¿Por qué las señales binarias se dibujan de forma continua en el tiempo a pesar de ser una señal digital? [cerrado]

La definición convencional de una señal digital es la siguiente: una señal digital es una señal discreta en el tiempo y cuantizada en amplitud. Casi todos los recursos (libros de texto, fuentes en línea, etc.) se adhieren a esta definición y enfatizan el punto de que una señal digital es discreta en el tiempo .

Una señal binaria es una señal digital .

Una señal binaria, también conocida como señal lógica, es una señal digital con dos niveles distinguibles

Pero según la definición, la señal debe ser discreta en el tiempo para ser una señal digital. En el gráfico, una señal binaria se dibuja como continua en el tiempo. Entonces, ¿cómo puede ser esto una señal digital según la definición?

Una señal digital de acuerdo con la definición debería verse así:ingrese la descripción de la imagen aquí

También leí que una señal digital tiene un significado/definición diferente en diferentes contextos. Por ejemplo, la definición mencionada anteriormente es apta en el contexto del procesamiento de señales, mientras que en la electrónica digital donde se usa la señal binaria mencionada anteriormente, una señal digital es una señal que toma solo valores de amplitud discretos (es decir, está cuantificada en amplitud) y puede ser continua o discreta en el tiempo.

Estoy confundido de por qué se le da un énfasis estricto a la definición anterior, incluso en el contexto de la electrónica digital, por lo general. Casi en todas partes busco en Internet e incluso algunos profesores dan la definición convencional de una señal digital sin mencionar el contexto.

¿Son correctos mis hallazgos anteriores? Me gustaría saber las definiciones exactas de una señal digital según diferentes contextos.

En realidad, todas las señales son analógicas y varían continuamente tanto en tiempo como en amplitud. Las señales digitales se obtienen cortando una señal analógica tanto en tiempo como en amplitud.
Pero, ¿por qué la señal binaria a pesar de ser una señal digital se representa como continua en el tiempo?
Las señales digitales a menudo no son discretas en el tiempo. Pueden tener solo dos estados, pero pueden cambiar en cualquier momento. Mantienen ese estado en todo momento entre esos cambios, por lo que dibujar un diagrama de tiempo discreto (como el que tiene para lo que parece una señal digitalizada) sería un dolor absoluto.
Entonces, ¿podemos generalizar y decir que una señal digital es una señal cuantificada en amplitud y puede ser discreta o continua en el tiempo?
Aquí hay un video en youtube que hizo que muchas cosas hicieran clic en mi cabeza. El video conecta tantos puntos sueltos que has logrado reunir mientras estudiabas.
Creo que estás mezclando dos conceptos. Hay señales digitalizadas, que son representaciones digitales de señales analógicas que han sido cuantificadas en tiempo y amplitud. Luego están las señales digitales, que tienen solo dos estados (alto y bajo) pero que se transmiten a través de un medio analógico.
@Justin: "¿ Pero por qué la señal binaria a pesar de ser una señal digital se representa como continua en el tiempo? " ¿Estás preguntando por qué hay líneas horizontales en tu primer diagrama?
@Transistor sí
@Justin: vea la actualización de mi respuesta.
La forma de onda continua es lo que muestra un osciloscopio.

Respuestas (2)

Una representación digital de una cantidad analógica (habiendo sido capturada en un ADC ) es de hecho discreta en el tiempo. Recomiendo encarecidamente The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing para una excelente discusión sobre esto, por cierto.

Una señal física entre dos o más puntos, como en RS232 , PCI express y muchos otros que pasan a tener un número discreto de estados (en este caso 2), es continua en el tiempo, como lo son todas las señales de la capa física.

La confusión es comprensible.

Una de mis citas favoritas es:

No existe tal cosa como una señal digital: las pruebas de EMC lo demuestran a diario.

Una nota sobre las señales digitales; una señal digital perfecta (0 tiempo de subida y bajada) simplemente no puede existir ya que requeriría un ancho de banda infinito.

"una señal digital perfecta (0 tiempo de subida y bajada) simplemente no puede existir, ya que requeriría un ancho de banda infinito". ... O, dicho de otra manera, requeriría ser transportado en un conductor con capacitancia cero (lo que significa que su conductor tendría que estar infinitamente lejos de cualquier otro conductor) o ser impulsado por un circuito fuente que podría suministrar corriente infinita (para que las capacitancias que existan se carguen por completo instantáneamente).
"una señal digital perfecta (0 tiempo de subida y bajada) simplemente no puede existir, ya que requeriría un ancho de banda infinito". ¿Puede explicar por qué esto requeriría un ancho de banda infinito?

No puedo distinguir dónde está tu confusión, pero quizás lo siguiente te ayude.

Una señal digital es una señal discreta en el tiempo y cuantizada en amplitud.

Creo que todo lo que estamos diciendo aquí es que la señal digital tiene un valor fijo durante un período de tiempo. En su ejemplo, ese es el tiempo de muestra.

Una señal binaria es una señal digital.

Cierto (pero con una 'd' minúscula porque 'digital' no es un nombre propio).

Una señal binaria, también conocida como señal lógica, es una señal digital con dos niveles distinguibles.

Acordado.

Pero según la definición, la señal debe ser discreta en el tiempo para ser una señal digital. En el gráfico, una señal binaria se dibuja como continua en el tiempo. Entonces, ¿cómo puede ser esto una señal digital según la definición?

ingrese la descripción de la imagen aquí

Figura 1. Gráfico de OP con superposición cuantificada.

El trazo gris en su diagrama es la señal analógica que se está digitalizando. Las barras verticales rojas son el resultado de la conversión de analógico a digital (ADC). He superpuesto el trazo azul que muestra lo que se almacenó y lo que produciría una conversión de digital a analógico (DAC) si reprodujera las muestras almacenadas a la misma velocidad con la que se grabaron. Obviamente, esta no es una reproducción de alta fidelidad de la señal original, pero podría mejorarse bastante con un filtrado de paso bajo.

¿Eso ayuda?

De los comentarios:

"Pero, ¿por qué la señal binaria a pesar de ser una señal digital se representa como continua en el tiempo?" ¿Estás preguntando por qué hay líneas horizontales en tu primer diagrama? [Transistor]. (OP respondió "Sí".)

La línea horizontal le indica que el valor no cambia durante ese período de tiempo. Su primer diagrama de tiempo binario podría ser la salida de una conexión en serie. Es bajo para un ciclo de reloj, luego alto para un ciclo de reloj, etc. Es lo que vería si monitoreara la señal en un osciloscopio.

Su segundo diagrama muestra la digitalización de una señal analógica. Las muestras se toman a intervalos discretos y los valores medidos son los puntos rojos. En la reproducción a través del DAC, obtendrá la 'curva' continua que he mostrado en azul en la Figura 1. El gris es lo que vería al grabar. El azul es lo que ves en la reproducción. Los puntos rojos son los valores almacenados o transmitidos en el circuito digital.

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