Tìm hiểu về tín hiệu Analog và Digital ! Leave a comment
Khi phong trào nghe đĩa than đang ngày càng được chú ý nhiều hơn, anh em hay nghe họ nói rằng chơi vinyl mới là biết thưởng thức âm nhạc. Tại sao nhiều người có nhận xét như vậy, và có phải cùng 1 bài hát thì vinyl (Analog) nghe hay hơn nhạc số (Digital) không? Hãy cùng tìm hiểu về những ý nghĩa cơ bản và sự khác nhau giữa tín hiệu Analog và Digital nhé.
1.Tín hiệu là gì?
Tín hiệu là 1 đại lượng vật lý chứa đựng thông tin hay dữ liệu có thể truyền đi xa và tách thông tin ra được. Trong ngành điện tử/viễn thông, tín hiệu là 1 dòng điện hoặc điện từ được sử dụng để truyền dữ liệu từ 1 hệ thống hoặc mạng sang 1 hệ thống hoặc mạng khác. Ở lĩnh vực này chúng ta có 2 dạng tín hiệu gồm Analog (tương tự) và Digital (kỹ thuật số).
Hầu hết các tín hiệu được sử dụng ngày nay đều ở dạng các hàm số, hay các quá trình thay đổi ngẫu nhiên theo thời gian hoặc vị trí. Anh em cũng có thể hiểu tín hiệu chính là sự biến thiên của biên độ (thường là điện áp) theo thời gian. Tín hiệu có thể được tạo ra bởi mạch điện tử rồi truyền tải trong mạch hay môi trường truyền thông. Cũng có khi tín hiệu do cảm biến hay bộ chuyển đổi tín hiệu đổi thành tín hiệu điện. Đơn cử ví dụ như anh em cầm microphone hát, mic sẽ chuyển đổi rung động trong không khí thành tín hiệu âm thanh; hoặc anh em quay phim, chụp ảnh thì cảm biến trong máy ảnh sẽ chuyển đổi ánh sáng và màu sắc của cảnh vật thành những tín hiệu hình ảnh màu.
2.Tín hiệu Analog
Tín hiệu Analog (hay tín hiệu tương tự) là 1 tín hiệu liên tục đại diện cho các phép đo vật lý, thường có đồ thị là đường liên tục (hàm số hình sin), trong đó 1 đại lượng thay đổi theo thời gian biểu thị 1 đại lượng khác dựa trên thời gian. Gọi là tín hiệu tương tự nhưng không có nghĩa là nó giống nhau hoàn toàn mà nó chỉ tương tự nhau về mặt bản chất tín hiệu, trong khi cường độ sẽ có sự thay đổi. Trong cuộc sống hàng ngày thì tín hiệu Analog hoạt động với những giá trị vật lý và hiện tượng tự nhiên như động đất, tần số, núi lửa, tốc độ gió, trọng lượng, ánh sáng, âm thanh, dòng điện hay sóng điện từ.
2.1 Những ưu điểm của tín hiệu Analog
- Xử lý dễ dàng, chủ yếu dùng để truyền tải thông tin ở khoảng cách xa
- Phù hợp cho truyền tải âm thanh và hình ảnh
- Hệ thống máy móc cồng kềnh nhưng đơn giản, vì vậy chi phí đầu tư và sửa chữa rẻ hơn
- Âm thanh Analog có độ phân giải cao nên thể hiện thông tin đầy đủ và phong phú, đáp ứng nhu cầu thưởng thức của những người có đôi tai vàng
- Tốn ít băng thông hơn tín hiệu kỹ thuật số
- Tái tạo âm thanh chính xác hơn
- Là dạng tín hiệu tự nhiên của âm thanh
- Ứng dụng chủ yếu ở lĩnh vực truyền hình, vệ tinh, mạng di động, cáp quang
2.2 Những khuyết điểm của tín hiệu Analog
- Chất lượng tín hiệu thường thấp hơn kỹ thuật số, dễ bị nhiễu do ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố
- Dây cáp truyền dẫn dễ bị tác động từ môi trường
- Giá thành dây dẫn chất lượng cao rất đắt
- Việc chỉnh sửa khá hạn chế
- Nếu thiết bị lưu trữ (băng từ, đĩa) bị hư hỏng, việc ghi lại âm thanh Analog khá tốn kém
- Dữ liệu dễ hỏng và chất lượng khi ghi lại rất khó giống nguyên bản, càng sao chép càng kém chất lượng
3.Tín hiệu Digital
Ngược lại với Analog, tín hiệu Digital (kỹ thuật số, không liên tục) là 1 dạng tín hiệu rời rạc, tại bất kỳ thời điểm nào nó chỉ thể hiện 1 trong 2 giá trị “0” hoặc “1”, tương ứng với ngôn ngữ nhị phân mà máy tính có khả năng hiểu được. Tín hiệu Digital không có thật ngoài môi trường tự nhiên mà được tạo ra bằng công nghệ. Người ta ghi và chuyển đổi tín hiệu Analog sang Digital bằng thiết bị điện tử, biến đổi chúng thành các bit nhị phân, sau đó lưu trữ lên máy tính hoặc các thiết bị khác. Chất lượng âm thanh phụ thuộc vào tỉ lệ lấy mẫu, phần dữ liệu trong 1 giây được băm ra thành các đoạn nhỏ, càng nhỏ (tương ứng với tần số băm cao) thì chất lượng tập tin sẽ càng cao, đồng thời dung lượng cũng nặng hơn.
