Digital là gì? Analog là gì? nếu làm việc trong lĩnh vực điều khiển thì bạn có thể đã am hiểu về chúng vì họ sẽ phải sử dụng rất nhiều. Tuy nhiên, người ngoài ngành tiếp cận với các từ này còn khá mới mẻ. Vậy bản chất và ứng dụng của chúng vào các ngành nghề ra sao? Bài viết sau sẽ chia sẻ với bạn về tín hiệu analog hay tín hiệu tương tự và digital hay tín hiệu số.
Tóm tắt
Khái niệm của tín hiệu Analog là gì?
Trước khi đi phân tích về analog là gì hay mạch analog là gì hãy tìm hiểu tín hiệu là gì trước. Đây là một khái niệm đơn giản mà ai cũng có thể hiểu. Bản chất tín hiệu thực sự chỉ là một hình ảnh, một âm thanh hoặc hiện tượng nào đó mà chúng ta có thể cảm nhận được.
Tín hiệu analog là gì hay tín hiệu tương tự là tín hiệu liên tục nào đó, có khả năng thay đổi thời gian (biến) của tín hiệu. Nó đại diện cho số lượng thay đổi thời gian khác. Hoặc đơn giản hơn, đây là tín hiệu liên tục, đồ thị thể hiện nó cũng sẽ liên tục như biểu đồ cos, sin. Thực tế, tín hiệu này lúc sau sẽ có dạng tương tự như lúc trước. Mức độ tương tự sẽ có sự thay đổi chứ không có nghĩa là y hệt, nó chỉ giống về bản chất và có sự thay đổi về cường độ và biên độ.
Tới đây thì bạn nên hiểu thêm âm thanh analog là gì? Nó có nghĩa là âm thanh mà lúc sau cũng sẽ tương tự như lúc trước và là tín hiệu âm thanh liên tục và tương tự nhau. Biểu đồ thể hiện âm thanh analog thường là biểu đồ cos, sin. Các hệ thống loa trong nhà bạn chính là thiết bị có áp dụng dòng âm thanh analog này. Người ta đã chế tạo ra các thiết bị nghe, nhìn như băng nhạc, phim ảnh, điện thoại,…từ công nghệ analog.
Digital là gì?
Khi hiểu được tín hiệu analog là gì rồi thì bạn có thể tiếp tục xem xét tới digital. Tín hiệu digital hay tín hiệu số là loại tín hiệu rời rạc và không nối tiếp nhau theo từng thời điểm. Tín hiệu này thể hiện bằng con số cụ thể ở máy tính được gọi là nhị phân điện thế 0-1; hoặc thể hiện ở mức cao, thấp. Mức cao thấp này có mức điện thế cao là 1 và mức điện thấp là 0, nó còn được hiểu với nghĩa là OFF- ON.
Chúng ta có thể hiểu nó ở một cách đơn giản hơn, khi ở trạng thái số 0 tức là OFF thì thiết bị sẽ không hoạt động nữa. Nếu ở trạng thái số 1 là ON thì đây là thời gian mà thiết bị đó hoạt động. Mặc dù không phải là người am hiểu nhưng qua khái niệm này thì ít nhất, chúng ta có thể hiểu tín hiệu analog một cách tương đối.
Sự thật là tín hiệu digital không có thật trong môi trường tự nhiên. Tín hiệu này được con người tạo ra bằng công nghệ hiện đại, chính vì thế mà nó có thể được thay đổi tùy theo sự điều chỉnh để phục vụ các mục đích khác nhau. Theo cách đơn giản nhất thì bạn có thể liên tưởng tới âm lượng của loa máy tính, âm thanh của tivi,…đây là những tín hiệu mà ta có thể dễ dàng tăng lên hoặc giảm xuống.
