الفرق بين الإشارة الرقمية و التماثلية Digital Vs Analog Signal

في عالم الإلكترونيات والاتصالات، يتم نقل جميع المعلومات على شكل إشارات (Signals). والإشارة هي ببساطة تيار كهربائي أو موجة كهرومغناطيسية تتغير بمرور الوقت لتحمل بيانات من نقطة إلى أخرى. لفهم كيفية عمل أجهزتنا الرقمية، من الضروري التمييز بين نوعي الإشارات الرئيسيين: التماثلية (Analog) والرقمية (Digital).

ما هي الإشارة التماثلية (Analog Signal)؟

الإشارة التماثلية هي إشارة مستمرة ومتصلة، تمثل المعلومات بشكل يشبه إلى حد كبير الظواهر الطبيعية. تخيل موجة صوتية أو ضوءًا يتغير سطوعه؛ هذه كلها أشكال تماثلية.

• الخصائص:

  • مستمرة: لا توجد بها انقطاعات أو قفزات، بل تتغير بسلاسة بمرور الوقت.

  • قيم لا نهائية: يمكن أن تأخذ أي قيمة ضمن نطاق معين، تمامًا مثل درجة حرارة الغرفة التي يمكن أن تكون 25 أو 25.1 أو 25.11 درجة مئوية.

  • تمثيلها: تُمثل عادةً على شكل موجات جيبية (Sine Waves).

• أمثلة:

  • الصوت البشري والموسيقى المسجلة على الأشرطة القديمة.

  • إشارات بث الراديو (FM/AM).

  • قراءات أجهزة الاستشعار التقليدية (مثل مقياس الحرارة الزئبقي).

ما هي الإشارة الرقمية (Digital Signal)؟

الإشارة الرقمية هي إشارة متقطعة ومنفصلة، تمثل المعلومات باستخدام سلسلة من القيم المحددة مسبقًا. إنها اللغة التي تتحدث بها أجهزة الحاسوب وجميع الأجهزة الإلكترونية الحديثة.

• الخصائص:

  • متقطعة: تتكون من قيم منفصلة (عادةً قيمتان فقط: 0 و 1).

  • قيم محدودة: لا يمكنها أن تأخذ إلا قيمًا محددة. في النظام الثنائي، تكون هذه القيم هي 0 (منخفض) و 1 (مرتفع).

  • تمثيلها: تُمثل عادةً على شكل موجات مربعة (Square Waves).

• أمثلة:

  • البيانات المخزنة على أجهزة الحاسوب والأقراص المدمجة (CDs).

  • إشارات الاتصالات عبر الإنترنت.

  • البث التلفزيوني الرقمي.

الفروقات الرئيسية بين الإشارات التماثلية والرقمية

الخلاصة: عالم يجمع بين اللغتين

على الرغم من هيمنة العالم الرقمي اليوم، إلا أن عالمنا الحقيقي يظل تماثليًا بطبيعته. لذلك، تحتاج أجهزتنا الرقمية باستمرار إلى تحويل الإشارات التماثلية من العالم الخارجي (مثل صوتك في الميكروفون) إلى إشارات رقمية لمعالجتها، ثم تحويلها مرة أخرى إلى إشارات تماثلية (مثل الصوت الخارج من السماعة) لنتفاعل معها. هذه العملية المستمرة للتحويل بين العالمين التماثلي والرقمي هي جوهر عمل معظم التكنولوجيا الحديثة.