Tanto sinais analógicos quanto digitais podem ser usados para transmitir programas de televisão para os aparelhos. Nos últimos anos, porém, as transmissões digitais substituíram as analógicas como a tecnologia preferida. Embora os sinais analógicos sejam mais baratos de emitir e manter, os digitais provaram ser mais eficazes na transmissão de imagem e som.
Por quase meio século, as televisões americanas operaram em sistema analógico. Elas recebiam a programação através de radiofrequências transmitidas pelas estações de TV. Cada estação emite uma frequência específica correspondente ao seu número de canal. As TVs analógicas captam esse sinal contínuo por meio de antenas. Ao mudar de canal, o espectador altera qual transmissão o aparelho recebe.
Por outro lado, os sinais digitais comunicam a programação através de código binário. As estações convertem sua transmissão em uma série de 0s e 1s e a enviam pelo ar. Televisores com sintonizadores digitais recebem esses dados e reproduzem exatamente a imagem e o som originais. Como TVs apenas analógicas não possuem sintonizador digital, não conseguem interpretar o código binário de uma transmissão digital.
TVs analógicas funcionam melhor quando próximas ao sinal da estação. O sinal degrada-se em longas distâncias, e prédios ou objetos podem interferir na transmissão. Já as TVs digitais recebem um sinal binário menos suscetível a interferências. A sequência de 0s e 1s duplicam a imagem e som originais com alta qualidade. No entanto, sinais digitais têm um limiar de recepção: se não forem fortes o suficiente, a TV não recebe nada. Próximo ao limiar, o áudio pode cortar e a imagem congelar ou pixelar. Um sinal analógico fraco ainda transmite, mas com ruído, granulação, fantasmas e "neve". TVs digitais dentro da faixa crítica recebem transmissão superior, com áudio e vídeo significativamente mais nítidos e realistas.
A televisão digital tem outra vantagem: uma estação pode transmitir até quatro canais digitais diferentes no espaço de um único canal analógico. Essa funcionalidade "multicast" permite oferecer mais programação em qualidade digital avançada.
Toda TV de alta definição nos EUA é transmitida via sinal digital, mas nem todo canal digital é alta definição. Embora o sinal binário seja ideal para HDTV, a definição padrão exige menos largura de banda. Estações podem transmitir quatro canais de definição padrão no espaço de um canal HD. Ainda assim, a TV digital de definição padrão é superior à analógica, pois sinais digitais viajam longas distâncias com menos interferência. Um sinal digital não é essencial para HDTV; no Japão, por exemplo, a HDTV é transmitida em sinal analógico.
Todas as estações de TV de potência total nos EUA desligaram o sinal analógico em 12 de junho de 2009, passando a transmitir exclusivamente em digital. Pequenas emissoras locais podem manter o analógico, mas seu sinal pode ser bloqueado por receptores digitais. Desde março de 2007, todos os televisores fabricados devem ter sintonizadores digitais. Quem possui TVs analógicas antigas pode adaptá-las com conversores digitais.
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