¿Cuáles son las diferencias entre las frecuencias de la señal analógica y la señal digital?

Answer 1

Hay una diferencia cuando se trata de frecuencias analógicas frente a frecuencias digitales cuando se trata del espectro de frecuencias. Debido al teorema de muestreo, los puntos en el espectro analógico cuya diferencia de frecuencia es igual a un múltiplo de la frecuencia de muestreo se mapean en el mismo punto en el espectro digital, por ejemplo, digamos que tenemos dos cosenos, uno con 10Hz y el otro con 50Hz. . Si la frecuencia de muestreo es igual a 20Hz, el espectro digital “verá” solo un coseno, porque 50Hz – 10Hz = 40Hz = 2 * 20Hz = 2 * (frecuencia de muestreo).

En resumen, el espectro de frecuencia digital mapea cada punto distanciado entre sí por la frecuencia de la muestra en el mismo punto en el dominio digital. Esto conducirá a alias y todas las otras cosas “extrañas” que provienen de DSP.

También hay una segunda diferencia: dado que los espectros digitales son una función de la frecuencia de muestreo, es común escribir espectros digitales entre -pi y pi. En este caso, pi representa la mitad de la frecuencia de muestreo en el dominio analógico. Por lo tanto, es común referirse a la frecuencia digital como la frecuencia independiente de la frecuencia de muestreo. Esta frecuencia solo puede ir de -pi a pi.

Answer 2

Las frecuencias digitales son únicas solo hasta la mitad de la frecuencia de muestreo, debido al teorema de muestreo (que es una consecuencia de la convolución en el dominio de la frecuencia).

PD: En la figura anterior, [math] \ Omega [/ math] se refiere a la frecuencia radial analógica, mientras que [math] \ omega [/ math] se refiere a la frecuencia radial normalizada.

La frecuencia radial normalizada viene dada por:

[math] \ omega = 2 \ pi f_ {d} = 2 \ pi \ frac {f} {f_s} [/ math], donde [math] f_ {d} [/ math] es la frecuencia digital (también llamada normalizada frecuencia), [matemática] f [/ matemática] es la frecuencia de la señal y [matemática] f_s [/ matemática] es la frecuencia de muestreo. Si la señal está limitada en banda, entonces [matemática] f_ {max} = \ frac {f_s} { 2} [/ math] y [math] \ omega_ {max} = \ pi [/ math] radianes / muestra.

Para señales reales, solo necesitamos las frecuencias positivas [matemáticas] [0, \ pi] [/ matemáticas], mientras que para las señales complejas necesitamos frecuencias de [matemáticas] [- \ pi, \ pi]. [/ Matemáticas].

Ver también:

La respuesta de Nikhil Panikkar a ¿Qué es la frecuencia normalizada?

La respuesta de Nikhil Panikkar a ¿Por qué se elige la frecuencia digital omega entre – \ pi a \ pi?

Answer 3

Señales Analógicas vs Señales Digitales
http://researchpedia.info/differ …
Variación de señal y ondas: es una señal continua que representa principalmente un túnel o un grupo de mediciones físicas. Por otro lado, las señales digitales son las señales de tiempo discretas más comúnmente generadas por la modulación digital. En lo que respecta a las ondas, las señales de los análogos se denotan por ondas sinusoidales y las señales digitales se denotan comúnmente por ondas cuadradas.

¿Cómo se representan ?: Las señales analógicas utilizan un rango continuo de valores para representar la información en varias formas. Por otro lado, cuando se trata de la representación de las señales digitales, utiliza los valores discretos o discontinuos para representar la información. Aquí hay un ejemplo que lo ayudará a comprender todo el proceso, por ejemplo, los vicios humanos en el aire y los dispositivos electrónicos analógicos. Mientras que el ejemplo de las señales digitales son computadoras, cds, dvds y otros dispositivos electrónicos digitales.

¿Qué tipo de tecnología es y las transformaciones de datos asociadas con ella ?: De manera simple, podemos decir que un lado es más antiguo y el otro es mucho más moderno hoy en día. Cuando llego a la tecnología de las señales analógicas, principalmente registran las formas de onda tal como son. Las transmisiones de datos están sujetas a deterioro por el ruido durante la transmisión y la noción de ciclo de lectura y escritura. Por otro lado, cuando se trata de las señales analógicas, utilizan las formas de onda analógicas de muestra en un conjunto de números limitados y los graban. En lo que respecta a la transmisión de datos de las señales analógicas, puede ser inmune al ruido sin deterioro durante la transmisión y el ciclo de lectura y escritura.

¿Cómo responden estas señales al ruido y cuál es la flexibilidad que está asociada con él ?: En cuanto a la respuesta al ruido, es más probable que se vean afectados y reduzcan la precisión. El hardware analógico no es flexible en absoluto. Por otro lado, las señales digitales se ven menos afectadas por el ruido porque el área de respuesta al ruido es de naturaleza analógica. En cuanto a la flexibilidad, el hardware digital es mucho más flexible en la implementación.

