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数字信号和模拟信号的区别
发布时间:2015-09-29   点击次数:3069次

根据信号方式的不同,通信可分为模拟通信和数字通信。模拟数据(Analog Data)是由传感器采集得到的连续变化的值,例如温度、压力,以及目前在、无线电和电视广播中的声音和图像。数字数据(Digital Data)则是模拟数据经量化后得到的离散的值,例如在计算机中用二进制代码表示的字符、图形、音频与视频数据。目前,ASCII美国信息交换标准码(American Standard Code for Information Interchange)已为ISO标准化组织和CCITT电报咨询委员会所采纳,成为通用的信息交换标准代码,使用7位二进制数来表示一个英文字母、数字、标点或控制符号;图形、音频与视频数据则可分别采用多种编码格式。数字信号与模拟信号的不同数字信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式,是负载数字信息的信号。电报信号就属于数字信号。现在zui常见的数字信号是幅度取值只有两种(用0和1代表)的波形,称为“二进制信号"。“数字通信"是指用数字信号作为载体来传输信息,或者用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。数字通信与模拟通信相比具有明显的优点:首先是抗干扰能力强。模拟信号在传输过程中和叠加的噪声很难分离,噪声会随着信号被传输、放大、严重影响通信质量。数字通信中的信息是包含在脉冲的有无之中的,只要噪声值不超过某一门限值,接收端便可判别脉冲的有无,以保证通信的可靠性。其次是远距离传输仍能保证质量因为数字通信是采用再生中继方式,能够消除噪音,再生的数字信号和原来的数字信号一样,可继续传输下去,这样通信质量便不受距离的影响,可高质量地进行远距离通信。此外,它还具有适应各种通信业务要求(如、电报、图像、数据等),便于实现统一的综合业务数字网,便于采用大规模集成电路,便于实现加密处理,便于实现通信网的计算机管理等优点。不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输:模拟数据一般采用模拟信号。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(如传输中的音频电压信号)来表示;数字数据则采用数字信,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。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(Pulse Code Modulation)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(Phase Shift)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。实现数字通信,必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号,这个过程称为“模数变换"。模拟信号数字化zui基本的方法有三个过程,*步是“抽样",就是对连续的模拟信号进行离散化处理,通常是以相等的时间间隔来抽取模拟信号的样值。第二步是“量化",将模拟信号样值变换到zui接近的数字值。因抽样后的样值在时间上虽是离散的,但在幅度上仍是连续的,量化过程就是把幅度上连续的抽样也变为离散的。第三步是“编码",就是把量化后的样值信号用一组二进制数字代码来表示,zui终完成模拟信号的数字化。数字信号送入数字网进行传输。接收端则是一个还原过程,把收到的数字信号变为模拟信号,即“数据摸变换",从而再现声音或图像。如果发送端发出的信号本来就是数字信号,则用不着进行模数变换过程,数字信号可直接进入数字网进行传输。由于人们对各种通信业务的需求迅速增加,数字通信正向着小型化、智能化、高速大容量的方向迅速发展,zui终必将取代模拟通信。

 

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