Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Urządzenia analogowe vs. cyfrowe

pi3cho82 29 Jul 2015 10:11 13443 16
e-mierniki
  • #1
    pi3cho82
    Level 8  
    Witam,
    Od czasu do czasu stykam się z pojęciem urządzenia analogowe i cyfrowe. I chociaż definicję można odszukać w internecie nie jestem w stanie określić, które urządzenia są analogowe a które cyfrowe. Czy możecie podać jakiś prosty sposób na zaklasyfikowanie urządzenia do jednej bądź drugiej grupy?
    Pozdrawiam
  • e-mierniki
  • Helpful post
    #2
    deksta84
    Level 24  
    Analogowa regulacja/ sterowanie odbywa się w sposób ciągły. Cyfrowo jest realizowane poprzez odczyt uchybu z zadaną częstotliwością pomiaru. Analogowe sterowanie jest najdokładniejsze, cyfrowe łatwe do budowy.
  • #3
    pi3cho82
    Level 8  
    A czy nie jest tak w niektórych dziedzinach, np. w dziedzinie pomiarów, że przechodzi się z rejestracji analogowej na cyfrową?
  • e-mierniki
  • #4
    deksta84
    Level 24  
    Słowo klucz to rejestracja, czyli magazynowanie odpowiedniej ilości próbek sygnałów o wymaganej rozdzielczości.
  • #5
    pi3cho82
    Level 8  
    Spytam jeszcze tak, jaka jest przewaga pomiaru/rejestracji cyfrowej nad analogową i odwrotnie?
    Dziękuję za poprzednie odpowiedzi.
    Pozdrawiam
  • Helpful post
    #6
    KaW
    Level 34  
    Urzadzenie analogowe może wydawać informacje o wyniku pomiaru w postaci ciagłej n.p.:
    przyrząd wskazówkowy .Wymaga ono prowadzenia operacji odczytu.Odczyt prowadzi człowiek .Odczyt jest obarczony błedem .Po odczycie nastepuje zapis wyniku.Niezbedny jest :człowiek ,czas,papier itp itd.

    Urzadzenie zaopatrzone w przetwornik wielkosci mierzonej w postać cyfrową
    "wystawia" -na żadanie system pomiarowego lub człowieka,, wartość w postaci nadajacej sie do dalszego przetwarzania w technice cyfrowej: -komputer-specjalizowane urzadzenie -itp.itd.
    Osrodek decyzyjny ,sterujacy moze być zdala od żródła informacji .
  • #7
    pi3cho82
    Level 8  
    Dziękuję za odpowiedź. Chyba najważniejsze podstawowe rzeczy zostały napisane w temacie, chociaż jeśli ktoś z Was uzna, że może coś dorzucić będę wdzięczny.
    Pozdrawiam
  • Helpful post
    #8
    jarek_lnx
    Level 43  
    Quote:
    Od czasu do czasu stykam się z pojęciem urządzenia analogowe i cyfrowe. I chociaż definicję można odszukać w internecie nie jestem w stanie określić, które urządzenia są analogowe a które cyfrowe. Czy możecie podać jakiś prosty sposób na zaklasyfikowanie urządzenia do jednej bądź drugiej grupy?

    Problem polega na tym że świat jest analogowy, urządzenie które ma cyfrowo obrabiać sygnały z zewnątrz musi mieć też część analogową. Słowo cyfrowy jest często nadużywane pojawia sie w sloganach reklamowych a nawet nazwach firm np "cyfrowa jakość" "cyfrowy pol.at". Większości ludzi analogowy kojarzy sie z płytą winylową albo kasetą magnetofonową lub VHS, a cyfrowy z płytą CD/DVD itp stąd wyobrażenie o przewadze cyfrowych nad analogowymi, ale wzmacniacz audio "cyfrowy" czyli klasy D nadal ustępuje analogowym, a głośniki i mikrofony nadal są analogowe, bo nie wymyślono jeszcze sposobu żeby cyfrowo zamieniać strumień danych na ruch powietrza.

