Відповіді:
Я припускаю, що ви не натякаєте на глибшу філософську дискусію про інформацію, владу та ентропію, але вас просто цікавлять практичні аспекти.
Простіше кажучи, цифрові схеми повинні вимірювати вхід, оцифровувати його, запускати через якусь обробку, а потім знову перетворювати вихід на електричний сигнал. Цифрові схеми не можуть безпосередньо маніпулювати аналоговими електричними сигналами. У вас по суті є додаткова затримка через перетворення сигналу.
Ви можете перестати читати тут, якщо це відповіло на ваше запитання.
З більш філософської / фізичної точки зору, ви майже у всіх схемах ви насправді не намагаєтесь маніпулювати електричною енергією (саме це робить силова електроніка), але ви намагаєтесь маніпулювати інформацією. У цьому випадку технічно зовсім не вірно, що аналог швидший, ніж цифровий. Чому? Ну, аналогові сигнальні шляхи - це неортогональні процесори інформації: немає такого поняття, як ідеальний оппамп або ідеальний буфер, все має паразитарні ефекти, які потрібно відфільтрувати або іншим чином позбутися. Особливо на дуже високих швидкостях стає справжньою проблемою навіть побудувати провід, який надійно передає напругу. Цифрова обробка відокремлює електричний аспект від інформації: після того, як вона оцифрувала свої входи, сигнал існує як дуже чиста форма інформації.
Незважаючи на те, що вас карають двома етапами перетворення, між ADC і DAC ви можете використовувати багато хитрощів обробки, щоб прискорити швидкість обробки і зазвичай значно перевершити продуктивність будь-якого чисто аналогового процесора сигналу. Прекрасним прикладом цього є революція цифрових модемів у стільникових телефонах, які зараз працюють на дуже близькій теоретичній межі обробки інформації (десятки pJ / бітових потреб в енергії), тоді як не дуже давно суто аналогові GSM-модеми вимагали порядків величини більша площа кремнію, і я думаю, що на 5 або 6 порядків більше енергії на обробку.
Цифрові процеси по суті додають певну кількість затримки, оскільки подія, яка відбувається між двома циклами годин, не може бути оброблена до наступного, і, щоб уникнути проблем з подіями, що трапляються дуже близько до меж тактового циклу, речі часто розроблені так, що події не наберуть чинності, поки другий тактовий цикл після них (спроба швидко вирішити, чи відбулася подія до або після межі тактового циклу часто напрочуд складно, навіть якщо тісні дзвінки можна було безпечно вирішити будь-яким способом; можливість перенести рішення про додатковий тактовий цикл значно полегшує справи). Однак зазвичай це лише незначна частина затримок, що спостерігається у багатьох цифрових системах.
Більш великий фактор затримки цифрових систем пов'язаний з тим, що з багатьох причин багато систем здатні обробляти великі куски даних більш ефективно, ніж маленькі. Наприклад, хоча можна було б записати 44 кГц стерео потоку аудіо даних, перервавши процесор 88 200 разів / секунду, що вимагатиме, щоб процесор припинив все, що він робив, 88200 разів / секунду, зберегвши всі його регістри, перейшов до переривання контекст, захопити зразок, переключитися назад і т. д. Навіть переривання входу та виходу займає лише мікросекунди, система витрачає 22% свого часу на вхід і вихід з переривання, а не на щось корисне. Якщо система замість цього використовує апаратне забезпечення для буферизації груп 512 зразків (256 з кожного каналу) та повідомляє процесор, коли кожна група готова,
Зауважте, що взяття груп з 256 зразків на канал може не здаватися великою затримкою (це приблизно 6 мс), якщо сигнал проходить через декілька пристроїв і кожен викликає таку затримку, затримки можуть збільшитися. Крім того, якщо на будь-якому з етапів сигнал проходить через використання будь-якого типу змінної загального часу, затримки можуть бути змінними. Передача аудіоданих у режимі реального часу через канал, який інколи мав більшу затримку, ніж в інші часи, спричиняв би помітне «повороти» або «гарблер» щоразу, коли затримка змінювалася. Щоб цього не допустити, деякі системи тегують блоки аудіоданих із часовою міткою, що вказує, коли вони були захоплені, і кінцевий одержувач цифрових даних, який перетворить їх назад в аналогову форму, утримує їх до тих пір, поки не буде пройдено певний час з моменту їх захоплення. . Якщо кінцевий одержувач затримує його до секунди після зйомки, то зміни затримки в різних частинах шляху не впливатимуть на вихід, якщо вони не становлять більше секунди. Якщо хтось вважає, що випадкові короткі затримки передачі будуть частими, але більш тривалі затримки будуть рідкісними, збільшення затримки до виходу кінцевого одержувача аудіо зменшить частоту чутних порушень, а також означає, що звук не вийде якнайшвидше як це інакше могло бути.
Крім того, цифрові системи, як правило, тактовані, фактично квантуючи час, тобто цифрові події не розповсюджуються до наступного часу.