Analoogsignaal
on pidev
signaal
ehk signaal, millel on lopmatu arv
olekuid
ning mis on igal hetkel maaratud (s.t mida saab igal ajamomendil
moota
). Kuna enamik looduslikke ja tehislikke protsesse on pidevatoimelised, siis kajastavad analoogsignaalid neid vagagi adekvaatselt. Koige laiemalt kasutatakse elektrilisi analoogsignaale, kuid kasutamist leiavad ka pneumaatilised, optilised jt. signaalid.
[
viide?
]
Elektrilise analoogsignaali
kasutamisel on
andmed
protsessi voi objekti mingi
parameetri
kohta esitatavad kas otseselt
elektripinge
,
voolutugevuse
voi
kogulaengu
vaartuste (voi nende muutuste) kujul, voi siis kaudselt amplituudi,
sageduse
,
faasi
voi mone muu elektrisignaalile iseloomuliku parameetri (naiteks impulsi pikkus) vahendusel.
[
viide?
]
Andmed
(monel juhul kasitletavad ka kui
informatsioon
) mingi
fuusikalise suuruse
kohta (
heli
,
temperatuur
,
rohk
, asend,
valgus
) muundatakse
elektrisignaaliks
, kasutades selle suuruse
andurit
ehk
muundurit
, mis otsese toimega seadmete puhul muundab
energiat
uhest liigist teise (naiteks
mikrofon
,
termopaar
,
piesoandur
),
[1]
voi toimib mingil muul printsiibil (takistusandur, asendiandur, kiirendusandur jt.)
[
viide?
]
Analoogsignaali peamine eelis on selle mingi parameetri otsene (analoogne) vastavus sellele fuusikalisele parameetrile (infole), mida ta esindab (kannab). Analoogsignaalide
lahutusvoimet
(resolutsiooni) peetakse potentsiaalselt lopmatult suureks.
[2]
Seetottu on analoogsignaalid oma olemuse poolest suurema (info)tihedusega, kui
digitaalsignaalid
.
[3]
Teiseks analoogsignaalide kasutamise eeliseks on see, et nende tootlemiseks saab kasutada suhteliselt lihtsaid
signaalitootluse
vahendeid.
[2]
Naiteks saab signaalide
amplituudi
muuta voimendamise teel ja sagedusala saab murade norgestamiseks piirata suhteliselt lihtsate
madalpaasfiltritega
.
[
viide?
]
Kuna helisalvestuse tegemisel kasutatakse samu mikrofone ja taasesitamisel samu elektroakustilisi seadmeid, siis tavakuulaja jaoks pole korgekvaliteediline analoogsalvestus ja digitaalsalvestus (voi vastavad signaaliedastused) eristatavad. Korge helikvaliteedi puhul osutub analoogsalvestus tihti mingis mottes paremaks ja on seetottu paljude asjatundjate poolt eelistatum. See paremus ei pruugi muidugi ilmneda igapaevases kasutuses (helitaustana kuulamisel), kull aga originaalhelide tasemel taasesitamisel (sellisel helitugevuse tasemel, nagu see on/oli kontserdil voi stuudios). Eriti margatav on analoogsignaalina edastatava heli paremus vorreldes kompresseeritud digitaalset helisalvestust ja heliedastust kasutavate lahendustega (
mp3
, digitaal-/
Interneti-raadio
,
digi-TV
, digi-filmid/-kino), seda eriti korvahakkavalt, naiteks, FM-raadio ja Interneti-raadio vordleval kuulamisel.
[
viide?
]
Videosignaali
puhul on analoogsignaali kasutamisel eeliseks suur liigsus, mis tuleneb pildikaadrite paljukordses skaneerimises (tavaliselt 25 kaadrit sekundis). Selle tottu on hea pildi kvaliteedi korral noutav lai sagedusriba (4...8 MHz vastavalt 500...800-realise pildi puhul). Heledus- ja varvussignaali osas vastab analoogsignaalil pohinev TV ja videosalvestus 6...8-bitisele digitaalesitusele.
[
viide?
]
Kuvarite
osas on analoogliides kasutatav kuni HD-kvaliteedini ilma mingite nahtavate erinevusteta pildi kvaliteedi osas vorreldes digitaalse versiooniga, seda kull teatavate piirangutega
kaadrisageduse
osas videos tavalisele 25 voi 30 Hz tasemele. Varvussignaali osas vastab 1 V analoogsignaal 1 mV eraldusvoime korral 10-bitisele digitaalsignaalile, mis 2...4 biti vorra uletab digitaalsignaalis tavalist 6...8-bitist varvussignaali esitust. Eriti oluline on see professionaalsete kasutuste korral (kunstiliste ja disainiga seotud toode teostamine, jms.).
[
viide?
