Analoge og digitale signaler

Et analogt signal ændrer sig kontinuert — det glider jævnt fra én værdi til den næste uden spring. Mellem 1,0 V og 1,1 V findes 1,05 V, og mellem dem igen 1,025 V, og så videre i det uendelige.

Naturen er analog: lyd er trykbølger i luften, temperatur stiger gradvist, og lys har alle mulige styrker. En mikrofon laver lydbølgen om til en elektrisk spænding, der har samme form som lyden — den er en analog (en efterligning) af lyden. Deraf navnet.

Et digitalt signal har kun et bestemt antal tilladte værdier — i computere næsten altid to: lav spænding betyder 0, høj spænding betyder 1. Signalet springer mellem niveauerne i takt med et ur (en clock).

Ét 0 eller 1 kaldes en bit. Otte bits er en byte, og én byte kan fx være et bogstav. Prøv selv: skriv et bogstav og se, hvordan det ser ud som digitalt signal på en ledning.

Når et signal rejser gennem et kabel eller gennem luften, bliver det forstyrret af støj — fra motorer, andre kabler, lysstofrør og mobiltelefoner. Støjen lægger sig oven på signalet.

I et analogt signal er enhver værdi gyldig, så modtageren kan ikke se forskel på signal og støj. I et digitalt signal skal modtageren kun afgøre: er spændingen over eller under grænsen? Så længe støjen ikke er større end halvdelen af afstanden mellem niveauerne, kommer de rigtige bits frem.

Når din mikrofon er sat til computeren, sidder der en ADC (analog-til-digital-konverter) på lydkortet. Den gør tre ting:

1. Sampling — måler signalet med faste mellemrum. Antal målinger pr. sekund hedder samplefrekvens (Hz).
2. Kvantisering — runder hver måling af til nærmeste tilladte niveau. Antal niveauer bestemmes af bitdybden: n bits giver 2ⁿ niveauer.
3. Kodning — skriver niveauets nummer som et binært tal.