Как вещатели преобразуют аналоговый сигнал в цифровой?

В конце 20-го века многие страны начали преобразовывать аудио- и видеопередачи или звук и изображения из аналоговой в цифровую сигнальную технологию. Традиционные аналоговые радиопередачи, используемые для радио и телевизионных передач с начала 20-го века, использовали непрерывный сигнал, напоминающий волны, проходящие над водой. Аналого-цифровая обработка сигнала стала возможной благодаря технологии, называемой дискретизация, которая преобразует волны сигнала в последовательность чисел.

Выборка аналогового сигнала может быть описана как создание множества повторных снимков волны и преобразование каждого снимка в цифровой сигнал с использованием серии нулей и единиц, называемых двоичными числами. Полученные числа были переданы в виде трансляции и преобразованы обратно в аналоговые сигналы по телевизору или радио. Цифровое программирование может передаваться по аналоговому сигналу, и некоторые страны делали это в конце 20-го века. Использование полностью сжатого сигнала двоичных чисел было преимуществом из-за объема информации, которая могла быть отправлена ​​в гораздо меньшем частотном диапазоне или полосе пропускания.

Цифровое сжатие использует ряд различных технологий, но типичная система сжатия берет каждый кадр или один снимок вещания и преобразует его из аналогового в цифровой сигнал. Система посмотрела на следующий кадр и сравнила его с предыдущим. Только части изображения, которые изменились, такие как движущийся объект или изменяющийся цвет, были переданы. Этот процесс повторялся непрерывно; поскольку передавались только изменения в изображении, требовалось значительно меньше данных.

Адекватная выборка и исправление ошибок, техника, используемая для устранения цифровых значений, которые не соответствуют сигналу, были необходимы для успешного аналого-цифрового сигнала. Ошибки могут возникать из-за случайного шумового сигнала, возникающего во время передачи, и было разработано программное обеспечение для проверки сигнала, метод, также используемый в устройствах на компакт-дисках (CD) для устранения ошибок сигнала, которые произошли от царапин или старения. Цифровые вещательные сигналы были преимуществом для компаний, занимающихся программированием, по ряду причин. Во многих странах ширина полосы радио- и телевизионного сигнала или частоты, доступные для вещания, были ограничены; радиопередачи должны были конкурировать с частотами, используемыми для экстренных служб, беспроводными телефонными и радиосигналами и многими другими видами использования. Преобразование из аналогового в цифровое вещание в сочетании со сжатием данных позволило вещателям передавать больше информации и более качественное видео на тех же частотах.

Конец 20-го века вызвал интерес к телевидению высокой четкости (HD), чтобы улучшить качество вещания. Вещатели могут передавать больше данных по цифровому сигналу, чем по аналоговому, что привело к улучшению HD одновременно с цифровым. Добавление сжатия сигнала, которое позволило отправлять сигнал с более высокой плотностью, дополнительно улучшило качество сигнала при существующих полосах пропускания.

Рост интернет-коммуникаций стал растущим рынком цифрового вещания, потому что сигналы легко отправлялись зрителям через существующие высокоскоростные соединения. Кинофильмы по требованию, интернет-радио и другие рынки расширились в начале 21-го века, и все они использовали цифровые сигналы, приносили пользу вещателям и предоставляли потребителям гораздо больше выбора. Клиенты в отдаленных районах получили преимущество от цифрового программирования; аналоговые телевизионные сигналы становились слабее, поскольку приемная антенна перемещалась дальше от передающей башни. Цифровое телевидение преобразует значения обратно в высококачественное изображение, пока сигнал может быть получен. Удаленные клиенты могут видеть ту же картинку на телевизоре, что и местный клиент, потому что расстояние не ухудшает картинку.