¿Cómo pueden ser más útiles junto con las aplicaciones ?: Esta es una pregunta importante. En lo que respecta a los analógicos, solo se puede usar en dispositivos analógicos. Son los más adecuados para la transmisión de audio y video. Por otro lado, los digitales son los más adecuados para la informática y la electrónica digital. La mayoría de las aplicaciones que se utilizan son termómetros y PC y PDA en señales analógicas y digitales, respectivamente.

Hay una comparación en la calidad analógica y digital: en lo que respecta a la calidad, los dispositivos digitales traducen y vuelven a ensamblar datos y en el proceso son más propensos a la pérdida de calidad en comparación con los dispositivos analógicos. El avance de la computadora ha permitido el uso de técnicas de detección y corrección de errores para eliminar perturbaciones artificiales de las señales digitales y mejorar la calidad.

Errores y ancho de banda: el procesamiento analógico se puede hacer en menos tiempo y obviamente también en tiempo real. Principalmente requiere menos ancho de banda. En lo que respecta a los errores, los instrumentos analógicos suelen tener una escala que está repleta en el extremo inferior y dan errores de observación considerables. Por otro lado, es confuso decir que no hay garantía de que el procesamiento de la señal digital se pueda hacer en tiempo real. También consume más ancho de banda para llevar a cabo la misma información. El error en los instrumentos digitales está libre de errores de observación como errores paralelos y de aproximación.

Answer 4

Hablando en términos simples (volviendo a lo básico)

Como dice la diferencia básica, la señal digital en el dominio de frecuencia (digamos una onda cuadrada perfecta de amplitud 1 y período de tiempo 2π) se obtiene como una serie de funciones sinc superpuestas en el dominio de tiempo.

Más precisamente si la onda cuadrada es g (t) entonces g (t) = 4 / π [sinwt + (1/3) sin3wt + (1/5) sin5wt + … ..] es decir, una onda cuadrada g (t) puede ser representada como la suma limitante de ondas sinusoidales infinitas de frecuencias impares con convergencia rápida. Por lo tanto, cuando graficamos el espectro de frecuencia tenemos una vista más precisa y podemos ver algo como esto

Si tratamos de hacer una onda digital aproximada usando estas ondas sinusoidales hechas automáticamente en un sintetizador de onda (sintetizador de la serie Fourier) usando los armónicos prominentes (1,3,5,7,9) obtenemos un pulso de onda cuadrada distorsionado.

Ahora, si analizamos nuestros pulsos de onda cuadrada sintetizados usando el analizador de frecuencia, obtenemos funciones sinc para cada uno de estos pulsos cuadrados.

Pero, de nuevo, notamos el hecho de que la amplitud máxima de la componente de frecuencia primaria (1) en cada una de las funciones sinc o, más bien, todas las amplitudes de la función sinc no son iguales.

¿Por qué?

Solo hay una razón posible: no hemos usado una onda cuadrada perfecta con bordes afilados, sino una versión distorsionada con solo los armónicos (1,3,5,7,9) y no (1,3,5,7 , 9,11, … infinito)

Ahora, para una señal analógica que por defecto se toma como una onda sinusoidal normal o una onda cosenoidal de frecuencia única, el espectro de frecuencia contiene solo un componente de frecuencia con una cierta amplitud asociada.

Answer 5

Aparte de la tasa de cambio, la principal diferencia es que las señales digitales nunca caen por debajo de cero voltios, con la excepción de los dispositivos utilizados en la señalización “analógica”, como RS232, etc. Además, hay señales digitales en el mismo, donde la frecuencia puede variar; En aplicaciones como PWM, por ejemplo, la frecuencia puede cambiar en un amplio rango. Las señales analógicas, como el audio y las ondas sinusoidales en un período de tiempo determinado, generalmente tienen la misma frecuencia. Las amplitudes de las señales analógicas también pueden ser muy diferentes, con algunos cambios más o menos cientos de voltios. O incluso más!

Answer 6

las frecuencias digitales tienen unidades como ciclos / muestra, mientras que las frecuencias analógicas tienen ciclos unitarios / segundo.

Cuando define la frecuencia de muestreo, que se da por muestras / segundo, convierte la frecuencia analógica en digital. el eje de tiempo se convierte en muestras y frecuencia, ciclos / muestra.

Answer 7

Esto realmente no se puede responder fácilmente. La respuesta más simple es: la matemática de cómo se crea cada uno hace que los espectros de frecuencias sean diferentes.

Realmente no puede generalizar más allá de eso sin sumergirse profundamente en las matemáticas de la modulación analógica versus digital.