Signal
Signal overfører informasjon ved å lage variasjonar i eit overføringsmedium. Dette kan vere elektriske pulsar i ein nettverkskabel, elektromagnetiske bølgjer i eit radiosystem, lysglimt i ein fiberkabel eller vibrasjonane i lufta som øyret fangar opp og vi tolkar som lyd. Det finst mange fleire typar signal, og felles for dei er at vi kan bruke dei for å overføre informasjon. Vi deler signal inn i analoge og digitale signal avhengig av korleis dei overfører informasjonen.
Sansane er analoge
Alt du opplever med sansane dine, er i utgangspunktet analoge signal. Eit eksempel på dette er høyrselen. Lyd er vibrasjonar som forplantar seg gjennom luft. Vibrasjonane blir leidd inn gjennom øyret til trommehinna der vibrasjonen blir overført frå vibrasjon i luft til mekanisk vibrasjon i trommehinna. Denne blir overført via øyrebeina til sniglehuset, der den mekaniske vibrasjonen til sist blir omgjort til nerveimpulsar som blir sendt til hjernen. Animasjonen under viser korleis prosessen går føre seg.
I dette eksempelet er vibrasjonane det analoge signalet. Undervegs blir det bytt overføringsmedium fleire gonger: frå vibrasjonar i luft til vibrasjonar i trommehinna og dei små beina i mellomøyret til vibrasjon i væska i sniglehuset. Små flimmerhår i sniglehuset beveger seg, og rørsla dannar så nerveimpulsar som blir sendt til hjernen.
Degradering av eit analogt signal
Det analoge signalet i eksempelet med vibrasjonar i forskjellige medium er på ein trinnlaus skala. Det har ein avgrensa kompleksitet. Når vi gjer om eit analogt signal frå eit medium til eit anna, mistar vi noko av innhaldet i det originale signalet. Det vil seie at vi mistar noko av kvaliteten. Vi lagar eit nytt analogt signal, men dette nye signalet er ikkje identisk med det originale.
Eit godt eksempel på dette er dei første opptaka av lyd.
Opptak med fonograf
Fonografen gjorde opptak av lyd ved å gjere vibrasjonar i luft om til mekanisk vibrasjon, som fekk ei nål til å vibrere frå side til side. Nåla låg på toppen av ein voksrull som gjekk rundt, og nåla vart flytta sakte bortover rullen slik at ho kunne lage ein lang samanhengande ristning i overflata på voksrullen.
For å spele av voksrullen vart prosessen reversert. Ei avspelingsnål vart lagt i sporet, og ho følgde ristninga på rullen og vibrerte frå side til side etter kvart som rullen roterte. Dette laga ein mekanisk vibrasjon som fekk ein membran til å vibrere. Vibrasjonane forplanta seg så til luft, og lyttaren kunne høyre det som lyd.
Heile denne prosessen er analog, og signalet i kvart ledd har ein avgrensa kompleksitet. Dessverre gjer kvar omforming av signalet frå eit medium til eit anna at noko av den originale kvaliteten forsvinn, og støy blir introdusert. Kvaliteten på mediet vi bruker, kan òg verke avgrensande.
Etter kvart vart teknologien betre, og etterkomaren til fonografen, platespelaren, kan i dag gi oss så god lyd at dei fleste ikkje klarer å høyre forskjell på attgivinga av lyden som denne gir og den originale lyden som vart spelt inn.