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什么是数字信号什么是模拟信号什么区别和用处

作者:金熙
2019-10-10
百科

下面就各自的概念和定义分别做以说明:

数字信号,是指幅度的取值是离散的,幅值表示被限制在有限个数值之内。

二进制码就是一种数字信号。

二进制码受噪声的影响小,易于有数字电路进行处理,所以得到了广泛的应用。

自变量是离散的、因变量也是离散的信号,这种信号的自变量用整数表示,因变量用有限数字中的一个数字来表示。

在计算机中,数字信号的大小常用有限位的二进制数表示,例如,字长为2位的二进制数可表示4种大小的数字信号,它们是00、01、10和11;若信号的变化范围在-1~1,则这4个二进制数可表示4段数字范围,即[-1,-0.5)、[-0.5,0)、[0,0.5)和[0.5,1]。

模拟信号(英语:analogsignal),是指在时域上数学形式为连续函数的信号。

与模拟信号对应的是数字信号,后者采取分立的逻辑值,而前者可以取得连续值。

模拟信号的概念常常在涉及电的领域中被使用,不过经典力学、气动力学(pneumatic)、水力学等学科有时也会使用模拟信号的概念。

二者的主要区别如下:

1.模拟信号与数字信号

不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输:模拟数据(模拟量)一般采用模拟信号(AnalogSignal),例如用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波),或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示;数字数据(数字量)则采用数字信号(DigitalSignal),例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压表示二进制数1,用恒定的负电压表示二进制数0),或光脉冲来表示。

当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时,电磁波本身既是信号载体,同时作为传输介质;而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时,它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。

当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时,一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来,才能将信号从一个节点传到另一个节点。

2.模拟信号与数字信号之间的相互转换

模拟信号和数字信号之间可以相互转换:模拟信号一般通过PCM脉码调制(PulseCodeModulation)方法量化为数字信号,即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值,例如采用8位编码可将模拟信号量化为2^8=256个量级,实用中常采取24位或30位编码;数字信号一般通过对载波进行移相(PhaseShift)的方法转换为模拟信号。

计算机、计算机局域网与城域网中均使用二进制数字信号,目前在计算机广域网中实际传送的则既有二进制数字信号,也有由数字信号转换而得的模拟信号。

但是更具应用发展前景的是数字信号。

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