什么是數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)

根據(jù)信號(hào)方式的不同，通信可分為模擬通信和數(shù)字通信。模擬數(shù)據(jù)(Analog Data)是由傳感器采集得到的連續(xù)變化的值，例如溫度、壓力，以及目前在電話、無線電和電視廣播中的聲音和圖像。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Digital Data)則是模擬數(shù)據(jù)經(jīng)量化后得到的離散的值，例如在計(jì)算機(jī)中用二進(jìn)制代碼表示的字符、圖形、音頻與視頻數(shù)據(jù)。目前，ASCII美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼(American Standard Code for Information Interchange)已為ISOguoji標(biāo)準(zhǔn)化組織和CCITTguoji電報(bào)電話咨詢委員會(huì)所采納，成為guoji通用的信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼，使用7位二進(jìn)制數(shù)來表示一個(gè)英文字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)或控制符號(hào)；圖形、音頻與視頻數(shù)據(jù)則可分別采用多種編碼格式。

數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的不同

數(shù)字信號(hào)是一種離散的、脈沖有無的組合形式，是負(fù)載數(shù)字信息的信號(hào)。電報(bào)信號(hào)就屬于數(shù)字信號(hào)�，F(xiàn)在zui常見的數(shù)字信號(hào)是幅度取值只有兩種(用0和1代表)的波形，稱為“二進(jìn)制信號(hào)”�！皵�(shù)字通信”是指用數(shù)字信號(hào)作為載體來傳輸信息，或者用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后再傳輸?shù)耐ㄐ欧绞�。�?shù)字通信與模擬通信相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：shou先是抗干擾能力強(qiáng)。模擬信號(hào)在傳輸過程中和疊加的噪聲很難分離，噪聲會(huì)隨著信號(hào)被傳輸、放大、嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。數(shù)字通信中的信息是包含在脈沖的有無之中的，只要噪聲jue對(duì)值不超過某一門限值，接收端便可判別脈沖的有無，以bao證通信的可kao性。其次是遠(yuǎn)距離傳輸仍能bao證質(zhì)量。因?yàn)閿?shù)字通信是采用再生中繼方式，能夠xiao chu噪音，再生的數(shù)字信號(hào)和原來的數(shù)字信號(hào)一樣，可繼續(xù)傳輸下去，這樣通信質(zhì)量便不受距離的影響，可高質(zhì)量地進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。此外，它還具有適應(yīng)ge種通信業(yè)務(wù)要求(如電話、電報(bào)、圖像、數(shù)據(jù)等)，便于實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，便于采用大規(guī)模集成電路，便于實(shí)現(xiàn)加密處理，便于實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)的計(jì)算機(jī)管理等優(yōu)點(diǎn)。

不同的數(shù)據(jù)bixu轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的信號(hào)才能進(jìn)行傳輸：

模擬數(shù)據(jù)一般采用模擬信號(hào)。例如用一系列連續(xù)變化的電磁波(如無線電與電視廣播中的電磁波)，或電壓信號(hào)(如電話傳輸中的音頻電壓信號(hào))來表示；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)則采用數(shù)字信，例如用一系列斷續(xù)變化的電壓脈沖(如我們可用恒定的正電壓表示二進(jìn)制數(shù)1，用恒定的負(fù)電壓表示二進(jìn)制數(shù)0)，或光脈沖來表示。 當(dāng)模擬信號(hào)采用連續(xù)變化的電磁波來表示時(shí)，電磁波本身既是信號(hào)載體，同時(shí)作為傳輸介質(zhì)；而當(dāng)模擬信號(hào)采用連續(xù)變化的信號(hào)電壓來表示時(shí)，它一般通過傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸線路(例如電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng))來傳輸。 當(dāng)數(shù)字信號(hào)采用斷續(xù)變化的電壓或光脈沖來表示時(shí)，一般則需要用雙絞線、電纜或光纖介質(zhì)將通信雙方連接起來，才能將信號(hào)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換

模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間可以相互轉(zhuǎn)換：模擬信號(hào)一般通過PCM脈碼調(diào)制(Pulse Code Modulation)方法量化為數(shù)字信號(hào)，即讓模擬信號(hào)的不同幅度分別對(duì)應(yīng)不同的二進(jìn)制值，例如采用8位編碼可將模擬信號(hào)量化為2^8=256個(gè)量ji，實(shí)用中常采取24位或30位編碼；數(shù)字信號(hào)一般通過對(duì)載波進(jìn)行移相(Phase Shift)的方法轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。 計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)與城域網(wǎng)中均使用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，目前在計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)中實(shí)際傳送的則既有二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，也有由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換

而得的模擬信號(hào)。但是更具應(yīng)用發(fā)展前景的是數(shù)字信號(hào)。

實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信，bixu使發(fā)送端發(fā)出的模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，這個(gè)過程稱為“模數(shù)變換”。模擬信號(hào)數(shù)字化zui基本的方法有三個(gè)過程，di一步是“抽樣”，就是對(duì)連續(xù)的模擬信號(hào)進(jìn)行離散化處理，通常是以相等的時(shí)間間隔來抽取模擬信號(hào)的樣值。第二步是“量化”，將模擬信號(hào)樣值變換到zui接近的數(shù)字值。因抽樣后的樣值在時(shí)間上雖是離散的，但在幅度上仍是連續(xù)的，量化過程就是把幅度上連續(xù)的抽樣也變?yōu)殡x散的。第三步是“編碼”，就是把量化后的樣值信號(hào)用一組二進(jìn)制數(shù)字代碼來表示，zui終完成模擬信號(hào)的數(shù)字化。數(shù)字信號(hào)送入數(shù)字網(wǎng)進(jìn)行傳輸。接收端則是一個(gè)還原過程，把收到的數(shù)字信號(hào)變?yōu)槟�擬信號(hào)，即“數(shù)據(jù)摸變換”，從而再現(xiàn)聲音或圖像。

如果發(fā)送端發(fā)出的信號(hào)本來就是數(shù)字信號(hào)，則用不著進(jìn)行模數(shù)變換過程，數(shù)字信號(hào)可直接進(jìn)入數(shù)字網(wǎng)進(jìn)行傳輸。

由于人們對(duì)ge種通信業(yè)務(wù)的需求迅速增加，數(shù)字通信正向著小型化、化、高速大容量的方向迅速發(fā)展，zui終bi將取代模擬通信。