]
Analoogsignaalide kasutamisel on kullalt suureks probleemiks
mura
ja muud aditiivsed haired ehk juhuslikud voi ka deterministlikud signaalid (elektrivorgust lahtuvad haired), mis liituvad kasulikule signaalile selle edastamisel, vastuvotmisel, salvestamisel, kopeerimisel ja tootlemisel.
[
viide?
]
Mida kaugemale signaali edastatakse, seda norgemaks muutub kasulik signaal selle vastuvotja jaoks, samal ajal kui vastuvotul lisanduvad murad uldjuhul oluliselt ei muutu (naiteks raadiovastuvotja omamura). Mida rohkem on kasulikule signaalile liitunud mura, seda suurem on signaali jargi algse informatsiooni taastamise viga.
[4]
Mootesusteemides
tahendab see lugemi votmisel teatavat ebatapsust ehk moote
maaramatust
(antud juhul liituvat ehk
aditiivset viga
).
[
viide?
]
Helisignaali
puhul tahendab murataseme tous reeglina taustakahina (sahina) tugevnemist. Kasulik helisignaal ise jaab selle juures peaaegu muutumatuks. Kuna reeglina on muratase algses helisignaalis usna madal (naiteks voiks raakida suurusjargust 1/1000 ehk -60 dB kasulikust signaalist), siis kopeerimise korral see murataseme moningane tous erilist probleemi ei tekita (muratase kasvab 3 dB vorra). Kull aga tekib muraga probleeme helisignaali paljukordsel retransleerimisel, mida kasutati traat- ja raadiosides side loomiseks kauge maa taha), kus transleerimise loigul liituv mura moodustab signaalist palju suurema osa (naiteks 1/20 ehk ?26 dB).
[
viide?
]
Videosignaali
puhul on analoogkujul pildi edastamise ja salvestamise puhul probleemiks suur liigsus videosignaalis. Pildi jargnevad kaadrid erinevad uksteisest vaga vahe, kuid pideval pildi skaneerimisel ja edastamisel pohinev videosusteem ei voimalda sellest liigsusest vabaneda. Samal ajal on analoogkujul toimuv pildiedastus selle tottu ka kindlam (vaadake eespool eeliste osa), sest ka vaga halbades muratingimustes on pildist voimalik midagi valja lugeda (aga digitaalpilt kaob rasketes vastuvotu oludes hoopis). Analoogedastusega pildis kajastub mura ainult originaalis sellel mitte olnud juhusliku iseloomuga elementide ilmumise kujul (pildil ilmneb nn lumesajuefekt). Selleks peab aga mura tase olema nii korge, et saavutab vorreldava taseme pildi heledus- voi varvussignaaliga. Markusena olgu siinkohal oeldud, et sageli videopildi analoogedastuse puuduseks loetav pildi sunkroonimise probleem pole mitte analoogsignaali puudus, vaid vastuvotuseadmes kasutatud kaadri- ja reasunkronisatsioonisusteemide (tavaliselt
faasilukususteemid
) puudus. Sama probleemi esinemisel digitaalsignaali puhul ei toimuks enam mitte mingit pildiedastust.
[
viide?
]
Kopeerimise korral lisandub kasulikule signaalile mura iga uue koopia tegemisel. Juhuslike ja soltumatute murade korral liitub mura ruutjuure seadusparasuse jargi, nii et mura tase kahekordistub neljandal kopeerimisel. Otse originaali pealt kopeerimisel langeb muraprobleem praktiliselt ara. Sama reegel kehtib ka signaali
mittelineaarmoonutuste
kohta. Sagedusmoonutused kasvavad aga igal kopeerimisel, mistottu neid puutakse kompenseerida, nagu ka salvestiste vananemisest tingitud sagedusmoonutusi
magnetsalvestiste
puhul.
[
viide?
]
-
Pikemalt artiklis
Modulatsioon (ulekandetehnika)
Modulatsiooni kasutatakse signaali edastamiseks mingis teises etteantud voi piiratud sagedusvahemikus (naiteks heli ulekandeks raadiosageduste alas).
[
viide?
]
Analoogsignaali kandesignaali levinumad moduleerimise tehnikad on
amplituudmodulatsioon
(AM), mille korral muudetakse
kandelaine
(sinusoidi)
amplituudi
, ja
sagedusmodulatsioon
(FM), mille korral muudetakse kandelaine
sagedust
. Vaga laialdaselt kasutatakse tanapaeval aga
faasmodulatsiooni
(PM).
[5]
- ↑
Singmin 2001, lk 9
- ↑
2,0
2,1
Butterworth-Heinemann "Digital Signal Processing: Instant access." lk 2-3
- ↑
"Concise Dictionary of Computing." Penguin Reference, Penguin Books, lk 11-12.
- ↑
What is an Analog Signal?
(Kasutatud 14.11.2011) (
Inglise keeles
).
- ↑
Mark R. Miller. Electronics the Easy Way. Barron's Educational Series. 2002
ISBN 0764119811
. lk 232-239