Analog und digital

Ein analoges Signal kann jeden Wert in einem Bereich annehmen. Ein Flüssigkeitsthermometer und eine Zeigeruhr sind analog. Ein digitales Signal hat nur bestimmte Werte, meist als Zahlen dargestellt. Eine Ziffernuhr ist digital. Computer arbeiten mit Nullen und Einsen, den Bits. Um ein analoges Signal zu digitalisieren, misst man es zu festen Zeitpunkten. Man nennt das Abtasten. Die gemessenen Werte rundet man auf Stufen. Das heißt Quantisieren. Mit n Bit gibt es 2ⁿ Stufen. 1 Bit hat 2 Stufen, 2 Bit haben 4 und 3 Bit haben 8. 8 Bit haben 256 und 16 Bit haben 65 536 Stufen. Beispiel mit 3 Bit und Spannungen von 0 bis 7 V. Man misst 1,2 V; 3,4 V; 5,3 V; 6,8 V und 2,1 V. Gerundet sind das die Stufen 1, 3, 5, 7 und 2. Als Dualzahl schreibt man 001, 011, 101, 111 und 010. Je mehr Bit und je mehr Messungen pro Sekunde, desto genauer das Abbild. Bei einer Musik-CD sind es 44 100 Messungen pro Sekunde mit 16 Bit. Digitale Signale sind weniger anfällig für Störungen und lassen sich ohne Verlust kopieren. Dafür geht beim Runden ein kleiner Rest verloren.