Comparación de señales analógicas y digitales

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Una señal analógica puede verse como una forma de onda que toma un continuo de valores en cualquier tiempo dentro de un intervalo de tiempos. Si bien un dispositivo de medida puede brindar información limitada (esto es, tal vez no sea posible leer un voltímetro análogo con una exactitud mayor que la centésima más cercana de un voltio), la señal real puede tomar una infinidad de valores posibles.

Por ejemplo, usted puede leer que el valor de una forma de onda de voltaje en un tiempo particular es de 10.45 voltios. Si el voltaje es una señal analógica, el valor real se expresaría como un decimal extendido con un número infinito de dígitos a la derecha del punto decimal.

Al igual que la ordenada de la función contiene una infinidad de valores, sucede lo mismo con el eje de tiempo. A pesar de que se descompone convenientemente el eje del tiempo en puntos (por ejemplo, cada microsegundo en un osciloscopio), la función tiene un valor definido para cualquiera de la infinidad de puntos en el tiempo entre cualesquiera dos puntos de resolución. Suponga ahora que una señal de tiempo analógica se define solo en puntos de tiempo discretos. Por ejemplo, considere que lee una forma de onda de voltaje enviando valores a un voltímetro cada microsegundo. La función que resulta solo es conocida en estos puntos discretos en el tiempo. Esto da lugar a una función de tiempo discreta o a una forma de onda muestreada. Esta se distingue de una forma de onda analógica continua por la manera en la que se especifica la función. En el caso de la forma de onda analógica continua, debe ya sea exhibirse la función (esto es, gráficamente, en un osciloscopio), o dar una relación funcional entre las variables. En contraste con lo anterior, la señal discreta se concibe como una lista o secuencia de números. De tal manera que mientras una forma de onda analógica se expresa como una función de tiempo, v(t), la forma de onda discreta es una secuencia de la forma, Vn o v(n), donde n es un entero o índice.

Una señal digital es una forma de onda muestreada o discreta, pero cada número en la lista puede, en este caso, tomar solo valores específicos. Por ejemplo, si se toma una forma de onda de voltaje muestreada y se redondea cada valor a la décima de voltio más cercana, el resultado es una señal digital.

Se puede utilizar un termómetro como un ejemplo de los tres tipos de señales. Si el termómetro tiene un indicador o un tubo de mercurio, la salida es una señal analógica. Ya que se puede leer la temperatura en cualquier momento y con cualquier grado de exactitud (limitada, desde luego, por la resolución del lector, humana o mecánica). Suponga ahora que el termómetro consta de un indicador, pero que solo se actualiza una vez cada minuto. El resultado es una señal analógica muestreada Si el indicador del termómetro toma ahora la forma de un lector numérico, el termómetro se vuelve digital. La lectura es el resultado de muestrear la temperatura (quizás cada minuto) y de exhibir luego la temperatura muestreada hasta una resolución predeterminada (tal vez el 1/10 de grado más cercano).

Las señales digitales provienen de muchos dispositivos. Por ejemplo, marcar un número telefónico produce una de 12 posibilidades señales dependiendo de cual botón se oprime Otros ejemplos incluyen oprimir teclas en un cajero automático bancario (CAB) o usar un teclado de computadora. Las señales digitales son resultado también de efectuar operaciones de conversación analógico-digitales.