Các loại tín hiệu analog thường dùng nhất
Ưu điểm của tín hiệu analog được công nhận là có độ chính xác cao và tốc độ truyền nhanh chóng. Nhược điểm của tín hiệu này lại chính là những tiêu chuẩn khác nhau khi áp dụng vào lĩnh vực khác nhau. Một số tiêu chuẩn tín hiệu analog được sử dụng trong công nghiệp bao gồm:
- Tín hiệu Analog 0-10v
- Tín hiệu Analog 4-20mA
- Các loại tín hiệu ít dùng hơn như: 0.5-4.5v, 0-20mA, 0-5v, 2-10v,…
Trong lĩnh vực công nghiệp hiện đại thì tín hiệu 4-20mA được dùng nhiều nhất. Các loại tín hiệu khác được sử dụng ít hơn.
Sự khác nhau giữa tín hiệu analog và Digital
Nếu không để ý kỹ, một số bạn sẽ nhầm lẫn giữa hai tín hiệu analog và digital. Tuy nhiên, trên thực tế thì đây lại là hai tín hiệu hoàn toàn khác nhau. Tín hiệu Digital là tín hiệu rời rạc, không lặp lại nhưng tín hiệu analog thì lại luôn lặp lại một cách logic mặc dù có biên độ hoặc tần số khác nhau.
Ứng dụng tín hiệu analog và tín hiệu digital
Các ứng dụng vào điều khiển thiết bị phụ tải thì sẽ phụ thuộc vào điện áp cao. Lượng điện áp cao hay thấp đều cần phải theo dõi chặt chẽ trong quá trình hoạt động. Những trường hợp như vậy thì việc điều khiển các thiết bị phụ tải sẽ rất quan trọng. Gặp sự cố quá áp 50V thì còi và đèn báo sẽ hoạt động, cùng với đó thông tin sẽ được hiển thị lên bảng led lớn. Tín hiệu điện áp như VAC sẽ được chuyển về dạng analog và truyền cho các thiết bị hiển thị và điều khiển.
Tín hiệu nhiệt độ đo được từ các cảm biến nhiệt độ như K, PT100,…Với những kiểu đầu dò nhiệt như thế thì sẽ đưa về tủ hoặc bộ điều khiển trung tâm và có khoảng cách xa. Vì vậy, việc sử dụng dây bù nhiệt phải thật chất lượng, đòi hỏi sự tốn kém về chi phí. Do đó, giải pháp sẽ là chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ dưới dạng tín hiệu analog. Nhờ vậy mà chúng ta có thể tiết kiệm được rất nhiều chi phí, chống được sự nhiễu trên đường truyền,…
Nhờ vào những ưu điểm không thể bỏ qua của digital, con người đã tận dụng được tín hiệu này vào đời sống một cách linh hoạt. Ngoài điện tải, người ta đưa tín hiệu analog vào các lĩnh vực khác như nghiên cứu về vệ tinh, cáp quang, di động, tín hiệu cho các kênh truyền hình, truyền thông tin với khoảng cách rất xa,…Đây thực sự là một bước tiến quan trọng không chỉ đối với kinh tế mà còn với cả sự phát triển của khoa học công nghệ thế hệ mới.
Ở các thiết bị điện tử thì analog được xem là dòng điện, tuy nhiên ngoài cuộc sống thì nó lại là tín hiệu âm thanh, hình ảnh ta có thể nghe nhìn, hoặc trong viễn thông thì ta sẽ không thể nhìn thấy….Ngoài ra, còn có nhiều ứng dụng khác được các kỹ sư điện sử dụng.
Bài viết trên đã đưa ra những thông tin cơ bản nhất về digital là gì cũng như analog là gì. Chỉ khi hiểu được một cách sơ lược về khái niệm cũng như ứng dụng thì chúng ta mới có thể xác định chính xác được bản chất của các loại tín hiệu. Mong rằng bạn đọc có thể hiểu và áp dụng vào thực tiễn cuộc sống và công việc một cách hữu ích nhất.
