Tín hiệu Analog là gì? Cách chuyển đổi tín hiệu Analog và Digital

Trong lĩnh vực van công nghiệp, người dùng lựa chọn thiết bị điều khiển thường quan tâm đến đến tín hiệu Analog để vận hành van. Vậy tín hiệu Analog là gì? Khái niệm, phân loại, ứng dụng của tín hiệu Analog. Cùng chúng tôi tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé.

Tín hiệu Analog là gì?

Tín hiệu Analog là dạng tín hiệu liên tục hay tín hiệu tương tự được biểu hiện là một đường liên tục có thể cong lên xuống hoặc đường sin, cos…Tín hiệu Analog được truyền đi dưới dạng dòng điện có ký hiệu mA, dạng điện áp ký hiệu mV.

Analog được hiểu là tương tự về bản chất, nhưng sẽ khác nhau về cường độ tín hiệu trước sau nên thường được sử dụng trong các thiết bị đo lường cảm biến, nhiệt độ, áp suất, van điều khiển…Tín hiệu Analog phổ biến hiện nay là 4 – 20mA và có thể bị ảnh hưởng bởi tác động bên ngoài như độ nhiễu, khuếch đại âm thanh.

Tín hiệu Analog

Tín hiệu Digital là dạng tín hiệu số, không liên tục, biểu diễn bằng mã nhị phân 0 và 1 hoặc on off. Digital chỉ biểu hiện tín hiệu ở mức cao và thấp, khi ở trạng thái 1 là on, 0 là off. Trong các thiết bị điện tử, máy tính, điện thế cao đại diện cho mức 1, thấp cho mức 0 tương dương 5V và 0V. Tuy nhiên trong bộ xử lý hiện nay, mức điện thế cao chỉ cỡ 1V và mức thấp là 0V.

Phân biệt tín hiệu Analog và tín hiệu Digital

Cách chuyển đổi tín hiệu Analog và Digital

Chuyển đổi tín hiệu Analog sang tín hiệu Digital

Để chuyển từ tín hiệu Analog sang Digital cần sử dụng tới ADC và các khối lệnh bên trong mạng tích hợp (IC). Trong các chip, ngõ vào chính của ADC (Bộ chuyển đổi tương tự sang số) thường tích hợp các phần tử Multiplexer, cho phép tạo ra ADC đa ngõ vào hoặc đa kênh. 

Trước đây, khi giá thành ADC còn cao, người ta thường bố trí từ 8 đến 64 ngõ vào. Tuy nhiên, hiện nay, đã xuất hiện các chip chỉ tích hợp từ 1, 2 hoặc 4 ngõ vào cho bộ chuyển đổi ADC 8 bit. Bên cạnh đó, hệ thống DAC (Bộ chuyển đổi số sang tương tự) có chức năng ngược lại với mạch ADC, thực hiện chuyển đổi tín hiệu số thành tín hiệu tương tự.

Ví dụ: Bạn muốn chuyển đổi tín hiệu âm thanh từ micro, tín hiệu ánh sáng trong máy ảnh thành tín hiệu kỹ thuật số.

Chuyển đỏi tín hiệu Analog sang Digital

Chuyển đổi tín hiệu Digital sang tín hiệu Analog

Để thực hiện việc chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số sang tín hiệu analog cần sử dụng hệ thống mạch thực hiện chuyển đổi tín hiệu DAC. 

Đầu vào của DAC là một luồng dữ liệu nhị phân từ hệ thống số, và nó xuất ra một giá trị rời rạc, gần giống với tín hiệu tương tự. Khi độ phân giải của DAC tăng, tín hiệu đầu ra trở nên gần hơn với tín hiệu tương tự liên tục và mượt mà hơn. Thông thường một bộ lọc hậu được thêm vào trong chuỗi tín hiệu tương tự để làm mịn thêm dạng sóng.

Chuyển đổi tín hiệu Digital sang Analog

Các loại tín hiệu Analog phổ biến hiện nay 

Tín hiệu Analog bao gồm 2 loại thường gặp sau:

Tín hiệu Analog dòng điện

Các tín hiệu Analog dòng điện phổ biến như: 0-20mA, 0-10mA, 4-20mA…phổ biến nhất là dạng 4-20mA.

Tín hiệu Analog dòng điện

Tín hiệu Analog dạng điện áp

Tín hiệu Analog dạng điện áp như 0-10V, 0-5V, 1-5V…phổ biến hiện nay là 2-10VDC, 1-5V.