    Jako przykład mogę porównać filtry analogowe i cyfrowe, filtr analogowy to układ elektroniczny mający za zadanie wydzielić pewne pasmo częstotliwości im lepszej selektywności wymagamy od filtru tym wyższego rzędu musi być filtr, przez co przybywa elementów w układzie i wymagania na dokładność wykonania tych elementów są coraz trudniejsze do spełnienia, dlatego nie da sie zrobić filtru idealnego.
    Filtr cyfrowy to algorytm który mnoży i dodaje (wcześniej musimy przetworzyć sygnał na postać cyfrową), jeśli mamy szybki układ który to policzy, możemy zbudować filtr o znacznie bardziej złożony od analogowego i znacznie lepszej selektywności, to świetnie działa przy niskich i średnich częstotliwościach, ale gdybyśmy chcieli filtrować częstotliwości rzędu kilku GHz wymaganie na system cyfrowy kilkadziesiąt/set krotnie szybszy staje sie bardzo trudne do spełnienia, wtedy możemy użyć filtracji analogowej prostszej do zrealizowania (tak często realizuje sie cyfrowe radio, początek analogowy później przemiana i reszta cyfrowa)

    Jak określić czy radio jest cyfrowe? Jako użytkownik nie masz szans, stopień "cyfryzacji" może być bardzo różny, kilkadziesiąt lat temu do całkowicie analogowego radia wprowadzono pętlę PLL, pętla jest analogowa ale częstotliwość można nastawiać cyfrowo, bywają radia całkowicie analogowe które odbierają transmisje cyfrowe nawet alfabet Morse'a mozna zaliczyć do transmisji cyfrowych.
    Ale SDR (software defined radio) to coś więcej, radio w którym demodulacja, odbywa sie cyfrowo, radio całkowicie cyfrowe to nadal rzadkość choć do odbioru niewielkich częstotliwości teoretycznie można by podłączyć ADC wprost do anteny i resztę robić cyfrowo, narazie wzmacnianie i wstępną filtrację a czasem przemianę prościej taniej i lepiej zrobić analogowo.

    Często sie zdarza że o "cyfrowej jakości" cyfrowego sprzętu decyduje głównie część analogowa - np w cyfrowych aparatach fotograficznych decyduje analogowy obiektyw i analogowa matryca.
  • #9
    pi3cho82
    Level 8  
    Dzięki za bardzo ciekawą wypowiedź!!!
    W wątku tym piszemy o urządzeniach analogowych i cyfrowych a czy oprócz tych dwóch typów są jeszcze jakieś inne typy urządzeń, czy też każde urządzenie MUSI być albo analogowe albo cyfrowe?
    Pozdrawiam
  • #10
    ametyst12
    Level 14  
    pi3cho82 wrote:
    a czy oprócz tych dwóch typów są jeszcze jakieś inne typy urządzeń, czy też każde urządzenie MUSI być albo analogowe albo cyfrowe?

    Może też być aktywne lub pasywne.
  • #11
    DVDM14
    Level 35  
    Kolejną ważną zaletą systemów cyfrowych jest łatwość magazynowania i transmisji danych. Mając strumień danych w formie kodu binarnego możemy bez trudu zmagazynować nawet jego ogromne ilości, do woli kopiować i przesyłać, przy czym każda kolejna kopia będzie absolutnie identyczna z pierwowzorem - podczas gdy magazynowanie sygnału analogowego jest bardziej problematyczne i nie da się wykonać doskonałej kopii - każda kolejna replika będzie coraz bardziej zniekształcona i gorszej jakości.
  • #12
    deksta84
    Level 24  
    Zakładam, że bloki w urządzeniu mogą być analogowe, lub cyfrowe. Tak, jak przedmówcy napisali: urządzenia czysto analogowe, to stare radia, telewizory, wskaźniki, mierniki, żarówki :). Obecnie mamy mieszane układy, które ułatwiają budowę i zapewniają odpowiednią jakość przetwarzania. To tak jakby mieć monitor o rozdzielczości 1Mx1M, przekątnej 24" obserwować obraz z odległości 1m. Oko ludzkie nie przetworzy takiej ilości danych, więc jest to bez sensu monitor.
  • #13
    deus.ex.machina
    Level 32  
    deksta84 wrote:
    To tak jakby mieć monitor o rozdzielczości 1Mx1M, przekątnej 24" obserwować obraz z odległości 1m. Oko ludzkie nie przetworzy takiej ilości danych, więc jest to bez sensu monitor.