3.1 Những ưu điểm của tín hiệu Digital
- Dữ liệu kỹ thuật số có thể được nén để tiết kiệm không gian dễ dàng
- Thông tin ở dạng kỹ thuật số có thể được mã hóa để đảm bảo an toàn
- Hiện nay thiết bị sử dụng tín hiệu kỹ thuật số rất phổ biến và rẻ
- Dễ dàng chỉnh sửa mà không làm thay đổi chất lượng của bản gốc
- Dễ dàng truyền tải, chia sẻ qua mạng
- Luôn chính xác (vì chỉ có 0 và 1) nên tránh trường hợp sai số
3.2 Những khuyết điểm của tín hiệu Digital
- Việc thu âm, ghi lại tín hiệu Analog thành Digital sẽ ít nhiều làm mất thông tin tùy thuộc vào tần số băm
- Cần băng thông lớn và hệ thống xử lý phức tạp, chi phí đầu tư tốn kém
- Có thể bị phàn nàn về chất lượng âm thanh không hay khi được thưởng thức bởi những đôi tai vàng
- Cần trang bị phần cứng tín hiệu hỗn hợp nếu muốn nghe hay xử lý tín hiệu Analog/Digital hoặc ngược lại
Nói về âm nhạc, Analog hay Digital sẽ hay hơn?
Ngày xưa anh em hay nghe nhạc bằng băng cassette, đĩa than, xem phim băng VHS… những thứ này lưu trữ dữ liệu bằng tín hiệu Analog. Đến thời đĩa CD, DVD hay Blu-ray xuất hiện, hoặc điện thoại, máy nghe nhạc, máy tính… đây là tín hiệu Digital. Xét về độ phổ biến và tiện lợi, rõ ràng nhạc số hoàn toàn đánh bại nhạc analog, mãi đến gần đây thì phong trào nghe nhạc bằng đĩa than (vinyl) mới bắt đầu phục hồi, nhưng vì sao lại như vậy?
Nhạc số vượt trội hơn nhạc analog ở độ động (dynamic range), hạn chế nhiễu nền rất tốt, khả năng chia sẻ cũng quá tiện. Tính chất tốc độ (nhanh, gọn) của nhạc số khiến định dạng này ngày càng phổ biến, kéo theo người ta tập trung nghiên cứu, cải tiến để có chất lượng tốt hơn theo thời gian. Dù vậy, anh em thường nghe những người dùng đĩa than để thưởng thức nhạc hay có nhận xét rằng đĩa than nghe hay hơn. Điều này là có bởi vì tín hiệu Analog được ghi lại trên đĩa than sẽ không qua chỉnh sửa, và nó hơi thô nên mang đến cảm giác chân thật hơn, như đang nghe biểu diễn trực tiếp. Tương tự như việc 1 cô gái mộc mạc với lớp trang điểm nhẹ nhàng sẽ có gì đó thu hút hơn, khiến chúng ta muốn chiếm lấy hơn 1 cô gái trang điểm quá đậm vậy.
Thực tế thì chất lượng âm thanh sẽ phụ thuộc vào chất lượng khi người ta tiến hành thu âm và hậu kỳ hơn là định dạng lưu trữ (dẫu về lý thuyết thì cùng 1 nguồn âm, ghi bằng Analog có thể đạt đến 100% nhưng Digital không thể, chỉ tiệm cận mà thôi). Bộ giải mã (codec) cũng như thiết bị phần cứng đều có ảnh hưởng đáng chú ý. Ngoài ra, thể loại nhạc mà anh em nghe cũng góp phần quyết định vào việc chọn định dạng Analog hay Digital. Rõ ràng là nếu anh em thưởng thức nhạc Nhật, Hàn, các nhạc cụ điện tử hay Vpop hiện đại thì định dạng kỹ thuật số nghe tốt hơn. Ngược lại thể loại Jazz, cổ điển, rock hay trữ tình xưa thì đĩa than (hay các loại băng Analog) mang đến rất nhiều cảm xúc.
