Analog ve Sayısal Sinyaller Sistemler Nedir?

Analog Sinyaller Nedir?

Sinyal zaman, uzay ya da başka bir değişkene göre değişiklik gösteren fiziksel niceliktir. Analog sinyaller devamlı bir zamanda ilerleyen ve zamana göre değişken bir değer alan sinyallerdir. Analog bir sinyal zamana göre sonsuz değer alır. Analog sistemler ise analog bir sinyal ile işlem yapan fiziksel yapılardır.

Şekildeki resimde bir analog sinyal gösterilmektedir. Bu sinyal analog olduğu için sinyalin istediğimiz bir noktasındaki bir değeri bize gösterebilir.

Günlük yaşamda etkin olan tüm fiziksel olaylar zamana göre sonsuz değer aldığından analogdur. Örneğin sıcaklık birden 20 dereceden 21 dereceye çıkmaz. Bir eğri biçiminde sürekli olarak artarak nihai dereceye ulaşır.

Sayısal Sinyaller Nedir?

Sayısal sinyaller, analog sinyaller gibi sürekli değillerdir. Belli bir zaman ya da uzay değişkeninin belli bir değerine göre bir değer alırlar. Şekildeki resimde bir sayısal sinyal görünmektedir.

Önerilen Yazı » Alternatif Akım Nedir?

Sayısal sinyallerle fiziksel olarak işlem yapan ortamlar ise sayısal sistemdir. Günümüz elektronik teknolojisinde sinyallerin çoğu sayısal olarak işlem görmektedir. Sayısal sistemlerin analog sistemlere göre bazı avantajları vardır. Bunlar;

• Sayısal devrelerin tasarımı daha kolaydır.

• Sayısal sistemlerde bilgi saklaması kolaydır

• Sayısal sistemler, analog sistemlere göre daha fazla istenilen sonucu verir. Birden çok sayısal devreyi birbirine bağlamak kolaydır.

• Sayısal sistemler gürültüden etkilenmezler.

• Sayısal sistemler donanımı değiştirilmeden tekrar tekrar programlanabilir.

• Sayısal sistemlerde hata ayıklamak daha kolaydır.

Analog ve Sayısal Sistemler

İnsanların işleyebildiği tüm sinyaller koklama, görme, işitme, dokunma analog sinyallerdir. Fakat günümüzde elektronik teknolojisi analog sinyallerle değil dijital (sayısal) sinyallerle (yukarıda saydığımız avantajlardan dolayı) çalışır. Bu durumda analog ve sayısal sistemleri aynı ortamda kullanmak gereklidir. Böyle bir sistem için öncelikli olarak sinyallerin birbiri formuna dönüştürülmesi gerekmektedir. Kısaca özetlersek analogdan dijital sinyale dönüştürme işlemi için:

Bir analog sinyal öncelikle küçük örneklem aralıklarına bölünür.
Her bir örneklem için o örneklem değerine denk gelen sinyal değeri alınır.
Bu sinyal değeri sayısal olarak kodlanır.

Alttaki resimde bir periyotluk analog sinüzoidal dalganın sayısal sinüzoidal dalgaya dönüştürmesi görülmektedir.

Önerilen Yazı » Dijital Analog Dönüştürücü Nedir? Ne İşe Yarar?

Analog sinyali Dijital sinyale dönüştürme işlemi bazı önemli faktörler vardır. Nyquist kriteri olarak bilinen duruma göre, bir sinyalin örneklem frekansı, sinyalin kendi frekansından en az 2 katı olmalıdır (Nyquist frekansı). Örneğin 50Hz’lik bir dalga için örnekleme frekansı en az 100Hz olmalıdır. Fakat uygulamada Nyquist frekansı da yeterli olmaz. Gerçekten düzgün ve analog sinyale yakın bir dijital sinyal için örnekleme frekansı yüksek olmalıdır (10 katı-100 katı…). Böylece örnekleme aralığı küçülür.

Analog sinyali dijitale dönüştürme işlemi için bir diğer önemli faktör ise bölüntü seviyeleridir (Quantum seviyesi). Bölüntü seviyeleri sinyal değerinin dijital karşılığını verir. 2n şeklinde hesaplanır. Örneğin 3 dijital çıkışlı bir çevirici 23=8 ayrık bölüntü seviyesine sahiptir.

Bu işlemi yapan cihazlara ADC (Analogue to Digital Converter), bu işlemin tersini yapan, dijital sinyali analog sinyale dönüştürme işlemi yapan cihazlara DAC (Digital to Analogue Converter) denir. Günümüzde kullanılan elektronik sistemler analog ve dijital sistemlerin bir karmasıdır. Giriş ve çıkış sinyalleri analog sinyal olmasına rağmen, sinyalin işlenmesi, saklanması dijital olarak gerçekleştirilir.