Tín Hiệu Analog Là Gì ? | Phân Biệt Tin Hiệu Analog Với Digital

Tín hiệu analog là gì mà trong tất cả các ngành kỹ thuật đều sử dụng trong hầu hết các giao tiếp với nhau giữa các thiết bị. Trong kỹ thuật điện – điện tử và tự động hóa, tín hiệu đóng vai trò trung tâm để truyền tải và xử lý thông tin. Trong đó, tín hiệu analog là loại tín hiệu lâu đời, gắn liền với các thiết bị đo lường, cảm biến và hệ thống âm thanh. Vậy tín hiệu analog là gì, đặc điểm ra sao và khác biệt thế nào so với tín hiệu digital? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ khái niệm, ví dụ thực tế và cách phân biệt hai dạng tín hiệu phổ biến này.

Nội Dung Chính

Toggle

• Tín Hiệu Analog Là Gì ?
  • Đặc điểm nổi bật của tín hiệu analog:
  • Khi nào dùng tín hiệu Analog?
• Tín hiệu Digital là gì ?
  • Đặc điểm của tín hiệu Digital
  • Khi nào dùng tín hiệu digital?
• So sánh Analog và digital
• Ứng dụng tín hiệu Analog và Digital
  • Xử lý tín hiệu Analog S7 1200
  • Bộ chia tín hiệu Analog
  • Bộ chuyển đổi tín hiệu Analog sang Digital

Tín Hiệu Analog Là Gì ?

Tín hiệu analog (tín hiệu tương tự) là loại tín hiệu có giá trị thay đổi liên tục theo thời gian. Nó có thể nhận vô số giá trị trong một khoảng xác định. Ví dụ: điện áp 0–10V, dòng 4–20mA, hay sóng âm thanh trong không khí.

Đặc điểm nổi bật của tín hiệu analog:

• Tín hiệu analog (tín hiệu tương tự) là tín hiệu có giá trị thay đổi liên tục theo thời gian.
• Nó có thể nhận vô số giá trị trong một khoảng nhất định.
• Được sử dụng phổ biến trong cảm biến, đo lường và xử lý âm thanh.

Ví dụ:

• Điện áp từ 0 → 10V có thể là 5.2V, 7.35V, 9.357V… (không giới hạn số mức).
• Âm thanh (giọng nói, nhạc), ánh sáng, nhiệt độ… là các dạng tín hiệu analog tự nhiên.
• Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ Pt100, thermocouple
• Dòng điện 4-20mA cho truyền dẫn tín hiệu trong hệ thống tự động hóa

👉 Đặc điểm: mềm mại, liên tục, nhưng dễ bị nhiễu khi truyền đi xa.

Khi nào dùng tín hiệu Analog?

Tín hiệu analog phù hợp trong các trường hợp cần đo đạc, hiển thị hoặc truyền tải những đại lượng liên tục trong tự nhiên.

🔹 Ứng dụng chính:

• Cảm biến đo lường: nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, độ ẩm, mức nước… (ví dụ: tín hiệu 4–20mA, 0–10V).
• Báo mức liên tục: báo mức chất lỏng liên tục trong các bồn chứa.
• Âm thanh & hình ảnh tự nhiên: micro, ampli, radio FM/AM, camera analog.
• Điều khiển công nghiệp: tín hiệu phản hồi liên tục để hệ thống PID hoặc PLC xử lý.

👉 Ưu điểm: phản ánh trung thực giá trị thực tế, dễ kết nối với cảm biến. 👉 Hạn chế: dễ bị nhiễu, suy hao khi truyền xa.

Khi đọc tới đây chắc hẵn anh em đã hiểu tín hiệu analog là gì rồi đúng không? Anh em có thể xem thêm: sự khác nhau giữa tín hiệu analog 4-20mA và 0-10V.

Tín hiệu Digital là gì ?

Tín hiệu Digital còn được gọi là tín hiệu số gồm 2 trạng thái 1 và 0 tương ứng mức cao và thấp. Tức là chỉ có hai trường hợp ON tương ứng mức 1 và OFF tương ứng mức 0. Trong điều khiển điện tử mưc 1 này sẽ tương ứng với 5V hoặc 10V, còn 0 tương ứng với OV hay còn gọi là mức thấp.

Đặc điểm của tín hiệu Digital

• Tín hiệu digital là tín hiệu có giá trị rời rạc (gián đoạn), thường chỉ có hai mức 0 và 1 (ON/OFF, HIGH/LOW).
• Được sử dụng để báo trạng thái mức thấp – mức cao trong công nghiệp
• Tín hiệu digital cũng chính là tín hiệu xung trong việc đo tốc độ động cơ

Tín hiệu digital dể dàng bắt gặp trong cuộc song hằng ngày như: công tắc đèn, rơle đóng mở tiếp điểm hay cảm biến báo mức đầy mức cạn mức nước …

Trên thực tế, khi ON thì có thể là điện áp 230V hoặc 380Vac để đóng ngắt bơm hay điều khiển một thiết bị nào đó. Đơn giản, 1 = ON là CHẠY còn O = OFF là TẮT.

