Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: troppo rigide...

....certe definizioni. Si parla ovunque di segnali digitali ed analogici, ma
io credo che si debbano fare delle precisazioni. Ditemi se e dove sbaglio.
Una informazione digitale mi sta bene! Un segnale intrinsecamente
(fisicamente) digitale, no!
Un segnale è una grandeza fisica che varia nel tempo e/o nello spazio e che
veicola una certa informazione.
Fisicamente, intrinsecamente, il segnale è quindo continuo _sempre_ .
Anche gli uno e gli zero che viaggiano in un PC sono continui se visti da
chi fabbrica hardware e deve considerare che i numeri 1 e 0 non esistono
fisicamente: ciò che esiste sono tensioni che per passare da 0 V a 5 V
devono attraversare - veloci quanto volete - tutti i valori intermedi.
E non credo neppure che si possa dire che un tale segnale sia analogico.
Che sia continuo, sì...si può dire!
Credo, invece, che i termini "analogico" e "digitale" debbano essere
appiccicati ad un segnale solo quando si è specificato il modo in cui questo
segnale è strutturato è soprattutto il modo in cui verrà usato.
La tensione che varia è sempre continua, ma bisogna vedere se il sistema che
la tratterà ne farà un certo uso piuttosrto che un altro.
Se ci saranno i circuiti integratio del PC, allora saranno importanti  solo
valori discreti ed il segnale lo si potre riguardare come digitale.
Ma se lo stesso segnale "ad impulsi rettangolari" sarà trattato da un
dispositivo che considera tutti i valori assunti dalla tensione, quel
medesimo evento fisico (la tensione variabile nel tempo) potrà essere
riguardato come un segnale analogico.
Fatta questa lunga premessa, che sottopongo al vostro vaglio, e che si può
riassumere così: "Nessun segnale è intrinsecamente analogico o digitale, ed
ogni segnale è fisicamente continuo", vengo ad una semplice osservazione.
Il modem classico, quello delle connessioni in dial-up, si chiama così
perche dovrebbe fungere da converitore A/D - D/A.
Mi pare di aver capito che la ragione per cui si preferisce fare questa
conversione è che la banda telefonica è limtata e non potrebbe veicolare una
serie di impulsi rettangolari. Così si "arrotonda" la forma d'onda.
Io, tuttavia, non capisco mica dov'è la conversione! Non capisco perchè
dovrebbe essere analogico il segnale che arriva al mio modem.
In fondo, per quanto detto prima, ciò che conta è il modo in cui un segnale
viene trattato e che lo "rende" analogico o digitale. Il segnale che corre
lungo le linee telefoniche per giungere al modem del provider, verrà
considerato da questo come totalmente digitale. Infatti di esso si
ignoreranno i valori intermedi e conterà solo che l'onda, addolcita ed
arrotondata quanto volete, superi un certo valore (1) oppure no (0). Poi il
modem la risquadrerà e crea impulsi rettangolari, necessari al PC. Ma rimane
sempre il fatto che la "sinusoide" del doppino telefonico, viene trattata
come digitale.
Dove sbaglio?

 Dove sbaglio?
Non mi risulta che i modem effettuino una "sogliatura" del segnale in 
ingresso. Prova a vedere qui:
https://secure.linuxports.com/howto/intro_to_networking/c4095.htm

 
https://secure.linuxports.com/howto/intro_to_networking/c4095.htm
Grazie. Ma in ogni caso il mio intervento non era _solo_ di carattere
tecnico, ma anche e soprattutto concettuale. Quindi rinnovo a tutti l'invito
ad esprimere la prorpia opinione su quello che ho scritto.
Grazie

 ha scritto nel messaggio
news:MUNId.750594$35.29...@news4.tin.it...

