OK, laten we héél eenvoudig beginnen met te kijken wat nu net analoog is, en wat digitaal.
Theoretisch gezien kan je elk signaal indelen als digitaal of analoog. Zo een signaal kan heel veel zijn. Dat kan een eenvoudig belsignaal zijn van de deurbel, of het signaal van je alarmwekker, maar dan kan ook véél ruimer zijn als het signaal dat van je ogen naar je hersens gaat. Bijna alles wat we ervaren valt onder signalen (geluidssignalen, lichtsignalen, …). Maar niet enkel wat we ervaren zijn signalen. Zo is je internetverbinding ook een signaal, en het TV-beeld ook.
Over die signalen later waarschijnlijk nog meer, maar laten we het nu wat concreter maken. We gebruiken een elektrische spanning als een signaal. Wat dat signaal betekend is hier onbelangrijk, het is alleen belangrijk om de spanning als een signaal (voor iets) te zien. Bovendien is zo een elektrisch signaal ook heel relevant, want heel wat van onze moderne apparatuur werkt uiteindelijk op basis van elektrische signalen.
Een analoog signaal is héél eenvoudig. Dat is gewoonweg het signaal zelf. Stel dat je de spanning met een analoge voltmeter zou aflezen van een bepaald circuit, dan is die afgelezen spanning het signaal. Niet meer dan dat. Als je op het ene moment 4,51353211V afleest, dan is dat de waarde van het signaal.
Digitaal is een ander verhaal. Een digitaal signaal kent maar twee mogelijke waarden ‘0′ of ‘1′ (waar je dan weer zelf een betekenis aan kan geven als je dat wil). Bij het maken van zo een digitaal signaal worden bepaalde afspraken gemaakt. Zo kan je afspreken dat een spanning tussen 0V en 1V geïnterpreteerd wordt als een digitale ‘0′. En spanningen tussen 4V en 5V geven een digitale ‘1′. Wat tussen 1V en 4V valt is de ‘grijze zone’ die geen betekenis heeft en genegeerd wordt.
Moest je datzelfde signaal van zonet digitaal interpreteren, dan wordt die 4,51353211V dus gewoon een digitale ‘1′.
Tot daar het verschil in digitaal en analoog.
Nu zijn hier nog 2 kleine opmerkingen bij te maken:
- Met digitaal kan je natuurlijk ook andere getallen dan ‘0′ of ‘1′ maken. Je kan een digitale voltmeter (hoewel het een dure zal moeten zijn) ook een spanning van 4,51353211V laten uitlezen. Maar dat gebeurt door iets wat quantisatie heet. De kern blijven digitale ‘0′ en ‘1′. Het is net zoals in je PC. Een bit is een digitaal signaal, en kan enkel ‘0′ of ‘1′ zijn. Een byte is een opeenvolging van zo 8 bits, en geeft een waarde tussen 0 en 255 weer (we werken hier met een binair stelsel aangezien elke bit maar 2 (= binair) waarden heeft). De kern van digitaal is dus ‘0′ en ‘1′, en niet meer dan dat. Alles extra volgt uit quantisatie en afspraken.
- Het zou hier al heel duidelijk moeten worden wat het grootste voordeel van digitaal is. Een analoog signaal maken van exact 4,51353211V vraagt uiterst gevoelige apparatuur en is bijna onmogelijk te maken. Steek daar nog wat externe storingen op en het is bijna onmogelijk. Voor digitaal moet je al een prutser zijn om er niet in te slagen. De grenzen kunnen zodanig breed gekozen worden, dat je met de allergoedkoopste apparatuur en massa’s storing, nog altijd een ‘1′ of een ‘0′ kan doorsturen.
Even wat verduidelijken:
Ik zit in een TV-station en wil analoog een spanning sturen van 4,5V exact. Dat signaal moet 100km verder naar jouw TV raken. Ik stuur exact 4,5V, maar door storingen en weerstanden in de leiding komt er bij jou 4,3V toe. Verlies dus.
Wil ik nu een digitale ‘1′ sturen, dan stuur ik weer een spanning van 4,5V door. Dat valt aan mijn kant binnen de normen voor een digitale ‘1′. Wanneer dit signaal bij jou toekomt is dit gezakt tot 4,3V… nog altijd voldoende voor een digitale ‘1′, en dus krijg je exact hetzelfde als wat ik heb.
De essentie van dit artikel?
1. Digitaal is gewoon een analoog signaal waar afspraken worden gemaakt over grenzen die ‘0′ en ‘1′ afbakenen.
2. Die grenzen kunnen ruim gekozen worden (met grijze zone inclusief), zodat er met heel goedkope componenten en veel storing, toch nog altijd goed gewerkt kan worden.
3. Meestal is de kost aan componenten en kabels voor versturen, een kost voor de leverancier. Zij halen dus financieel voordeel uit een digitaal signaal i.p.v. een analoog signaal.
