Uma maneira de entender sinais analógicos é criar uma imagem mental. Pense em um interruptor de luz com regulador de intensidade, que oferece muitas posições possíveis. O sinal analógico geralmente é representado como uma onda contínua e variável. O termo analógico é usado porque a onda analógica é análoga às flutuações da voz.
No entanto a informação digital exige uma imagem mental diferente. Pense em um interruptor de lux comum, que possuí apenas duas posições ligado e desligado. No mundo dos sinais, um sinal digital está ligado ou desligado. Esses dois estados são representados numericamente por UM (ligado) zero (desligado)
Diferença entre ondas analógicas e digitais.
Formas de onda analógicas e digitais:
Nessa figura mostra duas características de uma forma de onda analógica. A primeira característica é a linha suave e continuar. Ela se assemelha a uma onda do oceano e é similar à analógica do interruptor de luz como dimmer. A segunda característica é a amplitude que varia constantemente ao longo do tempo. Ela alterna suavemente de um nível alto para um nível baixo e volta a subir.
Processamento e amostragem de sinais digitais:
A amostragem é um etapa importante da conversão analógico-digital. O objetivo é fazer uma cópia digital razoável do sinal analógico original. Uma amostra digital do sinal analógico é coletada em intervalos de tempo específicos. A frequência com que a amostra é coletada é chamada de taxa de amostragem. Determinar uma taxa de amostragem é crucial para obter uma representação digital que se assemelhe ao sinal original.
Por exemplo, a taxa de amostragem de um CD de áudio é de 44,1 quilohertz (kHz). Isso significa que 44.100 amostras são coletadas a cada segundo. Essas amostras são gravadas e armazenadas para uso posterior em replicação ou reprodução. Essa técnica é chamada de modulação por código de pulso (PCM). Ao coletar uma amostra com o dobro da frequência do sinal, você está usando a taxa de Nyquist.
As duas imagens dessa figura mostram as diferenças entre um sinal analógico e uma amostra digital do sinal digital. Observe como há uma transição suave do branco na parte superior para o preto na parte inferior (sinal analógico). (sinal digital) a imagem parece ser composta por quatro blocos diferentes, ou quatro amostras.
Profundidade de bits de um sinal digital:
A taxa de amostragem determina a exatidão do sinal digital (quão próximo ele está de frequência do sinal original). A precisão é determinada pela profundidade de bits da amostra. A profundidade de bits é definida como um número de estados possíveis para descrever o nível de tensão amostrado. Se você tiver 1 bit, que o valor poder ser 0 ou 1, poderá descrever o sinal apenas como ligado ou desligado (dois estados). Se tiver 2 bits, terá quatro estados possíveis (00, 01, 10 ou 11) para descrever um sinal. Uma profundidade de bits de 3 bits terá oito estados possíveis.
À media que o número de bits aumenta, o número de estados possíveis aumenta exponencialmente. Na verdade, o número de estados possíveis aumenta com 2 elevado a potência do número de bits. Uma profundidade de bits de 16 terá 65.536 estados possíveis para descrever o sinal. A profundidade de bits em sinais de vídeo digital é uma medida de quantas tonalidades podem ser exibidas. Cada cor possível representa um estado. Quanto maior a profundidade de bits, a mais realista será a imagem. Uma tela em preto e branco é chamada de 1 bit por que permite apenas dois estados (preto e branco), o que corresponde a 2 elevado a 1. Uma tela com 16 cores é chamado de 4 bits, por isso corresponde a 2 elevado a 4. O próximo nível é de 256 cores, que corresponde a 2 elevado a 8. ou 8 bits, e assim por diante.
Essa figura mostra uma escala de cinza de 4 bits exibindo todas as 16 tonalidades possíveis.
Taxa de bits:
A taxa de bits é uma medida da quantidade de informação transmitida ao logo do tempo em um fluxo de sinal digital. Ela é quantificada em bits por segundo (bit/s ou bps), onde 1.000 bits equivalem a 1 kilobit e sua taxa é medida em kilobits poe segundo (kbps), e 1.000.000 bits equivalem a 1 megabit e sua taxa é medida em megabits por segundo (Mbps).
Fonte do conteúdo - cts-certified-technology-specialist book.