La differenza tra un segnale analogico e uno digitale, se ci limitiamo a
guardare il segnale che transita semplicemente non c'e'.
Chi si fosse divertito a "suonare" con un mangiacassette una di quelle
cassette di salvataggio del Commodore (registrate "in digitale") avrebbe
riprodotto "in analogico" il segnale memorizzato ottenendo una cacofonica
sequela di pernacchie. Quindi un segnale digitale ha, come dice Alex, una
base analogica. Lasciamo perdere per ora il viceversa.
Il segnale e' pero' digitale. Infatti chi lo ha prodotto ha obbedito a una
serie di regole, chi lo ha manipolato anche e chi lo riceve anche. Questo e
solo questo "opportuno" insieme di regole consente di considerare il segnale
"digitale" sapendo benissimo che i suoi "supporti" sono via via per forza di
cose analogici.
Vediamo, p. es. un segnale acustico.
Percorso analogico:
a)Esso viene tradotto da un microfono in un segnale elettrico
"proporzionale"
b)Il segnale elettrico viene trasmesso/amplificato da apparecchi che
cercheranno di operare tutti quanti il piu' possibile in "zona lineare" per
non distorcere il suono.  Come sappiamo questa fase  puo' articolarsi i
svariati passi compresa la registrazione, riproduzione, trasmissione
modulazione, demodulazione etc... ebbene ognuno di questi passi introdurra'
errori difficilmente riducibili (malgrado Dolby, enfasi/deenfasi etc...)
c)Il segnale di uscita amplificato sara tradotto ancora in suono meccanico
da un altoparlante che cerchera' anch'esso di "distorcere" il meno
possibile.
Percorso digitale:
a) come sopra
b) il segnale elettrico viene convertito in codice numerico.
c) gli apparecchi che trasmettono i numeri cosi' prodotti cercheranno il
piu' possibile di rendere riconoscibile lo zero dall'uno da parte del
prossimo stadio di trasmissione. Cercheranno quindi di stare alla larga il
piu' possibile dalla "zona lineare" ma cercheranno di lavorare sempre in
condizioni di saturazione/interdizione. In altre parole uno 0 in ingresso
anche se non proprio a tensione nulla sara' in grado di saturare il
transistor di uscita verso massa e un 1 in ingresso, anche se un po'
deboluccio, sara' in grado di saturare il transistor di uscita verso Vcc.
Chi cercasse di alimentare un circuito del genere con un segnale anlogico,
p.es
 una bella sonata, otterrebbe all'uscita qualcosa di orrido. Questo
passo e' praticamente esente da errori o puo' facilemnte essere reso tale.
d) Il segnale digitale e' riconvertito in analogico
e) Come sopra: punto c)
Come si vede il processo digitale e' molto piu' complesso di quello
analogico. La sua ragione di essere sta pero' nel fatto che gli errori si
compiono nei passi a) b) d) e) soltanto e possono essere resi molto piccoli.
Mentre il passo c) (b) dell'analogico) puo' larghissimamente ripagare
sopratutto nei casi complessi di registrazione, riproduzione, copiatura,
trasmissione etc...
Torniamo ora al modem. Esso si trova in effetti nella curiosa posizione di
doversi comportare "alla rovescia". Il segnale e' infatti gia' digitale.
Esso deve essere trasmesso, ma le "linee digitali" erano poco diffuse.
Esisteva invece quasi ovunque il telefono analogico. Il suo segnale
transita(va) attraverso gli impianti telefonici manipolato in maniera il
piu' possibile "lineare". Essendi un segnale acustico la banda passante era
poniamo 300-3000Hz, la fase non veniva preservata. Quindi un segnale
digitale non aveva alcuna probabilita' di essere correttamente
"interpretato" all'arrivo.
La MOdulazione (di ampiezza, di frequenza, di fase...) deve quindi
trasformare il digitale in un segnale che passi piu' o meno indenne
attravarsi i filtri di un canale telefonico, e che consenta al DEModulatore
di ricostruire l'originale digitale, destinato quest'ultimo a veri circuiti
digitali.
Oggi poi, il segnale telefonico (analogico) viene spesso convertito in
digitale e riconvertito in analogico all'arrivo. Il nostro segnale digitale
viene quindi convertito in analogico dal modem, in digitale dal
trasmettitore telefonico e, all'arrivo ancora in analogico e poi ancora in
digitale.
Ecco spiegato perche' il "passo analogico" sta cadendo in disuso a favore
del "tutto digitale": ISDN, ADSL, Fibra etc...
Ovviamente sono stato molto schematico e impreciso, ma, per una trattazione
esauriente, occorrono tanti voluminosi volumi
Saluti
Mino Saccone

