Аналоговые и цифровые сигналы

Физические параметры объектов, которые мы исследуем при обработке сигналов, обычно непрерывно изменяются. Например, рассмотрим изменение температуры атмосферы во времени.

Поскольку температура меняется непрерывно, теоретически возможно производить измерения через бесконечно малые про­межутки времени. Однако, принимая в расчет объем памяти, необходимый для хранения данных измерения, и время на их обработку, невольно задумаешься, насколько подробные измерения нам необходимы. Значение температуры не может внезапно измениться в течение одной секунды или минуты. Следовательно, допустимы измерения через более длительные интервалы времени, что в конечном итоге сокращает объем данных. Чем меньше объем данных, тем меньше времени затрачивается на их обработку в компьютере при меньшем объеме памяти.

То же самое можно сказать и о степени точности измерения. Пусть температура атмосферы в данный момент равна 25,26854°С. Нет смысла в проведении измерения с такой высокой точностью. Вполне достаточно определить степень точности до одной десятой градуса, т.е. 25,3°С. В настоящее время в метеорологическом центре данные о температуре атмосферы по всей стране собираются каждый час и измерения производятся с точностью до одной десятой градуса. Этого вполне достаточно.

Сигнал, выражающий непрерывно изменяющуюся величину, называется аналоговым сигналом, а ступенчатое представление сигнала – дискретизацией. Дискретизация может производиться как по времени, так и по значению величины сигнала (рис.6.6). В первом случае ее часто называют операцией получения выборки, во втором – квантованием.

Рис.6.6. Преобразование аналогового сигнала в цифровой