Việc sử dụng tín hiệu digital được minh hoạ đơn giản như là một công tắc đóng ngắt đèn thường được sử dụng trong nhà. Quá đơn giản phải không ?

Ví dụ:

• Công tắc điện: bật (1) hoặc tắt (0).
• Tín hiệu truyền thông modbus rtu rs485
• Cảm biến báo mức đầy – mức cạn
• Encoder đo tốc độ quay của động cơ

👉 Đặc điểm: chính xác, ít nhiễu, dễ xử lý bằng vi xử lý và máy tính.

Khi nào dùng tín hiệu digital?

Tín hiệu digital được dùng khi cần truyền dữ liệu chính xác, ít nhiễu, hoặc khi cần xử lý bằng máy tính và vi điều khiển.

🔹 Ứng dụng chính:

• Điện tử & máy tính: xử lý dữ liệu nhị phân (0 – 1).
• Truyền thông & mạng: internet, USB, Bluetooth, Wi-Fi…
• Điều khiển ON/OFF: công tắc, rơ-le, cảm biến tiệm cận (chỉ báo có/không).
• Cảnh báo: cảnh báo đầy – báo cạn trong các bồn chứa

👉 Ưu điểm: ít nhiễu, dễ nén & mã hóa, dễ lưu trữ. 👉 Hạn chế: không phản ánh “mềm mại” như tín hiệu thật, cần chuyển đổi từ analog sang digital.

So sánh Analog và digital

Khi so sánh hai tín hiệu Analog và Digital chúng ta thấy sự khác biệt rất lớn giữa hai loại tín hiệu này. Trong khi analog sẽ tăng hoặc giảm theo hình SIN hoặc COS và thay đổi bất kỳ, thì tín hiệu Digital lại tăng giảm theo hình thang và biên độ được lặp lại theo trạng thái ban đầu.

Tiêu chí	Tín hiệu Analog	Tín hiệu Digital
Dạng sóng	Liên tục, mượt, hình sin…	Rời rạc, bậc thang, dạng vuông (square)
Giá trị	Vô số mức (liên tục)	Hữu hạn mức (thường 0 và 1)
Khả năng nhiễu	Dễ bị nhiễu khi truyền xa	Ít nhiễu, dễ mã hóa và sửa lỗi
Ứng dụng	Âm thanh, tín hiệu cảm biến, đo lường	Máy tính, truyền thông số, vi điều khiển
Xử lý	Cần mạch analog (khuếch đại, lọc…)	Dễ xử lý bằng vi xử lý/máy tính

Như vậy thì Analog hay tín hiệu Digital tối ưu hơn ?

Thật sự là không. Bởi tín hiệu analog biểu thị cho một trạng thái liên tục, trong khi tín hiệu Digital lại tượng trưng cho một trạng thái dừng hoặc chạy.

Vd : Máy lạnh chúng ta hay sử dụng có hai loại inverter và máy lạnh thông thường.

• Máy lạnh thông thường: chính là tín hiệu analog, chỉ chạy ON-OFF
• Máy lạnh inverter: chính là tín hiệu analog, chạy nhanh khi chưa đủ lạnh và chạy chậm khi đủ nhiệt độ cài đặt.

Ứng dụng tín hiệu Analog và Digital

• Tín hiệu Analog được sử dụng để đo mức liên tục chất lỏng trong bồn.
• Tín hiệu digital được dùng để báo mức đầy – mức cạn chất lỏng trong bồn.

Xử lý tín hiệu Analog S7 1200

PLC S7-1200 hỗ trợ cả Analog Input (AI) và Analog Output (AO) thông qua module mở rộng hoặc tích hợp (tùy model).

Các chuẩn tín hiệu phổ biến:

• Điện áp: 0–10V, ±10V
• Dòng điện: 0–20mA, 4–20mA
• Tín hiệu từ cảm biến (nhiệt độ, áp suất, mức nước…) sẽ được đưa về module analog input của PLC.

Lưu ý: CPU S7 1200 tiêu chuẩn chỉ nhận được tín hiệu 0-10V chứ không thể nhận 4-20mA. Với các modul mở rộng thì S7 1200 nhận được cả 4-20mA và 0-10V. Anh em lưu ý để không chọn sai nha.

Bộ chia tín hiệu Analog

Bộ chia tín hiệu Analog được sử dụng khi:

• Cần truyền tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V thành hai nơi khác nhau
• Truyền một nơi tín hiệu 4-20mA và một nơi tín hiệu 0-10V
• Truyền tín hiệu về PLC nơi xa và hiển thị giá trị nhiệt độ, áp suất, đo mức … tại chỗ

Bộ chuyển đổi tín hiệu Analog sang Digital

Chuyển đổi tín hiệu analog sang digital khi:

• Cần cảnh báo mức cao – mức thấp từ tín hiệu analog.
• Đếm số lần giá trị cài đặt vượt cảnh báo.
• Báo động còi, đèn tại chỗ mà không cần dùng tới các bộ lập trình.

Chúc anh em thành công!

Kỹ sư Cơ Điện Tử

Nguyễn Minh Hoà

Mobi : 0978.79.55.66