 digitali.
Il punto è questo! Chi userà come analogico questo segnale? Nessuno! Quindi
perchè definirlo analogico? Perchè non salta bruscamente da una tensiona
all'altra? Mi sembra riduttivo. Piuttosto direi che un segnale siffatto è
digitale visto che chi lo utilizzera (il modem "ricevente"), lo tratterà
digitalmente. Non gli interesserà cioè l'intera gamma di tensioni
attraversate, ma solo il fatto che ci sia il superamento di un certo valore
per "creare" una tensione "alta" (un 1) oppure no ("bassa" tensione ----> 0)
Mi pare che tu dica: "un segnale puo essere considerato intrinsecamente
digitale per come è strutturato, per la forma d'onda che presenta, per il
fatto di essere "spigoloso", di "dare importanza" solo agli "estremi" (0 e
1) e non a quello "che c'è in mezzo".
Facciamo allora questo esempio....
Prendo un segnale che viaggia nel mio PC (digitale come diresti tu) e lo
porto fuori dal PC, all'ingresso di amplficatore audio per "sentirlo"
analogicamente.
Prescindendo dai miei gusti musicali :-) non si può negare che opra questo
segnale sia utilizzato da un sistema analogico.
Al contrario, se prendo un segnale sinusoidale (o quasi) e lo collego
all'ingreso di apparecchio (di mia invenzione) che ogni volta che la
sinusoide supera una certa soglia, mi produce in uscita una tensione di 5 V
mentre in tutti gli altri casi, una tensione di 0.5 V. Ecco come sto
trattando digitalmente un segnale "analogico".
In altre parole, i miei segnali non avevano nulla di intrinsecamwente
analogico o digitale (*): entrambi "fisicamnete continui", sono stati
trattati sia digitalmente che analogicamente a seconda dei sistemi (e delle
loro regole) che li hanno "elaborati"
Forse non ho capito il tuo punto di vista, e me ne scuso.....
Potresti correggermi?
Grazie

 Grazie
Nulla ti impedisce di considerare 1 logico la tua sinusoide da 5 V e 0
logico la tua sinusoide da 0,5 V.
Pero', il "digitale" ha bisogno di un insieme di regole (protocollo) che
consenta di generare segnali interpretabili all'arrivo in modo tale da
preservare integralmente l'informazione "a stati finiti".
Quindi "digitale" non e' solo il segnale sopra o sotto una certa soglia.
Esso e' solo il veicolo di "stati riconoscibili" che devo essere poi
elaborati secondo le regole del protocollo. La tua "regola" delle tensioni
e' gia' una regola buona. Insufficiente pero' a stabilire quando inizia
l'informazione, come deve essere tradotta 
p.es
. in un file di computer o in
un segnale analogico da inviare a un altoparlante o a uno schermo e,
sopratutto, se e' destinata all'uno o all'altro.
Anche i simboli arabi (decine di stati)  o cinesi (migliaia di stati) sono
veicolo di informazione digitale, ma noi, non possedendone il protocollo,
dobbiamo limitarci a dire che sono belli o eleganti da vedere. Gli stessi
simboli, perfettamente digitali per un arabo o un cinese, per noi sono solo
analogici.
Spero di averti dato per lo meno spunti di riflessione.
Saluti
Mino Saccone

