علم فردا

تکنولوژی به زبان ساده

تفاوت دیجیتال و آنالوگ یکی از سوالاتیه که ذهن خیلیا رو مشغول کرده . تو این پست می خوام به طور مختصر و مفید بهتون بگم که دیجیتال و آنالوگ در دنیای الکترونیک چه فرقی با هم دارن . با من همراه باشید .

همونطور که می دونید و خب شاید هم ندونید ، علم الکترونیکی ، ترکیبی از مدارات آنالوگ و دیجیتال هستش . یعنی تلویزیون ، گوشی موبایل ، کنسول بازی ، لپ تاپ و هر وسیله الکترونیکی دیگه ، از دیجیتال و آنالوگ استفاده می کنن . هر کدوم از این دو ، کاربرد خودشون رو دارن . الان که دنیا ، دنیای دیجیتاله ، بازهم الکترونیک رو نمیشه بدون آنالوگ تصور کرد ، اصلا غیر ممکنه .

دیجیتال ، ساخته دست بشره ، در واقع آنالوگ از ابتدای هستی وجود داشته اما دیجیتال رو خود انسان طراحی کرده . در واقع دیجیتال ، همون سیگنال آنالوگه که نمونه برداری شده وگرنه دیجیتال شخصیت مستقل نداره . قبلا هم گفتم که صدای ، یه سیگنال آنالوگه ، بنابراین صدای دیجیتال ، صدایی هست که از همین صدای آنالوگ نمونه برداری شده . در مورد نمونه برداری باید تو یه پست جداگونه توضیح بدم . خلاصه اینو بدونید که دیجیتال ساخته دست بشره و تمام چیزایی که تو طبیعت وجود دارن آنالوگ هستن ، مثل صدا ، نور ، مغناطیس ، تصویر و …

در مورد آنالوگ

قبلا به طور مفصل در مورد سیگنال آنالوگ توضیح دادم ، پیشنهاد می کنم بخونید . به طور کلی سیگنال آنالوگ یه سیگناله که به طور پیوسته در زمان ، مقادیر مختلفی داره یعنی لحظه ای از زمان نیست که سیگنال آنالوگ ، مقدار نداشته باشه . مثلا سیگنال برق شهر که 220 ولته ، نمونه خوبی از سیگنال آنالوگه .

در مورد سیگنال دیجیتال

قبلا در مورد سیگنال دیجیتال مفصل توضیح دادم ، به طور کلی سیگنال دیجیتال یه سیگنال گسسته در زمان هستش . یعنی ممکنه در بعضی از لحظات مقدار نداشته باشه . کلاک پالس ، نمونه دقیقی از سیگنال دیجیتال هستش . این صفر و یک در دنیای کامپیوتر ، در واقع همین سیگنال دیجیتال یا سیگنال باینری هستش .

مثال هایی از دیجیتال و آنالوگ

یکی از بهترین مثال هایی که میشه در مورد تفاوت دیجیتال و آنالوگ زد ، ساعت هستش . ساعت عقربه ای نمونه ای از دنیای آنالوگ و ساعت دیجیتال همونطور که از اسمش هم مشخصه ، نمونه ای از دنیای دیجیتاله . توی ساعت عقربه ای شما می تونید حدود زمان رو بگین و خیلی سخته که بگین دقیقا ساعت چنده ، اما در ساعت دیجیتال ، خیلی راحت تا مایکرو ثانیه هم قابل شمارشه .

■ صدا و ویدیو سیگنال های آنالوگ هستن ، البته صدا و تصویر رو می تونیم به دیجیتال هم تبدیل کنیم اما ماهیت صدا و تصویر یه چیز آنالوگه چون در هر لحظه از زمان مقادیر یا اطلاعات مختلفی دارن .

■ سیستم تلویزیون های قدیمی رو یادتونه ؟ یه آنتن هوایی داشتن که هیچ وقت تصویر درست نشون نمیداد . یعنی مصیبتی که ما از دست این آنتن هوایی کشیدیم ” اوشین” تو سریال ” سال های دور از خانه ” نکشید ! خلاصه حرفم اینه که آنتن هوایی سیستم آنالوگ بود و نویز روی آنتن تاثیر میذاشت و تصویر اونجوری میشد . مثلا اگه یه کامیون از کنار خونتون رد میشد ، تصویر تلویزیون نویزی میشد . اما توی تلویزیون دیجیتال ، یا گیرنده های دیجیتال خیلی راحت حتی با یه آنتن هوایی کج و کوله هم میشه تصویر خوب گرفت . نویز روی سیگنال دیجیتال تاثیر خیلی خیلی کمی داره در ادامه بیشتر توضیح میدم .

