2024年9月19日

数字信号和模拟信号的区别(数字信号和模拟信号的概念)

数据可以分为两种信号,即数字信号和模拟信号,根据数据在时间、范围和值是否连续。

1、模拟信号

在电话通信中,电话在线传输的电信号是模拟用户声音大小的变化。这种变化的电信号在时间和范围上都是连续的,称为模拟信号。

模拟信号的优点是直观、易于实现,但有两个明显的缺点,即保密性差和抗干扰性差。

在沿线传输过程中,电信号会受到外部和通信系统内部的各种噪声的干扰,噪声和信号混合后难以分离,从而降低通信质量。线路越长,噪声积累就越多。

2、数字信号

在电报通信中,其电报信号是由“点”和“划”组成的电码(也称为莫尔斯电码)代表文字和数字。如果用电流代表“1”、没有电流代表“0”,那么“点”就是1、“划”就是1、1、1、0。莫尔斯电码一点一点地代表 A ,用一划三点代表 B ,所以 A 就是101110, B 就是1110101010….这种离散、不连续的信号称为数字信号。

数字信号的优势主要体现在以下几个方面:

(1)加强了通信的保密性。语音信号通过 A / D ( Analog to Digital ,模拟信号转换为数字信号)转换后,可先加密,然后传输,然后在接收端解密 D / A ( Digital to Analog ,将数字信号转换为模拟信号)转换为模拟信号。

例如,图像信号 x 将其转换为0110,可以通过某种加密算法,例如将一个位置转换为向右循环 Y =00111,对方得到 Y 后来很难反推 X 。由此可见,数字化为加密处理提供了非常有利的条件,密码的位数越多,破译密码就越困难。

(2)提高了抗干扰能力。数字信号在传输过程中会混入噪音,输入的信号电压可以通过由电子电路组成的门限电压(称为阙值)来衡量。只有达到一定的电压范围,电路才会有输出值,并自动产生整齐的脉冲(称为整形或再生)。

当较小的噪声电压到达时,它被过滤掉,因为它低于阈值,不会引起电路运动。因此,再生信号与原始信号完全相同,除非干扰信号大于原始信号,否则会产生错误的代码。

为了防止误码,在电路中设置了检查和纠正错误的方法,即当误码发生时,可以使用信号重新发送给对方。因此,数字传输适用于长途传输和性能差的线路。

(3)可建立综合数字通信网络。采用时间交换后,统一传输和交换,形成综合数字通信网络。

数字信号的主要缺点是:

(1)技术要求复杂,特别是同步技术要求精度高。如果接收方能够正确理解发送方的含义,就必须正确区分每个码元,找到每个信息组的开始,这就要求双方严格同步。如果形成数字网络,解决同步问题将更加困难。

(2)占用较宽的频带。由于线路传输脉冲信号,传输数字语音信息需要占用20~64kHz的带宽,而模拟路径只占用4kHz带宽,即一路 PCM ( Pulse Code Modulation ,脉码调制)信号占据了几种模拟方式。

(3)进行 A / D 在转换过程中会产生量化误差。