    Ech.. uproszczenia - idąc tym tokiem można napisać że każde urządzenie zasilane prądem jest cyfrowe bo pojedynczy elektron reprezentuje jeden przedział kwantyzacji... zresztą wiele analogowych komponentów elektronicznych ma quasi-dyskretną naturę.
    Innym uproszczeniem jest traktowanie bramek jako układów nie-analogowych - elektronika cyfrowa to szczególny przypadek elektroniki analogowej.
  • #14
    dondu
    Moderator on vacation ...
    A ja dodam, by jeszcze bardziej autorowi tematu namieszać, że w skali nano- a czasami pikosekund wszystkie sygnały są analaogowe, nawet te cyfrowe. Dlatego tak naprawdę nazywanie urządzenia cyfrowym jest przyjęciem pewnej umownej klasyfikacji.

    Chodzi o to, że sygnał cyfrowy to nic innego jak analogowy sygnał wykorzystujący na przykład napięcie na linii sygnałowej, które w uproszczeniu ma albo stan wysoki albo niski lub nie ma go wcale (wysoka impedancja), ale zmiana stanu (zbocze) niestety nie trwa 0 sekund, przez co przyjmuje stany pośrednie napięcia, czyli jest analogowe.

    Dlatego też w niektórych przypadkach określa się maksymalne czasy narastania zbocza takiego sygnału cyfrowego, by układ scalony lub urządzenie mógły poprawnie działać. Innymi słowy w takim przypadku to czas narastania lub opadania zbocza decyduje, czy sygnał jest przez układ scalony uznany za cyfrowy, czy też nie.

    Jak widać wszystko zależy od punktu siedzenia i przyjętych do klasyfikacji odnośników, bo przecież komputer jako taki uznamy za urządzenie cyfrowe, ale kartę dźwiękową już nie. Ale jeżeli rozbierzemy to na czynniki pierwsze to oba mają elementy stricte cyfrowe i stricte analogowe ... a jeśli popatrzymy od strony, którą opisałem wyżej cały komputer nadal jest analogowy.

    deksta84 wrote:
    Tak, jak przedmówcy napisali: urządzenia czysto analogowe, to stare radia, telewizory, ...

    ... choć i tutaj można dopatrzyć się elementów cyfrowych z pewnego punktu widzenia: np. włącznik zasilania

    Reasumując - wszystkie urządzenia są analogowe, a określanie ich jako cyfrowe, to tylko pewna umowa w zakresie pewnych wytycznych przyjętych do ich klasyfikacji, więc stwierdzenie, że:

    deus.ex.machina wrote:
    ... elektronika cyfrowa to szczególny przypadek elektroniki analogowej.

    jest bardzo dobrym ogólnym stwierdzeniem.
  • #15
    deksta84
    Level 24  
    Włącznik zasilania nie jest taktowany CLK. Jest elementem elektrycznym.
    Włącznik, to chyba drugi (po źródle zasilania) element elektryczny w dziejach ludzkości.
    Mikroswitch podpięty pod wejście procesora, też jest elementem analogowym. Drgań styku nijak nie można przewidzieć. A "cyfrowość" narzuca powtarzalność.

    Z tego wnioskuję, że w układach analogowych godzimy się na pewne szumy, zakłócenia mając do dyspozycji ciągłość przetwarzania, a w układach cyfrowych kosztem ciągłości mamy pewność działania.
  • #16
    deus.ex.machina
    Level 32  
    deksta84 wrote:
    Włącznik zasilania nie jest taktowany CLK. Jest elementem elektrycznym.
    Włącznik, to chyba drugi (po źródle zasilania) element elektryczny w dziejach ludzkości.
    Mikroswitch podpięty pod wejście procesora, też jest elementem analogowym. Drgań styku nijak nie można przewidzieć. A "cyfrowość" narzuca powtarzalność.