فرق سیگنال دیجیتال و آنالوگ

■ یکی از بدبختی هایی که سیگنال آنالوگ داره اینه که نویز میگیره . نویز توی صدا به صورت هوم و هیس شنیده میشه و توی ویدیو هم به صورت برفک . آنتن های تلویزیون یه نمونه از سیستم آنالوگ هستن که سیگنال آنالوگ رو به تلویزیون می فرستادن . اون برفکی که توی تصویر بود ، نویزه . اما سیگنال دیجیتال به خاطر ماهیتی که داره ، ذاتا نویز ، اثر کمتری روش میذاره . چون طبیعت نویز آنالوگ هست مثل صدای کامیون یا برف و بارون .

■ نگهداری اطلاعات به صورت دیجیتال خیلی راحت تره ، ارزون تره و از همه مهمتر ، حجم خیلی کمی اشغال می کنه . الان توی یه حافظه Micro SD کلی اطلاعات جا میشه . حافظه مایکرو اس دی ، کلا 1 سانت در نیم سانته اما می تونید کلی فیلم سینمایی یا موسیقی توش نگهداری کنید . یا مثلا یه کتاب الکترونیکی کلا میشه 2 مگابایت ، در صورتی که کتاب کاغذی هم وزن داره هم حجم و هم کلی درخت باید تلف بشن تا کاغذ ساخته شه .

■ امنیت اطلاعات به صورت دیجیتال ، بیشتره . الان دیگه خیلی راحت میشه روی فلش و هارد و … قفل گذاشت . یا مثلا می تونیم اطلاعات ارسالی در یک بستر ارتباطی رو رمزگذاری کنیم که هکر متوجه نشه .

■ اطلاعات دیجیتال کمتر آسیب می بینن . مثلا قدیما شما صدا رو روی نوار کاست ضبط می کردید یا گوش می کردید ( واقعا یادش بخیر ، از کجا به کجا رسیدیم ) . اگه اون نوار کاست می شکست یا نوارش پاره میشد دیگه به درد نمی خورد . اما الان فلش مموری یا هارد اکسترنال به این راحتی ها خراب نمیشن .

■ سیگنال آنالوگ معمولا با سیگنال سینوسی نمایش داده میشه و سیگنال دیجیتال هم با شکل موج مربعی ( گفتم معمولا ، همیشه اینجوری نیست مخصوصا در مورد سیگنال آنالوگ )

■ پیاده سازی مدارات دیجیتال ، انعطاف پذیری بیشتری داره یعنی به شکل های مختلف می تونیم یه مدار دیجیتال رو پیاده سازی بکنیم اما آنالوگ انعطاف کمتری داره .

■ سیگنال دیجیتال برای پیاده سازی مدارات کامپیوتری عالیه و سیگنال آنالوگ برای انتقال صوت و تصویر مناسبه .

■ هزینه ساخت در دنیای آنالوگ به مراتب کمتر از دنیای دیجیتاله .

شباهت آنالوگ و دیجیتال

شباهت آنالوگ و دیجیتال اینه که جفتشون اول و آخر به صورت سیگنال الکترونیکی در میان . یعنی یا جریان یا ولتاژ . اون صفر و یک در واقع یا جریانه یا ولتاژ ( بستگی به موقعیت و مدار داره ) فقط توی مدارات دیجیتال ، اون جریان یا ولتاژ به صورت مقطعی و گسسته در زمان هستش اما در آنالوگ به صورت پیوسته است .

یه نکته دیگه رو هم بدونید بد نیست . مدارات و قطعات دیجیتال ، خودشون با استفاده از قطعات آنالوگ ساخته میشن . مثلا یه آی سی که فقط صفر و یک رو می فهمه ، توش پر از ترانزیستور هستش ، ضمنا مقاومت و خازن هم بعضا استفاده میشه  ، ترانزیستور ، مقاومت و خازن و … خودشون قطعات آنالوگ هستن اما با آرایش های مختلف و طراحی های خاص ، تبدیل به مدارات دیجیتال میشن .

سیگنال دیجیتال و آنالوگ رو می تونیم به همدیگه تبدیل کنیم . مبدل هایی وجود دارن که اینکارو انجام میدن . مثلا تبدیل HDMI به VGA ، داخل خودش یه مبدل دیجیتال به آنالوگ داره . چون VGA یه سیستم آنالوگ و HDMI هم یه سیستم دیجیتال هستش . یا مثلا توی گوشی موبایل ، از مبدل آنالوگ به دیجیتال استفاده میشه چون صدای انسان آنالوگه و واسه اینکه راحت ارسال بشه باید دیجیتال بشه . تو خیلی جاها از مبدل های دیجیتال به آنالوگ یا برعکس استفاده می کنن . انشالله در پست های بعدی در مورد مبدل ها هم توضیح میدم .

راستی دوستان ، پیشنهاد میکنم دوره های انگلیسی علم فردا رو تهیه کنید ، دنیاتون عوض میشه ! خیلی فرقه بین کسی که انگلیسی میدونه و نمیدونه !

حتما مطالب زیر رو هم بخونید