Benutzer:MichaelFrey/ Was heist Digital

Analog

Ein analoges Signal kann zwischen zwei Grenzwerten unendlich viele Werte annehmen. Für jeden Informationswert gibt es nur einen Signalwert, der diese Information abbilden kann. Aber leider arbeitet kein Bauteil ideal. Selbst geringste Störungen, wie Temperatur- und Druckschwankungen, Alterung und Betriebsspannung, können zu großen Abweichungen bei den Messwerten führen. Diese Abweichungen – Fehler – lassen sich schwer bis gar nicht erkennen und somit auch nicht korrigieren.

Digital

Digital kommt vom lateinischen Wort Digitus, das Finger bedeutet.

Ein digitales Signal kann zwischen zwei Grenzwerten endlich viele Werte annehmen.

Nehmen wir die erste Aussage wörtlich und nehmen unsere Hand zu Hilfe:

Wir haben fünf Finger und können damit von 0 bis 5 zählen:

Null
Eins
Zwei
Drei
Vier
Fünf

Unser unterer Grenzwert ist also 0 und der obere ist 5, das macht insgesamt 6 Werte.

Digitale Signale sind weniger störanfällig. Eine Verfälschung des Messwertes wird erst hervorgerufen, wenn zwischen den Stufen des digitalen Signals nicht mehr unterschieden werden kann. Digitale Signale sind auch bei umfangreicher Vervielfältigung und komplizierter Signalverarbeitung extrem störsicher und zuverlässig. Sie werden mit jedem Verarbeitungsschritt regeneriert und können ohne Verfälschung beliebig oft kopiert und beliebig lange gespeichert werden. Störsicherheit kann durch Verminderung der Stufenanzahl erhöht werden, da der Stufenabstand steigt.

Wir können die Idee auch verallgemeinern:

Wenn wir mit den Fingern zählen, ist es digital. Wenn wir uns die Definition von digital ansehen, können wir auch allgemein sagen, dass alles Zählen digital ist.

Also ist die Anzahl dieser Äpfel digital:

Der untere Grenzwert ist null, der obere ist hier durch Anzahl der Ablagen auf neun beschränkt.

Hätte es keinen oberen Grenzwert, wäre die Anzahl nicht digital:

Binär

Reduzieren wir immer weiter die Treppenstufen.

Ein zweistufiges digitales Signal wird als Binärsignal bezeichnet. Hier gibt es nur zwei Zustände, aber betrachten wir das am Beispiel einer Bahnschranke:

Die Schranke kann entweder oben oder unten sein. Ist sie oben, können wir fahren. Ist sie unten, ist uns der Weg versperrt.

Auch wenn die Schranke nicht ganz in der richtigen Position steht, bleibt uns die Bedeutung klar:

Andererseits kann die Schranke auch so ungünstig stehen, dass wir uns nicht sicher sind, was es bedeutet:

Diesen Bereich kann man auch aus Sicht der Schranke "verboten" nennen.

Aufgabe

Beurteile, ob die folgenden Bilder etwas Digitales oder Analoges zeigen. <galery> |Ampel |Gewicht | </galery>