Signaalinkäsittelytekniikan laboratorio
Digitaalitekniikan perusteet

Luennot
 Sivukartta  
Sanasto
Laskuharjoitukset


Analoginen vs. digitaalinen tiedonsiirto

Analogisessa siirrossa signaali vastaa arvoiltaan suoraan dataa, joka siirretään. Digitaalisessa siirrossa tehdään ensin analogia-digitaali (eli AD) -muunnos (käsitellään seuraavalla sivulla tarkemmin) ja varsinainen signaali koostuu dataa kuvaavista numeerisista arvoista. Tällä menettelyllä mahdollistetaan pienempi häiriötodennäköisyys (virhe signaalissa ei automaattisesti merkitse virhettä signaalin tietosisällössä) ja parempi virheenkorjaus.

Analogisen tiedonsiirron ominaisuuksia

  • Signaali vaimenee ja vääristyy siirrettäessä. Lisäksi siirtotiellä signaaliin summautuu kohinaa
  • Signaalia vahvistettaessa vahvistetaan myös häiriötä samalla.
  • Vääristymiä voidaan korjata hyvin rajoitetusti, koska häiriötä ei voida erottaa varsinaisesta signaalista
  • Analogisen signaalin laatua mitataan signaali-kohina-suhteella (Signal-to-Noise Ratio, SNR)
    Tämä luku kertoo hyötysignaalin määrän taustakohinaan nähden. Mitä suurempi SNR, sitä parempilaatuinen signaali on kyseessä. Esim SNR = 20 dB tarkoittaisi, että signaali on 20dB eli 100 kertaa voimakkaampi kuin kohina.
Digitaalisen tiedonsiirron ominaisuuksia

  • Osa informaatiosta kadotetaan ensin tehtävässä analogia-digitaalimuunnoksessa.
  • Signaali vääristyy ja vaimenee, mutta se voidaan regeneroida eli uusia toistimissa.
  • Useimmat vääristymät voidaan korjata, koska signaalilla on vain harvoja sallittuja arvoja.
  • Silloin tällöin voi esiintyä esim. niin suuri jännitepiikki, että jokin bitti voi "kääntyä ympäri" ts.
    0 --> 1 tai toisinpäin (1 --> 0) . Tällöin on tapahtunut bittivirhe.
  • Digitaalisen signaalin laatua mitataan bittivirhesuhteella (Bit Error Ratio, BER). Tämä luku kertoo
    virheellisten bittien määrän verrattuna johonkin referenssimäärään esim. BER = 5*10^-6, tarkoittaisi, että 5 bittiä miljoonasta on virheellisiä. Mitä pienempi BER, sitä parempi signaali on kyseessä.

Yleisesti ottaen digitaalinen tiedonsiirto ja -tallennus vaativat analogista monimutkaisemman laitteiston, mikä viivytti aikoinaan niiden käyttöönottoa. Nykyinen elektroniikan ja mikropiirien kehittyneisyys kuitenkin takaavat digitaalisen siirron kannattavuuden.

Muunnettaessa dataa analogisesta digitaaliseksi (analogia-digitaali eli AD -muunnos) hukataan tietoisesti dataa. Tämä kannattaa, kun mitoitetaan virhe tarvittavan tarkkuustason ulkopuolelle. (Esimerkiksi sopivalla näytteenottotaajuuden ja kvantisointitasojen lukumäärän valinnalla.) Tällöin päästään analogista siirtoa huomattavasti parempaan virheensietokykyyn varsinaisessa siirrossa.

Lisätietoja:


Tämän sivun sisällöstä vastaa aura@wooster.hut.fi
URL: http://signal.hut.fi/digis/luento1/anadigi.html
Sivua on viimeksi päivitetty 04.08.2003.