    Z tego wnioskuję, że w układach analogowych godzimy się na pewne szumy, zakłócenia mając do dyspozycji ciągłość przetwarzania, a w układach cyfrowych kosztem ciągłości mamy pewność działania.


    Ech... powtarzalność w układach cyfrowych jest ciężko wypracowana cechą konstrukcyjną (tak hardware jak i software) - taką samą powtarzalność można uzyskać w układach analogowych.
    Co więcej układy przetworników AC i CA są układami rozważanymi jako czysto analogowe - spotkałem się nawet z określeniem "wzmacniacz cyfrowy" na DAC.

    Czysta definicja "cyfrowości" to układy dyskretne (ale dyskretne przez fakt ze używają dyskretnego poziomu i/lub dyskretnego czasu i poziomu a nie dyskretnych elementów).
    Ale znów np komparatory operujące na ciągłym sygnale (tak w czasie jak i poziomie choć mogą być komparatory pracujące z dyskretnym czasem i ciągłym poziomem) są układami czysto analogowymi.
    Poza tym by cala rzecz skomplikować są układy analogowe operujące dyskretnym czasem ale ciągłym poziomem - np układy z pojemnościami przełączanymi.

    Co jest cyfrowe a co analogowe determinuje raczej realizowany algorytm/funkcja - np bramki cyfrowe można linearyzować i używać jako wzmacniaczy analogowych itd.
  • #17
    dondu
    Moderator on vacation ...
    deksta84 wrote:
    Włącznik zasilania nie jest taktowany CLK.

    A bramka logiczna jest zawsze taktowana? Nie, a przecież uważa się ją za element cyfrowy. :)

    Poza tym napisałem:
    dondu wrote:
    ... choć i tutaj można dopatrzyć się elementów cyfrowych ...

    wszystko bowiem zależy od punktu odniesienia.

    deksta84 wrote:
    Mikroswitch podpięty pod wejście procesora, też jest elementem analogowym. Drgań styku nijak nie można przewidzieć.

    Jest elementem dwustanowym, czyli ma cechy układu cyfrowego, a to że ma stany pośrednie to zależy tylko i wyłącznie od czasu jaki rozpatrujemy o czym pisałem:

    dondu wrote:
    A ja dodam, by jeszcze bardziej autorowi tematu namieszać, że w skali nano- a czasami pikosekund wszystkie sygnały są analaogowe, nawet te cyfrowe.

    Tak samo jak z włącznikiem jest w każdej bramce logicznej na jej wyjściu - sprawdź podłączając oscyloskop i rozciągając podstawę czasu, a zobaczysz nierównomierne zbocze i drgania na każdym jego końcu. Żaden przebieg cyfrowy nie jest bowiem idealnie prostokątny bo to wynika z analogowych charakterystyk elementów z których bramka jest zbudowana czyli np. tranzystorów.

    deksta84 wrote:
    A "cyfrowość" narzuca powtarzalność.

    Nieprawda. Może ją gwarantować, ale na pewno jej nie narzuca.

    deksta84 wrote:
    Z tego wnioskuję, że w układach analogowych godzimy się na pewne szumy, zakłócenia mając do dyspozycji ciągłość przetwarzania, a w układach cyfrowych kosztem ciągłości mamy pewność działania.

    W układach cyfrowych także szumy występują, ponieważ układy sekwencyjne skanują piny w takt zegara, który nie jest idealny, a sygnał próbkowany w nierównych (znowu kwestia piko i nanosekund) odstępach czasu względem zmian na pinie - przykład: http://mikrokontrolery.blogspot.com/2011/04/jak-mikrokontroler-widzi-sygnal-cyfrowy.html

    Kolejna dobra definicja :

    deus.ex.machina wrote:
    Co jest cyfrowe a co analogowe determinuje raczej realizowany algorytm/funkcja ...