Signaler
Signaler overfører informasjon ved å lage variasjoner i et overføringsmedium. Dette kan være elektriske pulser i en nettverkskabel, elektromagnetiske bølger i et radiosystem, lysglimt i en fiberkabel eller vibrasjonene i luften som øret fanger opp og vi tolker som lyd. Det finnes mange flere typer signaler, og felles for dem er at vi kan bruke dem for å overføre informasjon. Vi deler signaler inn i analoge og digitale signaler avhengig av hvordan de overfører informasjonen.
Sansene er analoge
Alt du opplever med sansene dine, er i utgangspunktet analoge signaler. Et eksempel på dette er hørselen. Lyd er vibrasjoner som forplanter seg gjennom luft. Vibrasjonene blir ledet inn gjennom øret til trommehinnen der vibrasjonen overføres fra vibrasjon i luft til mekanisk vibrasjon i trommehinnen. Denne overføres via ørebeina til sneglehuset, der den mekaniske vibrasjonen til sist blir omgjort til nerveimpulser som sendes til hjernen. Animasjonen under viser hvordan prosessen foregår.
I dette eksempelet er vibrasjonene det analoge signalet. Underveis byttes overføringsmedium flere ganger: fra vibrasjoner i luft til vibrasjoner i trommehinnen og de små beina i mellomøret til vibrasjon i væsken i sneglehuset. Små flimmerhår i sneglehuset beveger seg, og bevegelsen danner så nerveimpulser som sendes til hjernen.
Degradering av et analogt signal
Det analoge signalet i eksempelet med vibrasjoner i forskjellige medier er på en trinnløs skala. Det har en ubegrenset kompleksitet. Når vi omgjør et analogt signal fra et medium til et annet, mister vi noe av innholdet i det originale signalet. Det vil si at vi mister noe av kvaliteten. Vi lager et nytt analogt signal, men dette nye signalet er ikke identisk med det originale.
Et godt eksempel på dette er de første opptakene av lyd.
Opptak med fonograf
Fonografen gjorde opptak av lyd ved å gjøre vibrasjoner i luft om til mekanisk vibrasjon, som fikk en nål til å vibrere fra side til side. Nålen lå på toppen av en voksrull som gikk rundt, og nålen ble flyttet sakte bortover rullen slik at den kunne lage en lang sammenhengende ristning i overflaten på voksrullen.
For å avspille voksrullen ble prosessen reversert. En avspillingsnål ble lagt i sporet, og den fulgte ristningen på rullen og vibrerte fra side til side etter hvert som rullen roterte. Dette lagde en mekanisk vibrasjon som fikk en membran til å vibrere. Vibrasjonene forplantet seg så til luft, og lytteren kunne høre det som lyd.
Hele denne prosessen er analog, og signalet i hvert ledd har en ubegrenset kompleksitet. Dessverre gjør hver omforming av signalet fra et medium til et annet at noe av den originale kvaliteten forsvinner, og støy blir introdusert. Kvaliteten på mediet vi bruker, kan også sette begrensninger.
Etter hvert ble teknologien bedre, og etterkommeren til fonografen, platespilleren, kan i dag gi oss så god lyd at de fleste ikke klarer å høre forskjell på gjenskapingen av lyden som denne gir og den originale lyden som ble spilt inn.