 analogici.
Questa cosa l'ho capita...stranamente, ma non la condivido...forse :-)
Tu indendi dire, mi pare: "Visto che è digitale un segnale che abbia:
soglie, livelli distinti, regole varie di processazione, ecc, ecco che un
alfabeto cinese, per un italiano che nn conosce il cinese, non è digitale".
La mia osservazione è questa: non è digitale, nella tua accezione di
digitale. E la cosa mi va bensisimo. Ma rimane un "segnale" discontinuo.
Come si fa a dire che è analogico qualcosa di intrinsecamente discontinuo?
Riepilogando quello che ho capito del tuo pensiero:
1) fisicamente il segnale è sempre continuo....(*)
2) se strutturato in modo da avere solo discreti livelli significativi, è
ancora analogico
3) se alla discretizzazione accosto il rispetto di tutta una serie di regole
di protocollo, che permettano - a un sistema - di utilizzare solo i livelli
discreti nella maniera più corretta, il segnale è digitale
4) un segnale siffatto, sarebbe comunque visto analogicamete da un sistema
ingorante il protocollo
Tutto questo non lo vedo applicabile alla scrittura cinese, perchè la
scrittura non credo rispetti il punto 1): la scritturà è discreta in sè
stessa.
O forse ignorare la lingua cinese implicherebbe il non distinguere i vari
simboli come fisicamente discreti??
Ad ogni modo, da oggi posso dire che il segnale che corre nel bus del mio PC
è sicuramente digitale (almeno per il PC stesso), e questo solo perchè so
che il PC lo capisce!
Grazie Mino.


prego Alex

 discontinuo?
Qui sarei d'accordo con Alex.
Io non ho la minima conoscenza del cinese, ma sono capace di riconoscere
i diversi ideogrammi, e potrei (con moolta pazienza) farmi un
catalogo...
Del resto ci sono classici esempi di linguaggi scritti che sono stati
decifrati senza avere nessuna tavola di confronto (come fu la famosa
stele di Rosetta per il geroglifico egiziano).
Un esempio di cui ho letto qualcosa e' il "lineare B" di Creta.
A proposito dei modem: i miei primi contatti sono stati quando erano a
300 baud, poi sono passati a 600, 1200, ... e mi pare che si siano
fermati a 56000 (intendo per i modem su linea telefonica ordinaria,
non dedicata).
Il termine "modulazione" proviene dal campo radio, dove in origine
si chiamava cosi' la variazione di ampiezza di una "portante" di
frequenza fissa. L'ampiezza era funzione lineare del segnale elettrico
di cui al punto a) dell'esempio di Mino.
(Va da se' che un segnale cosi' modulato non ha piu' un'unica
frequenza, ma occupa una "banda"; ma questo adesso e' inessenziale.)
Il trasmettitore mandava "in aria" un'onda e.m. con lo stesso andamento
temporale, che il ricevitore ritrasformava in segnale elettrico, e poi
"demodulava" (ai miei tempi si diceva "rivelava") per estrarne il
segnale analogico a frequenza audio.
Questa era la "modulazione di ampiezza" (AM) che credo sia ancora
usata nella radiodiffusione nelle bande sotto i 30 MHz o giu' di li'.
Poi fu inventata la "modulazione di frequenza" (FM) che consiste nel
variare non l'ampiezza, bensi' la frequenza dell'onda, in modo ancora
lineare col segnale elettrico del microfono.
Perche' la FM sia vantaggiosa per certi aspetti (per es. fedelta' e
immunita' da disturbi) ma richieda bande molto piu' ampie, il che la
rende utilizzabile solo sopra 50 MHz, nn e' il caso di raccontarlo...
Torniamo ai modem.
Fino a un certo punto, la tecnica usata era FSK (frequency shift
keying): veniva trasmessa una frequenza per indicare un "1" e una
diversa per indicare uno "0". Naturalmente emtrambe nella banda
acustica trasmessa dalla linea telefonica.
Si puo' vedere questa come una _modulazione di frequenza digitale_,
ossia con due soli valori della frequenza al posto del continuo delle
trasmissioni radio.
E' intuitivo che una tecnica cosi' semplice ha un limite intrinseco:
non puoi cambiare troppo spesso la frequenza, perche' se scendi sotto
la durata di un ciclo certamente non si potra' piu' riconoscere il
valore della frequenza.
Quindi la "baud rate" (la frequenza di cambiamenti, ossia all'incirca
la "bit rate") e' limitata.
Non ricordo quale sia stato il limite: 1200? 2400?
Ora possiamo prendere il problema da un altro lato: teorema di Hartley.
Questo dice che la massima bit rate che si puo' trasmettere su un
canale con larghezza di banda B, in presenza di un rapporto
segnale/disturbo S (in potenza) e' B*log_2(1+S).
L'ho citato perche' se lo applichiamo alla tecnica FSK, ne mostra il
difetto: la linea telefonica sarebbe in grado di trasmettere molta piu'
informazione per unita' di tempo (con frequenza di errore piccola a
piacere: teorema di Shannon) se si codificasse questa informazione in
modo adatto al canale.
La codifica FSK e' pessimistica, perche' (piu' o meno) equivale ad
assumere un'altissimo livello di rumore, in quanto rinuncia a
distinguere segnali che differiscano per l'ampiezza.
Nascono cosi' metodi di modulazione piu' complicati, di cui ho
dimenticato quasi tutto, se non che distinguono piu' di due tipi di
segnale (trasmissione non binaria, quindi) facendoli differire sia in
ampiezza sia in fase.
E' in questo modo che si arriva ai 56000 baud.
Suppongo poi che i protocolli di comunicazione tra due modem prevedano
anche la possibile ritrasmissione di un pacchetto in caso di errore,
ma le mie conoscenze si fermano qui...
Perche' ho fatto tutto questo sproloquio?
Perche' volevo sottolineare che il significato di "digitale" puo'
essere parecchio piu' complesso che non la semplice codifica binaria:
lo si puo' applicare in tutti i casi in cui il sistema di conunicazione
e' capace di distinguere, con prob. di errore trascurabile, un numero
finito di diversi "simboli".
Un modem puo' eseere visto, in questo senso, come un "traduttore", da
un tipo di codifica a un altro, adatti a diversi supporti, a diverso
hardware, conservando sempre in modo "error-free" il carattere
digitale di fondo; che quindi risulta, da questo punto di vista, un
concetto astratto, di cui le diverse codifiche forniscono diverse
rappresentazioni concrete.
 
