Сравнение аналоговых и цифровых систем

Цифровые

В основе работы цифрового устройства лежит преобразование любого входного сигнала в цифровой код, дальнейшая его обработка средствами вычислительной техники и заключительное преобразование в аналоговый или дискретный выходной сигнал. Структура цифрового устройства аналогична структуре любой вычислительной машины. Преобразование сигнала в цифровой код делает его квантованным по уровню, а обработка его средствами вычислительной техники делает его квантованным по времени. Для повышения точности обработки сигнала (выполнения вычислений) требуется повышение разрядности входных преобразователей, а для повышения точности обработки изменяющихся сигналов требуется уменьшение времени цикла вычислительного устройства (повышение тактовой частоты процессора). Вычислительные устройства работают (выполняют свои функции) в соответствии с введенной в них программой.

Системы, построенные на основе цифровых устройств, обладают рядом преимуществ по сравнению с системами, построенными на основе аналоговых устройств:

· при необходимости развития или изменения функций системы не требуется замены составляющих ее устройств, необходимо только изменение программы;

· для выполнения сложного набора функций не требуется для каждой функции устанавливать отдельное устройство, одно вычислительное устройство может выполнить практически любую многофункциональную задачу (с учетом ограничений по памяти и быстродействию вычислителя);

· при выполнении сложных вычислений в аналоговой системе ошибка возникает на входе и выходе каждого устройства, участвующего в вычислениях, в цифровой системе ошибка возникает только при входе в систему (при преобразовании сигнала в цифровой код) и при выходе из системы (при преобразовании сигнала из цифровой формы в аналоговую).

· системы, построенные на основе цифровых устройств, в принципе более надежные, т.к. можно в выполняемую программу включить функцию самодиагностики; при возникновении в системе какой-либо неисправности и ее автоматическом обнаружении возникнет предупреждающий сигнал, который можно использовать для автоматического включения резерва и оповещения персонала;

· в цифровой системе возможно построение мощного, удобного и легко модернизируемого человеко-машинного интерфейса;

· системы, построенные на основе цифровых устройств, как правило, строятся по принципу локальных вычислительных сетей, что обеспечивает связь каждого устройства системы со всеми остальными устройствами и доступ к любой информации в системе из любой точки системы.

Наличие последнего из указанных признаков позволяет дать еще одно определение системы: современная система управления – это вычислительная сеть, состоящая из вычислительных устройств и цифровых каналов связи между ними.