تعتبر الإشارات التناظرية والرقمية هي أشكال مختلفة من الإشارات ، يتم استخدام الإشارات لنقل المعلومات من جهاز إلى آخر ، حيث أن الإشارة التناظرية هي موجة مستمرة تستمر في التغيير خلال فترة زمنية ، أما الإشارة الرقمية فهي منفصلة في الطبيعة .

الفرق الأساسي بين الإشارة التناظرية والرقمية هو أن الإشارة التناظرية ممثلة بموجات الجيب ، في حين أن الإشارة الرقمية ممثلة بموجات مربعة ، وها نحن هنا نستطيع أن معرفة بعض الاختلافات بين الإشارة التناظرية والإشارة الرقمية .

مقارنة بين الإشارات الرقمية والإشارات التناظرية

إن الإشارة التناظرية هي موجة مستمرة تتغير خلال فترة زمنية ، أما الإشارة الرقمية هي موجة منفصلة تحمل المعلومات في شكل ثنائي ، ومن حيث التمثيل يتم تمثيل الإشارة التناظرية بواسطة موجة جيبية ، ويتم تمثيل الإشارة الرقمية بواسطة موجات مربعة .

أما عن الوصف الخاص بكل من الإشارات الرقمية و الإشارات التناظرية يتم وصف الإشارة التناظرية من حيث السعة الفترة أو التردد والمرحلة ، أما يتم وصف الإشارة الرقمية بمعدل وفواصل ، كما أن الإشارة التناظرية لا يوجد لها مدى ونطاق ثابت ، بينما تحتوي الإشارة الرقمية على أرقام محددة .

من حيث التشويه نجد أن الإشارة التناظرية أكثر عرضة للتشويه ، بينما الإشارة الرقمية أقل عرضة للتشويه ، ومن أهم الأمثلة على الإشارة التناظرية هي الصوت البشري وهو أفضل مثال لإشارة تناظرية ، أما الإشارات المستخدمة للإرسال في الكمبيوتر هي الإشارة الرقمية.

تعريف الإشارة التناظرية

الإشارة التناظرية هي نوع من أشكال الموجة المستمرة التي تتغير بمرور الوقت ، ويتم تصنيف الإشارة التناظرية إلى إشارات بسيطة ومركبة ، والإشارة التناظرية البسيطة هي موجة جيبية لا يمكن تحللها أكثر ، ومن ناحية أخرى يمكن أن تتحلل إشارة تمثيلية تناظرية مركبة إلى موجات جيبية متعددة .

يتم وصف الإشارة التمثيلية التناظرية باستخدام السعة والفترة والتردد والمرحلة ، وعلامات السعة أقصى ارتفاع للإشارة ، ويمثل التردد المعدل الذي تتغير به الإشارة ، أما المرحلة تمثل موقع الموجة بالنسبة للوقت صفر .

إن الإشارات التناظرية تعتبر إشارة ليست في مأمن من الضوضاء وبالتالي فإنه يواجه تشويه ويقلل من جودة الإرسال ، حيث أن نطاق القيمة في الإشارة التناظرية التمثيلية غير ثابت .

تعريف الإشارة الرقمية

تحمل الإشارات الرقمية أيضًا معلومات مثل الإشارات التناظرية ولكنها تختلف إلى حد ما عن الإشارات التناظرية ، حيث أن الإشارة الرقمية غير مستمرة وهي إشارة زمنية منفصلة ، وتحمل الإشارة الرقمية معلومات أو بيانات في النموذج الثنائي أي إشارة رقمية تمثل معلومات في شكل بتات .

يمكن أن تتحلل الإشارة الرقمية إلى مزيد من الموجات الجيبية البسيطة التي تسمى التوافقيات ، وكل موجة بسيطة لها سعة مختلفة وتردد ومرحلة ، ويتم وصف الإشارة الرقمية مع معدل بت والفاصل الزمني بت ، حيث أن بت الفاصل الزمني يصف الوقت الذي يتطلبه إرسال بت واحد ، ومن ناحية أخرى يصف معدل البت تردد الفاصل الزمني للبت .

إن الإشارة الرقمية أكثر مناعة ضد الضوضاء ، وبالتالي فإنه بالكاد يواجه أي تشويه ، ومن السهل نقل الإشارات الرقمية وأكثر موثوقية عند مقارنتها بالإشارات التناظرية ، والإشارة الرقمية لديها مجموعة محدودة من القيم.

الاختلافات الرئيسية بين الإشارات التناظرية والرقمية

تمثل الإشارة التناظرية موجة مستمرة تستمر في التغيير خلال فترة زمنية ، ومن ناحية أخرى تمثل الإشارة الرقمية موجة غير متواصلة تحمل المعلومات بتنسيق ثنائي ولها قيم منفصلة .

يتم تمثيل الإشارة التناظرية دائمًا بواسطة الموجة الجيبية المستمرة ، بينما يتم تمثيل الإشارة الرقمية بموجات مربعة .