------------------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
------------------------------

 ma le mie conoscenze si fermano qui...
E di compressione e decompressione in tempo reale.
Ciao
-- 
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

 e il nuovo supporto analogico viene ricreato da zero come se fosse nuovo.
Ora capisco cosa intendi! Magari riconosci anche il singolo simbolo dagli
altri, tuttavia non sei magari capace di distinguerlo se tracciato con una
grafia un po' diversa. Tuttavia noti e dai peso a queste differenze e non
hai il riconoscimento "a scatto" dello "stato" legato a quell'unico simbolo.
In questo senso è analogico!
Ancora una volta bisogna specificare in che modo si usa il segnale. Se penso
alle lettere dell'alfabto come a qualsiasi entità "fisicamente"
distinguibile dalle altre (poichè circondate da carta bianca), utilizzo la
pagina del libro "digitalmente". Se però presto attenzione alla forma dei
segni che cmq riesco a distinguere, non riconosco i vari stati (lettere
dell'alfabeto cinese), ma solo un continuum di forme che mutano
insensibilmente una nell'altra....
perdonatemi la vena poetica di stanotte -)
Grazie.

 rappresentazioni concrete.
Questo mi consola. Il modem come convertitore A/D non mi piaceva affatto.
Cmq vorrei sottolineare ulteriormente il messaggio: non credo a qualcosa di
intrinsecamente digitale o analogico. Dipende da come lo si usa. Una stessa
grandezza fisica variabile nel tempo o nello spazio, può essere usata
digitalmente o analogicamente. E' ovvio: l'"utilizzo" digitale preferirebbe
che magari il segnale fosse strutturato in un certo modo piuttosto che in un
altro, ecc. ecc.
Grazie

 perche dovrebbe fungere da converitore A/D - D/A.
Se le mie (ormai lontane) reminiscenze di comunicazioni elettriche non mi
ingannano, si chiama cosě perchč funge da MOdulatore-DEModulatore.
La modulazione č un'operazione che sposta la frequenza il segnale.