Tín hiệu Analog dạng điện áp

Tìm hiểu ưu nhược điểm của tín hiệu Analog

Ưu điểm

• Tín hiệu Analog có thể biểu thị thông tin truyền tải liên tục, cho phép nhận giá trị ở bất kỳ mức nào trong một khoảng thời gian nhất định.
• Biểu thị nhiều giá trị khác nhau nên được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như âm thanh, ánh sáng, nhiệt độ, áp suất…
• Cho phép lưu trữ dữ liệu trên máy tính.
• Vận hành ổn định, không bị gián đoạn trong quá trình hoạt động, hạn chế tụt áp, sử dụng hiệu quả cao.
• Chi phí đầu tư thấp hơn tín hiệu digital.
• Khả năng truyền dẫn xa, không bị giới hạn khoảng cách, lưu lượng truyền dẫn lớn.

Nhược điểm

• Khả năng chống nhiễu của tín hiệu Analog còn hạn chế, dễ bị ảnh hưởng bởi các tác động bên ngoài, làm giảm độ nhiễu, chất lượng của tín hiệu cần hiển thị.
• Để xử lý giá trị tín hiệu cần tính toán liên tục, mức độ chính xác cao, yêu cầu xử lý khá phức tạp.

Tín hiệu Analog là tín hiệu liên tục

Những ứng dụng thực tiễn của tín hiệu Analog

Tín hiệu analog đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhờ vào những ưu điểm nổi bật như: Khả năng biểu diễn dữ liệu liên tục, cho kết quả liên tục, độ chính xác cao, mức độ nhạy cảm với nhiễu…Dưới đây là một số ứng dụng thực tiễn của tín hiệu Analog như sau:

• Âm thanh: Tín hiệu analog được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị âm thanh như loa, tai nghe, micro và các thiết bị ghi âm, cho phép tái tạo chính xác các biến đổi liên tục của áp suất âm thanh theo thời gian, từ đó tạo ra âm thanh chất lượng cao.
• Truyền hình, video: Tín hiệu Analog dùng để biểu diễn màu sắc hình ảnh, độ phân giải video dưới dạng cảm biến liên tục giúp truyền tải hình ảnh, video, phim sắc nét, mượt mà.
• Truyền tải sóng radio và TV: Tín hiệu analog là phương tiện chính để truyền tải âm thanh và hình ảnh trong sóng radio và truyền hình. Mặc dù hiện nay nhiều quốc gia đã chuyển sang tín hiệu số, tín hiệu analog vẫn tồn tại ở một số khu vực.
• Thiết bị đo lường và cảm biến: Các thiết bị đo lường sử dụng tín hiệu analog như thiết bị đo nhiệt độ, điện áp, dòng điện, độ ẩm, áp suất…
• Lĩnh vực âm nhạc: Để tạo ra âm thanh lên xuống nhiều tông khác nhau thì việc sử dụng tín hiệu analog là rất quan trọng với các nhạc cụ phổ biến như guitar, đàn, piano.
• Tín hiệu điều khiển và điện tử công suất: Trong hệ thống điều khiển và điện tử công suất, tín hiệu analog được dùng để điều chỉnh các biến số liên tục như tốc độ động cơ, độ mở van và nhiệt độ trong quá trình sản xuất và tự động hóa.
• Y học và chẩn đoán hình ảnh: Tín hiệu analog có vai trò quan trọng trong y học, đặc biệt là trong các thiết bị hình ảnh như máy siêu âm, máy MRI, máy X-quang giúp tạo ra hình ảnh phản ánh chính xác cấu trúc cơ thể con người.

Bài viết trên chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu chi tiết về tín hiệu analog. Hy vọng bài viết đã cung cấp những thông tin hữu ích đến bạn đọc. Chúng tôi – Tuấn Hưng Phát là đơn vị phân phối các loại van công ngiệp và thiết bị đo chất lượng hàng đầu thị trường. Các thiết bị van điều khiển hoạt động khi nhận được tín hiệu 4-20mA, đảm bảo van vận hành tốt, hoạt động êm ái, mang lại hiệu suất cao. Các sản phẩm nổi bật như: Van bi, van bướm, van an toàn, van cổng…Mỗi sản phẩm đều có chức năng, mẫu mã khác nhau cần tìm hiểu kỹ để lựa chọn loại van phù hợp với nhu cầu sử dụng. Hoặc liên hệ trực tiếp với Tuấn Hưng Phát để được tư vấn và hỗ trợ nhanh nhất:

• CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI TUẤN HƯNG PHÁT
• Địa chỉ: LK37/11 KĐT Phú Lương, Phú Lương, Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam
• Hotline: 0961694858
• Website: https://tuanhungphat.vn/
• Email: Kinhdoanh@tuanhungphat.vn
• Fanpage: FB.com/tuanhungphat.vn