بينما نتحدث عن الإشارة التناظرية نصف سلوك الموجة فيما يتعلق بالسعة أو الفترة أو التردد ، ومرحلة الموجة ، ومن ناحية أخرى بينما نتحدث عن إشارات منفصلة ، نصف سلوك الموجة فيما يتعلق بمعدل البت وفاصل البت .

نطاق الإشارة التناظرية غير ثابت في حين أن نطاق الإشارة الرقمية محدود ويمكن تحديده .

تكون الإشارة التناظرية أكثر عرضة للتشويش استجابة للضوضاء ، لكن الإشارة الرقمية تتمتع بالحصانة استجابة للضوضاء وبالتالي نادراً ما تواجه أي تشويه .

تنقل الإشارة التناظرية البيانات في شكل موجة ، بينما تنقل الإشارة الرقمية البيانات في النموذج الثنائي أي في شكل بتات (بايت).

أفضل مثال للإشارة التناظرية هو صوت بشري ، وأفضل مثال على الإشارة الرقمية هو نقل البيانات في الكمبيوتر .

نحن نعيش في عالم تمثيلي ، وهناك كمية لا حصر لها من الألوان لطلاء أي شيء يحيط بنا ، وهناك عدد لا حصر له من النغمات التي يمكن أن نسمعها ، وهناك عدد لا حصر له من الروائح التي يمكننا شمها ، والموضوع المشترك بين كل هذه الإشارات التناظرية هو إمكانياتها اللانهائية .

تتعامل الإشارات والأشياء الرقمية في عالم المتقطعة أو المحدودة مما يعني أن هناك مجموعة محدودة من القيم يمكن أن تكون.

الدوائر التناظرية والدوائر الرقمية

معظم المكونات الإلكترونية الأساسية مثل المقاومات المكثفات والثنائيات الترانزستورات ومكبرات الصوت التشغيلية كلها إشارات تناظرية تمثيلية بطبيعتها ، والدوائر التي بنيت مع مزيج من هذه المكونات فقط عادة ما تكون التناظرية .

يمكن أن تكون الدوائر التناظرية تصميمات أنيقة للغاية مع العديد من المكونات ، أو يمكن أن تكون بسيطة للغاية مثل مقاومتين تجمعان لصنع مقسم جهد ، وبشكل عام على الرغم من صعوبة تصميم الدوائر التناظرية أكثر من تلك التي تنجز المهمة نفسها رقميًا ، ويتطلب الأمر نوعًا خاصًا من معالج الدوائر التناظرية لتصميم جهاز استقبال راديو تمثيلي أو شاحن بطارية تمثيلي .

تكون الدوائر التناظرية أكثر عرضة للضوضاء والتباينات الصغيرة غير المرغوبة ، وقد تحدث تغييرات صغيرة في مستوى الجهد لإشارة تمثيلية أخطاء كبيرة عند معالجتها .

تعمل الدوائر الرقمية باستخدام إشارات رقمية منفصلة ، وعادة ما تكون هذه الدوائر مصنوعة من مزيج من الترانزستورات والبوابات المنطقية ، وفي المستويات العليا ، ميكروكنترولر أو رقائق الحوسبة الأخرى ، وتعمل معظم المعالجات سواء كانت معالجات كبيرة في جهاز الكمبيوتر الخاص بك أو صغيرة دقيقة في المجال الرقمي .

تستخدم الدوائر الرقمية مكونات مثل البوابات المنطقية ، أو الدوائر المتكاملة الرقمية الأكثر تعقيدًا ، وتستخدم الدوائر الرقمية عادةً مخططًا ثنائيًا للإشارات الرقمية ، وتعين هذه الأنظمة فولتين مختلفين كمستويين منطقيين مختلفين .

على الرغم من أن تصميم الدوائر الرقمية أسهل عمومًا إلا أنها تميل إلى أن تكون أغلى قليلاً من الدوائر التناظرية ذات المهام المماثلة .

ليس من النادر رؤية مزيج من المكونات الرقمية والتناظرية في الدائرة ، وعلى الرغم من أن المتحكمات الدقيقة عادة ما تكون رقمية ، إلا أنها غالبًا ما تحتوي على دوائر داخلية تمكنها من التفاعل مع الدوائر التناظرية.

الآن بعد أن عرفت الفرق بين الإشارات التناظرية والرقمية ، يجب معرفة إن العمل مع ميكروكنترولر أو أي إلكترونيات تعتمد على المنطق يعني العمل في المجال الرقمي معظم الوقت ، وإذا كنت ترغب في استشعار الضوء أو درجة الحرارة أو الاتصال بمراقب متحكم مع مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار التمثيلية الأخرى ، فستحتاج إلى معرفة كيفية تحويل الجهد التمثيلي الذي ينتجونه إلى قيمة رقمي.