Comparativa entre Señales Digitales y Analógicas: Ventajas y Aplicaciones

Digital vs. Analógico

Dominio Analógico

En el dominio analógico, un fenómeno puede tomar cualquier valor en función de otra variable independiente que también es continua (o de otras variables independientes que también son continuas). Ejemplos:

• Variación de una señal eléctrica en función del tiempo.
• Intensidad de luz en función de la posición espacial.

Dominio Discreto

En el dominio discreto, el fenómeno solo puede tomar ciertos valores en determinados valores de la variable independiente (o de las variables independientes). Ejemplos:

• Solo ciertos valores discretos (blanco o negro) en ciertas posiciones del espacio (x e y).
• Solo ciertos valores de corriente en ciertos instantes de tiempo.

Dominio Digital

En el dominio digital, los valores que puede tomar el fenómeno son codificados utilizando valores binarios (0s y 1s). Al digitalizar las señales, se “pierde” información, ya que pasamos de tener infinitos valores de la variable independiente (tiempo, posición, etc.) y de la variable dependiente (presión sonora, nivel de brillo, corriente eléctrica, etc.) a tener únicamente valores discretos.

Ventajas de la Digitalización

La digitalización ofrece varias ventajas clave sobre el formato analógico, gracias a los convertidores de señal DAC (Digital-to-Analog Converter) y ADC (Analog-to-Digital Converter).

Mayor Tolerancia al Ruido y a la Atenuación

Cualquier ruido producirá sobre una señal analógica una distorsión que afectará a la señal reproducida, recibida o almacenada. La influencia del ruido sobre una señal digital será mucho menor, ya que sabemos que solo puede tomar determinados valores (0 o 1). Un ejemplo claro es la recepción de señales de TV analógica y digital (efecto umbral).

Facilidad para el Procesamiento de la Información

Para realizar un procesado de la señal analógica, es necesario tener un hardware específico para la finalidad deseada, que habría que reconfigurar cada vez que se cambie de aplicación. Para señales digitales, generalmente bastará con disponer del software adecuado para realizar los procesados (infinidad de aplicaciones y dispositivos de procesado). Esto ofrece:

• Mayor potencia, ya que trabajar con señales digitales permite realizar procesados que no son posibles utilizando señales y procesados analógicos.
• Además, la tecnología disponible hoy en día permite realizar todo este procesado de forma muy rápida.

Ejemplo de facilidad de procesado: funciones en una cámara digital (e.g., reducción de ojos rojos, resaltar bordes, etc.).

Facilidad para el Almacenamiento y Lectura de la Información

La grabación y la lectura de información analógica provocan una pérdida de calidad de la señal. El paso del tiempo puede provocar una modificación de la información grabada en el soporte (e.g., soportes magnéticos) o un deterioro del soporte. En cambio, en el dominio digital:

• Cualquier degradación de la señal al escribir o al leer no afectará a su fidelidad, siempre que seamos capaces de diferenciar 1s y 0s correctamente.
• Esto también hará a la información más tolerante a la degradación del soporte y al deterioro con el tiempo.