Technika analogowa

Technika analogowa

Technika analogowa, analogowa technika zapisu tekstu, dźwięku i obrazu, zapis analogowy – metody i środki tradycyjne służące do wytwarzania, przetwarzania i przesyłania sygnałów analogowych (technika analogowa) oraz do ich rejestracji (zapis analogowy). Przekaz przetwarzany jest za pomocą sygnału elektrycznego, oddając częstość (frekwencję) zjawiska i natężenie zjawiska (np. jaskrawość, głośność) na zasadzie pełnej odpowiedniości. W wielu dziedzinach technika cyfrowa wywarła dziś niemal zupełnie technikę analogową. Należą do nich technika pomiarowa, telekomunikacja i używany na co dzień sprzęt elektroniczny domowego użytku (RTV, AGD). Samo określenie “analogowy” pojawiło się dopiero (jako antonim) po powstaniu technologii cyfrowej.

Sygnał analogowy przyjmują wartości z przedziału ciągłego, podczas gdy dziedzina i zbiór wartości sygnałów cyfrowych są dyskretne. Technika analogowa oznacza więc obróbkę sygnałów w ich naturalnej postaci, w naturalnym widmie częstotliwościowym. Tak np. w systemie analogowym służącym do przetwarzania dźwięku na energię elektryczną postać sygnału elektrycznego jest analogiczna do fal dźwiękowych. Wskazówki zegara przechodząc przez jego tarczę mierzą czas w sposób analogowy. Przeciwnie jest w zegarze cyfrowym, który odmierza czas za pomocą liczb dyskretnych – zegar cyfrowy odmierza 12:30:01 i 12:30:02 nie rejestrując nic pomiędzy przedziałami sekundowymi. Wiele stosowanych od dawna przyrządów pomiarowych stosuje technikę analogową – prócz zegara ze wskazówkami, należą do nich np. termometr rtęciowy (sygnałem analogowym jest tu wysokość słupka rtęci) czy waga uchylna. Nawet zegar słoneczny to urządzenie analogowe – sygnałem analogowym jest w tym przypadku długość cienia. Amplituda zmienności sygnału może więc przyjąć w dowolnym czasie dowolną wartość – dokładność określenia wartości chwilowej sygnału ograniczona jest tylko przez dokładność urządzeń pomiarowych.

Pomimo wielu wprowadzonych do niej udoskonaleń (np. w urządzeniach hi-fi) technika analogowa wykazuje wiele słabości. Należą do niej np. zniekształcenia sygnału i szumy w czasie transmisji i odtwarzania. Konieczność konwersji zapisu analogowego na zapis cyfrowy spowodowana jest także przez fakt, że analogowa technika zapisu nie nadaje się do zapisywania przekazu bezpośrednio w pamięci półprzewodnikowej.

Pomimo szybkiego rozwoju techniki cyfrowej, istnieją wciąż dziedziny, w których technologia analogowa jest niezastąpiona. Należy do nich zwłaszcza profesjonalna obróbka dźwięku (przetworniki dźwięku, głośniki, mikrofony). Sygnałów analogowych używać można np. do zapisu dźwięku na taśmie magnetycznej. Taśma napylana jest drobinkami materiału ferromagnetycznego, które odpowiadają falom dźwiękowym przekazywanym do mikrofonu. Nagrania cyfrowe (np. płyta CD) są o tyle lepsze od nagrań analogowych (kaseta magnetofonowa), że tworzy się je bez straty danych. Oryginalne nagranie analogowe może być wprawdzie tak dobre, jak cyfrowe, w procesach edycji i kopiowaniach nagrań analogowych pojawiają się jednak błędy (szumy). W czasie kopiowania nagrań analogowych występuje więc znaczne obniżenie jakości nagrania, w czasie kopiowania nagrań cyfrowych – zazwyczaj bardzo nieznaczne.

Do głównych operacji dokonywanych na sygnałach analogowych należą wzmacnianie i tłumienie sygnału (oddziaływania na jego wartość); modulacja (nakładanie informacji na falę nośną, mające na celu zmniejszenie podatności sygnału na zakłócenia); demodulacja (odzyskiwanie sygnału poddanego wcześniej modulacji); filtracja sygnału i przetwarzanie częstotliwości (operacje te oddziałują na widmo częstotliwościowe); mnożenie, sumowanie i logarytmowanie sygnałów; przetwarzanie wielkości fizycznych (np. napięcia elektrycznego na częstotliwość); zmiana parametrów wielkości fizycznych.