagę zalety danych liczbowych, społeczność światowa rozpoczęła transformację do nowoczesnych standardów nadawania na początku 2000 roku. We wszystkich krajach proces ten był (i nadal będzie) jednocześnie z "optymalizacją" powietrza radiowego, z którego aktywnie korzystają nie tylko operatorzy telewizyjni, ale także operatorzy telefonii komórkowej, wojskowi i inni konsumenci.

Kompresując do 1 analogowego kanału telewizyjnego, na przykład w standardzie DVB-T2, można dopasować do 10 kanałów cyfrowych z mniej więcej taką samą jakością obrazu. Ponadto część spektrum pozwala zwolnić wspomniane zmniejszenie mocy nadajnika. W jednym kraju procesy te są regulowane przez państwo i na skalę kontynentu - poprzez różne umowy międzypaństwowe.

Zgodnie z jedną z takich umów rosyjskie terytoria graniczne powinny z czasem przestać nadawać w formacie analogowym. Tak więc przejście z telewizji analogowej na cyfrową determinuje nie tylko pragnienie nowych technologii, ale także odpowiedzialność wobec najbliższych sąsiadów.

Przejście z telewizji analogowej na cyfrową na antenie w naszym kraju rozpoczęło się w 2009 roku. Jako podstawę do tego momentu przyjęto standard DVB-T, już wdrożony w wielu krajach europejskich.

Konieczne jest zrozumienie, że telewizja jest łańcuchem interakcji całej listy pośredników między producentem treści a jej konsumentem, z których każdy ma do dyspozycji flotę sprzętu analogowego. Projekt państwowy zakłada odnowienie tylko części tego łańcucha - urządzeń dystrybucyjnych i transmisyjnych.

W niektórych przypadkach państwo pomaga w zakupie nowego sprzętu fotograficznego do studiów telewizyjnych.

Ale publiczność musi pomyśleć o zastąpieniu samych "odbiorników". Wszystkie te trudności i nie dają w tym samym czasie przejść do nowego standardu, niezależnie od tego, gdzie dokonano takich przekształceń.

W naszym kraju przejście było jeszcze trudniejsze. Początkowo bardzo wysoka stopa została podjęta, ale po kilku latach koni zmienił w midstream „oszczędzając czas na następny krok ewolucyjny: podjęto decyzję, aby wprowadzić bardziej zaawansowane drugiej generacji” zasadniczą „Standard - DVB-T2, który oferuje zakwaterowanie większej liczby kanałów cyfrowych na częstotliwości analogowy kanał zespołu (w porównaniu z DVB-T).

Należy zauważyć, że w tym przypadku przejście nie oznacza żadnego zwiększenia rozdzielczości obrazu telewizyjnego. Projekt obejmuje tylko zmianę sposobu jego prezentacji i HD-jakość powietrza należy się spodziewać w niedalekiej przyszłości (standardowo obsługuje HD, ale na poziomie państwa postanowił ten temat jeszcze nie dotknął).

Do chwili obecnej nadajniki DVB-T2 działają już praktycznie w całym kraju. Gdzieś, gdy tylko 1 multipleks jest włączony (pakiet zajmujący miejsce jednego kanału analogowego); w innych obszarach uwzględniono już drugie. Oznacza to, że mając odpowiedni sprzęt odbiorczy, możesz oglądać 20 kanałów z powietrza za darmo w przyzwoitej jakości.

Chociaż na początku było to przejście, że nasz kraj powinien całkowicie przejść na cyfrowy i wyłączenie wyłączenie analogowego aż sprawa została odłożona do 2015 roku, w związku z tym, telewizja analogowa nadal działa.

Zdjęcie:  firmy produkcyjne